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庆祝人类登月50周年:TI集成电路的一大步

2019年7月25日 09:02  CCTIME飞象网  

飞象网讯 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!”

“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与妻子及三个孩子在几分钟内赶回了家,在客厅观看电视播出的见证人类登陆月球的历史时刻。

“我考虑最多的是实现登月背后的技术,”已从TI退休的Verie说。

Verie是TI的一位负责无人太空计划的电路设计师,实现登月这一刻对于许多像Verie这样的工程师而言如同梦幻一般,是多年来潜心努力的成果。TI的工程师研发出了用于引导阿波罗11号月球探测器模型,用于启动和终止火箭冲刺以及用于控制雷达和导航装置的产品,这些对于成功登月至关重要。

Verie被尼尔·阿姆斯特朗登陆月球时迈出第一步的情景深深震撼了。但与此同时,他仍然在思考自己的工作。

他说:“阿波罗11号取得成功对我而言非常重要。因为一旦失败,太空计划的其他工作也会搁浅。登月成功意味着我可以继续从事这一工作。”

 

力求在太空竞赛中拔得头筹

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竞赛中拔得头筹。

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。

“前视红外线可以生成具有极佳细节的图像,并具有多种用途,包括深入了解太空深处,”Sid说。

解决技术挑战以实现太空探索对于达成肯尼迪总统在20世纪60年代实现载人登月的目标至关重要。

“肯尼迪去世前曾说登月梦想将在十年内实现。我们坚信自己可以成为研发登月技术的领导者,”Verie说。

20世纪50年代末,苏联成功拍摄了月球的远端画面,并在阿波罗11号出现之前的太空竞赛中取得领先。

“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)计划的重要意义相当于登月计划,因为它做了没人做过的事儿,到现在也没有人做的事情。该计划取得了的成果,超过了40年的太空探索的成果,”Verie说。

 

解决太空飞行的技术挑战

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。

“拥有更轻的重量,更小的功率和体积,你就可以对航天器进行更多的实验,”Verie说。

集成电路必须在1958年9月12日Jack首次推出该技术至1969年7月20日尼尔·阿姆斯特朗迈出人类的“一小步”这两个时间点之间完成巨大进步。,

“问题并不是电路或元件,而在于零重力环境中使用合适的技术,”Verie说。

“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,美国空军资助TI的一个项目,即研究集成电路的制造工艺。由此产生的试点项目使得集成电路的成本从每个1000美元降低至450美元,在后来几年的制造业发展,使得每片芯片的成本进一步降低至25美元。

1962年,TI工程师设计了首台搭载火箭进入太空的集成电路设备。它被用来创建一个计数器来研究地球磁场中捕获的辐射。

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,集成电路仍然是现代电子产品的基石,其容量、功率、尺寸和速度呈指数级增长。实际上,集成电路可以支持您拥有的任何一款智能设备以及您每天触摸到的许多东西。比一角硬币还小的现代集成电路上可能包含数十亿个晶体管。

“智能手机的内存比旅行者(Voyager)航天器上的组件多24万倍,速度快10万倍,”Verie说。“难以置信吧。”

Verie认为技术未来的发展将会超出了我们的想象。

“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

编 辑:值班记者
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