??? 微芯片設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一場科技革命。這一切曾經發生在英特爾8088處理器上。MostekMK4096型4千比特動態隨機存取存儲器(DRAM)、德州儀器的TMS32010數字信號處理器也曾經引發過科技革命。

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??? 在集成電路占統治地位的半個世紀里，許多杰出的微芯片在人們的難以置信中橫空出世，然而在這當中，僅有一小部分成為它們中的佼佼者。它們的設計被證明是如此的先進、如此的前衛、如此的超前，以致于我們不得不創造出更多的技術詞匯來描述它們。我們甚至可以說是它們為我們帶來了讓生活變簡潔的技術，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明者)建造的大廈中，我們認為它們應當被冠以佼佼者的美譽。它們中的一部分成為了芯片發展史中不朽的豐碑。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計范例，如飛兆半導體公司的Fairchild741運算放大器。它們中的一部分的銷售量達到了數十億，并仍然在繼續銷售，如微芯科技公司的PIC微控制器。它們中的極小一部分開創出了全新的市場，如東芝的閃存。在它們當中，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劇《飛出個未來》(Futurama)中的又是酒鬼又是煙槍的壞機器人班德提供動力。答案是：摩斯太克公司的MOSTechnology6502微處理器。

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

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??? 您應當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》雜志多名編輯進行了數周的爭論后才編出了這份名單。我們并不準備將每一款獲得了商業成功或取得了重大技術改良的微芯片都一一編入名單中。此外，那些雖然設計出色，但是只有五個設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計的也有小公司設計的，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備中的一部分，它們象征著技術的發展趨勢、令人感到欣喜。

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??? 對于每一款微芯片，我們都將會用設計它們的工程師和執行人員的介紹來說明它們的設計經歷，以及它們被創新的原因。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款微芯片進行排序。文章中我們只是以我們認為的便于閱讀的順序隨意對這25款微芯片進行了羅列。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專家關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，它的設計者HansCamenzind甚至還能回憶起一兩件當時關于中國餐館的事情。在加利福亞州的桑尼維爾的市區，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。當時，Camenzind是當地的一家半導體公司――西格尼蒂克公司的顧問。Camenzind當時經濟不寬裕，年薪不超過1.5萬美元，家里還有妻子和四個孩子。Camenzind當時真的迫切地需要發明出一件杰出的東西。

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??? 當然他也是這么做的。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品中最暢銷的產品，很快就大規模的應用于廚房用品、玩具、太空飛船以及成千上萬的其它產品上。

??? 現年已經75歲的Camenzind仍然在從事微芯片的設計工作，不過他的家已經不再靠近中國餐館了。Camenzind回憶稱：“當時這個微芯片差一點就沒有成功。”

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??? 在萌發設計555的想法的時候，Camenzind正在設計一種被稱為鎖相環的系統。在經過一些修改后，電路可以像一個簡單的定時器那樣工作。你設定好時間，它就會在一個特定的時期內運行。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，并在紙上反復劃電路，裁剪Rubylith遮蔽膜。Camenzind稱：“當時全是手工制作的，沒有電腦。”他最后的設計擁有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年被飛利浦半導體公司收購，也就是現在的恩智浦半導體。555銷售量達到了數十億部。目前工程師仍然在使用555設計一些有用的模塊和一些用處不大的東西，比如為汽車進氣格柵設計電影《霹靂游俠》風格的車燈。

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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)學習玩具的“心”(我們是不是應該說是“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報機(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測編碼的技術傳遞聲音，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為“不可能通過集成電路完成”。微芯片的改進型被用在了Atari街機游戲和克萊斯勒K-cars中。在2001年，德州儀器將語音合成芯片產線賣給了Sensory公司，后者在2007年晚些時候中止了該產線的生產。如果你需要打一個長距離或很遠很遠距離的電話，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的8位微處理器6502。這一處理器同時也是AppleII、theCommodorePET、BBCMicro等經典電腦以及諸如任天堂和Atari等游戲系統的大腦。該處理器的設計者之一ChuckPeddle回憶稱，他們是在1975年的一個貿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。”6502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合在了一起，它的產量是其它競爭產品的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是墮落的機器人班德的大腦，這一信息出現在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數字信號處理器，不過相比較前面提到的幾件特產而言TMS32010數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毫微秒內進行乘法運算，這一成績這工程師們都興奮不已。此外，它還可以執行來自快速片上(on-chip)ROM和慢速片外(off-chip)RAM的指令。而與之競爭的產品只有DSP功能。DSP設計團隊的成員WandaGass目前仍然在德州儀器，他表示：“這一優勢使得為TMS32010進行程序開發變得更具靈活性，這就像為微控制器和微處理器進行程序開發一樣。”TMS32010每部售價為500美元，在第一年這款產品都銷售了1000部。隨后銷售量開始猛漲，如今DSP已經廣泛用于調制解調器、醫療設備和軍用系統中。哦，TMS32010還有一個應用，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家族中還將會繼續擴大，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)

??? 在上世紀九十年代早期，8位微控制器領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出了，這就是微芯科技公司。微芯科技公司研發出了PIC16C84，該產品整合了一種名為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。該芯片的主要設計師RodDrake現在為微芯科技公司的董事。他稱：“現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品成本的四分之一。這些替代產品主要來自摩托羅拉公司。16C84已經被使用在智能卡、遠程控制、無線汽車鑰匙中。16C84成為了微控制器領域的開端，而微芯科技公司也成為了《財富500》排行榜中的電子工業超級明星。目前16C84已經銷售了60億部，其中一部分被用在了工業控制器、無人飛行器、數字驗孕測試、芯片控制煙火、LED珠寶飾物和名為TurdAlert的化糞池監視器上。

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??? 飛兆半導體公司的μA741運算放大器(1968)

??? 運算放大器都是一些設計相似的硅板。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。設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，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在飛兆半導體公司設計出了首款單片電路的運算放大器IC――μA702。當時每部售價為300美元。隨后，Widlar通過改進設計出了μA709，成本也隨之削減到了70美元，這使得該款產品獲得了巨大的商業成功。故事到了這里，事業如日中天的Widlar要求升職。在要求沒有得到滿足后，Widlar辭職了。國家半導體公司如獲致寶，迅速就雇用了Widlar。在國家半導體公司，Widlar幫助建立了相似的IC設計部門。在1967年，Widlar為國家半導體公司研發出了更好的運算放大器，LM101。

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??? 盡管對于突然出現的競爭，飛兆半導體公司管理人員變得焦頭爛額，但是在公司的研發實驗室里，新加入的DavidFullagar對LM101進行了仔細的研究。很快，Fullagar發現雖然LM101的設計非常巧妙，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接。此外，由于半導體的質量有波動，導致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著手開始自己的設計。他拓展了半導體當時的制造程序限制，在芯片中整合了一個30皮法電容。現在如何改良前端呢?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定。

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??? Fullagar帶著自己設計找到了飛兆半導體公司研發總監GordonMoore。Moore隨后將這一設計送到了公司的商業部門。新的芯片μA741成為了運算放大器的標準。IC和由飛兆半導體公司競爭對手研發的類似產品已經銷售了數百萬部。以702每部售價300美元的價格你在今天可以買數千個741芯片。

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??? Intersil公司的ICL8038波形發生器(大約1983*)

??? 批評家一直嘲笑ICL8038性能有限和運行不規律等毛病。這一正統、直角、三角、鋸齒和脈沖波形發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銷售了數百萬部，并且在不盡其數的應用程序中找到了自己的應用方式，如著名的Moog音樂合成器，以及盜用電路線路者在上世紀八十年代擊敗電話公司的“藍盒”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。但是發燒友至今仍然在收集ICL8038，以自己制造發生器和泰勒明電子琴。

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

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