人类基因芯片是谁发明的（人类基因芯片是谁发明的原理）

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文章目录：

• 1、基因芯片技术的发展历史有哪些
• 2、芯片是哪位科学家发明的，从事芯片研究的科学家获得过诺贝尔奖吗？
• 3、世界上第一个造芯片的人是谁，他怎么知道沙子可以造芯片？
• 4、基因芯片技术

基因芯片技术的发展历史有哪些

基因芯片(genechip)（又称DNA芯片、生物芯片）的原型是80年代中期提出的。基因芯片的测序原理是杂交测序方法，即通过与一组已知序列的核酸探针杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据此可重组出靶核酸的序列。

芯片是哪位科学家发明的，从事芯片研究的科学家获得过诺贝尔奖吗？

答：芯片这个称呼给人狭义的感觉，以为只是处理器，其实称呼集成电路更靠谱，发明者正是2000年诺贝尔物理学奖获得者，美国工程师——杰克·基尔比。

没错！不是我们一贯认为的科学家，而是工程师，是大名鼎鼎的德州仪器的工程师，从事的正是集成电路的研究。 和半导体相关诺贝尔奖很多，但无疑集成电路的发明，是最耀眼的。

1947年，杰克·基尔比毕业于美国伊利诺斯大学，并在一家生产电器元件的公司上班，同时对电子技术方面产生了浓厚的兴趣。

杰克·基尔比一边工作，一边继续完成他的硕士学业。 待学业完成后，杰克·基尔比转职于德州仪器工作，在这里，他得以全身心地投入他的爱好，并产生天才的想法——把电子设备的所有元器件放在一块材料上制造，并相互连接形成电路。

这就是集成电路的最初想法。

杰克·基尔比一点没耽误，立马着手研究，当天就把整个构想勾勒出来，并选用硅作为材料。

当他把想法告诉他的主管后，受到了高度重视；1958年，杰克·基尔比便申请了此项专利，从此，电子技术进入集成电路时代。

而CPU，代表着集成电路设计和制造的巅峰之作，其高端芯片的核心技术，掌握在少数几个大公司手里。

四十二年后的2000年，七十七岁的杰克·基尔比，因发明集成电路被授予诺贝尔物理学奖，5年后，杰克·基尔比去世。

欧美发达国家的芯片技术有没有可能被中国超越？芯片是谁发明的？

毫不夸张地说，芯片改变了所有人的生活，芯片的本质是集成电路，全世界第一个发明现代集成电路的科学家就是美国科学家，他的名字叫做杰克·基尔比。但是，这位科学家的发明时间是1958年，最后获得诺贝尔物理学奖的时间，却是42年之后的2020年。

实际上，同时期研发出近代实用集成电路人，还有另一位名叫罗伯特·诺伊斯的科学家，只不过他早在1990年的时候就已经去世。客观来说，目前我国的芯片技术还无法和欧美发达国家相比，这也是为什么华为会因为台积电断供而变得举步维艰，至于未来能不能超越，这个问题的答案大概也只有交给时间了。

杰克·基尔比这个人有多厉害？

杰克·基尔比出生于1923年11月8号，1947年的时候，也就是他才24岁左右的时候，便已经拿到了伊利诺伊大学的学士学位，而专业就是电子工程学。距离杰克·基尔比获得威斯康星大学相关硕士学位才短短8年时间，这个厉害的任务就研制出了全世界第一块集成电路。

大家可以真切地感受到，如今我们使用的电脑和移动电话等设备，其实都离不开芯片的应用，只不过杰克·基尔比这个后来改变全人类的研究成果，并没有在当时引起太大的轰动，所以诺贝尔物理学奖也是在时间过去四十多年之后才颁给他。

不过，迟来的褒奖刚好印证了杰克·基尔比对如今半导体产业发展作出的重大贡献，大家早已习惯的数字生活、乃至信息化时代的到来都离不开集成电路的诞生。而在芯片研发出来之前，真空管不仅笨重，而且还很不稳定，电路系统扩张还会带来元件变得更大等问题，这不仅意味着成本越来越大，实际应用的时候也遭遇了越来越明显的弊端。

小小芯片为什么有如此大的能力，就连华为都被限制？

芯片也有不同的分类，而且分类的方式还不止一种，比如，倘若按照点数属于数字活模拟来进行区分，那么集成电路就可以被划分为：数字集成电路、模拟集成电路和混合信号集成电路。当然，不同的集成电路功能也存在差异，正如数字集成电路能够涵盖所有东西，而模拟集成电路则主要是完成混频、滤波、解调和放大等功能

总有信口开河地说，如今我国实力强大，小小芯片怎么可能制造不出来？然而，芯片制造并不像很多人想象的那么简单，所有半导体元件产品加起来被统称为芯片，之所以集成电路的性能更高，这与其自身尺寸小路径更短有关。

集成电路也就开发出个半个世纪左右，但如今的应用方向却很广泛，涵盖了制造、交流、计算和交通系统，包括现在人人都离不开的互联网也对集成电路有绝对性的依赖。芯片制造对于我们来说，目前还是很难的一个问题，尤其是光刻工艺。

麒麟9000芯片为什么可能成为华为旗下该手机的最后一带芯片？从本质上来说就是因为我们无法自主进行该芯片的制造，谁叫我们集成电路产业最薄弱的一个环保局便是芯片制造呢，这个领域的高 科技 技术又很难在短时间内得到弥补。

而且，芯片行业一直以来的主流趋势本就是分工合作，华为海思也的确拥有比较好的芯片设计能力，但没想到有一天竟然有人利用芯片制造能力作为攻击点，原本稳定的芯片行业格局也因此而打乱。

如今，我们也在为芯片国产化而努力，华为也表示会落地造芯计划，这也是为什么最近芯片人才陆续加入华为，相信我国在不久的将来一定可以大同芯片产业链涉及到的多有关键要素，把关键技术都掌握在我们自己手里，不再受制于他人。

芯片是内含集成电路的硅片。是将具有单个运算能力的晶体管组合连接、形成具备强大处理能力的微电子组合固件。芯片的出现，揭开了二十世纪信息革命的序幕，是现代工业文明的基础。

发明芯片有两位科学家，一位是美国德州公司的仪器工程师杰克·基尔比，另一位是美国物理学家罗伯特·诺伊斯。

杰克·基尔比1958年9月12日集成了人类第一块芯片雏形。就是把一个双极性晶体管、三个电阻、一个电容器等二十余个元器件集成在一块很小的平板上，用纯手工焊接方式把这些极细的导线予以连接，将半导体元件构成微型固体组合件，并命名为集成电路(芯片)，向美国专利局申报了发明专利。

基尔比这项发明是伟大的，奠定了今天半导体产业、信息技术基础，构成了现在人们习以为常的数字生活。电脑、手机等等3C产品可以说皆源于基尔比的发明。

2000年10月10日，已经77岁的基尔比发明集成电路53年后被授予诺贝尔物理学奖。2005年6月20日，基尔比去世，终年82岁。

同时发明芯片的还有一位是美国物理学家罗伯特·诺伊斯博士，也是英特尔主要创始人。

1958年，诺伊斯创始的美国仙童公司于德州仪器公司基尔比间隔数月后亦发明了集成电路，即将电路所有元件嵌入单片半导体中，并申请了更为复杂的硅集成电路专利，成为集成电路的共同发明人。

1959年1月，诺伊斯写出集成电路方案，开始研发利用一氧化膜作为半导体绝缘层制作铝条连线，使导线和元件连成一体。其研发的二氧化硅扩散技术和PN结隔离技术，创造出半导体集成电路的平面制作工艺和半导体器件的连线结构工艺，为工业大批量集成电路生产奠定了基础，开创了世界微电子 历史 。

1966年，基尔比和诺伊斯同时被富兰克林学会授予巴兰丁奖章，奖词称基尔比为“集成电路发明家”，而诺伊斯被称为“提出适合工业生产的集成电路理论”。

集财富、成就、威望三位一体的科学家诺伊斯，1990年6月3日因心脏病英年早逝，享年62岁。而其提出的“负阻二极管”概念和集成电路芯片二次与诺奖擦肩而过、令人扼腕。

很不好意思地告诉大家一个事情，芯片的发明者又是美国人，而且还是两个美国人发明的。一个是一名普通的工程师；另外一个是物理学博士。 我们也许不得不接受一个现实：在发明创造这一块上面，美国人那是当之无愧的“地球冠军”。说一句很多人不爱听的话，人类近代以来几乎绝大部分的发明都是美国人完成的，例如：电灯、空调、互联网、飞机、手机……

很多人不是搞理工类工作的，可能大家对芯片这玩意没有一个基本的概念。我首先来告诉大家一下什么是芯片呢？

芯片应该算是20世纪人类最伟大、最厉害的发明之一了。芯片的原理那是比较简单的，说白了就是：把很多负责运算的晶体管集中在一块硅片上面，这块硅片就叫做芯片了。

不过这块硅片可不是普通的硅片，而是一个无比强大的集成电路了。芯片具有两大特点或者叫做优势：一是，运算能力很强大；二是，体积很小。

举个最直接的例子：电脑上面用的酷睿系列的处理器，说白了就是一个芯片而已。酷睿5系列的一个处理器上面有——14亿个运算单元，想想是不是很恐怖。这样每个基本运算单元的单位也就成为了纳米级别了。

很多人一定听过多少纳米、多少纳米的工艺制程问题的，例如：7纳米制程的 科技 水平一定是优于14纳米制程的芯片的。

简单地解释一下，什么是纳米制程、这个多少纳米到底代表了什么呢？

前面说过了，芯片就是把几十亿或者上百亿个运算单元集中在一块硅片上的。这个最基本的运算单元叫做：晶体管了。上过物理课的人都知道：单个晶体管的主要功能是来进行计算的，也就是个开关量0或者1。

在晶体管结构中，电流从Source（源极）流入Drain（漏级），Gate（栅极）相当于闸门，主要负责控制两端源极和漏级的通断用的。

不过这个纳米并不是晶体管的长度单位，而是晶体管栅极的最小宽度（栅长），这个就是工艺制程多少纳米了。

介绍完了芯片以后，我们一起来看看：芯片到底是被谁发明出来的呢？

发明芯片的是两个人：一个是美国德州的仪器工程师——杰克.基尔比；另外一个是物理学博士罗伯特.诺伊斯。

不过这两个人在芯片问世以及大规模生产上面的作用是不一样的。

杰克.基尔比是第一个提出了芯片的设想和概念的人；

罗伯特.诺伊斯是将芯片真正的用于大规模的工业生产上面了。

他们两个人后来获得奖项以后，评委会是这么定义的：杰克.基尔比是第一块集成电路的发明家；罗伯特.诺伊斯是提出了适合工业生产的集成电路理论。

1958年，34岁的杰克.基尔比就职于德州仪器公司。在这一年八月的时候，公司的绝大部分员工都去享受两个星期的长假了。可是刚刚入职不久的杰克.基尔比却没有这种待遇，他一个人孤孤单单地在实验室里面工作着。

在此期间他萌发了一个想法，正是这个想法改变了人类的未来 科技 。他的想法是：既然电阻、电容可以用晶体管一样的材料来制造，那么所有的元器件不就完全都可以用同一块材料来制造。然后把他们连接在一起不就形成了一块集成电路了。

杰克.基尔比本来就是个工程师，动手能力肯定是没有问题、执行力也是杠杠的。经过几个月的研究和制作，人类 历史 上第一块集成电路的样品就被杰克.基尔比给整理出来了。后来这哥们还申请了专利，于是乎，杰克.基尔比就成为了芯片的最早发明者了。

芯片发明或者说工业化的大规模生产的另外一位关键人物是：罗伯特.诺伊斯。这哥们是个物理学博士，而且还是著名的因特尔公司的合伙人之一。

罗伯特.诺伊斯写出来了：打造集成电路的方案并进行了研发。他研究出了二氧化硅的扩散技术以及PN结的隔离技术，并在氧化膜上创造出了铝条连接技术。他把原件和导线合二为一了，创造出了半导体集成电路的平面制作工艺。

这样一来，他为工业大规模的集成电路生产奠定了坚实的基础。

后来罗伯特.诺伊斯和杰克.基尔比为了争夺专利还打了官司。不过最后法院是这样判决的：

1969年，法院将集成电路的发明专利授予了杰克.基尔比；将集成电路关键的内部连接技术专利授予了罗伯特.诺伊斯。这也算是个皆大欢喜的场面了。

2000年10月的时候，瑞典皇家科学院也就是诺贝尔奖的评委会，把诺贝尔物理学奖颁发给了当时已经77岁的杰克.基尔比。此时罗伯特.诺伊斯早已经去世多年了，所以并没有分享到诺贝尔奖项。

按照惯例最后应该总结一下的，可是我也不知道该说些什么了。我只能告诉大家： 科技 才是人类的未来，还是要多把心思用在 科技 上面。为什么发明芯片的不是我们呢？也许对比一下大家在同时间段干的事情就一目了然了……

前阵子中兴公司被美国制裁，芯片成了热门关键词，什么是芯片？芯片是谁发明的？

简单来说，芯片指的是内含集成电路的硅片，比如酷睿的i9系列就是其中一种。最简单的单个电路是晶体管，可以执行0和1的逻辑运算，集成电路就是将许多具有简单运算能力的单个晶体管组合在一起形成的具有强大处理能力的中枢。

现在的晶体管已经在CPU中以纳米大小的量级存在，比如酷睿i5-3337U中就含有14亿个晶体管，那么小的芯片居然集成了那么多的处理单元，完全超乎你的想象。

芯片的发明者有两个人，一个美国 德州的仪器工程师 杰克·基尔比，另一位是美国物理学博士 罗伯特·诺伊斯，两人将电路中的基本原件都组合到半导体 硅片中，运算处理性能超群，可以大量生产成本低廉，因此是 共同研发改良了集成电路（芯片），但由于 罗伯特英年早逝，所以他没能跟 杰克基尔比 共享2000年的诺贝尔物理学奖。

芯片到底有多重要？为什么芯片那么难制造？

芯片的重要程度超乎大家的想象，军事领域中的导弹防御系统和导弹还有雷达中都运用到了芯片，芯片能够提高雷达扫描精度识别敌方战机，还能够提高导弹准心实现精准打击，这一切都是在小小的芯片中进行运算的，芯片可以关乎到一个国家的命脉。

芯片之所以难制造是因为它集成了人类科学和 科技 水平的精华，芯片要提高运算处理能力就需要集成更多的处理单元，现在一块芯片中基本都有10亿个以上纳米级的晶体管，人类用肉眼都无法直接看到， 美国贝尔实验室的物理学家最近研究出一粒沙的100万分之1大小的纳米晶体管， 工艺的精度可以说是匪夷所思。不仅如此，芯片对于材料纯度的要求也高到恐怖，大多数都是在99.99999%以上，精度 越高的 芯片运算能力强因此也就会产生更多的热能，高纯度的硅材料可以避免材料因过热而膨胀导致芯片损坏。

芯片在光学和机械处理上也是非常恐怖的，目前已经发展到了6纳米的精度，芯片内部的线路导向明确无毛糙杂边，对于光学仪器和制造设备的要求非常高。可见制造芯片已经不仅仅是芯片本身那么简单了，制造芯片的设备也是技术上的门槛。再加上国外对于芯片重要性的超前的认识，每年都投入大量的资金研究，已经把芯片做到了极致。

芯片是两个人发明的，但只有一个人拿到了诺奖。

在 历史 上有两个人分别获得了芯片的专利， 但只有一个人获得了诺贝尔奖 。获奖者是美国德州仪器的工程师，杰克·基尔比（Jack Kilby），他发明的芯片在1964年获得专利，这项成就让他在2000年获得诺奖，基尔比在2005年去世。由于基尔比获得了诺奖，因此他也就获得了 芯片之父 的名声。

那为什么罗伯特·诺伊斯没有获得诺奖呢？

这个嘛，到没有啥狗血故事，因为诺伊斯死得太早，在1990年就去世了，而诺奖的惯例是不会发给已经去世的科学家或者工程师。但是，罗伯特·诺伊斯的一生并不缺这个诺奖。因为他有另一个名誉头衔，那就是 硅谷之父或硅谷市长（the Mayor of Silicon Valley） 。 罗伯特·诺伊斯是英特尔的共同创始人之一。

1968年8月，罗伯特·诺伊斯与戈登·摩尔（Gordon Moore）和安迪·葛洛夫（Andrew Grove）辞职创业，他们一起开创了英特尔（Integrated Electronics）王朝，直到今天英特尔依然是芯片业霸主。并且，也是诺伊斯搞出了大办公室的新职场风格，没有墙壁只有隔间。1971年11月，英特尔第一款芯片：Intel 4004问世，也是人类 社会 第一款商业芯片问世。

图示：Intel4004的结构，它内有2,300个晶体管，制程10微米，每秒最快运算速度9万次，成本低于100美元。

这可是1971年的100美元，按购买力计算，相当于现在的600美元，而Intel最新CPU售价算，600美元能买到什么级别的CPU，我查了一下最贵的Intel Core i9-9900K @ 3.60GHz，制程14纳米（1微米=1000纳米，这意味着缩小了接近1000倍，因此也就能容纳更多晶体管），据说能超频到5G，并且拥有八个物理核心，也不到500美元，至于性能上则把Intel4004不知抛下了多远。这就是芯片技术恐怖的进步速度。

欢迎指正

另外AMD粉就别喷了

我也是用AMD的 （^_^）

这里的“芯片”说的不对，准确的说法应该是“集成电路”——而所谓的集成电路的意思就是把好多个简单的电路集成在一个很小的地方，从而让一块小小的芯片获得可怕的计算能力。

一，最简单的电路——晶体管。

有人可能实在不能理解晶体管是什么，其实很简单——利用半导体材料的一些性质把开关做的很小——这就是晶体管。而对于那些对计算机稍微了解一点儿的人也很容易知道，开关实际上就表示0和1，所以晶体管就是计算机的基础。

发明晶体管的人叫威廉·肖克利，这个人大概可以说是芯片业的祖师爷，于1956年因为发明了晶体管而获得诺贝尔物理奖。

我们经常看到的晶体管

二，把晶体管变小、集成到一起。

第一台晶体管计算机（800个晶体管）

但是光有晶体管还不行，因为晶体管的体积还是太大了，那么如何把晶体管的体积做小成为了科学家需要面对的主要问题。这个时候有两个科学家站了出来，提出了把晶体管缩小、变成集成电路的看法，这两个人就是杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯。

把无数个晶体管缩小的集成电路

其中杰克·基尔比是美国德州仪器的工程师，而罗伯特·诺伊斯则比较传奇，他曾经于晶体管之父威廉·肖克利创办的公司任职，但是因为不满于肖克利对公司的经营水平，最终与其他七个小伙伴跳槽、成立了大名鼎鼎的仙童半导体公司——而诺伊斯本人就是“八叛逆”中的其中一个。

三，集成电路中的那些破事儿。

杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯两个人和集成电路之间的事情真的是很有意思的。首先，杰克·基尔比这个人提出集成电路的概念更早一些，但是他首先提出的制造方案不是很现实；诺伊斯虽然提出集成电路的时间比较晚，但是因为路子对了，所以他获得集成电路专利的时间要更加早一些。

这还不算完，因为诺伊斯早在1990年就因为心脏病去世了，所以在2000年诺贝尔奖委员会决定给集成电路的发明者颁发诺贝尔物理奖的时候，只有更长寿的基尔比获得了这项无上的荣誉。

三位芯片发明者

所以，威廉·肖克利、杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯都可以算作是芯片的发明者，除了诺伊斯因为英年早逝没有获得诺贝尔奖之外，剩下的两人都曾经获得过诺贝尔奖。也算是 历史 上的趣话了。

杰克 基尔比—— 集成电路之父 ，（集成电路和芯片只是两种称呼而已，一回事，别去纠结）。

并且杰克 基尔比于 2000年获得诺贝尔物理学奖 ，奖励他对电子产业做出的巨大贡献和影响。虽然这距离他发明集成电路已经过去42年之久。

杰克 基尔比因为对电子技术非常感兴趣，所以大学时候选修了电子管方面的课程，不过比较悲催，在他毕业的后一年，晶体管问世了，这让他在大学学的电子管技术都白费了。

这一过就是十年，1958年，他在德州仪器公司参加工作，可能是轻松的工作制度，让他灵感突现：能否将电容、晶体管等等电子元件都安装到一块半导体上呢？这样整个电路体积将会大大缩减！说干就干，在 1958年9月12日，世界上第一块集成电路成功问世 。我们现在的电脑、手机等等电子产品都离不开集成电路。

从1958到2000年，因为集成电路的出现，电子行业得到了迅猛发展。杰克 基尔比获得诺贝尔奖，实至名归。

期待您的点评和关注哦！

说是科学家但其实算不上是科学家，具体的来说应该是一位工程师！至于诺贝尔奖，则是迟到了整整四十二年才到 ，并且，在获得诺贝尔物理学奖仅仅五年后，这位改变了世界的科学家就去世了。

杰克·基尔比 ，出生于1923年11月8日，并于2005年6月20日逝世，在他的一生中对电子技术的研究占了绝大部分的时间，一边工作一边利用业余时间不断研究，为了方便研究，杰克·基尔比与妻子在取得硕士学位后搬去了德克萨斯州的达拉斯市，并且工作于一家仪器公司，只因为这家公司能够提供给他适宜的实验室和实验器具，并允许他进行自己的实验研究，从那以后，不论严寒或酷暑，杰克·基尔比总会独自一人坐在实验室进行研究， 在同行的怀疑下，他最终成功设计出一个全新的领域–世界上第一块集成电路。

不畏艰辛并且敢想敢做，这种精神在现在已经很少有人拥有了，德州仪器公司也就是大力支持 杰克·基尔比进行研究的公司曾经说过:

假若没有他，可能现在的手机或电脑还处于巨型状态，这个发明是现在我们所能见到的几乎所有的电子产品的必备部件之一，芯片，就相当于一个电子产品的心脏，是人类在 科技 路上发展过程中最重要的里程碑。

曾经没有，后来有，首先你要了解一下诺贝尔奖的初衷就不难了解他有没有资格获得，

实事证明，集成电路给世界人类的 科技 进步提供了很大的便利与速度，所以他后来获得了诺贝尔奖

世界上第一个造芯片的人是谁，他怎么知道沙子可以造芯片？

世界上第一块芯片是 杰克·基尔（Jack Kilby）比发明的。

杰克·基尔（Jack Kilby）

至于你提问的“他是怎么知道沙子可以造芯片”下边介绍里有粗体字注解

杰克·基尔比（Jack Kilby，1923年11月8日－2005年6月20日）是集成电路的两位发明者之一。1947年，基尔比获得伊利诺伊大学的电子工程学学士学位，1950年获得威斯康星大学电子工程硕士学位。1958年，成功研制出世界上第一块集成电路。2000年，基尔比因集成电路的发明被授予诺贝尔物理学奖。

沙子最一般的组成成份为二氧化硅，通常为石英的形式，因其化学性质稳定和质地坚硬

当然，要使大街货的沙子变成充满科技感的CPU其中必然会经历一系列复杂的过程。首先，就要对沙子进行提纯，在亿万颗砂砾中选择出最纯净的单质硅原料，这个过程也存在较大的难度。需要将天然沙子放在专门的高温处理仪器上进行高温熔化，而后冶炼出精度高达99.99%的单质硅晶体，这才算是走完了“万里长城第一步”，接下来还有重重关卡在等候。

基尔比的父亲是位电气工程师，并担任过堪萨斯电力公司的总裁，在世人们看来，基尔比的确是个典型的理工男。基尔比身高一米八九，有着一张和善的脸和一头地中海式的卷发，与人说话时的语速慢得出奇。然而，基尔比的动手能力却可谓为一流。而且，基尔比始从始至终乐意被人们当作一名工程师来对待，且对自己的动手能力向来颇有自信。

1958年，基尔比34岁，正式加入德州仪器中工作。当时美苏冷战进入第一次高潮期。1957年，世界上第一颗人造卫星被苏联航天机构成功地送上了预定轨道，美国内舆论一片哗然，美国当局以及美国军方部门对此倍感压力。当时美国军方本已与德州仪器建立起合作关系，美国军方要求德州仪器研制出小型化的计算机设备。可是，基尔比倒是觉得，与其按德州仪器计划的那样把所有的成品元件整合到一起，倒不如一开始就把这些元件集成到一块芯片上。如此便可避免各元件间连接显得很是复杂。他利用德州仪器其他员工们外出度假之机，独自呆在半导体实验室中就此展开研究。

杰克·基尔（Jack Kilby）

基尔比通过两个多月的努力，到1958年9月12日，基尔比发明出了全球第一块集成电路样品，这件东西有半英寸长，由做在一块锗片上的两个电路组成。随后，基尔比向他的同事们展示了这个样品。当他紧张地检查好连接，推上开关，一条浅绿色的模型线横穿示波器的屏幕，画出一条完美的正弦波形，实验成功了！基尔比的成功很大程度上仰仗着他堪比外科医生的过人手艺，手工将元件用细金属线与芯片连接起来，但距离能在工厂流水线上进行实用化生产还有相当的距离。”

全球第一块集成电路

前面说了基尔比和他发明了全球第一块集成电路，后面自然还要说到诺伊斯。诺伊斯从小在美国中西部一个普普通通的乡村成长，没有显赫的家庭背景，完全凭借着自己的勤奋与聪慧，在世界半导体行业中创出了一番大事业。世界IT业界中流行着这样一种说法：“集成电路芯片的发明专利是由两个人共同持有的，一个是基尔比，另外一个人就是在IT界中名气响当当的诺伊斯。”

诺伊斯与摩尔等人于1957年创立仙童半导体后不久，仙童半导体跟德州仪器一样，亦试图找出让计算机设备小型化的方法。于是，诺伊斯为首的研究团队便不得不攻克大量的难题。其中最为关键的一个技术难点在于，“电路中电线越多，电子脉冲就绕得越远，而人们无法使脉冲快过光速，那么人们制造快速计算机的最佳方案是通过缩小电路板的方式以减少脉冲穿行距离”，诺伊斯的团队为解决这一世界性的技术难题用了两年多的时间。1959年7月，诺伊斯研发出一种二氧化硅（沙子的主要成分就是二氧化硅）的扩散技术和PN结的隔离技术，并创造性地在氧化膜上制出铝条连线，让元件与导线合为一体，开发出了半导体芯片的平面制作工艺，为工业化量产奠定了坚实的基础。由于硅的商业前景远胜于锗，所以诺伊斯一直把自己的目光锁定在硅芯片上。

后来，仙童半导体最终走向分崩离析，主要原因之一是研发团队与投资方之间的矛盾不断激化。仙童半导体的八个创始人只好各奔前程，而其中，诺伊斯、摩尔与格鲁夫于1968年联合创立了英特尔。先前，英特尔的主要业务集中于存储器。1969年4月，来自日本的计算机厂商Busicom与英特尔开展业务合作，由英特尔为Busicom的五款计算器开发相应的专用处理器。

基因芯片技术

1 技术的基本步骤

1.1 基因芯片的制备

目前基因芯片的制备主要采用三种方法：即光蚀刻合成法，压电印刷法，点样法。

1.1.1 光蚀刻合成法 是最初使用的一种方法，其主要过程是：在固相支持物上偶联带有可感光保护基团X的羟基，汞光有选择地照射到固相支持物，去掉可感光保护基团X,使羟基成为有功能的自由羟基，与加入的带X的核苷酸偶联，第一个反应物被嫁接到目标位置上。随着反应的重复，链不断地延伸，当所需的寡核苷酸链合成完后，对反应基板进行无遮板的汞光普照，去除所有X，即可得到所多方面的寡核苷酸阵列。这样，光照模式和反应物的加入顺序决定了合成产物的序列以及在基板上的位置。该法可以合成30个碱基左右，其优点在于精确性高，缺点是制造可感光保护剂价格较高昂贵。该法由美国的Affymetrix公司首先开发采用，目前该公司已开发成功能同时检测6500个已知人类基因的DNA芯片。

1.1.2 电压印刷法 其原理类拟于喷墨打印机，打印机头上的墨盒有四个，分别装有四种不同的碱基，打印机头在方阵上移动，并将带有某种碱基的试剂滴到基板表面，然后固定，经过洗脱和去保护后，就可连上新的核苷酸，使寡核苷酸链延伸。该法采用的技术原理与传统的DNA固相合成相一致。压电印刷法可以合成40-50个碱基，此法效率高但工艺不太成熟，目前该法主要由美国的Incyte Pharmaceuticals公司采用。

1.1.3 点样法 即预先合成寡核苷酸，肽核苷酸或分离得到cDNA，再通过点样机直接将其点到芯片上。寡核苷酸或肽核苷酸的合成主要是通过多孔玻璃合成法。肽核苷酸虽然在制备上比较复杂，但是它与DNA探针相比，由于PNA与DNA结合的复合物更加稳定和特异，因而更加有利于单碱基错配基因的检测。严自某一细胞的cDNA必须进行预处理，纯化，扩增以及分类，然后再利用机械手把它们准确地固定在基板的相应位置上，为了保证cDNA芯片检测的准确性，在制备cDNA芯片以前必须提高低表达基因cDNA的丰度，降低高表达基因cDNA的丰度。点样法的优点在于成本低、速度快，但缺点是构成方阵的寡核苷酸或cDNA片段需事先纯化。目前采用该法的公司最多，有英国的Brax Genomics Limited公司，美国的Hyseq,Molecular Dynamics,Nanogen等多家公司。

1.2 样品的制备

生物样品成分往往比较复杂，所以在与芯片接触前，必须对样品先进行处理。为了提高结果的准确性，来自血液或组织中的DNA/mRNA样本须先行扩增，然后再被荧光素或同位素标记成为探针。

1.3 杂交

影响杂交的因素很多，但主要是时间，温度及缓冲液的盐浓度。如果是表达检测，需要长历时，低温和高盐条件的较严谨性杂交。而如果是突变检测，需要短历时，高温和低盐条件高严谨性杂交。总之，杂交条件的选择要根据芯片上核酸片段的长短及其本身的用途来定。

1.4 杂交图谱的检测和读出

目前最为常用的是激光共聚焦荧光检测系统，其原理主要是与芯片发生杂交的探针上的荧光被激发后经过棱镜刚好能通过共聚集小孔，而能被探测器检测到，而芯片之外的其它荧光信号则不能被探测器检测到，检测到的荧光信号通过计算机处理后就可直接读出杂交图谱，此法灵敏度和精确度较高，但是扫描所需时间较长。另一种检测系统采用CCD摄像原理，它虽然灵敏度和精确度较低，但所需的扫描时间较短，因而更适用于临床诊断。此外，近年来还发展了多种检测方法，如质谱法，化学发光法，光导纤维法等多种方法，其中最有前途的是质谱法。

Taton等发明了一种新的芯片检测操作方案——Scanometric DNA Array Detection with Nanoparticle Probe,该法使用了Au和Ag两种金属离子来标记寡核苷酸探针，另外使用普通的平台扫描仪检测。他们通过研究发现使用金属离子标记探针与基板进行杂交时，其退火温度曲线与使用传统的荧光标记探针的完全不同。这种不同使得杂交时其单核苷酸错配的几率比传统的荧光标记探针法低3倍以上。另外这种金属离子标记探针在与芯杂交时会互相交联形成一种较大颗粒的网络结构。由于以上两个原因使用该法进行DNA芯片检测时其灵敏度比使用荧光标记法高两个数量级。

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