慶祝人類登月50周年:TI集成電路的一大步
發布時間:2019-07-25 責任編輯:wenwei
【導讀】1969年7月20日,TI航空航天工程師Verie Lima與家人正在達拉斯地區的一個社區泳池遊泳時,突然聽到一位女士喊道:“它要實現了!”

“人類即將登陸月球,” Verie說。“當聽到這個消息時,泳池裏的每個人幾乎同時跳出來並回到各自的車上。”
Verie與妻子及三個孩子在幾分鍾內趕回了家,在客廳觀看電視播出的見證人類登陸月球的曆史時刻。
“我考慮最多的是實現登月背後的技術,”已從TI退休的Verie說。
Verie是TI的一位負責無人太空計劃的電路設計師,實現登月這一刻對於許多像Verie這樣的工程師而言如同夢幻一般,是多年來潛心努力的成果。TI的工程師研發出了用於引導阿波羅11號月球探測器模型,用於啟動和終止火箭衝刺以及用於控製雷達和導航裝置的產品,這些對於成功登月至關重要。
Verie被尼爾·阿姆斯特朗登陸月球時邁出第一步的情景深深震撼了。但與此同時,他仍然在思考自己的工作。
他說:“阿波羅11號取得成功對我而言非常重要。因為一旦失敗,太空計劃的其他工作也會擱淺。登月成功意味著我可以繼續從事這一工作。”
力求在太空競賽中拔得頭籌
在20世紀60和70年代,Verie參與研發用於Mariner和Voyager飛船的集成電路。他和TI數千名員工力求在太空競賽中拔得頭籌。
已從TI退休的化學師Sid Parker開發了一種製造碲鎘汞材料的工藝,這種材料可用於製造能夠感應紅外輻射的前視紅外(FLIR)相機。
“前視紅外線可以生成具有極佳細節的圖像,並具有多種用途,包括深入了解太空深處,”Sid說。

解決技術挑戰以實現太空探索對於達成肯尼迪總統在20世紀60年代實現載人登月的目標至關重要。
“肯尼迪去世前曾說登月夢想將在十年內實現。我們堅信自己可以成為研發登月技術的領導者,”Verie說。
20世紀50年代末,蘇聯成功拍攝了月球的遠端畫麵,並在阿波羅11號出現之前的太空競賽中取得領先。
“我們試圖跟上蘇聯的水平,但我們做不到,” Verie說。“我們落後了。而且蘇聯人在月球上確實擁有過自己的活動。”
Verie在幾十年前設計的許多集成電路現在仍被用於太空領域。例如,Voyager II尚未從航天器中退役。該航天器利用20世紀70年代的技術繼續探索行星,並已經到達距地球130多億英裏的領域。Verieshuo,hangtianqisuopaishedezhaopianyijinghuidaleyuzhouzhongdeyixieshenmishiwu,biruhuoxingshangshifouyoushengming。zheyiqiedeshixianjinkaoweisangedengpaogongdiandeyongdianlianglaiweichi。
“旅行者(Voyager)計劃的重要意義相當於登月計劃,因為它做了沒人做過的事兒,到現在也沒有人做的事情。該計劃取得了的成果,超過了40年的太空探索的成果,”Verie說。
解決太空飛行的技術挑戰
如果沒有發明集成電路,旅行者(Voyager)、阿波羅(Apollo)、水手(Mariner)就無法完成這些太空任務。在人類曆史上首次登上月球的11年前,TI工程師Jack Kilbyzaishiyanshishougongzhizuoleshougejichengdianlu。suiranmeiyoujikebeichengren,dangaijichengdianlujiangyouzhuyujiejuetaikongfeixingdejishuwenti,yinweitayunxugongchengshijiangduogedianzidianluzhiyuyikuaixiaoerbianpingdebandaoticailiaoshang,congerjianqingzhongliangbingjieshenggonglv。
“擁有更輕的重量,更小的功率和體積,你就可以對航天器進行更多的實驗,”Verie說。
集成電路必須在1958年9月12日Jack首次推出該技術至1969年7月20日尼爾·阿姆斯特朗邁出人類的“一小步”這兩個時間點之間完成巨大進步。
“問題並不是電路或元件,而在於零重力環境中使用合適的技術,”Verie說。
“在TI,我們僅花費了11年就研發出了用於航空航天史上最關鍵的任務 — 阿波羅11號的新型集成電路,其具有與首個集成電路同樣重要的創新意義。”首席技術官Ahmad Bahai說。
降低成本
1959年,美國空軍資助TI的一個項目,即研究集成電路的製造工藝。由此產生的試點項目使得集成電路的成本從每個1000美元降低至450美元,在後來幾年的製造業發展,使得每片芯片的成本進一步降低至25美元。

1962年,TI工程師設計了首台搭載火箭進入太空的集成電路設備。它被用來創建一個計數器來研究地球磁場中捕獲的輻射。
1964年,我們的工程師為Ranger 7建立了命令探測器/解碼器。太空探測器成功發來首張月球表麵的近距離圖像,這使科學家和工程師能夠確定阿波羅宇航員最安全的著陸區。
如今,集成電路仍然是現代電子產品的基石,其容量、功率、尺(chi)寸(cun)和(he)速(su)度(du)呈(cheng)指(zhi)數(shu)級(ji)增(zeng)長(chang)。實(shi)際(ji)上(shang),集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)可(ke)以(yi)支(zhi)持(chi)您(nin)擁(yong)有(you)的(de)任(ren)何(he)一(yi)款(kuan)智(zhi)能(neng)設(she)備(bei)以(yi)及(ji)您(nin)每(mei)天(tian)觸(chu)摸(mo)到(dao)的(de)許(xu)多(duo)東(dong)西(xi)。比(bi)一(yi)角(jiao)硬(ying)幣(bi)還(hai)小(xiao)的(de)現(xian)代(dai)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)上(shang)可(ke)能(neng)包(bao)含(han)數(shu)十(shi)億(yi)個(ge)晶體管。
“智能手機的內存比旅行者(Voyager)航天器上的組件多24萬倍,速度快10萬倍,”Verie說。“難以置信吧。”
Verie認為技術未來的發展將會超出了我們的想象。
“回首1958年Jack Kilby在TI實驗室發明首個集成電路的情景,我們已經取得了長足進步。我將會銘記這一切。”
要了解有關集成電路從發明之日至今所走之路的更多信息,請查看我們的博文:2019年9月12日 - Jack Kilby紀念日。
* Caleb Pirtle III撰寫的《Engineering the World》,第85-86頁
** Caleb Pirtle III撰寫的《Engineering the World》,第39頁
*** Caleb Pirtle III撰寫的《Engineering the World》,第39頁
**** Caleb Pirtle III撰寫的《Engineering the World》,第39頁
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