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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

【导读】1969年7月20日,TI航空航天工程师Verie Lima与家人正在达拉斯地区的一个社区泳池游泳时,突然听到一位女士喊道:“它要实现了!”
 
慶祝人類登月50周年:TI集成電路的一大步
 
“人类即将登陆月球,” Verie说。“当听到这个消息时,泳池里的每个人几乎同时跳出来并回到各自的车上。”
 
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,實現登月這一刻對于許多像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于引導阿波羅11號月球探測器模型,用于啓動和終止火箭沖刺以及用于控制雷達和導航裝置的産品,這些對于成功登月至關重要。
 
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。因爲一旦失敗,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。”
 
慶祝人類登月50周年:TI集成電路的一大步
 
力求在太空競賽中拔得頭籌
 
在20世纪60和70年代,Verie参与研发用于Mariner和Voyager飞船的集成电路。他和TI数千名员工力求在太空競賽中拔得頭籌。
 
已从TI退休的化学师Sid Parker开发了一种制造碲镉汞材料的工艺,这种材料可用于制造能够感应红外辐射的前视红外(FLIR)相机。
 
 “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。
 
慶祝人類登月50周年:TI集成電路的一大步
 
解決技術挑戰以實現太空探索對于達成肯尼迪總統在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爲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面,並在阿波羅11號出現之前的太空競賽中取得領先。
 
“我们试图跟上苏联的水平,但我们做不到,” Verie说。“我们落后了。而且苏联人在月球上确实拥有过自己的活动。”
 
Verie在几十年前设计的许多集成电路现在仍被用于太空领域。例如,Voyager II尚未从航天器中退役。该航天器利用20世纪70年代的技术继续探索行星,并已经到达距地球130多亿英里的领域。Verie说,航天器所拍摄的照片已经回答了宇宙中的一些神秘事物,比如火星上是否有生命。这一切的实现仅靠为三个灯泡供电的用电量来维持。
 
 “旅行者(Voyager)計劃的重要意義相當于登月計劃,因爲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
 
如果没有发明集成电路,旅行者(Voyager)、阿波罗(Apollo)、水手(Mariner)就无法完成这些太空任务。在人类历史上首次登上月球的11年前,TI工程师Jack Kilby在实验室手工制作了首个集成电路。虽然没有即刻被承认,但该集成电路将有助于解决太空飞行的技术问题,因为它允许工程师将多个电子电路置于一块小而扁平的半导体材料上,从而减轻重量并节省功率。
 
“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,而在于零重力環境中使用合適的技術,”Verie說。
 
“在TI,我们仅花费了11年就研发出了用于航空航天史上最关键的任务 — 阿波罗11号的新型集成电路,其具有与首个集成电路同样重要的创新意义。”首席技术官Ahmad Bahai说。
 
降低成本
 
1959年,美國空軍資助TI的一個項目,即研究集成電路的制造工藝。由此産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,在後來幾年的制造業發展,使得每片芯片的成本進一步降低至25美元。
 
慶祝人類登月50周年:TI集成電路的一大步
 
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,我们的工程师为Ranger 7建立了命令探测器/解码器。太空探测器成功发来首张月球表面的近距离图像,这使科学家和工程师能够确定阿波罗宇航员最安全的着陆区。
 
如今,集成電路仍然是現代電子産品的基石,其容量、功率、尺寸和速度呈指數級增長。實際上,集成電路可以支持您擁有的任何一款智能設備以及您每天觸摸到的許多東西。比一角硬幣還小的現代集成電路上可能包含數十億個晶體管。
 
“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認爲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实验室发明首个集成电路的情景,我们已经取得了长足进步。我将会铭记这一切。”
 
要了解有关集成电路从发明之日至今所走之路的更多信息,请查看我们的博文:2019年9月12日 - Jack Kilby纪念日。
 
 
* Caleb Pirtle III撰写的《Engineering the World》,第85-86页
** Caleb Pirtle III撰写的《Engineering the World》,第39页
*** Caleb Pirtle III撰写的《Engineering the World》,第39页
**** Caleb Pirtle III撰写的《Engineering the World》,第39页
 
 
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