正文 6、集成电路 电子游戏

    三、集成电路时代到来

    1、集成电路诞生

    电子计算机产业的诞生与发展有三个必要条件，即社会经济需求、科技基础和高级人才。去看看小说网 w-W-w.7-K-aNKan.c-o-m。在二十世纪六十年代，由于两次世界大战没有祸及美国，美国经济得以持续高速发展，科技实力逐步增强。而且美国大量吸收了外来移民，包括许多从欧洲逃难来的科学家，还有从纳粹德国那里强行带回的工程技术人员，人才储备非常充足。

    大规模集成电路的开发成功，是计算机技术进一步发展的最重要的一个技术条件。前面说过，在1947年，贝尔实验室的科学家肖克力及其同事在误打误撞的实验中发现了半导体晶体三极管放大器，并创立了公司在美国加州生产晶体管，从而带动计算机进入半导体晶体管时代。就在晶体管计算机刚刚流行之时，1958年，美国的“仙童半导体公司”里，从肖克力的公司出走的几个还算年轻的科学家们开始用硅生产半导体。之所以说他们还算年轻，是因为他们基本都是博士毕业，所以都是“奔三”（接近30岁）的样子。他们基本都是学化学或物理出身的，所以他们的长处是工艺。当时，半导体元件的成本很高，一个小小的三极管可以卖到几百美元。

    仙童公司的员工们改进了工艺，使用平面工艺生产，适合大规模批量生产半导体，而成本可以降低很多，很快他们便赢得了市场。后来，随着工艺改进，可以在一小块半导体上刻蚀出很多个晶体管，并且把互相之间连接的电路也做好。以前几十个分立的晶体管元件就可以一次做在一块集成电路元件里面了，成功率大为提高，生产也更加容易一些。虽然位于德克萨斯州达拉斯的美国德州仪器公司（exas Instruments）较早申请了类似专利，但是他们用的是不实用的技术，所以现在人们通常认为，仙童公司和德州仪器各自独立地发明了集成电路技术。后来，格鲁夫、诺依斯、摩尔等几个人离开了仙童公司，并且于1968年创建英特尔公司（Intel），开始研发集成电路内存设备。

    2、硅集成电路的优势

    在集成电路时代，每个芯片上集成了许多的电路，以前用几千个元件做的计算机中央处理器，现在用几十个集成电路芯片就可以完成。由于减少了元件和连线的数目，设备的生产商极大的提高了产品的成品率，减少社会必要劳动时间的投入，也就大大降低了产品的成本。

    以前的计算机都是使用电传打字机甚至纸带输入程序，有了集成电路后，计算机的终端显示设备才得以成为可能，大大方便了人机交互。从而，程序设计人员可以即时了解到他们输入的程序有什么错误，可以随时纠正，这也导致了生产效率的进一步提高。

    而且，英特尔公司的摩尔发现了一个现象，那就是，他们可以每隔一到两年，就把硅平面工艺的技术提高一个档次，把晶体管的最小尺度缩小到原来的根号二分之一，也就是大约0.7倍，从而，器件密度达到以前的两倍。这就是著名的摩尔定律。其实这个定律更是一种行业期望或路线图计划，即行业内的企业都计划在一两年后把技术提升一个档次，从而能在竞争中生存。

    有了集成电路，计算机的部件体积比以前更小了，数量更少了，而运行更可靠了。但是，中央处理器还是由许多分立的中小规模集成电路模块构成的。到了上个世纪60年代末，许多公司设计了他们自己的计算机体系，大都使用了集成电路来搭构中央处理器。在世界范围内，计算机产业进入了集成电路时代。惠普公司还推出了基于集成电路的袖珍计算器，他们把以前的和台式机一样大小的计算器，缩小到可以放到衣服口袋里。现在虽然在学校里，学生们参加考试的时候，都是需要笔算四则运算，不允许使用计算器，但是在工作中没有人会蠢到不使用计算器。我估计，不久的将来，中国的高考就会允许使用计算器。一方面计算器提高了计算的速度，另一方面，它可以保证计算没有错误，这是人手工用笔计算所不可能避免的。

    计算机器进入普通工业企业和商业，极大提高了美国的社会生产力，拉大了它和其它没有先进计算工具的国家的差距。美国虽然人口不如中国多，但是由于每个劳动者都能用上比较先进的工具，一个人的劳动效率可以是以前的两个人甚至三个人的，这就变相解决了劳动力不足的问题。

    值得一提的是，美国由于实行资本主义市场经济，在走向集成电路时代的路途中，仙童公司还有英特尔等公司采用了“硅”这种半导体材料，因为用硅实现电路的方法比用锗半导体便宜得多，而苏联的科学家们则根据锗有速度更快的特性，倾向于采用锗。美国公司中有用硅的，也有用锗的。然而，硅的速度虽然比锗差了十倍以上，但是由于生产起来便宜，技术简单，产量大，成功率高，性价比高，反而给公司带来了更高的利润，使得使用硅材料的公司能够快速提高生产技术，提高芯片速度，最终超过了同等成本的锗器件的性能。这说明经济规律也是科学工作者需要学习和了解的。

    3、电子游戏出现

    计算机不仅可以应用到科学计算领域，也可以用到娱乐领域，没有做不到的，只有想不到的。比如，上个世纪60年代，麻省理工学院的学生们就设计出了在计算机的小型机上玩的双人游戏――空间大战。计算机的屏幕上显示出两个游戏者控制的两个飞船，游戏者可以操作开关控制飞船前进、转向、开火等，游戏者还需要摆脱恒星的引力。当时为了运行这个游戏，他们动用了世界上最流行的小型机PDP-1，并且随机配有IBM制造的最先进的显示器，可谓是世界上最昂贵的电脑游戏机。

    麻省理工学院的学生又琢磨出电子音乐，他们在这台计算机上演奏了莫扎特的小夜曲。把计算机用到娱乐领域，麻省理工学院的学生们走到了时代的最前头。这要放在前苏联或中国，可能会被批评为不务正业的，但是，“不务正业”的电子游戏的开发与进步却可以推动计算机技术的进步，是十分有益的事业。

    计算机游戏从“科学的殿堂”走出来，进入平民百姓的生活中，则要等到二十世纪70年代。DC销售PDP-1时，会随机附送“空间战争游戏”用来现场测试计算机，这使得当时很多学计算机的学生受了启发。美国犹他州大学毕业的诺兰•布什内尔就是其中之一，他在1971年做出了第一台街机，运行一个宇宙冒险的游戏。因为游戏太复杂，所以反响不大。后来，1972年，世界上第一台家用游戏机主机――“奥德赛”在马格诺维克斯公司诞生，可以在家里的电视机上玩网球对打游戏。所以，1972年夏天，当诺兰体验了该游戏主机后，让自己公司“雅利达”的工程师也设计了乒乓球游戏，虽然完全是仿造，而且出现得晚，但由于是街机，放在酒吧里，顿时吸引了无数人，导致几天后投币口就被硬币塞满了。后来者居上了，这个例子说明游戏机先让大众很便宜地体验一下是很必要的。

    使用几十个集成电路做出的游戏机是很复杂的，当时的游戏机，是用硬件电路来直接控制如何在电视机上显示简单的直线或者点。直到1975年，雅利达公司使用了MOS公司的6502芯片完成了新的家用游戏机主机，实现了软件编程为主的游戏编写方式，做出了众多的好玩的游戏，夺取了原来奥德赛的市场。当时生产奥德赛游戏机的公司马格诺维克斯也生产电视机，用户误以为游戏机只能在他们公司的电视机上运行。而雅利达则宣传说他们的游戏机可以在任何电视机上使用，当然市场做得很好。诺兰将雅利达公司卖给了华纳广播公司，获得三千万美元的收入，多年的付出获得了回报。

    后来，美国出现了若干的游戏机公司，日本则出现了任天堂等公司。马格诺维克斯公司耗费了10年的时间和各个公司打官司，因为他们拥有当时的“电视游戏”的专利。后来，各公司和他们达成谅解并进行了赔偿，电子游戏得以成为开放的产业，在全世界蓬勃发展。