第一款在太空中使用的芯片

对于 Charles “Bob” Cook 来说，Jack Kilby 分配的一个项目导致了第一个绕地球轨道运行的集成电路的开发——并为未来的空间电子设备奠定了基础

杰克·基尔比 (Jack Kilby ) 被提升为我们公司刚刚起步的半导体实验室的负责人时，距离发明集成电路(IC)仅两年多一点时间。那一年是 1961 年。他正在签订三份备受瞩目的合同——但都遇到了问题。

他受托为民兵导弹制导系统和美国空军计算机系统定制 IC。第三个项目是 NASA 提出的一项特别具有挑战性的要求——杰克确切地知道他想由谁来领导这个项目。

查尔斯“鲍勃”库克是一位年轻但才华横溢的工程师，他对排除半导体故障很有诀窍。杰克亲自挑选鲍勃担任 NASA 项目的首席工程师——他的决定将改变未来几代人的太空探索。

“我认为我可以做到，因为当我看到挑战时，它在数学上看起来是可能的，”鲍勃说。

为月球拍摄

美国宇航局将目光投向了月球，即将进行载人阿波罗任务。要取得成功，它需要提高计算能力并减轻其模块的重量。因此，航天局已经开始将分立晶体管电路换成集成电路。Jack 之前以大约 450 美元的价格向 NASA 提供了我们的第一个商用 IC - TI SN502。但 NASA 需要一种替代方案，在相同的空间内提供更大的动力和更快的速度。

SN514 是第一个环绕地球运行的集成电路（照片由Industrial Alchemy 提供）

Jack 的挑战：设计一系列数字逻辑 IC 来替代 SN502，但速度提高 10 倍，功率要求降低十分之一，以帮助 NASA 实现提高计算机功率和减轻重量的目标。美国宇航局希望在 10 个月内实现它。

IC业务摇摇欲坠。虽然许多人认为这是一个好主意，但集成电路在早期也受到了批评。制造产量非常低，业务挑战为大规模生产设置了巨大障碍。但 TI 的联合创始人之一帕特里克·哈格蒂 (Patrick Haggerty) 和杰克认为这是可以做到的。

他们是对的。

“当时，我们的大部分业务都是国防合同，他们都想要更小、更轻的设备，”当时在公司工作的 TI 退休人员 Max Post 说。“哈格蒂非常相信 IC 并相信它会奏效。事实证明，IC 是减小这些系统的尺寸和重量的最重要的发展。”

为未来的进步奠定基础

鲍勃每周有六天从日出到日落——加上周日教堂后——以赶上最后期限。他来到生产线，仔细挑选每一片晶圆，以获得最佳的良率。大约 50% 的芯片有效，因此他用镊子逐个检查次品，以确定哪些调整可以提高产量。

“我们做了两件以前从未做过的事情，”现年 88 岁、住在佛罗里达州西棕榈滩的 Bob 说。允许我们在其上放置导体以连接晶体管。”

于是，Series 51 系列集成电路诞生了。

鲍勃·库克 (Bob Cook) 持有 1961 年 11 月号的《财富》杂志，封面上有 Series 51 芯片。

51 系列——也出现在 1961 年 11 月的《财富》杂志封面——是一套基于电阻-电容-晶体管技术的六个数字逻辑电路，具有较低的功率和小型扁平封装。我们公司现在拥有第一个完整、兼容的逻辑集，作为现代计算的基础，并引入了“系列”一词。在大约三年的时间里，Series 51、52、53 和 54 品牌名称迅速获得了整个行业的认可。该SN5400，在使用军用级的四通道，双输入与非门的防守收音机，今天仍然是可用的。

“我告诉杰克，我们可以在芯片上放置更多的东西，然后进行装配，这样它就可以用于许多其他应用，”鲍勃说。“另外两份合同最终转向了 51 系列流程，这使他们的项目发生了转变。由于我们制造的设备，我们能够将他从三个头痛的问题中解救出来。”

在 51 系列上所做的工作为我们公司今天销售的几种产品奠定了基础，并最终成为所有 IC 技术的先驱，使我们日益数字化的世界成为可能。

“可以肯定地说，我们今天交互的应用程序中可能有 99%——从廉价的儿童玩具到电器、个人电子产品再到工厂自动化和控制——都包含某种逻辑门，”营销和应用程序经理迈克尔舒尔蒂斯说对于我们公司的逻辑产品。“由于 51 系列和最终 54 系列的成功，今天的逻辑半导体市场已经爆炸式增长。”

'我只是在做我的工作'

1963 年感恩节后不久，NASA 发射了探索者 18 号，这是行星际监测平台的第一颗卫星。这颗卫星收集了有关太空辐射的数据，以支持即将到来的阿波罗任务。

Bob Cook 拿着 Jack Kilby 送给他的 SN502，以感谢他在 Series 51 中所做的工作。

从表面上看，这次发射似乎很普通。但对于太空电子学的未来来说，这是非凡的：机载光学方面计算机的核心是由 Bob 和他在我们公司的团队设计的一对 51 系列 IC——SN510 和 SN514——它们是第一批 IC绕地球运行。“当时我不知道，但我认为这可能会发生，因为谁拥有它们，”鲍勃说，回忆起他不知道他的 IC 将是第一个进入太空的。“我从来不知道我的工作会进入什么系统。我只是在做我的工作。”

在 Explorer 18 发布前不久，Bob 离开了 TI。他在 2002 年从西门子退休，成就了 45 年非凡的职业生涯。他拥有 22 项专利，其中一项是在安全气囊成为汽车标准之前的安全气囊传感器。当 NASA 收到 Series 51 时，他们将 Jack 的原始微芯片 SN502 寄回给 TI。杰克把它送给鲍勃，作为对他工作的“感谢”。鲍勃仍然拥有它。

“在我的职业生涯中，我一直过着美好的生活，并且在原创思想方面富有成效，”鲍勃说。“在 TI，我学会了排除半导体故障，这是我余下职业生涯的核心。我被赐予了天赋，并得到了使用它的机会。杰克和我非常亲密，我们做了很多好事。和他一起工作是我职业生涯的亮点之一。”

永远不会太迟

1958 年秋天，时年 26 岁的佐治亚理工学院研究生查尔斯“鲍勃”库克在无线电工程师协会（现称为电气和电子工程师协会）的出版物中回答了招聘广告。TI 正在寻找硕士学位毕业生来从事应用工作。

几周后，鲍勃在校园里进行了为期两天的密集面试。在谈话中，他向采访者展示了他的论文，重点是使用 42 个晶体管的电动机三相调制器。委员会对他的原创作品印象深刻，他们绕过了公司只招聘具有高级学位的候选人的政策，并当场向他提供了报价。

“我的论文没有润色和完成，但我已经足够让他们了解我的项目是什么，”鲍勃说。“他们告诉我我已经在做硕士水平的工作，他们给了我一个报价，并希望我尽快到达那里。”

他实际上从未完成他的论文。当他在进入 TI 之前最初提交它时，乔治亚理工学院英语部门因为语法和拼写错误而拒绝了它。尽管如此，鲍勃还是开创了 45 年非凡的工程生涯，于 2002 年从西门子退休。

2020 年初，鲍勃的儿子小查尔斯联系佐治亚理工学院，询问他们是否会考虑根据鲍勃的职业成就授予他硕士学位。2020 年 10 月，佐治亚理工学院在虚拟仪式上授予鲍勃硕士学位。

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