开发第一个轨道集成电路

文章作者:Micah McDaniel, Texas Instruments

鲍勃·库克有解决半导体问题的天赋。杰克·基尔比(Jack Kilby)在美国宇航局(NASA)的一个早期项目中任命库克为德州仪器的首席工程师。

对查尔斯·“鲍勃”·库克来说,传奇人物杰克·基尔比指派的一个项目导致了首个绕地球轨道运行的集成电路的开发,并为未来的空间电子学奠定了基础。

杰克•基尔比是两年多以前的事吗发明集成电路当时他被提升为德州仪器公司刚刚起步的半导体实验室的负责人。那是1961年,太空竞赛正在升温。基尔比正在做三份备受瞩目的合同,但都遇到了麻烦。

Kilby被委托为民兵导弹制导系统和美国空军计算机系统设备定制ic。第三个项目是nasa特别具有挑战性的要求——基尔比清楚地知道他想让谁来领导这个项目。

鲍勃·库克(Bob Cook)是一位年轻但才华横溢的工程师,擅长解决半导体问题。基尔比亲自挑选库克担任美国宇航局项目的首席工程师。这一决定将改变未来几代人的太空探索。

库克说:“我觉得我能做到,因为从数学上看,这似乎是可行的。”

飞向月球

美国国家航空和宇宙航行局的未来阿波罗计划将目光投向了月球。成功需要增加计算能力和通过小型化减少重量。因此,航天局已经开始将分立晶体管的电路转换为集成电路。

Kilby之前向NASA提供了TI的第一个商用芯片——TI SN502,价格约为450美元。但美国宇航局需要在同等空间内提供更多动力和速度的替代方案。

Kilby的挑战是:设计一条数字逻辑ic线来取代SN502,但速度是它的10倍,功耗是它的十分之一。帮助。

NASA想在10个月内完成。

集成电路行业的基础仍然不稳固:早期的批评人士指出,制造业的产量非常低,同时向量产转型带来了业务挑战。尽管如此,基尔比和透明国际的联合创始人之一帕特里克·哈格蒂认为这是可以做到的。

他们是对的。

“当时,我们的业务主要是国防合同,他们都想要更小更轻的设备,”当时在这家芯片制造商公司办公室工作的退休人员马克斯•波斯特(Max Post)说。哈格蒂对集成电路非常有信心,相信它会奏效。IC被证明是减少这些系统的尺寸和重量的最重要的发展。”

奠定了基础

为了完成最后期限,库克每周工作六天,从日出到日落,周日还得去教堂。他监控生产线,仔细挑选每一个晶圆,以获得最好的产量。大约50%的芯片工作了,所以他用镊子逐个检查了被淘汰的芯片,以确定怎样的调整可以提高产量。

“我们做了两件以前从未做过的事,”现年88岁、住在佛罗里达州西棕榈滩的鲍勃说。“我们找到了一种将两个晶体管放在芯片上的方法,我们在硅表面放置氧化物,这样我们就可以在芯片上放置导体来连接晶体管。”

51系列集成电路就这样诞生了。

51系列1961年11月的封面《财富》杂志magazine -是一组基于电阻-电容-晶体管技术的6个数字逻辑电路,具有更低的功率和小的扁平封装。现在TI有了它的第一个完整的、兼容的逻辑集,作为现代计算的基础,并引入了术语“系列”。在大约3年的时间里,51系列、52系列、53系列和54系列品牌迅速获得了业界的认可。的SN5400,一种军用级四通道、双输入与非门,用于军事无线电,今天仍可用。

库克说:“我告诉杰克,我们可以在芯片上添加更多的东西,然后把它装配起来,这样它在其他很多应用中也会很有用。”“另外两份合同最终转向了51系列流程,从而扭转了他们的项目。正是因为我们制造的这个设备,我们才让他摆脱了这三个令人头疼的问题。”

在51系列上所做的工作为TI目前仍在销售的几个产品奠定了基础。它最终成为集成电路技术的先驱,使越来越数字化的世界成为可能。

“可以肯定地说,我们今天接触到的99%的应用程序——从便宜的儿童玩具到家用电器,到个人电子产品,再到工厂自动化和控制——都有某种逻辑门,”德州仪器公司逻辑产品营销和应用经理Michael Shultis说。“由于对51系列以及最终的54系列所做的努力,今天的逻辑半导体市场出现了爆炸性增长。”

“只是在做我的工作”

1963年感恩节后不久,美国国家航空航天局(NASA)悄无声息地发射了火箭探险家18“星际监测平台”的第一颗卫星。这颗卫星收集了有关太空辐射的数据,以支持即将到来的阿波罗任务。

退休的TI工程师鲍勃·库克拿着杰克·基尔比送给他的SN502芯片,以感谢库克在51系列上的工作。

从表面上看,这次发射似乎很普通。但对于未来的空间电子学来说,这是非同寻常的:机载光学方面计算机的核心是由库克和他的团队设计的一对51系列集成电路——SN510和SN514。它们是第一个绕地球轨道运行的ic。

库克说:“我当时并不知道,但我认为这可能会发生,因为谁拥有它们。”他回忆说,他当时并不知道自己的集成电路将成为第一个进入太空的产品。“我从来不知道我的工作将会进入什么样的系统。我只是在做我的工作。”

库克不久前离开了德州仪器探险家18启动。他开创了45年辉煌的职业生涯,于2002年从西门子退休。他拥有22项专利,其中一项是气囊传感器,在气囊成为汽车标准安全设备之前就已开发出来。当NASA收到51系列时,将Kilby的原始芯片sn502送回TI。

基尔比把它送给了库克,作为对他工作的“感谢”。

库克说:“我的生活很好,在我的职业生涯中,我一直在创新思维方面卓有成效。”“在德州仪器,我学会了解决半导体问题,这也是我以后职业生涯的核心工作。我被赐予了一种天赋,我得到了一个利用它的机会。

“杰克和我很亲密,我们做了很多好事。和他一起工作是我职业生涯的亮点之一。”

本文最初发表于EE倍

弥迦书麦克丹尼尔是德州仪器公司的全球企业项目经理。

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