??? 微芯片設(shè)計有時就如同我們的生活一樣，有時很小的東西會慢慢積累而變成一件很了不起的東西。設(shè)計一個巧妙的微電路,，然后將它刻在一片硅上，你的一個小小的杰作就可能會引發(fā)一場科技革命,。這一切曾經(jīng)發(fā)生在英特爾8088處理器上。MostekMK4096型4千比特動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)、德州儀器的TMS32010數(shù)字信號處理器也曾經(jīng)引發(fā)過科技革命。

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??? 在集成電路占統(tǒng)治地位的半個世紀(jì)里,，許多杰出的微芯片在人們的難以置信中橫空出世，然而在這當(dāng)中,，僅有一小部分成為它們中的佼佼者,。它們的設(shè)計被證明是如此的先進(jìn)、如此的前衛(wèi),、如此的超前,，以致于我們不得不創(chuàng)造出更多的技術(shù)詞匯來描述它們。我們甚至可以說是它們?yōu)槲覀儙砹俗屔钭兒啙嵉募夹g(shù),，沒有它們我們的生活將變得冗長乏味,。

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??? 我們在此匯編了一份列有25款集成電路(IC)的名單。在由杰克·基爾比(JackKilby)和羅伯特·諾伊斯(RobertNoyce)(注：兩人為集成電路的發(fā)明者)建造的大廈中,，我們認(rèn)為它們應(yīng)當(dāng)被冠以佼佼者的美譽(yù),。它們中的一部分成為了芯片發(fā)展史中不朽的豐碑。如西格尼蒂克公司的SigneticsNE555定時器,。它們中的一部分則成為了教科書中的設(shè)計范例,，如飛兆半導(dǎo)體公司的Fairchild741運(yùn)算放大器。它們中的一部分的銷售量達(dá)到了數(shù)十億,，并仍然在繼續(xù)銷售,，如微芯科技公司的PIC微控制器。它們中的極小一部分開創(chuàng)出了全新的市場,，如東芝的閃存,。在它們當(dāng)中，至少有一個成為了通俗文化中令人討厭的東西,。問題：什么處理器能夠為美國動畫連續(xù)劇《飛出個未來》(Futurama)中的又是酒鬼又是煙槍的壞機(jī)器人班德提供動力,。答案是：摩斯太克公司的MOSTechnology6502微處理器。

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??? 當(dāng)然,，這份名單肯定會存在爭議,。有些人可能會指責(zé)我們選擇隨意以及過于冗長(這已經(jīng)不是第一次有人這么指責(zé)我們了)。為什么是英特爾的8088微處理器而不是4004(英特爾發(fā)布的首款微處理器)或8080(英特爾最著名的微處理器)呢?曾經(jīng)是許多航天飛機(jī)大腦,，發(fā)熱量極低的軍用級RCA1802處理器又排在什么位置呢?

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??? 您應(yīng)當(dāng)在介紹中明白一件事情,，那就是，作者,、作者所信任消息人士以及《IEEESpectrum》雜志多名編輯進(jìn)行了數(shù)周的爭論后才編出了這份名單,。我們并不準(zhǔn)備將每一款獲得了商業(yè)成功或取得了重大技術(shù)改良的微芯片都一一編入名單中。此外,，那些雖然設(shè)計出色,，但是只有五個設(shè)計它們的人員才記得的微芯片也不在我們的名單之列。我們只關(guān)注那些被證明是獨特的,，令人著迷的而又使人驚嘆的微芯片,。我們收入名單的各式各樣的微芯片既有大公司設(shè)計的也有小公司設(shè)計的,，在這些公司中，有些擁有很長的歷史,，有些是最近新成立的,。最重要的是，我們收集的是那些為許多人生活帶來影響的微芯片,，這些微芯片是令人震驚的設(shè)備中的一部分,，它們象征著技術(shù)的發(fā)展趨勢、令人感到欣喜,。

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??? 對于每一款微芯片,，我們都將會用設(shè)計它們的工程師和執(zhí)行人員的介紹來說明它們的設(shè)計經(jīng)歷，以及它們被創(chuàng)新的原因,。由于我們不是《IEEE計算史記事》(IEEEAnnalsoftheHistoryofComputing)的工作人員,，因此我們不會按年代順序、按類型或重要性為這25款微芯片進(jìn)行排序,。文章中我們只是以我們認(rèn)為的便于閱讀的順序隨意對這25款微芯片進(jìn)行了羅列,。請注意文章中的25款微芯片的年代順序是混亂的。

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??? 此外,，我們還詢問了一些杰出技術(shù)專家關(guān)于他們心目中所喜愛的微芯片,。我們甚至想知道在英特爾公司的創(chuàng)始人戈登·摩爾(GordonMoore)博士和臺灣積體電路制造股份有限公司(TaiwanSemiconductorManufacturingCo.)董事長張忠謀(MorrisChang)心目中哪些IC在具有特別的意義。

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??? 我們還想知道您的想法,。您是不是為我們的名單中沒有您期待的那款微芯片而感到憤怒呢?那么請深吸幾口氣,，泡杯菊花茶，然后加入到我們的討論中吧,。

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??? 西格尼蒂克NE555定時器(1971)

??? 那是1970年夏季的事情了,，它的設(shè)計者HansCamenzind甚至還能回憶起一兩件當(dāng)時關(guān)于中國餐館的事情。在加利福亞州的桑尼維爾的市區(qū),，公司有三間辦公室,，Camenzind的辦公室夾在兩間辦公室中間，面積很小,。當(dāng)時,，Camenzind是當(dāng)?shù)氐囊患野雽?dǎo)體公司――西格尼蒂克公司的顧問。Camenzind當(dāng)時經(jīng)濟(jì)不寬裕,，年薪不超過1.5萬美元,，家里還有妻子和四個孩子。Camenzind當(dāng)時真的迫切地需要發(fā)明出一件杰出的東西,。

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??? 當(dāng)然他也是這么做的,。事實上，這是一款歷史上最杰出的微芯片,。555是一個簡單的IC,，可以作為定時器或振蕩器,。這款微芯片成為了同類產(chǎn)品中最暢銷的產(chǎn)品，很快就大規(guī)模的應(yīng)用于廚房用品,、玩具,、太空飛船以及成千上萬的其它產(chǎn)品上。

??? 現(xiàn)年已經(jīng)75歲的Camenzind仍然在從事微芯片的設(shè)計工作,，不過他的家已經(jīng)不再靠近中國餐館了,。Camenzind回憶稱：“當(dāng)時這個微芯片差一點就沒有成功,?！?

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??? 在萌發(fā)設(shè)計555的想法的時候，Camenzind正在設(shè)計一種被稱為鎖相環(huán)的系統(tǒng),。在經(jīng)過一些修改后,，電路可以像一個簡單的定時器那樣工作。你設(shè)定好時間,，它就會在一個特定的時期內(nèi)運(yùn)行,。聽起來非常簡單，但是做起來并非如此,。

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??? 首先,，西格尼蒂克公司的工程部門拒絕了一想法。因為公司當(dāng)時正在銷售一些部件,，而客戶可以將這些部件用作定時器,。這已經(jīng)為這一想法畫上了句號，不過Camenzind一直堅持著自己的想法,。他找到了西格尼蒂克公司的營銷經(jīng)理ArtFury,。Fury對這一想法十分欣賞。

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??? 為此,，Camenzind花了近一年的時間測試電路試驗板原型,，并在紙上反復(fù)劃電路，裁剪Rubylith遮蔽膜,。Camenzind稱：“當(dāng)時全是手工制作的,，沒有電腦?！彼詈蟮脑O(shè)計擁有23個晶體管,、16個電阻器和2個二極管。

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??? 555在1971年投入市場,，當(dāng)時在市場上引起了轟動,。西格尼蒂克公司在1975年被飛利浦半導(dǎo)體公司收購，也就是現(xiàn)在的恩智浦半導(dǎo)體,。555銷售量達(dá)到了數(shù)十億部,。目前工程師仍然在使用555設(shè)計一些有用的模塊和一些用處不大的東西,，比如為汽車進(jìn)氣格柵設(shè)計電影《霹靂游俠》風(fēng)格的車燈。

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??? 德州儀器的TMC0281語音合成器(1978)

??? 如果沒有TMC0281,，E.T.可能還永遠(yuǎn)無法“給家里打電話”,。這是因為TMC0281是首款單芯片語音合成器，它也是德州儀器推出的“說和拼”(Speak&Spell)學(xué)習(xí)玩具的“心”(我們是不是應(yīng)該說是“嘴”呢?),。在史蒂芬·斯皮爾伯格的電影中,，外星人用它搭建了自己的行星間發(fā)報機(jī)(電影中，E.T.還用一衣架,、一個咖啡罐和一把圓鋸),。

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??? TMC0281使用了一種稱為線性預(yù)測編碼的技術(shù)傳遞聲音，聲音聽起來就像一連串的嗡嗡聲,、嘶嘶聲和邦綁聲,。當(dāng)年的四個工程師的GeneA.Frantz目前還在德州儀器。他稱,，這一令人驚訝的解決方案被認(rèn)為“不可能通過集成電路完成”,。微芯片的改進(jìn)型被用在了Atari街機(jī)游戲和克萊斯勒K-cars中。在2001年,，德州儀器將語音合成芯片產(chǎn)線賣給了Sensory公司,，后者在2007年晚些時候中止了該產(chǎn)線的生產(chǎn)。如果你需要打一個長距離或很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)距離的電話,，你可以在易趣上花上大約50美元買一個仍處于良好狀態(tài)的“說和拼”玩具來滿足你的需求,。

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??? 摩斯太克公司的MOSTechnology6502微處理器(1975)

??? 當(dāng)一個滿臉橫肉的怪人將這個微芯片裝在電腦上，并啟動電腦時,，整個宇宙都震驚了,。這個怪人就是蘋果公司創(chuàng)始人之一——斯蒂芬·沃茲尼克，那臺電腦就是AppleI,，處理器用的是由摩斯太克公司研發(fā)的8位微處理器6502,。這一處理器同時也是AppleII、theCommodorePET,、BBCMicro等經(jīng)典電腦以及諸如任天堂和Atari等游戲系統(tǒng)的大腦,。該處理器的設(shè)計者之一ChuckPeddle回憶稱，他們是在1975年的一個貿(mào)易展示會上推出這款處理器的,。他稱：“我們用芯片裝滿了兩個玻璃,。我和我的妻子就坐在那里賣這些芯片?！?502微處理器終于脫穎而出,，其原因是，6502的速度并不比它的競爭對手快多少,，但是它的價格便宜,，每部售價為25美元,，而英特爾的8080和摩托羅拉的6800售價大約在200美元。

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??? 與Peddle一起設(shè)計6502的BillMensch稱,，突破之處在于將一個最小限度的指令組與制作程序結(jié)合在了一起,，它的產(chǎn)量是其它競爭產(chǎn)品的10倍。6502迫使處理器價格下降,，為個人電腦革命起了推波助瀾的作用,。如今一些嵌入式系統(tǒng)仍在使用這些芯片。更大的興趣可能是在《飛出個未來》中,，6502是墮落的機(jī)器人班德的大腦,，這一信息出現(xiàn)在1999年的劇情中。

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??? 在《班德大腦的真象》一文中,，《飛出個未來》的電影監(jiān)制人和主要作者DavidX.Cohen將解釋他為什么將6502選作班德的大腦,。

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??? 德州儀器的TMS32010數(shù)字信號處理器(1983)

??? 作為美國的一個大州德克薩斯州給我們留下了許多深刻的印象,，如“十加侖”帽,、炸雞排、胡椒博士飲料,，以及TMS32010數(shù)字信號處理器,，不過相比較前面提到的幾件特產(chǎn)而言TMS32010數(shù)字信號處理器可能名聲要略遜一些。雖然由德州儀器的研發(fā)的TMS32010并不是首款DSP(首款DSP是西部電氣公司在1980年推出的DSP-1),，但是它卻是速度最快的一款,。TMS32010可以在200毫微秒內(nèi)進(jìn)行乘法運(yùn)算，這一成績這工程師們都興奮不已,。此外,，它還可以執(zhí)行來自快速片上(on-chip)ROM和慢速片外(off-chip)RAM的指令。而與之競爭的產(chǎn)品只有DSP功能,。DSP設(shè)計團(tuán)隊的成員WandaGass目前仍然在德州儀器,，他表示：“這一優(yōu)勢使得為TMS32010進(jìn)行程序開發(fā)變得更具靈活性，這就像為微控制器和微處理器進(jìn)行程序開發(fā)一樣,?！盩MS32010每部售價為500美元，在第一年這款產(chǎn)品都銷售了1000部,。隨后銷售量開始猛漲,，如今DSP已經(jīng)廣泛用于調(diào)制解調(diào)器、醫(yī)療設(shè)備和軍用系統(tǒng)中,。哦,，TMS32010還有一個應(yīng)用，那就是用在了一個可愛的洋娃娃身上,，這個洋娃娃可以唱歌和說話,。TMS32010是大型DSP家族中的首位,。未來DSP家族中還將會繼續(xù)擴(kuò)大，這可是德州儀器的財富,。

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??? 微芯科技公司的PIC16C84微控制器(1993)

??? 在上世紀(jì)九十年代早期,，8位微控制器領(lǐng)域由摩托羅拉一家公司獨占。隨后一家小的連名字都不起眼的競爭者現(xiàn)出了,，這就是微芯科技公司,。微芯科技公司研發(fā)出了PIC16C84，該產(chǎn)品整合了一種名為EEPROM的存儲器,。在擦除時,，PIC16C84微控制器并不像它的前輩那樣需求紫外線擦除器。該芯片的主要設(shè)計師RodDrake現(xiàn)在為微芯科技公司的董事,。他稱：“現(xiàn)在用戶可以在飛行中改變他們的編碼了,。”更棒的是,，這款芯片的成本低于5美元,，僅有目前其它替代產(chǎn)品成本的四分之一。這些替代產(chǎn)品主要來自摩托羅拉公司,。16C84已經(jīng)被使用在智能卡,、遠(yuǎn)程控制、無線汽車鑰匙中,。16C84成為了微控制器領(lǐng)域的開端,，而微芯科技公司也成為了《財富500》排行榜中的電子工業(yè)超級明星。目前16C84已經(jīng)銷售了60億部,，其中一部分被用在了工業(yè)控制器,、無人飛行器、數(shù)字驗孕測試,、芯片控制煙火,、LED珠寶飾物和名為TurdAlert的化糞池監(jiān)視器上。

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??? 飛兆半導(dǎo)體公司的μA741運(yùn)算放大器(1968)

??? 運(yùn)算放大器都是一些設(shè)計相似的硅板,。你總是在使用它們中的一些,。在幾乎所有的事情中你都可以用到它們，它們也會漂亮的完成一些任務(wù),。設(shè)計者們用它們制作音頻和視頻的前置放大器,、電壓比較器、精度校正器,、以及許多的其它系統(tǒng),，這些都是日常電子用品的一部分。

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??? 在1963年，26歲的工程師RobertWidlar在飛兆半導(dǎo)體公司設(shè)計出了首款單片電路的運(yùn)算放大器IC――μA702,。當(dāng)時每部售價為300美元,。隨后，Widlar通過改進(jìn)設(shè)計出了μA709,，成本也隨之削減到了70美元,，這使得該款產(chǎn)品獲得了巨大的商業(yè)成功。故事到了這里,，事業(yè)如日中天的Widlar要求升職,。在要求沒有得到滿足后，Widlar辭職了,。國家半導(dǎo)體公司如獲致寶,，迅速就雇用了Widlar。在國家半導(dǎo)體公司,，Widlar幫助建立了相似的IC設(shè)計部門,。在1967年，Widlar為國家半導(dǎo)體公司研發(fā)出了更好的運(yùn)算放大器,，LM101,。

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??? 盡管對于突然出現(xiàn)的競爭，飛兆半導(dǎo)體公司管理人員變得焦頭爛額,，但是在公司的研發(fā)實驗室里,，新加入的DavidFullagar對LM101進(jìn)行了仔細(xì)的研究,。很快,，F(xiàn)ullagar發(fā)現(xiàn)雖然LM101的設(shè)計非常巧妙，但是還是存在許多缺點,。為了避免特定的頻率失真,，工程師不得不將一個外部電容與芯片聯(lián)接。此外,，由于半導(dǎo)體的質(zhì)量有波動,，導(dǎo)致IC的輸入級，也就是所謂的前端使得一些芯片對噪音十分敏感,。

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??? 他稱：“前端看起來有些臨時湊合的感覺,。”

??? Fullagar著手開始自己的設(shè)計,。他拓展了半導(dǎo)體當(dāng)時的制造程序限制,，在芯片中整合了一個30皮法電容。現(xiàn)在如何改良前端呢?解決方案非常的簡單,，增加了一對額外的晶體管,。“在當(dāng)時，我并不知道如何解決這一問題,，我開車去了一趟塔霍湖,。”額外的電路使得放大更加平滑,，從芯片到芯片變得十分穩(wěn)定,。

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??? Fullagar帶著自己設(shè)計找到了飛兆半導(dǎo)體公司研發(fā)總監(jiān)GordonMoore。Moore隨后將這一設(shè)計送到了公司的商業(yè)部門,。新的芯片μA741成為了運(yùn)算放大器的標(biāo)準(zhǔn),。IC和由飛兆半導(dǎo)體公司競爭對手研發(fā)的類似產(chǎn)品已經(jīng)銷售了數(shù)百萬部。以702每部售價300美元的價格你在今天可以買數(shù)千個741芯片,。

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??? Intersil公司的ICL8038波形發(fā)生器(大約1983*)

??? 批評家一直嘲笑ICL8038性能有限和運(yùn)行不規(guī)律等毛病,。這一正統(tǒng)、直角,、三角,、鋸齒和脈沖波形發(fā)生器確定有點不可靠。但是工程師們很快就找到了如何可靠使用這一芯片的方法,，隨后8038取得了重大成功,，最終8038銷售了數(shù)百萬部，并且在不盡其數(shù)的應(yīng)用程序中找到了自己的應(yīng)用方式,，如著名的Moog音樂合成器,，以及盜用電路線路者在上世紀(jì)八十年代擊敗電話公司的“藍(lán)盒”等等。8038是如此的熱銷,，以致于Intersil公司出版了一份名為《你一直想知道的關(guān)于ICL8038的方方面面》的資料,。有這樣一個問題：“為什么連接銷7至8能夠獲得最佳的溫度性能?”Intersil公司在2002年放棄了8038。但是發(fā)燒友至今仍然在收集ICL8038,，以自己制造發(fā)生器和泰勒明電子琴,。

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??? *目前Intersil公司公共關(guān)系部和公司中最后接觸過ICL8038的工程師們都不清楚精確ICL8038的數(shù)據(jù)。你知道嗎?

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