Как е създадена интегралната схема, Computerworld Russia, издателство „Отворени системи“

Историята на създаването на интегрална схема е типичен пример за въплъщение на европейската мечта в чужбина.

computerworld

Най-престижната научна награда, Нобеловата награда за физика, обикновено се присъжда на учени, които са направили най-голям принос в фундаменталните изследвания. Следователно присъждането на наградата за 2000 г. на американския електроинженер Джак Килби за работата му от приложен характер предизвика значителна изненада в научната общност. Изненадата обаче бързо отстъпи на осъзнаването, че изобретението на интегралната схема е отличен пример за това как основните резултати от научните изследвания могат да бъдат използвани за създаване на нови инструменти, които от своя страна дават нови основни резултати.

В началото на 50-те години представители на американските отбранителни и космически отдели бяха първите, които се замислиха за границите на напредъка на тръбните системи. И те започнаха да предоставят - отначало внимателно, а след това все по-активно - финансова подкрепа за проекти, насочени към изграждане на напълно интегрирани електронни системи от твърдотелни компоненти. Това беше началото на упадъка на "ерата на тръбите", но философията на електронната интеграция не претърпя съществени промени и все още наподобяваше философията за изграждане на предложение. В електрониката, както и в човешката реч, има набор от стандартни елементи, които се различават по своите функционални характеристики: една фраза винаги се състои от съществителни, прилагателни, глаголи, частични фрази, а електронна схема се състои от кондензатори, съпротивления, триоди и диоди. Чрез комбинирането на тези елементи можете да придадете на фразата едно или друго значение, а схемата "повери" решението на определени задачи.

Полупроводниковите компоненти трябваше да бъдат транзистори. Първите бяха направени от монокристален германий и едва много по-късно - към средата на 50-те години, когато проблемът с нарастващия монокристален силиций беше решен в Texas Instruments, транзисторите започнаха да се правят от този силиций. Това само по себе си веднага се превърна в търговско печелившо предприятие, въпреки техните доста високи разходи по това време (около $ 10 на брой).

През 1951 г. Bell Labs провежда първата си транзисторна конференция и започва да продава патентни лицензи на стойност 25 000 долара за транзисторна технология. Интересувахме се и от лиценза в Centralab, където Килби направи първите стъпки към интеграцията на "Германий". Centralab обаче не беше от компаниите, чиито дейности - производство на слухови апарати и пасивни телевизионни схеми - биха могли да заинтересуват военните през 1956 г., когато пазарът на военни силициеви технологии нараства обещаващо. Texas Instruments притежаваше неизмеримо големи възможности, където Килби работеше почти 45 години и в чиито стени, като част от военен ред, бяха създадени първите интегрални схеми от силиций и германий.

В края на 40-те години Centralab разработва основните принципи на миниатюризацията и създава хибридни схеми с дебел филм на тръби. Веригите са направени върху един субстрат и зоните за контакт или съпротивление са получени чрез просто нанасяне на сребро или въглеродно мастило върху субстрата. Когато технологията на термоядрените транзистори от германий започва да се развива, Centralab предлага да се монтират неупаковани устройства в пластмасова или керамична обвивка, като по този начин транзисторът се изолира от околната среда. На тази основа вече беше възможно да се създадат транзисторни хибридни схеми, "печатни платки". Но всъщност това беше прототипът на съвременното решение на проблема с опаковката и щифтовете на интегрална схема.

Към средата на 50-те години Texas Instruments е в добра позиция да произвежда евтини полупроводникови материали. Но ако транзисторите или диодите са направени от силиций, тогава резисторите в TI предпочитат да бъдат направени от титанов нитрид, а разпределените капацитети от тефлон. Не е изненадващо, че мнозина тогава вярваха, че с натрупания опит от създаването на хибридни схеми, няма проблем при сглобяването на тези елементи, произведени отделно. И ако е възможно да се направят всички елементи с еднакъв размер и форма и по този начин да се автоматизира процесът на сглобяване, тогава цената на веригата ще бъде значително намалена. Този подход е много подобен на процеса на конвейерно сглобяване на автомобили, предложен от Хенри Форд.