Ceea ce unii istorici ai stiintei considera a fi cea mai mare inventie a secolului XX, poarta semnatura a doi mari fizicieni americani: Robert Norton Noyce si Jack St. Clair Kilby.
Cine a inventat "chip-ul"?
Inventarea "chip"-ului, adica a circuitului integrat monolitic, a fost facuta in mod independent de catre cei doi savanti, considerati astfel co-autori la uriasul pas cu care a demarat dezvoltarea ulterioara imaginabila a micro-electronicii. Nu este prima oara in istoria stiintei cand doi oameni au aceeasi idee geniala in (aproximativ) acelasi timp.
Nascuti la o diferenta de 4 ani intre ei, la oarecare distanta unul de celalalt, cei doi savanti americani au fost predestinati sa faca primul pas impreuna in ceea ce avea sa devina o noua revolutie tehnnologica, care a schimbat radical fata lumii.
In ce an a fost inventat circuitul integrat?
In anul 1958, cand a fost inventat circuitul integrat, tranzistoarele existau din abundenta. Acestea echipau o multitudine de echipamente electrice, fiind mult mai mici si mai fiabile decat predecesoarele lor (tuburile cu vid), dar fabricantii de aparate electronice doreau ceva mai mic. Insa exista o limita fizica referitoare la dimensiunea minima a capsulei unui tranzistor, intrucat la terminalele sale urmau sa fie conectate ulterior, prin intermediul unor piste conductoare, alte componente electronice.
Care a fost ideea de inceput?
Ideea ar fi fost sa realizeze un circuit electronic complet, care sa includa atat tranzistoarele, cat si celelalte componente electronice, cu conexiunile electrice dintre ele. Dar cum sa faci rezistoare si condensatoare din material semiconductor?
Intr-o zi de pe la sfarsitul lunii iulie a anului 1958, Jack Kilby statea singur in laboratorul sau de la Texas Instruments. Fusese angajat doar cu doua luni in urma, asa ca nu avea dreptul sa-si ia concendiu odata cu toata lumea. Holurile cladirii erau goale, nimeni nu-l deranja si avea la dispozitie foarte mult timp de gandire.
La un moment dat, i-a venit ideea de a face toate partile componente ale unui circuit din acelasi material. Parea o idee absurda, nimeni nu realiza, la acea vreme, rezistoarele si condensatoarele din material semiconductor. Dar daca acest lucru se putea face? Atunci intregul circuit s-ar fi putut realiza dintr-un singur cristal, avand dimensiuni extraordinar de mici si fiind mult mai usor de produs.
Sefului lui Kilby i-a placut ideea acestuia si s-a spus sa se apuce de realizarea ei. Pana pe 12 septembrie Jack Kilby a construit un model, iar pe data de 6 februarie 1959 Texas Instruments a primit brevetul. Primul "circuit solid", de marimea unui punct facut cu pixul, a fost etalat in public pentru prima data, in martie 1959.
Fairchild Semiconductor
Dar, in California, un alt om avea idei similare. Acesta se numea Robert Noyce si lucra la micuta companie Fairchild Semiconductor, care abia luase fiinta. Acesta s-a gandit si el ca un intreg circuit electronic s-ar putea realiza pe un singur chip.
In timp ce Kilby punea la punct toate detaliile pentru a realiza componentele electronice individuale, Noyce s-a gandit la o mult mai buna metoda de a conecta partile.
In primavara aceea, Fairchild a inceput sa construiasca ceea ce numeau ei "circuite unitare" si au solicitat un brevet de inventie pentru aceasta idee.
Fairchild sau Texas Instruments?
Stiind ca Texas Instruments primise deja un brevet pentru ceve similar, Fairchild a realizat o descriere foarte detaliata, sperand sa nu se suprapuna peste dispozitivul similar deja brevetat.
Forta detaliilor a invins. Pe data de 25 aprilie 1961, Biroul de brevete a acordat primul brevet de inventie pentru circuitul integrat lui Robert Noyce, in timp ce cererea lui Kilby era inca in analiza.
Astazi, ambii oameni de stiinta americani sunt recunoscuti ca autori ai conceptului de circuit integrat, independent unul de celalalt.
Robert Norton Noyce (1927-1990)
S-a nascut pe 12 decembrie 1927 in Burlington, statul Iowa. A primit licenta in fizica si matematica la Colegiul Grinnel (Iowa) in 1949, si doctoratul in fizica la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, in anul 1953. A facut cercetari stiintifice in cadrul Corporatiei Philco pana in 1956, cand s-a alaturat laboratorului de semiconductoare Schockley, in Palo Alto California, pentru a lucra in domeniul tehnologiei tranzistoarelor.
Corporatia Fairchild Semiconductor
In anul 1957 a co-fondat Corporatia Fairchild Semiconductor, in Mountain View, California. A fost director de cercetari pana la inceputul anului 1959, cand a devenit vicepresedinte si general manager. Ca director de cercetari la Fairchild Semiconductor era responsabil cu dezvoltarile initiale ale liniilor de productie ale tranzistoarelor cu siliciu in tehnologiile mesa si planar.
Pe data de 25 aprilie 1960, dr. Noyce a primit un brevet pentru inventarea unui "Dispozitiv semiconductor cu structura de plumb". Aceasta inventie a facut posibila existenta microchipului, ceea ce a dus la o adevarata revolutie in electronica.
Intel Corporation
In iulie 1968, Noyce a co-fondat Intel Corporation, impreuna cu Gordon E. Moore, care si el fusese co-fondator al firmei Fairchild Semiconductor si membru al personalului laboratorului Gordon.
Noyce a activat ca presedinte al Corporatiei Intel pana in anul 1975 si ca presedinte al board-ului intre 1975 si 1979.
Dr. Noyce a fost numit, in anul 1988, sef executiv la Sematech, un consortiu creat intre Guvern si intreprinderile particulare de electronnica. A servit multi ani ca tutore la Colegiul Grindell si apoi ca presedinte al Consortiului de tutori. Robert Noyce a obtinut, de-a lungul vietii sale, 16 patente de inventie pentru dispozitive semiconductoare, metode si structuri, fiind inclus in topul inventatorilor Nationali in anul 1983.
Realizarea primului circuit integrat cu siliciu
Noyce ramane celebru mai ales pentru obtinerea Patentului (brevet de inventie) nr. 2.981.877 pentru realizarea primului circuit integrat cu siliciu.
Pentru realizarile sale stiintifice remarcabile, Robert N. Noyce a primit in anul 1980, de la Presedintele S.U.A. Carter, Medalia Nationala pentru Tehnologie si premiul Charles Draper al Academiei Nationale de Inginerie, in anul 1990.
Robert Noyce a murit pe 3 iunie 1990, in Austin, Texas, la varsta de 62 de ani. In memoria sa a fost instituit Premiul "Robert N. Noyce" Senior Student, care este conferit anual studentului de la Colegiul Grinnel, care, in viziunea Comitetului de selectie, a adus cele mai importante contributii in tehnologia bazata pe computer.
Jack St. Clair Kilby (1923 – 2005)
S-a nascut pe 8 noiembrie 1923, in Jefferson City, Missouri. A crescut in Great Bend, Kansas. Kilby a fost caporal in cel de-al Doilea Razboi Mondial.
Obtinand licenta si masterul in inginerie electrica, la Universitatile din Ilinois, respectiv Wisconsin, Kilby si-a inceput cariera in 1947, la Centralab Division of Globe Union Inc., in Milwaukee, dezvoltand baza ceramica si ecranul de matase al circuitelor pentru produsele electronice de consum.
In anul 1958, Kilby s-a alaturat companiei Texas Instruments din Dallas. In timpul acelei veri, lucrand cu echipament imprumutat si improvizat, Jack Kilby a conceput si realizat primul circuit integrat, in care toate componentele electronice, atat cele active cat si cele pasive, erau fabricate dintr-o singura bucata de material semiconductor, avand dimensiuni infime. Demonstratia din laborator a acestui microchip, incununata de succes, la 12 septembrie 1958, a intrat in istorie.
Calculatorul electronic de mana
In timpul exceptionalei sale cariere desfasurate la Texas Instruments, Kilby a co-inventat calculatorul electronic de mana (in 1967) si imprimanta termina, folosita in terminalele de date portabile.
Jack Kilby a folosit tehnologia microcipului inventat de el in armata, industrie si comert. A condus echipe care realizau atat sisteme militare, cat si primele circuite integrate incorporate in computer.
Jack S. kilby si Texas Instruments au obtinut, in anul 1964, Patentul (brevetul de inventie) nr. 3.138.743 pentru "Circuite electronice miniaturizate" care a constituit o cotitura in dezvoltarea mondiala a electronicii.
In anul 1970, Kilby si-a luat o pauza de la Texas Instruments pentru a putea lucra ca inventator independent, explorand, printre altele, folosirea tehnologiei siliciului pentru a genera energie electrica de la lumina solara.
Medalia Nationala pentru Stiinte
Intre 1978 si 1984 a detinut titlul de Profesor onorific de Inginerie electrica la Universitatea Texas A & M. Este detinatorul a doua dintre cele mai prestigioase titluri in stiinta si inginerie. In 1970, la ceremonie la Casa Alba a primit Medalia Nationala pentru Stiinte, iar in 1982 a fost inclus in Topul Inventatorilor nationali, ocupandu-si un loc binemeritat alaturi de Henry Ford, Thomas Edision si fratii Wright in analele inovatiilor americane.
Kilby detine peste 60 de patente in S.U.A. A fost cercetator stiintific la Institului Inginerilor Electricieni si Electronisti (I.E.E.E) si Membru al Academiei Nationale de Inginerie (N.A.E). A primit medalia Stuart Ballantine a Institutului Franklin, Premiul Vladimir Zworykin de la N.A.E, medalia Holley a Societatii Americane a Inginerilor Mecanici, medalia de onoare a I.E.E.E, premiul Cledo Brunetti si premiul David Sarnoff.
La cea de-a 30-a aniversare a inventarii circuitului integrat, Guvernatorul Texasului i-a dedicat un monument comemorativ, langa laboratorul Texas Instruments, acolo unde Kilby si-a desfasurat activitatea.
Aceasta poate fi pe scurt povestea circuitului integrat monolitic, sau altfel spus, puterea unei idei de a schimba lumea. El a aparut ca o necesitate determinata de limitarile tehnologice de care se loveau inginerii electronisti ai timpului. Acestia erau constienti de uriasul potential al electronicii digitale, dar se confruntau cu aceasta limitare, cunoscuta atunci ca "tirania numerelor".
Aceasta este metafora care a descris cresterea exponentiala a numarului de componente electronice necesare pentru a putea proiecta si realiza circuite electronice din ce in ce mai perfectionate, in raport cu limitarea fizica ce deriva din numarul de componente ce puteau fi asamblate impreuna.
Solutia la aceasta problema, adica inventarea circuitului integrat, a fost gasita de Kilby la Texas Instruments si Noyce la Fairchild Semiconductor, in perioada 1958 – 1959. Kilby a folosit ca material semiconductor germaniul, iar Noyce siliciul.
Texas Instruments si-a inregistrat brevetul de inventie in februarie 1959, iar Fairchild Semiconductor in iulie 1959 si s-au angajat apoi intr-o lupta legala care a durat de-a lungul anilor '60, pana cand cele doua firme s-au hotarat sa-si imparta licenta acestor tehnologii.
Articol preluat din Revista Tehnium Nr.1 din anul 2001.
Autor: Serban Naicu
