美国芯片故事：从颠覆开始
一个企业实验室特别适合利用约瑟夫森的想法，不是因为它有超级电导成功的记录，而是因为它有失败的记录。在20世纪50年代后期，IBM位于纽约约克镇高地的旗舰实验室 - 正式名称为Thomas J. Watson的研究中心，但非正式地称为IBM Yorktown--已经将相当多的专业知识和资源应用于早期的超低温电子装置的研究中。对于约瑟夫森计算公司来说，这些资源后来偶然可用。
cryotron早于约瑟夫森的想法，但利用了与他预测的相似的现象。大多数低温电子管由一根缠绕在另一根上的导电线组成;当电流通过盘绕线时，它产生了一个磁场，使直线中的超级电流淬火。换句话说，通过线圈的控制电流的微小变化导致通过直线的电流的大的变化，允许整个装置充当大致等于真空管或晶体管的开关或放大器。
今天没有很好地记住低温冷却器，但有一个很好的例子，世界上第一个积体电路包含一个超导冷冻管而不是半导体晶体管。传统的微电子历史可以归功于Fairchild Semiconductor的Robert Noyce或德州仪器公司（Texas Instruments）的Jack Kilby发明的IC，但事实上很难提出包含Noyce和Kilby的半导体器件而不是早期的低温冷却器积体电路的“积体电路”的定义。 Cryotron的支持者也是最先开发电子束光刻技术的人之一，这是我们将在后面的章节中讨论的制造超微型电路的先进技术之一.冷冻管还与重要的军事工业赞助人，特别是国家安全域性共享后来在约瑟夫森计算中的努力。
大公司，特别是IBM和通用电气公司，似乎已经对1955年末的冷冻电子产品感兴趣，这是在麻省理工学院的发明诞生两年多之后。如图2.1所示，IBM一旦致力于冷冻管 - 特别是1958年至1962年底，IBM取得了快速进展。理查德·加文后来估计，大约有一百名IBM员工在20世纪50年代后期开始研究冷冻管 。尽管如此，IBM和其他所有人都认为，有更多有希望的替代方案不涉及超导性。正如一位GE参与者所说的那样，“意识到Fairchild（仙童）或其他人最终会得到Jean Hoerni的平面硅晶体管 - 不像冷冻柜，在室温下工作 - 在大型阵列中工作，我可以看到冷冻管的终结。”
图2.1
图2.1 IBM cryotron（左）和Joseph-son计算（右）专案的累积专利数量随着时间的推移而增加。 通过简单地搜寻分配给IBM的含有“cryotron”一词的专利来获得冷冻管的专利计数。约瑟夫森专案的专利计数是通过检测发明人所有的所有IBM指定专利的“滚雪球（snowball）”方法来获得的。 约瑟夫森专案的已知成员，然后重申搜寻已知团队成员的共同专利权人发明的专利。 最终获得了上面的专利数统计图表。
在这种计算中，我们可以看到摩尔定律作为一个社会事实壕沟的开始。在20世纪60年代早期，那些正在权衡硅晶体管而不是像冷冻管这样的替代品的公司刚刚开始得出结论，硅最终会比任何其他材料更容易制造出大量的逻辑元件。该结论部分基于硅的物理性质（及其氧化物，SiO2，其易于在硅上生长并且形成优异的绝缘屏障）。但硅的优势也是自我强化的，因为创新硅制造的劳动力越来越多地使专用于替代微电子技术的劳动力相形见绌，因为硅的劳动力已经发现了足够的硅，使其成为一种更容易使用的材料，并且预见到了看似美好的未来。戈登摩尔1965年的“定理法则”量化了对硅的乐观态度，但在公司和研究人员早先决定放弃非硅微电子装置（如低温电子管）之前，这种乐观情绪已经明显可行，如果是自我实现的话。
因此，到1962年末，IBM cryotron团队的活动正在停止，他们的装置现在未被使用并被视为过剩。但随后出现了一种奇怪的复苏，二十年后，这将对暂时将摩尔定律作为社会事实的地位提出置疑。这种复苏始于1964年，当时IBM将约克镇的许多磁性研究人员搬到了加利福尼亚州，以便更接近该公司生产资料储存装置的设施。那时，资料储存意味着磁储存，所以这是一个合乎逻辑的举措。但是留在约克镇的一些磁性研究人员说服管理层不要把它们运到西边。虽然在大多数公司中，这种顽固性将成为解雇的理由。但是，IBM足够大 - 并且对其员工有足够的放纵 - 最后批准了该请求。
不过，IBM必须为留在Yorktown的磁性组织找到新的任务。最终，一位名叫Philip Seiden的研究经理提议将这五六个人变成一个超导组，尽管他们缺乏该领域的专业知识。在一个聪明人被广泛开展并迅速学习新领域的环境中，这一点很重要。此外，磁性和超导性是相关的现象。在某些方面，超导体的基本特征不是电子在没有电阻的情况下移动，而是当磁通线处于超导状态时市从磁体中排出。
在给自己一个超导速度的速成课程时，该小组的一名成员Juri Matisoo遇到了约瑟夫森的新理论，并很快得出结论，他可以利用该理论制造触发器或暂存器等微电子器件 - 一些基本构件一台电脑，然而为了实现约瑟夫森的想法，Matisoo需要专门的装置来生长薄膜。对他来说幸运的是，冷冻机专案的旧蒸发器已被藏在Yorktown实验室的一个角落里。 Matisoo挪用装置并开始种植铝，锡和铅的薄膜。到1965年4月，他已经提交了一项发明披露，用于“利用弱耦合[即基于约瑟夫森的超导体]的类似低温管的逻辑元件。”事实证明，另一位IBM员工Marshal Merriam已提交近一年前，类似的IBM技术资讯披露公告，所以Matisoo不得不放弃他的发明申请。尽管如此，他的主管鼓励Matisoo继续研究基于约瑟夫森效应的逻辑单元。然而，其中一个人Wilhelm Anacker建议应该避免使用“cryotron”这个名称，因为这是一个“失败的技术”。因此隧道式冷冻管的名称变成了“约瑟夫森结（Josephson junction）”。
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