Изобретения, которые значительно увеличили скорость технологического прогресса

Популярная механикаHi-Tech

Микрочип: схема, изменившая мир

Алексей Левин

0:00 /
983.562

Два изобретения середины ХХ века значительно увеличили скорость технологического (и, как следствие, общественного) прогресса. Сделанный в 1948 году транзистор открыл дорогу твердотельной электронике. А спустя десять лет появился микрочип, интегральная схема, ставшая предшественником микропроцессора, который оказал гигантское влияние на всю современную цивилизацию.

Американские создатели транзистора Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн обрели мировую славу и в 1956 году были удостоены Нобелевской премии. Немецким физикам Герберту Матаре и Генриху Велкеру, которые, работая во Франции, всего полугодом позже самостоятельно изготовили точечный транзистор, пришлось удовольствоваться французским патентом и весьма кратковременной известностью, не вышедшей за пределы Европы. Интегральная схема тоже имела независимых авторов. Как нередко случается, их имена известны широкой публике куда лучше конкретных обстоятельств изобретения микрочипа.

Тирания чисел

Пришествие твердотельной электроники положило начало подлинно мультиэлементным системам. Так, созданный в конце 1950-х годов командой Сеймура Грея первый чисто полупроводниковый компьютер, 48-битный CDС 1604, состоял из 25 000 транзисторов, 100 000 диодов и сотни тысяч резисторов и конденсаторов.

d02b1b04c8d7ee6ead93f3905f030bb7.jpg
Первый полупроводниковый компьютер CDС 1604 состоял из 25 000 транзисторов.

И вот тут-то возникла неприятная проблема. Компоненты электронных схем соединяли проводами одним-единственным способом — с помощью пайки. Это была трудоемкая и недешевая ручная работа, чреватая многими ошибками (ведь ее делали не роботы, а люди). В начале транзисторной эры в принципе можно было спроектировать систему едва ли не любой степени сложности, но ее изготовление зачастую оказывалось непомерно трудной задачей. Более того, технологии сборки препятствовали продвижению сложных систем на рынок бытовой электроники, которому требовались крупные объемы производства, компактность и умеренные цены. Эти технологии всё хуже работали и для больших компьютеров, поскольку соединительные цепи длиной в километры снижали их быстродействие.

8bba3a8e9eaf6a8abbc18695faa51ce8.png
CDС 1604

В общем, уже в середине 1950-х годов на пути к осуществлению надежд, возложенных на транзисторы, встало серьезное препятствие, которое называли проблемой межкомпонентных соединений или, неформально, тиранией больших чисел. Его пытались преодолеть путем уменьшения размеров элементов электронных схем и применения модульной сборки, однако без особого успеха. Требовалась принципиально новая идея. И она не заставила себя долго ждать.

Жаркое место

Джек Сент-Клер Килби родился 8 ноября 1923 года в городе Джефферсон-Сити в штате Миссури. Его отец был инженером-электриком, поднявшимся до поста президента Канзасской электрической компании. Сын пошел по стопам родителя: в 1947 году окончил университет штата Иллинойс с дипломом бакалавра-электротехника и нашел место в компании Centralab в городе Милуоки, а через три года получил степень магистра в Висконсинском университете.

Небольшая фирма, где работал Килби, в основном производила сравнительно несложные радиодетали. В 1952 году она приобрела у Bell Laboratories лицензию на изготовление транзисторов, и молодой инженер немало сделал для отладки новой технологии. Он получил около дюжины патентов, обрел отличную профессиональную репутацию, но вот работа ему наскучила. Килби не только понимал, что будущее твердотельной электроники зависит от победы над тиранией больших чисел, но и считал себя способным ее одержать. Для этого была нужна должность исследователя в компании с серьезными финансовыми ресурсами и интересом к новым разработкам. В начале 1958 года он разослал резюме по нескольким перспективным адресам и получил предложения от таких гигантов электронной индустрии, как IBM и Motorola. Однако Килби предпочел менее известную корпорацию Texas Instruments, где несколькими годами ранее физик Гордон Тил и физхимик Виллис Эдкок создали первую эффективную технологию изготовления кремниевых транзисторов (до этого их делали только на основе германия). В те времена фирмой руководил весьма дальномыслящий президент Патрик Хагерти, поручивший Эдкоку возглавить работы по радикальному устранению проблемы межкомпонентных соединений.

ebccb1d08184a34195d727ca9a13e05d.jpg
Первый микропроцессор Intel 4004 содержал 2300 транзисторов и выполнял 92 000 инструкций в секунду, потребляя менее 1 Вт.

В мае Килби перевез семью в Даллас и приступил к работе в свежеотстроенном корпусе, где еще даже не действовали кондиционеры. Жуткая техасская жара не помешала ему быстро найти решение поставленной задачи. Килби догадался, что из полупроводников можно сделать все основные компоненты электронной схемы, если правильно подобрать легирующие присадки. А раз так, то в принципе ничто не мешает разместить эти компоненты на общей матрице. 24 июля 1958 года он записал эту великую идею в лабораторном журнале в одной-единственной фразе, которая вошла в историю электроники.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Берут – беги Берут – беги

Теневая экономика России настолько велика, что называть ее теневой даже неловко

Esquire
6 президентов, снявшихся в рекламе 6 президентов, снявшихся в рекламе

Главный смысл рекламы — не обещать ничего конкретного, но при этом обещать всё

Maxim
100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

100 самых сексуальных женщин страны

Maxim
Рассказ «Коконопряды» Теннесси Уильямса, который был опубликован в Esquire и лег в основу его последней пьесы Рассказ «Коконопряды» Теннесси Уильямса, который был опубликован в Esquire и лег в основу его последней пьесы

Рассказ «Коконопряды» Теннесси Уильямс написал в середине сороковых

Esquire
Новая глава семьи: кто такие stay-at-home dads — «домашние папы» Новая глава семьи: кто такие stay-at-home dads — «домашние папы»

Что означает выпущенная Lego в 2016 году фигурка «домохозяина»?

Esquire
Интерьер с харизмой Интерьер с харизмой

Яркий интерьер, главным героем которого стала кухня глубокого синего цвета

SALON-Interior
Как появилась жизнь: кто был самым первым на нашей планете Как появилась жизнь: кто был самым первым на нашей планете

Поиск осязаемых следов первой жизни на нашей планете

Популярная механика
Разговор с онкологом: правила продуктивного диалога Разговор с онкологом: правила продуктивного диалога

Самое главное в лечении тяжелого заболевания — найти общий язык со специалистом

Psychologies
Вспоминая Канны: лучшие наряды кинофестивалей 2006-2016 годов Вспоминая Канны: лучшие наряды кинофестивалей 2006-2016 годов

Лучшие выходы на красные дорожки Каннского кинофестиваля разных лет

Esquire
10 фильмов, поднимающих не только настроение, но и бодрость духа 10 фильмов, поднимающих не только настроение, но и бодрость духа

10 фильмов: от трогательных инди-драм до веселых историй о взрослении

Esquire
Борис Акунин: «Из всех наслаждений, отпущенных человеку, самое изысканное — шевелить мозгами» Борис Акунин: «Из всех наслаждений, отпущенных человеку, самое изысканное — шевелить мозгами»

Лучшие цитаты Бориса Акунина

Maxim
Семена чиа: как их есть, чтобы они приносили максимальную пользу? Семена чиа: как их есть, чтобы они приносили максимальную пользу?

На полках магазинов можно отыскать почти волшебные продукты

Cosmopolitan
Пятиминутный путеводитель по гастрономическим войнам Пятиминутный путеводитель по гастрономическим войнам

Почему обычные рецепты могут перссорить народы?

Esquire
Реалистичность игровых персонажей: как не угодить в «зловещую долину» Реалистичность игровых персонажей: как не угодить в «зловещую долину»

Человекоподобные объекты могут вызвать чувство отвращения

Популярная механика
Билет на свободу. Как выживает и на что рассчитывает турбизнес в эпоху пандемии Билет на свободу. Как выживает и на что рассчитывает турбизнес в эпоху пандемии

Что сейчас происходит в турсфере, что ждет её (и нас) в обозримом будущем

Forbes
Дональд Гловер — Childish Gambino, сценарист, комик? 5 ипостасей артиста Дональд Гловер — Childish Gambino, сценарист, комик? 5 ипостасей артиста

Кто же такой этот Дональд Гловер?

Esquire
Монстры из прошлого: драма большой поршневой авиации Монстры из прошлого: драма большой поршневой авиации

На годы Второй мировой пришлась лебединая песня поршневых двигателей в авиации

Популярная механика
Начать кризис с запасом в $1,7 млрд, но почти разориться через месяц: почему бренд Gap может не пережить пандемию Начать кризис с запасом в $1,7 млрд, но почти разориться через месяц: почему бренд Gap может не пережить пандемию

Магазины простаивают, в онлайне тоже не покупают, компания не платит за аренду

VC.RU
Татьяна Бурцева: В темной комнате включите свет! Как вывести из депрессии сотрудников на удаленке Татьяна Бурцева: В темной комнате включите свет! Как вывести из депрессии сотрудников на удаленке

Как спасать компанию, если сотрудники где-то в виртуальном пространстве?

СНОБ
День рождения: 10 интересных фактов об этом празднике День рождения: 10 интересных фактов об этом празднике

Загадки и тайны дня рождения

Psychologies
Благодаря пандемии первые летающие машины появятся в воздухе уже в этом году Благодаря пандемии первые летающие машины появятся в воздухе уже в этом году

Узнайте историю Hoversurf – стартапа из России, вступившего в схватку с Airbus

GQ
Революции и шпионы: как изображают Россию в зарубежных фильмах Революции и шпионы: как изображают Россию в зарубежных фильмах

Какой видят Россию зрители по всему миру?

РБК
8 способов отбросить сожаления 8 способов отбросить сожаления

Стоит ли долго заниматься самобичеванием, совершив ошибку и навредив кому-то?

Psychologies
Сколько людей какие животные убивают за год (анимированная статистика) Сколько людей какие животные убивают за год (анимированная статистика)

Какие животные самые смертоносные для человека?

Maxim
Колонка Правила жизни: почему 80-е никак не выйдут из моды? Колонка Правила жизни: почему 80-е никак не выйдут из моды?

Почему 80-е оказались такими живучими — по крайней мере, в поп-культуре

Правила жизни
«Маячки», по которым манипуляторы вычисляют жертв «Маячки», по которым манипуляторы вычисляют жертв

Чем опасны личностные проблемы и как не дать манипулятору ими воспользоваться?

Psychologies
Как «разглядеть» экзопланету на ярком фоне звезды: секрет Доплера Как «разглядеть» экзопланету на ярком фоне звезды: секрет Доплера

С помощью метода Доплера открыли тысячи экзопланет

Популярная механика
Мария Гурьева: Новая эра образования — какой она будет? Мария Гурьева: Новая эра образования — какой она будет?

Вынужденная изоляция, закрытые школы и университеты перевернули мир образования

СНОБ
Как создавалась империя Alibaba Как создавалась империя Alibaba

Вспоминаем, как Джек Ма создавал ретейл-гиганта Alibaba Group

GQ
Пребывание на МКС странным образом влияет на микробиомы астронавтов Пребывание на МКС странным образом влияет на микробиомы астронавтов

Пребывание на МКС оставляет у космонавтов особый «микробный отпечаток»

Популярная механика
Открыть в приложении