第六章：集成电路知识产权的国际保护第一节电子硬件技术的发展与集成电路保护制度的产生一、电子硬件技术的发展（一）集成电路的产生与发展1．从电子管到晶体管电子管是在真空或封入气体的气密容器中设有两个以上的电极，利用电极间电子的运动，产生整流、放大或光电变换的电气特性的电子元件。电子管的外形是一个圆柱体的管子，它的直径有数毫米到几厘米。电子管上一般有两个或三个电极，电子从阴极发射，流向阳极。它是早期的电子管件。在本世纪初期，人们发明了电子管。电子管的发明，使得人们能够得到合适的无源元件（电阻、电容）以及有源元件（电子管），并将这些元件安装在底架上，用导线连在一起，制成能完成一定功能的电路。电子管的出现，对人类社会产生了广泛的影响，开辟了电子新时代，出现了无线电、电视机，以至电子计算机。由于使用了电子管，计算机才成为“电子”计算机。没有电子管，就不会有今天的电子计算机。电子管是早期的电子计算机的主要构成部件。世界上第一台电子计算机ENIAC就使用了18,000多只电子管。我们把使用电子管的电子计算机称为第一代计算机，如ENIAC、UNIVACI、IBM700系列等机型。电子管计算机出现以后，曾被认为是人类历史上的奇迹，人们为之惊叹不已。但随着计算机技术的发展，电子管计算机已经越来越不能适应要求了。首先，由于电子管的体积重量较大，导致电子计算机的体积、重量都很大。ENIAC的运算速度为每秒5,000次，在现在看来简直无法使用，却重达30吨，体积为90立方米。这种情况严重限制了计算机的推广应用。第二，随着电子计算机功能的增强，所需电子管数量剧增，一方面使计算机的成本上升，另一方面又使计算机的可靠性下降，还有就是使计算机的能耗增加。因此，随着计算机科学技术的发展，迫切需要一种新的器件来代替电子管，从而达到提高计算机的功能、缩小体积、减轻重量、降低能耗，并最终降低价格的目的。经过科学家们的努力，这种新的器件终于被找到了，这就是晶体管。早在1947年，贝尔电话实验室首先研制成功了晶体管。同电子管相比较，晶体管有很多优点，如体积小、耗电省、可靠性高。在1947至1958年期间，半导体晶体管工艺不断得到完善，从而诞生了一个崭新的工业部门──半导体工业。半导体工业的发展，使晶体管的体积更小、功能更强、制造工艺更先进。到五十年代中期，晶体管已经取代了电子管而在计算机上广泛应用。这时的计算机被称为第二代计算机，如IBM7090、IBM1401、RCA300、PHILCO212等。由于晶体管体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、制作工艺先进，使晶体管计算机的功能增强，体积缩小，重量减轻，价格降低，可靠性提高，由此导致电子计算机开始进入经济和商业领域，发挥着巨大的作用。但是，随着计算机科学技术的发展进步，对计算机的性能等各方面提出了更高的要求，晶体管也逐渐不适应计算机科学技术的发展了。因此，出现了集成电路。2．集成电路的历史与现状1952年，英国雷达研究所的一位名叫达默（G.W.A.Dummer）的科学家提出了一个设想，能否按照电子线路的要求，将一个线路中所包含的晶体管和二极管以及其他必要的元件集合在一块半导体晶片上，从而构成一块具有预定功能的电路？这一设想对计算机科学技术产生了历史性的影响，这就是著名的集成化设想。在其后不久，就出现了集成电路。1958年，美国德克萨斯仪器公司的基尔比按照上述集成化设想，使用一根半导体硅单晶制成了一个相移振荡器。制作在这根硅棒上的振荡器所包含的四个晶体管等元器件已不需要用金属导线相互连接。基尔比把达默的设想付诸实践，集成电路由此产生了。集成电路的诞生和发展，使人们能够把电路的元件一次制作在一块半导体材料上。同元件分立的电路相比较，集成电路具有体积小、重量轻、可靠性高、功耗省、成本低，以及适合于大批量生产等特点。集成电路迅速在各个领域中被广泛应用，发挥着巨大的作用。集成电路产生以后，得到迅速发展。其发展速度之快，水平之高，令人惊目咂舌。早期的集成电路较为简单，20世纪60年代初期所能达到的集成度的水平是一个芯片上只有几十个元件，称为小规模集成。到60年代中期，集成度的水平已经提高到几...
