Video: Chip-Designer (November 2024)
Es ist kein Jubiläum, das oft bemerkt wird, aber heute jährt sich die Gründung der ersten integrierten Schaltung durch Jack St. Clair Kilby von Texas Instruments zum 55. Mal. In der Zwischenzeit hat der Chip die Elektronik revolutioniert und damit die gesamte moderne Informationstechnologie und Unterhaltungselektronik von PCs bis zu Fernsehgeräten, von Radios bis zu Smartphones untermauert.
Kilby hatte angefangen, an dem Konzept zu arbeiten, dass alle wichtigen Teile, die für eine Schaltung benötigt werden - die Transistoren, Widerstände und Kondensatoren - im Sommer 1958 aus demselben Material hergestellt werden könnten. Die Idee hatte er, als er allein im TI arbeitete Labor, weil er ein neuer Angestellter war und keine Urlaubszeit hatte. In einem Artikel für IEEE-Transaktionen auf Elektronengeräten beschrieb Kilby, wie er zu der Überzeugung kam, dass das einzige, was ein Halbleiterhaus auf kostengünstige Weise herstellen könne, ein Halbleiter sei. Weitere Überlegungen führten mich zu dem Schluss, dass es sich nur um Halbleiter handele wirklich erforderlich - dass insbesondere Widerstände und Kondensatoren aus dem gleichen Material wie die aktiven Bauelemente hergestellt werden könnten."
Nach seiner Rückkehr aus dem Urlaub erklärte er seinem Vorgesetzten das Konzept und baute dann eine Schaltung aus diskreten Siliziumelementen auf, die er am 28. August vorführte. Als nächstes widmete er sich der Entwicklung einer integrierten Schaltung, insbesondere eines Phasenverschiebungsoszillators. Am 12. September 1958 wurden die ersten drei Oszillatoren dieses Typs hergestellt, und eine Woche später entstand das erste "Flip-Flop", eine Schaltung, die sich von 1 nach 0 oder von 0 nach 1 ändert, wenn Strom angelegt wird. Und so sind wir in die Ära der integrierten Schaltung eingetreten, die auch als IC oder "Chip" bezeichnet wird. (Hier ist TIs Bericht über die Schöpfung.)
Das erste IC war ziemlich groß; es enthielt einen einzelnen Transistor und maß 1/16 mal 7/16 Zoll, nach heutigen Maßstäben riesig, wobei man einzelne Transistoren nicht einmal mit bloßem Auge sehen kann. Und es wurde auf einem Germaniumkristall hergestellt; Silizium würde später kommen. Es ist wichtig zu beachten, dass Kilbys Verfahren zur Herstellung integrierter Schaltkreise niemals zum Standard wurde. Im folgenden Jahr schuf ein Team unter der Leitung von Robert Noyce von Fairchild Semiconductor unter Verwendung eines Metall-über-Oxid-Prozesses auf planaren Transistoren, die zuvor von Jean Hoerni erstellt worden waren, die erste praktische monolithische integrierte Schaltung. (Noyce würde zusammen mit Gordon Moore und anderen von Fairchild irgendwann Intel gründen.)
Heute halten wir den Chip für unverzichtbar, aber in den Anfangsjahren gab es viele Kritiker, die dachten, ICs seien zu teuer und Halbleitertransistoren seien nicht so gut wie solche, die mit anderen Materialien hergestellt wurden. Sie glaubten, dass die Kombination all dieser Dinge in einem einzigen Gerät etwas hervorbrachte, das nicht sehr elegant war. Wie Kilby in seinem Nobelpreis-Vortrag im Jahr 2000 beschrieb, "war es nicht offensichtlich, dass der monolithische Halbleiter-Ansatz Erfolg haben würde… Gordon Moore, Noyce, einige andere und ich sorgten für die technische Unterhaltung bei professionellen Treffen für die nächsten fünf Jahre wie wir die Vorzüge der verschiedenen Miniaturisierungssysteme beschrieben und diskutiert haben."
Schließlich bewiesen Programme wie die Apollo-Mission und die Minuteman-Rakete, dass ICs funktionieren könnten, und der Taschenrechner festigte die Idee.
TI und Fairchild würden sich jahrelang über Patente für integrierte Schaltkreise streiten, aber heute werden Kilby und Noyce in der Regel als die beiden Erfinder der integrierten Schaltung angesehen. Noyce starb 1990; Kilby starb 2005. Das PC Magazine verlieh beiden Männern 1993 einen Lifetime Achievement Award. Ich hatte die Gelegenheit, mit Kilby zu sprechen, und er war dankbar, aber entschlossen, eine der wichtigsten Technologien der modernen Welt zu entwickeln.
Heute haben wir Chips mit Milliarden von Transistoren, die nach Verfahren hergestellt wurden, die Jack Kilby vielleicht nicht erkannt hat, aber er hat die Leistung der integrierten Schaltung vor 55 Jahren mit Sicherheit verstanden. Unser heutiges Leben wäre ohne sie ganz anders.
