1962年9月12日，就任一年多的約翰·費茨杰拉德·肯尼迪在萊斯大學發表了著名演講《我們選擇登月》，再次重申了他於1961年5月對國會提出的登月目標，號召全國，要在十年內把宇航員送上月球，並讓他們安全返回地球。

“We choose to go to the moon.”

演講台上的肯尼迪環顧全場，緩緩說出這句話，眼睛裡映射出不止有一張張充滿期待的年輕臉龐，還有那顆每晚抬眼可見卻相距萬里的灰色星球。

隨著總統的一聲令下，浩浩蕩蕩的阿波羅計劃迅速展開，小到麻省理工的一把椅子，大到休斯頓發射中心的大火箭，工程師、教授、學生、工人……一切和航天有關的都要被動員起來，只為實現登月這個遠大目標。

所有聽眾都在這場演講中體會到了一種緊迫感，只因當時美國在航天項目上，已經遙遙落後於它在冷戰中的最大對手——蘇聯。

1961年4月12日，蘇聯航天員尤里·阿列克謝耶維奇·加加林乘坐“東方1號”飛船，從拜科努爾發射場升空, 在軌道上繞地球一周，歷時1小時48分，成為第一位進入宇宙空間的人類。

而美國“墨丘利計劃“也即首次載人航天，要等到1961年5月25日，比蘇聯晚了整整一個多月，軌道航線時間只有短短的15分鐘，所乘飛船的速度僅是蘇聯的四分之一。

對於政治經濟科技軍事均已達至頂峰的美國來說，這種落後無異於對紐約的自由女神像抽了一巴掌，而留下的印跡還永遠烙在了臉上，加加林在歐洲乃至全世界都得到了人類英雄的待遇，而艾倫·謝潑德卻只能在本國受到追捧，甚至連國際地位都受到了衝擊。

肯尼迪的想法簡單而又直接，既然美國無緣於首次載人航天，那就還以顏色，爭取首次載人登月，蘇聯能夠調動全國資源來做這樣一件大事，經濟上遠勝蘇聯的美國沒理由做不到。

而就在肯尼迪在德州發表演講的同時，位於山景城的仙童半導體工程師們正通宵達旦，為第一個微電子集成電路系列做最後的修改潤色；湊巧的是，麻省理工學院儀器實驗室裡，某個小組正準備向NASA（美國國家航空航天局）提交一份提案，想要在阿波羅制導計算機（AGC）上採用先進而又小巧的集成電路。

這是一場前人從未有過的冒險，而集成電路與阿波羅計劃一樣，注定會被載入史冊。

不可能的任務

當NASA工程師看到肯尼迪誇下的海口時，內心一定是崩潰的，因為此時的美國，只是剛完成了一項送人上天的艱鉅任務，所謂的登月計劃還和白紙一樣，需要一筆一劃往裡面填充，相關技術人員都知道，登月完全就是一場地獄難度的遊戲。

NASA和總統都知道，心急吃不了熱豆腐，雖然承諾要十年內登月，但路還是得一步一步走，一味求快並不是什麼好事，為了實現宏偉的阿波羅計劃，美國準備了多個配套計劃。

首先要做的，當然是搞明白月球表面狀況，也就是徘徊者號探測器計劃。

這裡不得不說NASA確實點子背，計劃從開始就沒順利過，從1961年8月開始到1962年10月，美國發射了5次探測器，幾乎都以失敗告終，直到1964年1月發射的徘徊者6號才在月面靜海地區著陸，結果還因為攝像機出現故障，沒能拍到照片。

好消息是，後面幾次幾乎都取得了成功：1964年7月，徘徊者7號發射成功，在月面雲海著陸，拍攝到4308張月面特寫照片。1965年2月徘徊者8號和3月的徘徊者9號，著陸成功並分別拍回7137張和5814張月面近景照片。

但這裡需要注意的時，徘徊者都是硬著陸，就像是人類在地球上用力往月球上甩了一把石子，是直接撞擊在月球之上的，血肉之軀的人類不可能這樣降落到月球上。

而軟著陸的勘測者號探測器計劃隨之展開，1966年5月，美國發射勘測者1號探測器，經過64小時的飛行，在月面風暴洋軟著陸，向地面發回11150張月面照片，傳回來的照片顯示月球表面是平坦的，並且具有足夠的強度支撐載人登陸飛船，

截至1968年1月，美國共發射了7個“勘察者”探測器，其中有5個成功在月球上軟著陸，一個因修正航線時發生滾轉而失敗，另一個在著陸時神秘失踪。

此外，從1966年開始，美國還發射了5個月球軌道環行器，為阿波羅載人登月選擇著陸地點提供探測數據，針對阿波羅的登月飛船的著陸場地進行篩選，確保登月的穩定性。

其實到這里為止，登月計劃的前置準備工作已經完成了大半，剩下的就是送人上月球了，但最後一步的風險，比前面幾年加起來還要大，這不是把大象裝進冰箱需要幾步的問題，地球和月球平均384401公里，是赤道的10倍，沒有任何前人的經驗可以遵循，出問題的機率幾乎可以說是百分百，區別只是問題大小而已。

也難怪當時有人調侃阿波羅計劃，是開著洗衣機橫渡大西洋，人類在太空中，就是如此的渺小，即使是想要觸碰到地球的衛星，都用盡了全身的力氣。

事實上，大部分人在登月前的最後一刻，都是以一種看天方夜譚的態度來對待阿波羅計劃，他們覺得這是根本不可能完成的任務，而直到今天，也有不少人質疑著登月的真實性。

不過，NASA已經顧及不上外界具體是怎麼看待這項計劃了，為了肯尼迪許下的十年期限，全美最頂尖的技術人才匯聚一堂，開始加速載人登月的進程。從1968年開始，美國連續發射了阿波羅7、8、9號三艘飛船，進行載人飛行試驗，而1969年5月發射的阿波羅10號飛船還進行了登月全過程的演練飛行，繞月飛行31圈，兩名宇航員乘登月艙下降到離月面15.2公里的高度，離登月只差臨門一腳。

非常有趣的是，距離月面咫尺之遙的阿波羅10號登月艙，綽號是史努比，來自美國著名的《花生漫畫》，而指令艙的綽號，就是史努比的主人——查理·布朗，在阿波羅10號完成任務後，這個廣受大家喜愛的動漫形象就順理成章地成為了NASA的吉祥物。

史努比最後留在了太空中，而阿波羅計劃的真正樂章，即將響徹於月球。

集成電路閃耀時

事實上，1962年正式提出登月目標時，NASA就已著手去開發登月系統，他們很快發現，這個系統的開發難度高得嚇人：它需要去控制一個13000公斤的宇宙飛船，以每小時3500公里的速度圍繞月球運行，然後安全降落在指定地點的數米範圍內，最後還得引導它從月面返回，與月球軌道上的指揮艦會合，另外，這個系統必須在第一時間發揮作用，且需要最大限度地減少燃料的消耗，因為登月艙的全部燃料只夠一次著陸嘗試。

而承載這個系統的硬件，還必須濃縮再濃縮，因為不論是登月艙還是指令艙，都塞滿密密麻麻的元器件，沒有多餘的地方來容納體積更大的硬件。

這項任務最終交給了麻省理工學院儀器實驗室（MIT’s Instrumentation Laboratory），這所實驗室位於一個能夠俯瞰查爾斯河的舊內衣工廠，阿波羅工程師和程序員幾張磨得發亮的金屬桌上夜以繼日的工作，牆上的黑板上寫滿了代碼，長短不一的煙頭散落在地板上，而打印出來的紙張壘了一堆又一堆，他們像一群勤奮的工蟻，在白色的蟻丘間忙碌著。

麻省理工學院儀器實驗室並非岌岌無名，正是這間頗具傳奇色彩的實驗室在冷戰中率先開發了搭載核彈頭導彈的慣性制導系統，甚至還在20 世紀50 年代的後期計劃將計算機化的探測器送往火星並使其安全返回，當時的美國也找不到比它更合適的選擇了。

它創下了三個記錄：麻省理工學院獲得的第一個大型合同、唯一一個授予大學的阿波羅項目合同、唯一一個沒有經過競標的阿波羅項目合同。

拿到合同的工程師並沒有歡呼雀躍，他們遇到的第一個難題就是計算機，當時的載人航天已經用到了計算機，航天器通常會把位置發送給任務控制中心的IBM 大型機，經過計算來規劃下一步的路線和操作，但這台大型機的體積往往佔據了一整間屋子，光是幾十噸的重量就能消耗完運載火箭的絕大部分推力，即使是所謂的“微型計算機”，也和冰箱差不多大。

要知道登月所用的土星5號的月球軌道運載能力總共才45噸，每千克的重量都彌足珍貴，不太可能消耗在一大堆晶體管上面，肩負重任的實驗室最終把目光投向了50年代末剛出現的集成電路。

1958年，傑克·基爾比（Jack Kilby）在德州儀器供職時，用業餘時間鼓搗出了世界上的第一塊集成電路，與當時流行的分立晶體管相比，集成電路不僅大幅縮小了體積、重量，還提高了電路性能和可靠性，由此開創了一個半導體的全新時代。

1960年，德州儀器開發出了第一塊商用芯片TI 502，售價450美元，NASA第一時間注意到了這顆芯片，但對於航天領域來說，TI 502的性能有些羸弱，他們需要一個更優質的替代方案，在同樣的體積裡提供更強的性能和更快的運行速度。

德州儀器最終完成了NASA的要求，51系列集成電路就此誕生，該系列是一組基於電阻-電容-晶體管技術的六位數字邏輯電路，功耗更低，採用較小的扁平封裝，這組今天看來再簡單不過的電路，卻為現代計算奠定了基礎，同時還引入了“系列”這一術語。

在1963年的感恩節過後，NASA發射了探索者18號，這顆衛星本身並沒有什麼特別的地方，只是負責收集太空輻射的數據，但它對於集成電路來說卻具有非同尋常的意義，因為衛星計算機的核心就是51系列的SN510和SN514，也是世界上第一個進入太空的集成電路。

既然德州儀器已經在NASA這裡證明了自己，那麼麻省理工學院儀器實驗室似乎沒理由不選擇它，但讓人感到意外的是，最後拿到登月合同的，卻是德州儀器的對手——仙童半導體。

這裡就不得不提到基爾比的發明中存在的局限性了，第一塊集成電路中的晶體管依然需要通過引線鍵合，沒有實質上解決分立晶體管的連接問題，由於是人工手搓出來的，量產起來並不容易，屬於只可遠觀不可褻玩的PPT產品。

這時候群英薈萃的仙童半導體就出手了，困擾人們多年的晶體管連接問題，最終被鮑勃·諾伊斯（Bob Noyce）、吉恩·霍爾尼（Jean Hoerni）、傑·拉斯特（Jay Last）的合力下完美解決。

1959年，霍爾尼發明了平面工藝（Planner Process），通過在矽片上加上一層絕緣的氧化矽用打孔加入鋁薄膜的方式，把已用矽擴散技術做好的器件連接起來.

同樣是在1959年，諾伊斯構想了另一種集成電路的實現方式，在申請的專利說明中，他表示，通過把多種元件放在單一矽片上，再用平面工藝將它們連接起來，就可以大幅降低電路的尺寸、功耗及成本，與基爾比的方法類似但卻更進一步，為真正的集成電路確定了發展方向。

用平面工藝製作集成電路的這個任務最終交給了拉斯特，1960年，他領導的項目組成功開發了硼擴散技術的pn結電隔離方法，第一個採用平面工藝的集成電路就此誕生。

1961年秋季，仙童正式宣布推出自己的第一個集成電路產品系列Micrologic，其採用霍爾尼和拉斯特開發的電阻-晶體管邏輯(RTL)平面型工藝，最重要的是其中一個名為µL903的三輸入或非門器件，它最終成為了阿波羅制導計算機的基本組成部分。

當麻省理工學院儀器實驗室物色登月計算機的合適選擇時，仙童恰好推出了可大量生產的平面工藝集成電路，就像雷雲中的正電荷與負電荷相撞，迸發出了一道從加利福尼亞閃耀至佛羅里達的閃電。

升空，然後登月

1969年7月16日，阿波羅11號的三位宇航員走入飛船，他們內心忐忑，不知道這次發射最後的結果是什麼，也許土星5號剛升空就會爆炸，也許無法按計劃進入月球軌道，也許登月艙著陸失敗……各種可能充斥在他們的腦袋中。

而地面上的麻省理工學院儀器實驗室的工程師，也是一臉的憂慮，這將是他們研發數年的心血結晶，也是阿波羅制導計算機第一次真正派上用場，是騾子是馬，終於要拉出來溜溜了。

時間倒流回1961年，雖然實驗室想要用集成電路作為登月計算機的核心，但由於德州儀器在集成電路的量產速度上非常緩慢，包括NASA在內的許多人對仙童發布的集成電路並沒有多大信心。

此時，負責硬件的物理學家埃爾頓-C-霍爾（Eldon C. Hall）向仙童下了100個產品的訂單，準備用它們來組裝一台電腦，結果仙童在幾天內就完成了訂單，大大超出了預期，展示了平面工藝下集成電路的魅力。

而這100個集成電路造出來的電腦雖然簡陋，但計算速度卻提升了2.5倍，同時還大幅縮小了體積，霍爾就拿著它去了NASA，成功說服了領導，正式確定集成電路在阿波羅制導計算機中的核心地位。

經過2年左右的設計驗證後，麻省理工學院儀器實驗室開始正式組裝登月計算機，他們要將復雜的電子硬件（包括4100 個IC 封裝、磁存儲元件和數英里的佈線）壓縮到2立方英尺內，1964年8月，Block I誕生，隨後用於多項航天任務，證明了自己的可靠性。

而NASA呢，順勢在1963 年批准了下一代計算機Block II的開發，此時的仙童，已經設計開發出全新的毫瓦級微邏輯集成電路系列，功率只有三分之一，運行速度卻與上一代相同，很快就成為了Block II中所採用的基礎邏輯器件。

在實驗室工程師的不懈努力下，一台比Block I更小、更快、能耗更低，同時提供更多計算能力的機器誕生了，1965 年7 月，實驗室完成了Block II的最終設計並交付生產，這台計算機總使用了2756個扁平封裝的集成電路，包含5530 個邏輯門，一共使用了16536 個晶體管，卻不過公文包大小。

當阿波羅11號起飛時，所搭載的製導計算機正是兩台Block II，一台放在指令艙，另一台在登月艙，它們把兩位宇航員送上月面，再帶領著他們返航，在一片黑暗的太空中，它們就像兩盞明燈，照亮了這塊前人從未踏足過的地域。

有NASA 工程師估計，1962 年至1967 年，阿波羅計劃採購了當時美國集成電路全部產能的60%，而兩台Block II裡的集成電路，就是好幾家企業一整年的產能，仙童等半導體企業因航天的大宗採購而興起，在60年代大放光彩。

事實上，阿波羅計劃所帶動的，遠不止集成電路這一個產業。

登月計算機研發過程中，由於計算機遠在太空，如果只按照固定邏輯運行，會難以應對各種突發情況，登月系統最終選擇加入可編程的設計，讓宇航員根據不同情況在鍵盤上進行草錯，進而誕生了最早期的“軟件”。

另外，當時的計算機還在採用穿孔紙帶和磁帶來存儲數據，壓根沒辦法應對惡劣的太空環境，而“電子式存儲器”就此誕生，實驗室先將大型機的代碼轉換為Block II可讀的二進制編碼，然後讓一批紡織女工編織導線，當導線穿過磁芯是1，導線在磁芯外面是0，通過這種磁芯加線圈的方式，最早的電子存儲器就此誕生。

諸如液冷服、氣墊運動鞋、冷凍乾燥食品、耐火材料、彈簧輪胎等產品，在阿波羅計劃結束後不久，飛入了千家萬戶，開始造福每一個人類。

尾聲

阿波羅制導計算機的性能其實並不強大，它所搭載的CPU 計算能力和第一代個人計算機差不多，登月十年後蘋果發布的Apple II，就已經追上了當時集全美國之力才研發出來的計算機，今天任何一部智能手機，都有Block II數千倍乃至數万倍的性能，當我們輕輕劃過屏幕的瞬間，就已經動用了1969年阿波羅11號上機器的全部算力。

但如果沒有這台計算機，世界的發展或許就會大幅放緩，沒有NASA的大手筆採購，仙童和德州儀器或許就不會花更多時間去研發和改進集成電路，集成電路依舊會繁榮昌盛並成為今天不可或缺的一個產業，但時間上就會延後十年二十年，你能想像自己今天還在使用一台智能接打電話收發短信的非智能手機嗎？

1965年4月19日，《電子學》雜誌（Electronics Magazine）第114頁上，刊登了仙童工程師戈登·摩爾（Gordon Moore）撰寫的文章〈讓集成電路填滿更多的組件〉，他在文中預言，半導體芯片上集成的晶體管和電阻數量將每年增加一倍。

這就是今天依然發揮著作用的摩爾定律，正是因為阿波羅計劃帶來一場獨屬於集成電路的際遇，摩爾才有底氣大膽預測，並隨後和諾伊斯一同創辦了英特爾，在80年代帶起一場個人電腦的革命。

登月計劃拍下了無數張月球和太空的照片，留下了人類在月球上的足跡，還帶回了幾百千克的月岩標本，但它的真正財富，藏在了阿波羅11號著陸器艙壁後的金屬盒子裡，幾千個集成電路，構建出了現代世界的藍圖。

來源：半導體行業觀察