芯片破解西格尼蒂克NE555定时器（1971）

  那是1970年夏季的事情了，它的设计者Hans Camenzind甚至还能回忆起一两件当时关于中国餐馆的事情。在加利福亚州的桑尼维尔的市区，公司有三间办公室，Camenzind的办公室夹在两间办公室中间，面积很小。当时，Camenzind是当地的一家半导体公司――西格尼蒂克公司的顾问。Camenzind当时经济不宽裕，年薪不超过1.5万美元，家里还有妻子和四个孩子。

  Camenzind当时真的迫切地需要发明出一件杰出的东西。

  当然他也是这么做的。事实上，这是一款历史上最杰出的微芯片。555是一个简单的IC，可以作为定时器或振荡器。这款微芯片成为了同类产品中最畅销的产品，很快就大规模的应用于厨房用品、玩具、太空飞船以及成千上万的其它产品上。

  现年已经75岁的Camenzind仍然在从事微芯片的设计工作，不过他的家已经不再靠近中国餐馆了。Camenzind回忆称：“当时这个微芯片差一点就没有成功。”

  在萌发设计555的想法的时候，Camenzind正在设计一种被称为锁相环的系统。在经过一些修改后，电路可以像一个简单的定时器那样工作。你设定好时间，它就会在一个特定的时期内运行。听起来非常简单，但是做起来并非如此。

  首先，西格尼蒂克公司的工程部门拒绝了一想法。因为公司当时正在销售一些部件，而客户可以将这些部件用作定时器。这已经为这一想法画上了句号，不过Camenzind一直坚持着自己的想法。他找到了西格尼蒂克公司的营销经理Art Fury。Fury对这一想法十分欣赏。

  为此，Camenzind花了近一年的时间测试电路试验板原型，并在纸上反复划电路，裁剪Rubylith遮蔽膜。Camenzind称：“当时全是手工制作的，没有电脑。”他最后的设计拥有23个晶体管、16个电阻器和2个二极管。

  555在1971年投入市场，当时在市场上引起了轰动。西格尼蒂克公司在1975年被飞利浦半导体公司收购，也就是现在的恩智浦半导体。555销售量达到了数十亿部。目前工程师仍然在使用555设计一些有用的模块和一些用处不大的东西，比如为汽车进气格栅设计电影《霹雳游侠》风格的车灯。

  芯片破解德州仪器的 TMC0281语音合成器（1978）

  如果没有TMC0281，E.T.可能还永远无法“给家里打电话”。这是因为TMC0281是首款单芯片语音合成器，它也是德州仪器推出的“说和拼”（ Speak & Spell）学习玩具的“心”（我们是不是应该说是“嘴”呢？）。在史蒂芬·斯皮尔伯格的电影中，外星人用它搭建了自己的行星间发报机（电影中，E.T. 还用一衣架、一个咖啡罐和一把圆锯）。

  TMC0281使用了一种称为线性预测编码的技术传递声音，声音听起来就像一连串的嗡嗡声、嘶嘶声和邦绑声。当年的四个工程师的Gene A. Frantz目前还在德州仪器。他称，这一令人惊讶的解决方案被认为“不可能通过集成电路完成”。微芯片的改进型被用在了Atari街机游戏和克莱斯勒 K-cars中。在2001年，德州仪器将语音合成芯片产线卖给了Sensory公司，后者在2007年晚些时候中止了该产线的生产。如果你需要打一个长距离或很远很远距离的电话，你可以在易趣上花上大约50美元买一个仍处于良好状态的“说和拼”玩具来满足你的需求。

  摩斯太克公司的MOS Technology 6502微处理器（1975）

  当一个满脸横肉的怪人将这个微芯片装在电脑上，并启动电脑时，整个宇宙都震惊了。这个怪人就是苹果公司创始人之一——斯蒂芬·沃兹尼克，那台电脑就是 Apple I，处理器用的是由摩斯太克公司研发的8位微处理器6502。这一处理器同时也是Apple II、the Commodore PET、BBC Micro等经典电脑以及诸如任天堂和Atari等游戏系统的大脑。该处理器的设计者之一Chuck Peddle回忆称，他们是在1975年的一个贸易展示会上推出这款处理器的。他称：“我们用芯片装满了两个玻璃。我和我的妻子就坐在那里卖这些芯片。”6502微处理器终于脱颖而出，其原因是，6502的速度并不比它的竞争对手快多少，但是它的价格便宜，每部售价为25美元，而英特尔的8080和摩托罗拉的6800售价大约在200美元。

  与Peddle一起设计6502的Bill Mensch称，突破之处在于将一个最小限度的指令组与制作程序结合在了一起，它的产量是其它竞争产品的10倍。6502迫使处理器价格下降，为个人电脑革命起了推波助澜的作用。如今一些嵌入式系统仍在使用这些芯片。更大的兴趣可能是在《飞出个未来》中，6502是堕落的机器人班德的大脑，这一信息出现在1999年的剧情中。

  在《班德大脑的真象》一文中，《飞出个未来》的电影监制人和主要作者David X. Cohen将解释他为什么将6502选作班德的大脑。

  芯片破解德州仪器的TMS32010数字信号处理器（1983）

  作为美国的一个大州德克萨斯州给我们留下了许多深刻的印象，如“十加仑”帽、炸鸡排、胡椒博士饮料，以及TMS32010数字信号处理器，不过相比较前面提到的几件特产而言TMS32010数字信号处理器可能名声要略逊一些。虽然由德州仪器的研发的TMS32010并不是首款DSP（首款DSP是西部电气公司在1980年推出的DSP-1），但是它却是速度最快的一款。TMS32010可以在200毫微秒内进行乘法运算，这一成绩这工程师们都兴奋不已。此外，它还可以执行来自快速片上（on-chip）ROM和慢速片外（off-chip） RAM的指令。而与之竞争的产品只有DSP功能。DSP设计团队的成员Wanda Gass目前仍然在德州仪器，他表示：“这一优势使得为TMS32010进行程序开发变得更具灵活性，这就像为微控制器和微处理器进行程序开发一样。”TMS32010每部售价为500美元，在第一年这款产品都销售了1000部。随后销售量开始猛涨，如今DSP已经广泛用于调制解调器、医疗设备和军用系统中。

  哦，TMS32010还有一个应用，那就是用在了一个可爱的洋娃娃身上，这个洋娃娃可以唱歌和说话。TMS32010是大型DSP家族中的首位。未来DSP家族中还将会继续扩大，这可是德州仪器的财富。

  芯片破解微芯科技公司的 PIC 16C84微控制器（1993）

  在上世纪九十年代早期，8位微控制器领域由摩托罗拉一家公司独占。随后一家小的连名字都不起眼的竞争者现出了，这就是微芯科技公司。微芯科技公司研发出了 PIC 16C84，该产品整合了一种名为EEPROM的存储器。在擦除时，PIC 16C84微控制器并不像它的前辈那样需求紫外线擦除器。该芯片的主要设计师Rod Drake现在为微芯科技公司的董事。他称：“现在用户可以在飞行中改变他们的编码了。”更棒的是，这款芯片的成本低于5美元，仅有目前其它替代产品成本的四分之一。这些替代产品主要来自摩托罗拉公司。16C84已经被使用在智能卡、远程控制、无线汽车钥匙中。16C84成为了微控制器领域的开端，而微芯科技公司也成为了《财富500》排行榜中的电子工业超级明星。目前16C84已经销售了60亿部，其中一部分被用在了工业控制器、无人飞行器、数字验孕测试、芯片控制烟火、LED珠宝饰物和名为Turd Alert的化粪池监视器上。

  芯片破解飞兆半导体公司的μA741 运算放大器（1968）

  运算放大器都是一些设计相似的硅板。你总是在使用它们中的一些。在几乎所有的事情中你都可以用到它们，它们也会漂亮的完成一些任务。设计者们用它们制作音频和视频的前置放大器、电压比较器、精度校正器、以及许多的其它系统，这些都是日常电子用品的一部分。

  在1963年，26岁的工程师Robert Widlar在飞兆半导体公司设计出了首款单片电路的运算放大器IC――μA702。当时每部售价为300美元。随后，Widlar通过改进设计出了 μA709，成本也随之削减到了70美元，这使得该款产品获得了巨大的商业成功。故事到了这里，事业如日中天的Widlar要求升职。在要求没有得到满足后，Widlar辞职了。国家半导体公司如获致宝，迅速就雇用了Widlar。在国家半导体公司，Widlar帮助建立了相似的IC设计部门。在1967年，Widlar为国家半导体公司研发出了更好的运算放大器，LM101。

  尽管对于突然出现的竞争，飞兆半导体公司管理人员变得焦头烂额，但是在公司的研发实验室里，新加入的David Fullagar对LM101进行了仔细的研究。很快，Fullagar发现虽然LM101的设计非常巧妙，但是还是存在许多缺点。为了避免特定的频率失真，工程师不得不将一个外部电容与芯片联接。此外，由于半导体的质量有波动，导致IC的输入级，也就是所谓的前端使得一些芯片对噪音十分敏感。

  他称：“前端看起来有些临时凑合的感觉。”

  Fullagar着手开始自己的设计。他拓展了半导体当时的制造程序限制，在芯片中整合了一个30皮法电容。现在如何改良前端呢？解决方案非常的简单，增加了一对额外的晶体管。“在当时，我并不知道如何解决这一问题，我开车去了一趟塔霍湖。”额外的电路使得放大更加平滑，从芯片到芯片变得十分稳定。

  Fullagar带着自己设计找到了飞兆半导体公司研发总监Gordon Moore。Moore随后将这一设计送到了公司的商业部门。新的芯片μA741成为了运算放大器的标准。IC和由飞兆半导体公司竞争对手研发的类似产品已经销售了数百万部。以702每部售价300美元的价格你在今天可以买数千个741芯片。

  芯片破解Intersil公司的ICL8038波形发生器（大约1983）

  批评家一直嘲笑ICL8038性能有限和运行不规律等毛病。这一正统、直角、三角、锯齿和脉冲波形发生器确定有点不可靠。但是工程师们很快就找到了如何可靠使用这一芯片的方法，随后8038取得了重大成功，最终8038销售了数百万部，并且在不尽其数的应用程序中找到了自己的应用方式，如著名的Moog音乐合成器，以及盗用电路线路者在上世纪八十年代击败电话公司的“蓝盒”等等。8038是如此的热销，以致于Intersil公司出版了一份名为《你一直想知道的关于ICL8038的方方面面》的资料。有这样一个问题：“为什么连接销7至8能够获得最佳的温度性能？”Intersil公司在2002年放弃了 8038。但是发烧友至今仍然在收集ICL8038，以自己制造发生器和泰勒明电子琴。

  目前Intersil公司公共关系部和公司中最后接触过ICL8038的工程师们都不清楚精确ICL8038的数据。你知道吗？