基本内容
1948年，貝爾實驗室的威廉·肖克利(William Shockley)和兩位同事發明了晶體管，它可以代替真空管放大電子信号，使電子設備向輕變化、高效化發展。肖克利因此被譽為“晶體管之父”，并因此獲得了1956年度的諾貝爾物理學獎。這是電子技術的一次重大革新。傑克·基爾比當時24歲，剛剛獲得伊利諾斯大學的電子工程學士學位。他在自述中說：“在大學裡，我的大部分課程都是有關電力方面的，但因為我童年時對于電子技術的興趣，我也選修了一些電子管技術方面的課程。我畢業于1947年，正好是貝爾實驗室宣布發明了晶體管的前一年，這意味着我的電子管技術課程将要全部作廢。”
然而問題還沒有完全解決，應用晶體管組裝的電子設備還是太笨重了。顯然，個人擁有計算機，仍然是一個遙不可及的夢想。
科技總是在一個個夢想的驅動下前進。1952年，英國雷達研究所的G·W·A·達默首先提出了集成電路的構想：把電子線路所需要的晶體三極管、晶體二極管和其它元件全部制作在一塊半導體晶片上。雖然從對傑克·基爾比的自述中我們看不出這一構想對他是否有影響，但我們也能感受到，微電子技術的概念即将從工程師們的思維裡噴薄而出。
世界上第一塊集成電路誕生。1947年，伊利諾斯大學畢業生傑克·基爾比懷着對電子技術的濃厚興趣，在威斯康星州的密爾瓦基找了份工作，為一個電子器件供應商制造收音機、電視機和助聽器的部件。工餘時間，他在威斯康星大學上電子工程學碩士班夜校。當然，工作和上課的雙重壓力對基爾比來說可算是一個挑戰，但他說：“這件事能夠做到，且它的确值得去努力。”
取得碩士學位後，基爾比與妻子遷往德克薩斯州的達拉斯市，供職于德州儀器公司，因為它是惟一允許他差不多把全部時間用于研究電子器件微型化的公司，給他提供了大量的時間和不錯的實驗條件。基爾比生性溫和，寡言少語，加上6英尺6英寸的身高，被助手和朋友稱作“溫和的巨人”。正是這個不善于表達的巨人醞釀出了一個巨人式的構思。
當時的德州儀器公司有個傳統，炎熱的8月裡員工可以享受雙周長假。但是，初來乍到的基爾比卻無緣長假，隻能待在冷清的車間裡獨自研究。在這期間，他漸漸形成一個天才的想法：電阻器和電容器（無源元件）可以用與晶體管（有源器件）相同的材料制造。另外，既然所有元器件都可以用同一塊材料制造，那麼這些部件可以先在同一塊材料上就地制造，再相互連接，最終形成完整的電路。他選用了半導體矽。
“我坐在桌子前，待的時間好像比平常晚一點。”他在1980年接受采訪時回憶說，“整個構想其實在當天就已大緻成形，接着我将所有想法整理出來，并在筆記本上畫出了一些設計圖。等到主管回來後，我就将這些設計圖拿給他看。當時雖然有些人略有懷疑，但他們基本上都了解這項設計的重要性。”
于是，我們回到文章開頭的那一幕，那一天，公司的主管來到實驗室，和這個巨人一起接通了測試線路。試驗成功了。德州儀器公司很快宣布他們發明了集成電路，基爾比為此申請了專利。
集成電路發明的意義：
開創了矽時代。當時，他也許并沒有真正意識到這項發明的價值。在獲得諾貝爾獎後，他說：“我知道我發明的集成電路對于電子産業非常重要，但我從來沒有想到它的應用會像今天這樣廣泛。”
集成電路取代了晶體管，為開發電子産品的各種功能鋪平了道路，并且大幅度降低了成本，第三代電子器件從此登上舞台。它的誕生，使微處理器的出現成為了可能，也使計算機變成普通人可以親近的日常工具。集成技術的應用，催生了更多方便快捷的電子産品，比如常見的手持電子計算器，就是基爾比繼集成電路之後的一個新發明。直到今天，矽材料仍然是我們電子器件的主要材料。所以，2000年，集成電路問世42年以後，人們終于了解到他和他的發明的價值，他被授予了諾貝爾物理學獎。諾貝爾獎評審委員會曾經這樣評價基爾比：“為現代信息技術奠定了基礎”。
1959年，仙童半導體公司的羅伯特·羅伊斯申請了更為複雜的矽集成電路，并馬上投入了商業領域。但基爾比首先申請了專利，因此，羅伊斯被認為是集成電路的共同發明人。羅伊斯于1990年去世，與諾貝爾獎擦肩而過。
傑克·基爾比相當謙遜，他一生擁有六十多項專利，但在獲獎發言中，他說：“我的工作可能引入了看待電路部件的一種新角度，并開創了一個新領域，自此以後的多數成果和我的工作并無直接聯系。”
集成電路得曆史變革：1958年9月12日，基爾比研制出世界上第一塊集成電路，成功地實現了把電子器件集成在一塊半導體材料上的構想，并通過了德州儀器公司高層管理人員的檢查。請記住這一天，集成電路取代了晶體管，為開發電子産品的各種功能鋪平了道路，并且大幅度降低了成本，使微處理器的出現成為了可能，開創了電子技術曆史的新紀元，讓我們現在習以為常一切電子産品的出現成為可能。
回顧集成電路的發展曆程，我們可以看到，自發明集成電路至今40多年以來，"從電路集成到系統集成"這句話是對IC産品從小規模集成電路（SSI）到今天特大規模集成電路（ULSI）發展過程的最好總結，即整個集成電路産品的發展經曆了從傳統的闆上系統（System-on-board）到片上系統（System-on-a-chip）的過程。在這曆史過程中，世界IC産業為适應技術的發展和市場的需求，其産業結構經曆了三次變革。
第一次變革：以加工制造為主導的IC産業發展的初級階段。70年代，集成電路的主流産品是微處理器、存儲器以及标準通用邏輯電路。這一時期IC制造商（IDM）在IC市場中充當主要角色，IC設計隻作為附屬部門而存在。這時的IC設計和半導體工藝密切相關。IC設計主要以人工為主，CAD系統僅作為數據處理和圖形編程之用。IC産業僅處在以生産為導向的初級階段。
第二次變革：Foundry公司與IC設計公司的崛起。80年代，集成電路的主流産品為微處理器（MPU）、微控制器（MCU）及專用IC（ASIC）。這時，無生産線的IC設計公司（Fabless）與标準工藝加工線（Foundry）相結合的方式開始成為集成電路産業發展的新模式。
随着微處理器和PC機的廣泛應用和普及（特别是在通信、工業控制、消費電子等領域），IC産業已開始進入以客戶為導向的階段。一方面标準化功能的IC已難以滿足整機客戶對系統成本、可靠性等要求，同時整機客戶則要求不斷增加IC的集成度，提高保密性，減小芯片面積使系統的體積縮小，降低成本，提高産品的性能價格比，從而增強産品的競争力，得到更多的市場份額和更豐厚的利潤。
另一方面，由于IC微細加工技術的進步，軟件的硬件化已成為可能，為了改善系統的速度和簡化程序，故各種硬件結構的ASIC如門陣列、可編程邏輯器件（包括FPGA）、标準單元、全定制電路等應運而生，其比例在整個IC銷售額中1982年已占12%；其三是随着EDA工具（電子設計自動化工具）的發展，PCB設計方法引入IC設計之中，如庫的概念、工藝模拟參數及其仿真概念等，設計開始進入抽象化階段，使設計過程可以獨立于生産工藝而存在。
有遠見的整機廠商和創業者包括風險投資基金（VC）看到ASIC的市場和發展前景，紛紛開始成立專業設計公司和IC設計部門，一種無生産線的集成電路設計公司（Fabless）或設計部門紛紛建立起來并得到迅速的發展。同時也帶動了标準工藝加工線（Foundry）的崛起。全球第一個Foundry工廠是1987年成立的台灣積體電路公司，它的創始人張忠謀也被譽為"晶芯片加工之父"。
第三次變革："四業分離"的IC産業90年代，随着INTERNET的興起，IC産業跨入以競争為導向的高級階段，國際競争由原來的資源競争、價格競争轉向人才知識競争、密集資本競争。以DRAM為中心來擴大設備投資的競争方式已成為過去。如1990年，美國以Intel為代表，為抗争日本躍居世界半導體榜首之威脅，主動放棄DRAM市場，大搞CPU，對半導體工業作了重大結構調整，又重新奪回了世界半導體霸主地位。這使人們認識到，越來越龐大的集成電路産業體系并不有利于整個IC産業發展，"分"才能精，"整合"才成優勢。
于是，IC産業結構向高度專業化轉化成為一種趨勢，開始形成了設計業、制造業、封裝業、測試業獨立成行的局面（如下圖所示），近年來，全球IC産業的發展越來越顯示出這種結構的優勢。如台灣IC業正是由于以中小企業為主，比較好地形成了高度分工的産業結構，故自1996年，受亞洲經濟危機的波及，全球半導體産業出現生産過剩、效益下滑，而IC設計業卻獲得持續的增長。
特别是96、97、98年持續三年的DRAM的跌價、MPU的下滑，世界半導體工業的增長速度已遠達不到從前17%的增長值，若再依靠高投入提升技術，追求大尺寸矽片、追求微細加工，從大生産中來降低成本，推動其增長，将難以為繼。而IC設計企業更接近市場和了解市場，通過創新開發出高附加值的産品，直接推動着電子系統的更新換代；同時，在創新中獲取利潤，在快速、協調發展的基礎上積累資本，帶動半導體設備的更新和新的投入；IC設計業作為集成電路産業的"龍頭"，為整個集成電路産業的增長注入了新的動力和活力.
IC封裝:我們經常聽說某某芯片采用什麼什麼的封裝方式，在我們的電腦中，存在着各種各樣不同處理芯片，那麼，它們又是是采用何種封裝形式呢？并且這些封裝形式又有什麼樣的技術特點以及優越性呢？那麼就請看看下面的這篇文章，将為你介紹個中芯片封裝形式的特點和優點。
DIP雙列直插式封裝：DIP(DualIn－line Package)是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片，絕大多數中小規模集成電路(IC)均采用這種封裝形式，其引腳數一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳，需要插入到具有DIP結構的芯片插座上。當然，也可以直接插在有相同焊孔數和幾何排列的電路闆上進行焊接。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應特别小心，以免損壞引腳。
DIP封裝具有以下特點：适合在PCB(印刷電路闆)上穿孔焊接，操作方便、芯片面積與封裝面積之間的比值較大，故體積也較大。Intel系列CPU中8088就采用這種封裝形式，緩存(Cache)和早期的内存芯片也是這種封裝形式。
QFP塑料方型扁平式封裝和PFP塑料扁平組件式封裝：QFP（Plastic Quad Flat Package）封裝的芯片引腳之間距離很小，管腳很細，一般大規模或超大型集成電路都采用這種封裝形式，其引腳數一般在100個以上。用這種形式封裝的芯片必須采用SMD（表面安裝設備技術）将芯片與主闆焊接起來。采用SMD安裝的芯片不必在主闆上打孔，一般在主闆表面上有設計好的相應管腳的焊點。将芯片各腳對準相應的焊點，即可實現與主闆的焊接。
用這種方法焊上去的芯片，如果不用專用工具是很難拆卸下來的。PFP（Plastic Flat Package）方式封裝的芯片與QFP方式基本相同。唯一的區别是QFP一般為正方形，而PFP既可以是正方形，也可以是長方形。
QFP/PFP封裝具有以下特點：适用于SMD表面安裝技術在PCB電路闆上安裝布線、适合高頻使用、操作方便，可靠性高、芯片面積與封裝面積之間的比值較小、Intel系列CPU中80286、80386和某些486主闆采用這種封裝形式。
PGA插針網格陣列封裝：PGA(Pin Grid Array Package)芯片封裝形式在芯片的内外有多個方陣形的插針，每個方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據引腳數目的多少，可以圍成2-5圈。安裝時，将芯片插入專門的PGA插座。為使CPU能夠更方便地安裝和拆卸，從486芯片開始，出現一種名為ZIF的CPU插座，專門用來滿足PGA封裝的CPU在安裝和拆卸上的要求。
ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把這種插座上的扳手輕輕擡起，CPU就可很容易、輕松地插入插座中。然後将扳手壓回原處，利用插座本身的特殊結構生成的擠壓力，将CPU的引腳與插座牢牢地接觸，絕對不存在接觸不良的問題。而拆卸CPU芯片隻需将插座的扳手輕輕擡起，則壓力解除，CPU芯片即可輕松取出。
PGA封裝具有以下特點：插拔操作更方便，可靠性高。可适應更高的頻率。Intel系列CPU中，80486和Pentium、Pentium Pro均采用這種封裝形式。
BGA球栅陣列封裝：随着集成電路技術的發展，對集成電路的封裝要求更加嚴格。這是因為封裝技術關系到産品的功能性，當IC的頻率超過100MHz時，傳統封裝方式可能會産生所謂的“CrossTalk”現象，而且當IC的管腳數大于208 Pin時，傳統的封裝方式有其困難度。因此，除使用QFP封裝方式外，現今大多數的高腳數芯片（如圖形芯片與芯片組等）皆轉而使用BGA(Ball Grid Array Package)封裝技術。BGA一出現便成為CPU、主闆上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。
BGA封裝技術又可詳分為五大類：PBGA（Plasric BGA）基闆：一般為2-4層有機材料構成的多層闆。Intel系列CPU中，Pentium II、III、IV處理器均采用這種封裝形式。CBGA（CeramicBGA）基闆：即陶瓷基闆，芯片與基闆間的電氣連接通常采用倒裝芯片（FlipChip，簡稱FC）的安裝方式。Intel系列CPU中，Pentium I、II、Pentium Pro處理器均采用過這種封裝形式。FCBGA（FilpChipBGA）基闆：硬質多層基闆。TBGA（TapeBGA）基闆：基闆為帶狀軟質的1-2層PCB電路闆。CDPBGA（Carity Down PBGA）基闆：指封裝中央有方型低陷的芯片區（又稱空腔區）。
BGA封裝具有以下特點：I/O引腳數雖然增多，但引腳之間的距離遠大于QFP封裝方式，提高了成品率。雖然BGA的功耗增加，但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善電熱性能。信号傳輸延遲小，适應頻率大大提高。組裝可用共面焊接，可靠性大大提高。
BGA封裝方式經過十多年的發展已經進入實用化階段。1987年，日本西鐵城（Citizen）公司開始着手研制塑封球栅面陣列封裝的芯片（即BGA）。而後，摩托羅拉、康柏等公司也随即加入到開發BGA的行列。1993年，摩托羅拉率先将BGA應用于移動電話。同年，康柏公司也在工作站、PC電腦上加以應用。直到五六年前，Intel公司在電腦CPU中（即奔騰II、奔騰III、奔騰IV等），以及芯片組（如i850）中開始使用BGA，這對BGA應用領域擴展發揮了推波助瀾的作用。目前，BGA已成為極其熱門的IC封裝技術，其全球市場規模在2000年為12億塊，預計2005年市場需求将比2000年有70%以上幅度的增長。
CSP芯片尺寸封裝：随着全球電子産品個性化、輕巧化的需求蔚為風潮，封裝技術已進步到CSP(Chip Size Package)。它減小了芯片封裝外形的尺寸，做到裸芯片尺寸有多大，封裝尺寸就有多大。即封裝後的IC尺寸邊長不大于芯片的1.2倍，IC面積隻比晶粒（Die）大不超過1.4倍。
CSP封裝又可分為四類：Lead Frame Type(傳統導線架形式)，代表廠商有富士通、日立、Rohm、高士達（Goldstar）等等。Rigid Interposer Type(硬質内插闆型)，代表廠商有摩托羅拉、索尼、東芝、松下等等。Flexible Interposer Type(軟質内插闆型)，其中最有名的是Tessera公司的microBGA，CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表廠商包括通用電氣（GE）和NEC。Wafer Level Package(晶圓尺寸封裝)：有别于傳統的單一芯片封裝方式，WLCSP是将整片晶圓切割為一顆顆的單一芯片，它号稱是封裝技術的未來主流，已投入研發的廠商包括FCT、Aptos、卡西歐、EPIC、富士通、三菱電子等。
CSP封裝具有以下特點：滿足了芯片I/O引腳不斷增加的需要。芯片面積與封裝面積之間的比值很小。極大地縮短延遲時間。
CSP封裝适用于腳數少的IC，如内存條和便攜電子産品。未來則将大量應用在信息家電（IA）、數字電視（DTV）、電子書（E-Book）、無線網絡WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手機芯片、藍芽（Bluetooth）等新興産品中。
MCM多芯片模塊：為解決單一芯片集成度低和功能不夠完善的問題，把多個高集成度、高性能、高可靠性的芯片，在高密度多層互聯基闆上用SMD技術組成多種多樣的電子模塊系統，從而出現MCM(Multi Chip Model)多芯片模塊系統。
MCM具有以下特點：封裝延遲時間縮小，易于實現模塊高速化。縮小整機/模塊的封裝尺寸和重量。系統可靠性大大提高。
傑克·基爾比生平
教育背景：
1947年，電子工程學士，伊利諾斯大學。
1950年，電子工程碩士，威斯康星大學，德克薩斯州。
職業經曆：
1947年～1958年 中央實驗室，威斯康星州，密爾瓦基。
1958年～1970年 德州儀器公司，德克薩斯州，達拉斯。
1970年11月 自德州儀器公司離職，但繼續為其擔任兼職顧問。
1978年～1984年 德克薩斯農工大學，電機工程學特聘教授。
發展對策建議
創新性效率超越傳統的成本性靜态效率
從理論上講，商務成本屬于成本性的靜态效率範疇，在産業發展的初級階段作用顯著。外部商務成本的上升實際上是産業升級、創新驅動的外部動力。作為高新技術産業的上海集成電路産業，需要積極利用産業鍊完備、内部結網度較高、與全球生産網絡有機銜接等集群優勢，實現企業之間的互動共生的高科技産業機體的生态關系，有效保障并促進産業創業、創新的步伐。事實表明，20世紀80年代，雖然矽谷的土地成本要遠高于128公路地區，但在矽谷建立的半導體公司比美國其他地方的公司開發新産品的速度快60%，交運産品的速度快40%。具體而言，就是矽谷地區的硬件和軟件制造商結成了緊密的聯盟，能最大限度地降低從創意到制造出産品等相關過程的成本，即通過技術密集關聯為基本的動态創業聯盟，降低了創業成本，從而彌補了靜态的商務成本劣勢。
準确的産品與市場定位
許多歸國創業的設計人才認為，中國的消費者是世界上最好的衣食父母，與歐美發達國家相比，我們的消費者對新産品充滿好奇，一般不退貨，基本無賠償。這些特點為設計企業的創業、創新與發展提供了良好的市場機遇。企業要善于去發現産品應用，尋找市場。設計公司擴張主要是受限于人才與産品定位。由于在人才團隊、市場和産品定義方面的不足，初創公司不可能做大項目，不适合于做集聚型大項目。現有的大多數設計企業還是适合于分散型市場，主動去支持系統廠商，提供大量的服務。人力密集型業務項目不适合歐美公司，更适合我們。例如，在國内市場上，如果一個産品能出貨300萬顆，那麼公司就會去做，國外企業則不可能去做它。
打造國際精英人才的“新故鄉”，充分發揮海歸人才優勢
海歸人才在國外做了很多超前的技術開發研究，并且在全球一些頂尖公司内有産業經驗，回國後從事很有需求的産品開發應用，容易成功。集成電路産業的研發就怕方向性錯誤與低水平重複，海歸人才知道如何去做才能夠成功。n“歸國人才團隊+海外工作經驗+優惠政策扶持+風險投資”式上海集成電路産業發展的典型模式，這在張江高科技園區尤為明顯。然而，由于國際社區建設滞後、戶籍政策限制、個人所得稅政策缺乏國際競争力等多方面原因綜合作用，張江仍然沒有成為海外高級人才的安家落戶、長期紮根的開放性、國際性高科技園區。留學生短期打算、“做做看”的“候鳥”觀望氣氛濃厚，不利于全球高級人才的集聚。要充分發揮張江所處的區位優勢以及浦東綜合配套改革試點的政策優勢，将單純吸引留學生變為吸引留學生、國外精英等高層次人才。
通過科學城建設以及個人所得稅率的國際化調整、落戶政策的優化，發揮上海“海派文化”傳統，将張江建設成為世界各國人才彙集、安居樂業的新故鄉，大幅提升張江在高層次人才争奪中的國際競争力。
重在積累，克服急功近利
設計業的複雜度很高，需要強大的穩定的團隊、深厚的積累。積累是一個不可逾越的發展過程。中國集成電路産業的發展如同下圍棋，不能隻争一時之短長，要比誰的氣長，而不是誰的空多。n集成電力産業人才尤其是設計人才供給問題長期以來是輿論界關注的熱點，許多高校在專業與設置、人才培養方面急功近利，片面追随所謂社會熱點和學業對口，導緻學生的基本綜合素質和人文科學方面的素養不夠高，知識面過窄。事實上，衆多設計企業普遍反映，他們招聘人才的标準并非是單純的所謂專業對口，而是更注重基礎知識和綜合素質，他們普遍反映高校的教育太急功近利了。
促進企業間合作，促進産業鍊合作
國内企業之間的橫向聯系少，外包剛剛起步，基本上每個設計企業都有自己的芯片，都在進行全面發展。這些因素都限制了企業的快速發展。要充分運用華南一些企業為國外做的解決方案，這樣終端客戶就可以直接将公司産品運用到原有解決方案上去。此外，設計企業要與方案商、通路商、系統廠商形成緊密的戰略合作夥伴關系。
摒棄理想化的産學研模式
産學研一體化一直被各界視為促進高新技術産業發展的良方，但實地調研結果暴露出人們在此方面存在着不切實際的幻想。筆者所調研的衆多設計企業對高校幫助做産品不抱任何指望。公司項目要求的進度快，存在合作的時間問題；高校一般不具備可以使工廠能更有效利用廠房空間，也适用于研發中心的使用。新開發的空冷系統減少了對外部設施的依賴，可在任意位置安裝設置，同時繼續支持符合STC标準的各種T2000模塊，滿足各種測試的需要。
