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(fā)表了著名演講《我們選擇登月》，再次重申了他于1961年5月對國會提出的登月目標，號召全國，要在十年內(nèi)把宇航員送上月球，并讓他們安全返回地球。

　　“We choose to go to the moon.“

　　演講臺上的肯尼迪環(huán)顧全場，緩緩說出這句話，眼睛里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(tǒng)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(fā)射中心的大火箭，工程師、教授、學生、工人……一切和航天有關(guān)的都要被動員起來，只為實現(xiàn)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(jīng)遙遙落后于它在冷戰(zhàn)中的*對手——蘇聯(lián)。

　　1961年4月12日，蘇聯(lián)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(fā)射場升空, 在軌道上繞地球一周，歷時1小時48分，成為*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(lián)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(lián)的四分之一。

　　對于政治經(jīng)濟科技軍事均已達至頂峰的美國來說，這種落后無異于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沖擊。

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

　　而就在肯尼迪在德州發(fā)表演講的同時，位于山景城的仙童半導體工程師們正通宵達旦，為*個微電子集成電路系列做最后的修改潤色;湊巧的是，麻省理工學院儀器實驗室里，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)上采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。

　　1、不可能的任務

　　當NASA工程師看到肯尼迪夸下的�？跁r，內(nèi)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巨任務，所謂的登月計劃還和白紙一樣，需要一筆一劃往里面填充，相關(guān)技術(shù)人員都知道，登月完全就是一場地獄難度的游戲。

　　NASA和總統(tǒng)都知道，心急吃不了熱豆腐，雖然承諾要十年內(nèi)登月，但路還是得一步一步走，一味求快并不是什么好事，為了實現(xiàn)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。

　　這里不得不說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(fā)射了5次探測器，幾乎都以失敗告終，直到1964年1月發(fā)射的徘徊者6號才在月面靜海地區(qū)著陸，結(jié)果還因為攝像機出現(xiàn)故障，沒能拍到照片。

　　好消息是，后面幾次幾乎都取得了成功：1964年7月，徘徊者7號發(fā)射成功，在月面云海著陸，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，著陸成功并分別拍回7137張和5814張月面近景照片。

　　但這里需要注意的時，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(fā)射勘測者1號探測器，經(jīng)過64小時的飛行，在月面風暴洋軟著陸，向地面發(fā)回11150張月面照片，傳回來的照片顯示月球表面是平坦的，并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(fā)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(fā)生滾轉(zhuǎn)而失敗，另一個在著陸時神秘失蹤。

　　此外，從1966年開始，美國還發(fā)射了5個月球軌道環(huán)行器，為阿波羅載人登月選擇著陸地點提供探測數(shù)據(jù)，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(wěn)定性。

　　其實到這里為止，登月計劃的前置準備工作已經(jīng)完成了大半，剩下的就是送人上月球了，但最后一步的風險，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(jīng)驗可以遵循，出問題的幾率幾乎可以說是百分百，區(qū)別只是問題大小而已。

　　也難怪當時有人調(diào)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(wèi)星，都用盡了全身的力氣。

　　事實上，大部分人在登月前的最后一刻，都是以一種看天方夜譚的態(tài)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(zhì)疑著登月的真實性。

　　不過，NASA已經(jīng)顧及不上外界具體是怎么看待這項計劃了，為了肯尼迪許下的十年期限，全美最*的技術(shù)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(xù)發(fā)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(fā)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號完成任務后，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。

　　史努比最后留在了太空中，而阿波羅計劃的真正樂章，即將響徹于月球。

　　2、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(fā)登月系統(tǒng)，他們很快發(fā)現(xiàn)，這個系統(tǒng)的開發(fā)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，然后安全降落在指定地點的數(shù)米范圍內(nèi)，最后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(tǒng)必須在*時間發(fā)揮作用，且需要*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(tǒng)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，沒有多余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)，這所實驗室位于一個能夠俯瞰查爾斯河的舊內(nèi)衣工廠，阿波羅工程師和程序員幾張磨得發(fā)亮的金屬桌上夜以繼日的工作，墻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并非岌岌無名，正是這間頗具傳奇色彩的實驗室在冷戰(zhàn)中率先開發(fā)了搭載核彈頭導彈的慣性制導系統(tǒng)，甚至還在 20 世紀 50 年代的后期計劃將計算機化的探測器送往火星并使其安全返回，當時的美國也找不到比它更合適的選擇了。

　　它創(chuàng)下了三個記錄：麻省理工學院獲得的*個大型合同、*一個授予大學的阿波羅項目合同、*一個沒有經(jīng)過競標的阿波羅項目合同。

　　拿到合同的工程師并沒有歡呼雀躍，他們遇到的*個難題就是計算機，當時的載人航天已經(jīng)用到了計算機，航天器通常會把位置發(fā)送給任務控制中心的 IBM 大型機，經(jīng)過計算來規(guī)劃下一步的路線和操作，但這臺大型機的體積往往占據(jù)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(xiàn)的集成電路。

　　1958年，杰克·基爾比(Jack Kilby)在德州儀器供職時，用業(yè)余時間鼓搗出了世界上的*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(chuàng)了一個半導體的全新時代。

　　1960年，德州儀器開發(fā)出了*塊商用芯片TI 502，售價450美元，NASA*時間注意到了這顆芯片，但對于航天領(lǐng)域來說，TI 502的性能有些羸弱，他們需要一個更優(yōu)質(zhì)的替代方案，在同樣的體積里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，該系列是一組基于電阻-電容-晶體管技術(shù)的六位數(shù)字邏輯電路，功耗更低，采用較小的扁平封裝，這組今天看來再簡單不過的電路，卻為現(xiàn)代計算奠定了基礎(chǔ)，同時還引入了“系列”這一術(shù)語。

　　在1963年的感恩節(jié)過后，NASA發(fā)射了探索者18號，這顆衛(wèi)星本身并沒有什么特別的地方，只是負責收集太空輻射的數(shù)據(jù)，但它對于集成電路來說卻具有非同尋常的意義，因為衛(wèi)星計算機的核心就是51系列的SN510和SN514，也是世界上*個進入太空的集成電路。

　　既然德州儀器已經(jīng)在NASA這里證明了自己，那么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，最后拿到登月合同的，卻是德州儀器的對手——仙童半導體。

　　這里就不得不提到基爾比的發(fā)明中存在的局限性了，*塊集成電路中的晶體管依然需要通過引線鍵合，沒有實質(zhì)上解決分立晶體管的連接問題，由于是人工手搓出來的，量產(chǎn)起來并不容易，屬于只可遠觀不可褻玩的PPT產(chǎn)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)、杰·拉斯特(Jay Last)的合力下*解決。

　　1959年，霍爾尼發(fā)明了平面工藝(Planner Process)，通過在硅片上加上一層絕緣的氧化硅用打孔加入鋁薄膜的方式，把已用硅擴散技術(shù)做好的器件連接起來.

　　同樣是在1959年，諾伊斯構(gòu)想了另一種集成電路的實現(xiàn)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硅片上，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(fā)展方向。

　　用平面工藝制作集成電路的這個任務最終交給了拉斯特，1960年，他領(lǐng)導的項目組成功開發(fā)了硼擴散技術(shù)的p-n結(jié)電隔離方法，*個采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*個集成電路產(chǎn)品系列Micrologic，其采用霍爾尼和拉斯特開發(fā)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(chǎn)的平面工藝集成電路，就像雷云中的正電荷與負電荷相撞，迸發(fā)出了一道從加利福尼亞閃耀至佛羅里達的閃電。

　　3、升空，然后登月

　　1969年7月16日，阿波羅11號的三位宇航員走入飛船，他們內(nèi)心忐忑，不知道這次發(fā)射最后的結(jié)果是什么，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(fā)數(shù)年的心血結(jié)晶，也是阿波羅制導計算機*次真正派上用場，是騾子是馬，終于要拉出來溜溜了。

　　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，但由于德州儀器在集成電路的量產(chǎn)速度上非常緩慢，包括NASA在內(nèi)的許多人對仙童發(fā)布的集成電路并沒有多大信心。

　　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(chǎn)品的訂單，準備用它們來組裝一臺電腦，結(jié)果仙童在幾天內(nèi)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(lǐng)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(jīng)過2年左右的設(shè)計驗證后，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(shù)英里的布線)壓縮到2立方英尺內(nèi)，1964年8月，Block I誕生，隨后用于多項航天任務，證明了自己的可靠性。

　　而NASA呢，順勢在 1963 年批準了下一代計算機Block II的開發(fā)，此時的仙童，已經(jīng)設(shè)計開發(fā)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中所采用的基礎(chǔ)邏輯器件。

　　在實驗室工程師的不懈努力下，一臺比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(shè)計并交付生產(chǎn)，這臺計算機總使用了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，所搭載的制導計算機正是兩臺Block II，一臺放在指令艙，另一臺在登月艙，它們把兩位宇航員送上月面，再帶領(lǐng)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，阿波羅計劃采購了當時美國集成電路全部產(chǎn)能的60%，而兩臺Block II里的集成電路，就是好幾家企業(yè)一整年的產(chǎn)能，仙童等半導體企業(yè)因航天的大宗采購而興起，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(chǎn)業(yè)。

　　登月計算機研發(fā)過程中，由于計算機遠在太空，如果只按照固定邏輯運行，會難以應對各種突發(fā)情況，登月系統(tǒng)最終選擇加入可編程的設(shè)計，讓宇航員根據(jù)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，當時的計算機還在采用穿孔紙帶和磁帶來存儲數(shù)據(jù)，壓根沒辦法應對惡劣的太空環(huán)境，而“電子式存儲器”就此誕生，實驗室先將大型機的代碼轉(zhuǎn)換為Block II可讀的二進制編碼，然后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、冷凍干燥食品、耐火材料、彈簧輪胎等產(chǎn)品，在阿波羅計劃結(jié)束后不久，飛入了千家萬戶，開始造福每一個人類。

　　4、尾聲

　　阿波羅制導計算機的性能其實并不強大，它所搭載的CPU 計算能力和*代個人計算機差不多，登月十年后蘋果發(fā)布的 Apple II，就已經(jīng)追上了當時集全美國之力才研發(fā)出來的計算機，今天任何一部智能手機，都有Block II數(shù)千倍乃至數(shù)萬倍的性能，當我們輕輕劃過屏幕的瞬間，就已經(jīng)動用了1969年阿波羅11號上機器的全部算力。

　　但如果沒有這臺計算機，世界的發(fā)展或許就會大幅放緩，沒有NASA的大手筆采購，仙童和德州儀器或許就不會花更多時間去研發(fā)和改進集成電路，集成電路依舊會繁榮昌盛并成為今天不可或缺的一個產(chǎn)業(yè)，但時間上就會延后十年二十年，你能想象自己今天還在使用一臺智能接打電話收發(fā)短信的非智能手機嗎?

　　1965年4月19日，《電子學》雜志(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(shù)量將每年增加一倍。

　　這就是今天依然發(fā)揮著作用的摩爾定律，正是因為阿波羅計劃帶來一場獨屬于集成電路的際遇，摩爾才有底氣大膽預測，并隨后和諾伊斯一同創(chuàng)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(shù)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巖標本，但它的真正財富，藏在了阿波羅11號著陸器艙壁后的金屬盒子里，幾千個集成電路，構(gòu)建出了現(xiàn)代世界的藍圖。