IC之父Jack Kilby，撼動科技史的關鍵推手

IC之父Jack Kilby─撼動科技史的關鍵推手

一般人或許不清楚IC(積體電路)到底是什麼，但卻不能不知道，若沒有德州儀器(TI)工程師Jack Kilby在1958年完成這項重要發明，沒有微晶片技術，我們現在的生活型態將可能會完全改觀！

早在1940年代以前，當時電子產業尚未進入半導體時代，是以真空管做為主要元件。但由於真空管體積龐大、功率消耗高、且可靠度不佳，因而限制了電子電路的發展。自從貝爾實驗室於1948年發明電晶體以後，這種以半導體為材料製成的新元件，因具備體積小、省電、耐用等優點，大量取代了真空管，使得電子電路邁入了電晶體的新紀元。

雖然電晶體的發明改善了真空管的缺點，但是，由於缺乏整合度，各個單獨的電晶體、電容、電阻等元件仍須以手工方式焊接在一起。這種做法，不但影響電路的性能與可靠度，同時也由於體積、功耗等因素，無法進行複雜的電路應用，阻礙了技術進展的腳步。

當時全球的工程師都希望能找到一種方案，來解決這個問題。1958年，TI開始投入大量資源，Jack Kilby就是在這樣的背景下，發展出對人類生活造成重大改革的創新發明 – IC。

Jack Kilby和他的重要發明

身高6呎6吋，但個性溫和謙沖的Kilby，常被媒體稱為「溫和的巨人」。他出生於美國堪薩斯州，由於父親經營一家小型電力公司，年少時就因為經常接觸電子產品，而對它們產生濃厚的興趣。Kilby後來在美國伊利諾斯大學學習電子學，但因入伍參加二次大戰而中斷學業。戰爭結束後，他於1947年在伊利諾斯大學完成了學士學位，並於1950年獲得威斯康辛大學電機工程碩士學位。

回顧Kilby的重大發明，那是1958年的夏天。當時大部分的同事都去休假，但新進TI還沒有年休假的Kilby，就一個人留在實驗室中繼續他的研究工作。為了解決電晶體缺乏整合度的問題，他於1958年7月24日，首次在筆記本上，畫出了全球第一個積體電路設計概念的草圖。

Kilby認為，可以將電晶體與電阻、電容這些獨立元件整合在單一塊鍺或矽晶片上，而開發出體積更小的元件。兩個月之後的9月12日，Jack Kilby成功展示了全球第一塊可運作的積體電路。這是在鍺基板上，將一個電晶體、數個電阻、以及一個電容整合在一起，大小約有0.5英吋長的簡單設計。

Kilby的發明，讓手工焊接電路元件的方式成為歷史。從此，積體電路邁向可以大量自動化生產，改變了半導體產業發展的軌跡。事實上，業界一開始對積體電路技術持懷疑態度，一直到美國空軍於1961年第一次實際使用後，才確立了積體電路在電子系統設計中的重要地位。除了發明積體電路，隨後Jack Kilby又藉由積體電路發明了第一台掌上型計算機、第一個軍事系統以及電腦用積體電路。

為了表彰Jack Kilby對科技產業的重大貢獻，他於2000年獲得了諾貝爾物理獎的殊榮。此外，他也曾獲得美國國家科學獎章以及美國國家科技獎章等多項榮譽。Jack Kilby於2005年在美國達拉斯因癌症逝世，享年81歲。一生致力研究，擁有超過60項專利的他，可說是為工程師建立了一個絕佳的典範。

改變人類生活的深遠影響

即使在Jack Kilby發明了積體電路七年之後，他還曾經預測說，「這項發明並不會有長期性的發展。」他沒有想到，在五十年後的今天，隨著網際網路、個人電腦、手機等各項技術的進展，積體電路不但成為我們生活中不可或缺的一部分，甚至改變了人類的文明發展。

半導體現已發展為擁有年營收2500億美元的龐大市場，單在美國便有21萬6千人在半導體產業工作。從航太應用，到生物科技、公共安全、金融財務、醫療等各個產業，積體電路技術都扮演了重要角色，並發揮了無遠弗屆的影響力。

現在，全世界的工程人員更是仰賴積體電路技術，試圖開發出更多的創新應用，來解決我們生活中所遭遇到各項挑戰。舉例來說，手持式醫療設備的問世，使得過去許多負擔不起昂貴設備的未開發國家，現在也能夠享有更充裕的醫療資源。此外，因應綠色環保風潮，相關業者均致力於開發更多節能的低耗電與可回收電子消費產品。同時，包括氣囊、剎車等各種汽車電子技術的發展，也提高了汽車駕駛的安全性。

展望未來，微晶片技術將持續應用在能源(有效收集及使用再生能源)、公共安全(遠距監測生命跡象、智慧型監控系統)、汽車安全、醫療(遠距醫療、人工器官)等領域，不但為我們帶來更多便利性，更能提高我們的生活品質。

隨著這些技術研發工作的不斷進展，我們相信，未來會有更多的創新應用與產品持續問世。我們或許可以試著去想像，未來五十年後，我們的生活又會變成什麼樣貌？或許科幻小說中的情節，都將能夠成為現實。而這一切都起源於Jack Kilby五十年前，一項看似不起眼的發明，卻永遠改變了人類的歷史。