杰克·基尔比 | AI生成和翻译
杰克·圣克莱尔·基尔比（1923年11月8日－2005年6月20日）是美国电气工程师和诺贝尔奖得主，他于1958年发明的集成电路彻底改变了电子行业，为现代计算、通信和消费电子奠定了基石。他的工作通过实现电子设备的小型化，使其更快、更高效、更经济，从根本上改变了世界。基尔比的贡献远不止于集成电路，还涵盖了塑造行业和日常生活的半导体技术及应用创新。
早年生活与教育
基尔比出生于密苏里州杰斐逊城，在堪萨斯州大本德长大，父亲经营一家小型电气公司，这激发了他早期对电子技术的兴趣。童年时期，基尔比就对无线电技术和业余无线电着迷，这推动了他对电气系统的探索。1941年他从大本德高中毕业，最初申请麻省理工学院时因入学考试成绩稍逊而落选，转而进入伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校攻读电气工程学士学位，期间因二战服役于美国陆军而中断学业。在军队中他从事无线电通信工作，这段实践经历塑造了他后来的职业生涯。
基尔比在威斯康星大学麦迪逊分校继续深造，于1950年获得电气工程硕士学位，期间在密尔沃基电子公司Centralab兼职工作。在那里他积累了电路设计与制造的实际经验，尤其是在电子元件小型化方面，这为他后来的突破埋下伏笔。
职业生涯与集成电路的发明
1958年，基尔比加入德州仪器公司（位于德克萨斯州达拉斯），这家公司专注于半导体技术。当时电子行业依赖由分立元件（如晶体管、电阻器、电容器）通过导线连接组成的笨重手工组装电路，这些系统可靠性低、功耗大，且难以满足计算机或军事设备等复杂应用的扩展需求。在航天和国防应用推动下，小型化需求迫切，但诸如美国陆军微模块计划等现有方案均存在不足。
基尔比的突破发生在他加入德州仪器不久后的1958年7月。当多数员工享受暑假时，作为新入职无休假期的他独自在实验室工作，萌生了一个革命性构想：何不将整个电路——晶体管、电阻器、电容器及连接线——全部制作在单一半导体材料上？这种被称为单片集成电路的概念将消除笨重布线，实现紧凑、可靠且可扩展的电子设备。
1958年9月12日，基尔比演示了首个可工作的集成电路——一个构建在约7/16×1/16英寸锗芯片上的简易振荡器。这个粗糙的装置证明了多种电子元件可集成到单一半导体基底上。尽管基尔比的原型使用锗材料，但硅因其优越特性很快成为主流选择。该发明于1959年获得专利（美国专利3,138,743），德州仪器于1959年3月向公众宣布了集成电路技术。
与此同时，仙童半导体公司的罗伯特·诺伊斯在1959年独立开发了类似概念，专注于采用平面工艺的硅基集成电路，提升了可制造性。两种方案互为补充，虽然曾引发专利纠纷，但基尔比和诺伊斯被公认为集成电路的共同发明人。基尔比的工作强调单片集成理念，而诺伊斯的平面工艺则成为行业制造标准。
影响与后续贡献
集成电路通过实现计算能力的指数级增长（后来被诺伊斯同事戈登·摩尔的“摩尔定律”描述）彻底改变了电子行业。集成电路使得微处理器、存储芯片以及从计算器到智能手机的紧凑设备成为可能。到21世纪，集成电路已无处不在，为从医疗设备到航天器的所有领域提供动力。
基尔比在德州仪器持续创新，拥有超过60项专利，重要成就包括：
- 手持计算器（1967年）：他领导团队开发出首款电子手持计算器TI “Pocketronic”，展现了集成电路在消费产品中的潜力
- 热敏打印机：共同发明热敏打印技术，应用于早期传真机和收据打印机
- 半导体应用：探索集成电路在军事、工业和商业系统中的应用，包括早期计算机设计
1970年基尔比从德州仪器休假从事独立咨询工作，研究太阳能及其他技术。他于1983年正式退休，但仍担任顾问和导师，激励着后代工程师。
荣誉与遗产
基尔比的发明为他赢得全球赞誉。2000年他因发明集成电路获得诺贝尔物理学奖，诺贝尔委员会指出其“对现代技术具有根本重要性”。他与物理学家若雷斯·阿尔费罗夫和赫伯特·克勒默（因半导体领域其他研究）共同获奖。基尔比还获得国家科学勋章（1969年）、国家技术勋章（1990年）和IEEE荣誉奖章（1986年）等荣誉。
基尔比为人谦逊低调，常淡化个人作用，强调团队合作及诺伊斯等同事的贡献。他以好奇心、解决问题能力和贯通理论与实践的工程思维著称。1958年那个独守实验室的夏天所体现的敬业精神已成为传奇。
基尔比于2005年6月20日在德克萨斯州达拉斯因癌症去世，享年81岁。他的遗产存在于每年生产的数万亿枚集成电路中，支撑着整个数字时代。IEEE设立的杰克·S·基尔比优秀学生论文奖以及表彰科技贡献的基尔比国际奖项，皆在纪念他的深远影响。
个人生活
基尔比于1948年与芭芭拉·安内格斯结婚，育有两个女儿安和珍妮特。他热爱摄影，喜欢木工，始终保持终身学习的热情。尽管声名显赫，他始终平易近人，经常与学生和年轻工程师交流分享见解。
时代背景
基尔比的发明正值冷战关键时期，当时美国寻求在计算和太空探索领域取得技术优势。集成电路对美国宇航局阿波罗计划至关重要，实现了航天器的紧凑导航系统。它同时推动技术民主化，通过收音机、电视和个人电脑等平价设备使电子技术走进寻常百姓家。
虽然基尔比的工作具有开创性，但它建立在半导体技术先前进展的基础上（包括1947年约翰·巴丁、沃尔特·布拉顿和威廉·肖克利发明的晶体管）。集成电路的成功还依赖于材料科学家、工艺工程师和制造商改进生产的共同努力。如今集成电路制造已达纳米级精度，与基尔比手工连线的原型天差地别，但他提出的集成理念仍是现代电子技术的基石。
结语
杰克·基尔比发明集成电路是重塑科技与社会的非凡成就。他构想并实现电子技术新范式的远见卓识，加之其执着精神、创造力和协作意识，奠定了其作为20世纪最伟大发明家之一的地位。从智能手机到人造卫星，基尔比的遗产已深植于定义现代生活的设备中，确保其贡献将流芳百世。