“芯片之父”杰克•基尔比

2000年，杰克·基尔比（1923—2005）因发明了集成电路被授予诺贝尔物理学奖。诺奖评审委员会评价他“为现代信息技术奠定了基础”，《洛杉矶时报》评选他为“20世纪对美国经济最有影响的50人”之首。

他被称为“芯片之父”。人们盛赞他“点燃了一个信息时代”，做出了“20世纪上半叶最有价值的发明”，革新了电子工业，奠定了第三次工业革命的技术基础，改变了人类的生活方式。

当瑞典国王将2000年的诺贝尔物理学奖颁给杰克·基尔比，以奖励他在42年前发明首枚芯片时，这位时年77岁的老人一点也不买账，他声称自己只是一位普通的工程师，最多算是发明家。他坦称自己既不懂物理，更不是科学家。

杰克·基尔比还真称不上物理学家，毕竟他并非出身于学术殿堂，也从未发现过任何科学规律，更没思考过什么科学问题，甚至连一篇像样的科学论文也没发表过，只是拥有六十余项专利而已。不过，他确实是一名相当有成就的工程师。

他说：“我知道这项发明很重要，但从来没意识到它会这么重要，更未想到它会得到如此广泛的应用。”如今回过头再看时，不难发现当初他发明芯片的思路和方法并不复杂，但是他发挥了创造性思维，抓住了问题的核心，把数学技巧用在了解决实际工程问题上。

其实，就在他发明首款芯片仅仅几个月后，亿万富翁、科学家、仙童半导体公司的罗伯特·诺伊斯发明了更先进、更强大、更实用的硅芯片，更早投入了商业领域。这也是为什么诺伊斯始终不服气，想通过法律手段，甚至不惜花费10年功夫打官司，为自己争取“芯片之父”的荣誉。只可惜诺伊斯于1990年去世了，从而与诺贝尔奖擦肩而过。

杰克·基尔比在发表获奖感言时叹息道：“要是诺伊斯还活着的话，他肯定会和我共同分享此奖。”后人公认，基尔比和诺伊斯是芯片的共同发明人。

1923年11月8日，杰克·基尔比以长子身份诞生于美国堪萨斯州杰弗逊城的一个普通家庭。他的父亲是一位优秀的电气工程师，还拥有一家小型电力公司。基尔比从小就经常怀着崇敬的心情看着爸爸在发电厂里捣鼓各种发电和输电设备。他觉得非常好玩，立志要像爸爸那样，也成为一名电气工程师。

基尔比在学校成绩一般。1941年，基尔比高中毕业。他本想进入美国最好的工学院——麻省理工学院，希望以后成为一名出色的工程师。可是，最后他以3分之差被拒，只能勉强进入父母的母校读本科。入学后不久，珍珠港事件爆发，基尔比应召入伍，在印缅战场待了数年，成了一名无线电通信设备维修员。

战后，基尔比回到大学，继续读电子工程专业。当时的许多教授曾是在战争中实际使用过雷达和无线电设备的军人，他们的动手操作能力很强，非常重视解决实际问题。教授们的工程思维对基尔比产生了很大的影响，所以，他对当时的微型电路工艺非常清楚。

24岁那年，基尔比从大学毕业，获得了电子工程学士学位。正是在这一年，美国贝尔实验室发明了晶体管。这意味着基尔比在整个大学期间所学的主要知识（电子管技术等）已过时。

不过，即使用当时最先进的晶体管，组装出来的设备仍然十分笨重，完全不适于大规模应用，还有许多小型化甚至微型化的制造工艺问题需要解决。此外，当时晶体管的成本很高，很难普及。为此，基尔比怀着对晶体管技术的浓厚兴趣，就职于威斯康星州的中心实验室。在此期间，他掌握了当时最先进的印制电路工艺。更为重要的是，他在这里完成了发明芯片所需的准备工作。

其次，他利用业余时间参加威斯康星大学的电子工程学硕士班夜校，阅读了大量介绍微型化电路的论文，全面学习了晶体管知识，坚定了晶体管是电子线路中最好的器件的信念。他还在1950年获得了硕士学位。

英国雷达研究所的达默于1952年提出了集成电路的理论构想，即把电子线路所需要的晶体管、二极管和其他元器件全部制作在同一块半导体上。但如何从工艺上将其变成现实呢？当时的产学研各界展开了激烈竞争，谁都想拔得头筹成为芯片的首位发明人。随着时代的发展，微电子技术的概念正迅速从科学理论转变成工程思维。

集成电路已呼之欲出，研制微型电路的梦想在基尔比的心中更是越来越强烈。此时，他却发现自己所在的贝尔实验室已无法帮助自己实现梦想了。老板不想在硅课题上投资，因为硅工艺的造价确实太高。基尔比坚信，只有硅才是未来的电子材料，只有硅晶体管才是未来。1958年5月，基尔比跳槽到了德州仪器（TI）公司。这家公司愿意支持他研究“电子器件微型化”课题，并答应给他提供足够的时间和不错的条件。在刚刚入职两个月后，一个天才的想法在他的脑海里渐渐清晰起来：采用相同材料，同时制造无源元件（电阻、电容）和有源器件（晶体管）;这些元器件还可以事先在同一块材料上造好，再相互连接，然后形成完整的电路。

用什么当作“同一块材料”呢？基尔比当然选择了半导体硅。硅广泛存在于岩石、沙砾和尘土中，是地壳中含量第二丰富的元素。

有关芯片发明的细节，基尔比几乎在一天之内就完成了。1958年7月24日，他将发明思路整理成了只有5页的实验日志，并画出了相关设计图纸和工艺流程。基尔比的创意是利用单独的一块硅片做出完整的电路，如此便能将电路缩小到极致。

当时，大家对这项发明的重要性都相当认可。1958年8月28日，基尔比完成了关键部件。9月12日，TI公司的众多主管怀着激动而紧张的心情围住基尔比，见证了试验的成功。人类历史上第一块芯片终于诞生了！TI公司马上向全球宣布了这一振奋人心的喜讯，基尔比立即启动了专利抢注工作。幸好他抢注得快，否则在随后与诺伊斯打官司时就被动了。1958年9月12日被视为芯片的诞生日，它揭开了信息革命的序幕，开创了历史新纪元，宣告了硅时代的来临。

发明芯片后，基尔比还做了许多其他有意义的发明和创造工作。1966年，他研制出了第一台袖珍计算器。后来，他又发明了一种硅质太阳能装置，但未得到市场认可。

有趣的是，基尔比虽然研制了许多电子设备，但他从不使用它们。计算时，他坚持只用计算尺;计时时，他拒绝用电子表，而只用传统的手表。此外，他始终认定自己只是一个解决问题的工程师，对他来说解决问题比挣钱更重要。他甚至承认“对于那些用钱就能解决的问题，自己缺乏想象力”。只要能做自己喜欢的事情，他就心满意足了。在生活方面，他也没啥追求。一辆汽车用了数十年，即使已破烂不堪，他也舍不得淘汰，仍将其放在车库里备用。

（摘自人民邮电出版社《通信那些事儿》）