55 godina integriranih krugova: čip je promijenio sve

To nije godišnjica koja se često primjećuje, ali danas se obilježava 55 godina od stvaranja prvog integriranog kruga Jacka St. Claira Kilbyja iz tvrtke Texas Instruments. U tom vremenu čip je revolucionirao elektroniku, podupirući svu modernu informacijsku tehnologiju i potrošačku elektroniku od računala do televizora, od radija do pametnih telefona.

Kilby je počeo raditi na konceptu da su svi glavni dijelovi potrebni za sklop - tranzistori, otpornici i kondenzatori - mogli biti izrađeni od istog materijala u ljeto 1958. On je došao na ideju radeći sam u TI laboratorij jer je bio novi zaposlenik i nije mu dolazilo vrijeme odmora. U članku za IEEE transakciju na elektronskim uređajima, Kilby je opisao kako je "počeo osjećati da je jedina stvar koju kuća poluvodiča može napraviti na isplativ način poluvodič. Daljnja misao me je dovela do zaključka da su poluvodiči sve što su stvarno potrebno - da se otpornici i kondenzatori posebno mogu izrađivati ​​od istog materijala kao i aktivni uređaji."

Pojasnio je koncept svom supervizoru kad se vratio s odmora, a zatim je izgradio sklop koristeći diskretne silikonske elemente koje je demonstrirao 28. kolovoza. Zatim je skrenuo pozornost na stvaranje integriranog kruga, posebno oscilatora fazne promjene. 12. rujna 1958. proizvedena su prva tri oscilatora ovog tipa, a tjedan dana kasnije došlo je do stvaranja prvog "flip-flopa", kruga koji se mijenja od 1 do 0 ili od 0 do 1 kada se primjenjuje struja. I tako smo ušli u eru integriranog kruga, koji se još naziva i IC ili "čip". (Evo TI-jevog računa o stvaranju.)

Taj prvi IC je bio prilično velik; sadržavao je jedan tranzistor i dimenzija 1/16-po-7/16 inča, ogroman po današnjim standardima, gdje pojedine tranzistore ne možete vidjeti golim okom. A proizveden je na kristalu germanija; silicij bi došao kasnije. Važno je napomenuti da Kilbyjev postupak izrade integriranih krugova nikada nije postao standard. Sljedeće godine, tim pod vodstvom Roberta Noycea u Fairchild Semiconductor-u stvorio je ono što se smatra prvim praktičnim monolitnim integriranim krugom, koristeći postupak prelaska oksida metala na vrhu ravninskih tranzistora, koji je ranije kreirao Jean Jean Hoerni. (Noyce bi zajedno s Gordonom Mooreom i drugima iz Fairchilda na kraju tvorio Intel.)

Danas čip smatramo neophodnim, ali u ranim godinama bilo je puno kritičara, koji su smatrali da su IC-ovi preskupi za proizvodnju i mislili da poluvodički tranzistori nisu tako dobri kao oni proizvedeni s drugim materijalima. Vjerovali su da kombiniranje svih tih stvari u jednom uređaju stvara nešto što nije baš elegantno. Kao što je Kilby to opisao u svom predavanju Nobelove nagrade 2000. godine, „nije bilo očito da će monolitni poluvodički pristup uspjeti… Gordon Moore, Noyce, nekolicina drugih, i ja pružio sam tehničku zabavu na profesionalnim sastancima u sljedećih pet godina kao što smo opisali i raspravljali o zaslugama različitih minijaturističkih sustava."

Na kraju su programi poput misije Apollo i raketa Minuteman dokazali da bi IC-ovi mogli funkcionirati, a kalkulator je cementirao ideju.

TI i Fairchild godinama bi se svađali oko patenata za integrirani krug, no danas se Kilby i Noyce obično smatraju ko-izumiteljima integriranog kruga. Noyce je preminuo 1990.; Kilby je preminuo 2005. godine. PC Magazin je obojici dodijelio nagradu za životno djelo 1993. Imao sam priliku tada razgovarati s Kilbyjem i on je bio milostiv, ali odlučan u vezi njegove uloge u stvaranju jedne od najvažnijih tehnologija u modernom svijetu.

Danas imamo čipove s bilionima tranzistora proizvedenih na postupcima koje Jack Kilby možda nije prepoznao, ali on je sigurno razumio snagu integriranog kruga prije 55 godina. Naši bi životi danas bili vrlo različiti bez njega.