[10月18日]科学历史上的今天——杰·拉斯特（Jay Last）

2023-10-19 02:10

1929年10月18日，杰·拉斯特（Jay Last）出生于美国宾州。他合作创建了仙童半导体公司，是硅谷的创始人之一。

拉斯特的父母都是老师，但他的父亲放弃了教职，到一家钢铁厂工作，希望能过上更好的生活。大萧条期间，钢铁厂没有工作，全家靠种植和保存自己的食物来维持生计。第二次世界大战期间，他的父亲每周工作六到七天，每天工作 12 个小时，身体条件十分艰苦且危险。拉斯特 (Jay Last) 在成长过程中喜欢徒步旅行、散步和探索。拉斯特是个书虫，他往往比班上其他人提前完成作业。化学老师露西尔·克里奇洛 (Lucille Critchlow) 鼓励并推荐他与当地工业化学家弗兰克·W·普雷斯顿 (Frank W. Preston) 合作，他的实验室研究玻璃和玻璃断裂。拉斯特从高中开始只要他有休息时间，就到普雷斯顿的实验室工作，并在大学时继续为他工作。

拉斯特1947年高中毕业，申请奖学金到罗切斯特大学学习光学。父亲告诉他有这么个项目，这也是他唯一的入学申请。这个学习项目要求严格，结束时有四分之三的学生已经退学了。该项目与伊士曼·柯达（Eastman Kodak）和博士伦（Bausch & Lomb）联系紧密：拉斯特的光学设计课程由柯达公司的鲁道夫·金斯莱克（Rudolph Kingslake）教授。拉斯特在大学四年级之前，在柯达光学仪器工厂的故障排除部门工作了一个暑假。他在-60°F的温度（相当于零下51摄氏度）测试了B52飞机上使用的相机。1951年，他在罗彻斯特大学获得光学学士学位。

拉斯特对物理学的兴趣越来越浓，在光学物理学家帕克·吉文斯（Parker Givens）的鼓励下涉足新兴的固体物理学领域。被麻省理工学院的录取后，拉斯特加入了物理学家黑派尔（Arthur R. von Hippel）的实验室，研究铁电材料的物理结构。他还向斯莱特（John Clarke Slater）和魏斯科普夫（Victor F. Weisskopf）学习。他研究一种材料钛酸钡在变成铁电体时发生了不寻常的结构变化，需要使用红外光谱对其进行研究。他用上了新仪器——贝克曼IR-3分光光度计。他与贝克曼仪器公司的工作人员密切合作，报告问题并解决问题。

1959年，拉斯特从麻省理工学院获得物理学博士学位。贝克曼仪器公司的老板阿诺德·贝克曼（Arnold Beckman）向威廉·肖克利（William Shockley）推荐了拉斯特。肖克利飞到波士顿与拉斯特面谈，聘他为肖克利实验室（作为贝克曼仪器公司的一个部门）的实验室助理。关于肖克利的到来，拉斯特说道：“我想，天啊，我从来没有遇到过如此出色的人。于是我改变整个职业计划，想去加利福尼亚和这个人一起工作。”

大约一年后，他与七名同事离开肖克利实验室，另外创立了仙童半导体公司，总部位于加利福尼亚州圣何塞。据《世界商业新闻》报道，该公司的创始，为“硅谷奠定了专业、经济和文化基础”。

“很明显，我们将制造肖克利不想制造的晶体管。我们不知道它会是什么样的......我们的时机非常完美。我们拥有技术，这是世界真正需要的东西，而当时其它公司还没这项制造能力。”

“鲍勃·诺伊斯（Bob Noyce）和我进行步进重复相机的研究。当时确实用到了我的光学知识。约翰·赫尔尼（Jean Hoerni）从事扩散研究，他对半导体物理的许多方面有着深刻的物理见解。戈登（摩尔）也参与了扩散研究。他做出了巨大的贡献……他是唯一一个知道如何吹制玻璃的人，因此他为扩散制作了各种东西，并且他还参与了金属蒸发。谢尔登·罗伯茨 (Sheldon Roberts) 开始带领我们进入硅的世界。维克·格里尼奇 (Vic Grinich) 是真正了解晶体管是什么及其用途的人，所有测试设施都是他搭建的。朱莉·布兰克（Julie Blank）负责设施和设备制造。吉恩·克莱纳（Gene Kleiner）是了不起的设备制造人、了不起的机械师。他对此热爱，很擅长。吉恩也开始接管一些行政任务。我们看起来是一个八人小组，其实还找到了其他一些关键人物，这就是故事不太准确的地方。我们八个人之外的人的贡献从未得到真正的认可。尤其是戴夫·艾利森 (Dave Allison)，他是参与扩散的关键人物。”

仙童公司成立之时，生产晶体管用的材料通常是锗，且只能一个一个生产。拉斯特领导研究团队开发了硅芯片的大规模生产工艺，包括光刻、光掩模、光致抗蚀剂、台面蚀刻等各种晶体管制造技术。

赫尔尼的平面工艺具有特殊功能，它为仙童半导体在实现集成提供了巨大的优势。为了实施这项新技术，拉斯特于1959 年秋天成立了一个小组，旨在制造基于平面工艺的集成电路。集成芯片将晶体管和电线构建在同一张硅片上。又过了18个月，第一批商用微芯片（Micrologic 系列）才上市。仙童半导体比德州仪器早了六个多月，后者是开始使用仙童授权的平面技术后才取得成功的。

1960年2月12日，拉斯特、罗伯特·诺曼（Robert Norman）和伊西·哈斯（Isy Haas）在 IRE 固态会议上发表了一篇题为“固态微逻辑元件”的论文，报告了第一个集成电路。他们描述了所开发的混合硅集成电路，包括触发器、门、加法器和移位寄存器。他们还讨论了创建小型化集成逻辑电路的可行性。然而，他们在改进和商业化生产方面仍然面临许多挑战。到1960年夏天，拉斯特的半导体团队成功构建并演示了第一个平面集成电路。第一个商用集成逻辑电路系列称为Micrologic，由五个简单逻辑功能组成，于1961年推出。这些电路采用改进的TO-5晶体管封装，最多有8个引线。

为了实现目标，拉斯特团队克服了几个重大障碍。首先，这些芯片的物理特征的定位公差要严格得多，这意味着各种掩模必须更精确地对齐。此外，电气隔离集成电路的各个组件也是一个棘手的问题。诺伊斯在各个元件之间插入背对背p-n结的想法被证明是一种有效的解决方案，并于1961年3月打开了商业化的大门。

早期集成电路价格昂贵，与传统电路相比没有性能优势，实际优势在于它的封装密度。第一批客户主要是军事承包商。与阿波罗宇航员一起登上月球的计算机是使用Micrologic系列电路的三输入或非门构建的。这些芯片后来被用于计算机、智能手机和智能手表。总的来说，仙童开发的许多技术成为半导体行业创建晶体管和集成电路的基础。

拉斯特的最早的集成电路之一

拉斯特与赫尔尼、罗伯茨、克莱纳1961年离开仙童半导体，建立阿梅尔克公司（Amelco），它是力科公司（Teledyne）的一部分。力科公司旨在为先进军事系统创建集成电路，为此会收购较小的公司（最初名为 Instrument Systems）。力科公司的许多产品都是用于特定军事用途的机密产品，其中很少为公众所知。他们生产了NASA和军事太空行动使用的电路，包括登月多普勒系统中使用的产品。拉斯特等人拥有开展这项工作所必需的技术专长。在新公司，他们把特种军事应用作为主要市场，避免了与老东家仙童半导体的直面竞争，并与大公司保持了良好的关系。

拉斯特1961年至1966年担任阿梅尔克公司的研发总监。他建立了生产部门（Electron Devices）。拉斯特坚持留在后来成为硅谷的地区，因为它正在开发获取材料、设备和人员所必需的基础设施。他是创造硅谷的先驱。

拉斯特最终成为力科公司技术副总裁，负责监管150多个部门，并于1974年退休。

退休后，拉斯特创立出版社（Hillcrest Press），出版有关加州艺术风格的书籍。1980年他创立了考古保护协会（The Archaeological Conservancy），这是一个致力于保护美国考古遗址的非营利组织。据其网站称，该保护协会已拯救了 500 多个遗址。

拉斯特于2021年逝世，时年92岁。