Джек Килби

Джек Килби

Джек Килби — еще один мальчик-радиолюбитель с сельскохозяйственного Среднего Запада, возившийся вместе с отцом в его мастерской^[336].

«Я вырос среди трудолюбивых потомков поселенцев — ковбоев с американских Великих равнин», — заявил он, когда получил Нобелевскую премию^[337]. Килби родился в небольшом городке Грейт-Бенд посреди Канзаса. Его отец был владельцем местной электрической компании. Летом на принадлежавшем семье «бьюике» они ездили к дальним генераторным установкам и, если что-то было неисправно, перебирали их деталь за деталью, выясняя, в чем дело. Однажды зимой, во время снежной бури, им пришлось воспользоваться любительским радиоприемником, чтобы поддерживать связь с районами, где была нарушена телефонная связь. Мальчик Килби пришел в восторг, осознав возможности подобных технологий. «Это случилось во время бурана, когда я, подросток, впервые увидел, — рассказывал Килби Т. Р. Риду из Washington Post, — что радио и вообще электроника могут по-настоящему влиять на жизнь людей, держать их в курсе происходящего, поддерживать между ними связь и давать надежду»^[338]. Он выучился, получил лицензию радиолюбителя и все время совершенствовал свое радио с помощью деталей, которые ему удавалось раздобыть.

В Массачусетский технологический институт ему поступить не удалось, и он поехал в Университет Иллинойса. После нападения на Перл-Харбор, прервав занятия, Килби поступил в военноморские силы. Служил он в Индии на радиоремонтной базе, откуда совершал набеги в Калькутту, где на черном рынке покупал недостающие детали, чтобы в походной лаборатории изготавливать усовершенствованные приемники и передатчики. Он был добродушным парнем с широкой улыбкой, уживчивым и немногословным. От остальных Килби отличала неудержимая тяга к всевозможным изобретениям. Он бросался читать каждый новый опубликованный патент. «Читаешь все — это часть твоей работы, — говорил он. — Копишь и копишь разные мелочи в надежде, что когда-нибудь одна их миллионная часть окажется тебе полезной»^[339].

Его первым местом работы была фирма Centralab в Милуоки, изготавливавшая детали для электронных устройств. Там шли эксперименты по объединению элементов, используемых для слуховых аппаратов на единой керамической основе, чернового прототипа микрочипа. В 1952 году Centralab была одной из компаний, купившей за 25 тысяч долларов лицензию на производство транзисторов, и теперь выгодно использовала готовность Bell Labs поделиться знаниями. Килби прослушал в Bell Labs двухнедельный курс лекций. Вместе с десятком других слушателей, живших в отеле на Манхэттене, каждое утро на автобусе его привозили в Мюррей-Хилл. Им прочли углубленный курс по конструированию транзисторов, дали возможность поработать в лаборатории и посетить завод, изготавливающий транзисторы. Всем участникам был предоставлены три тома технической документации. Благодаря удивительной готовности Bell Labs дешево продавать лицензии на свои патенты и делиться информацией, именно там были заложены основы цифровой революции, хотя компания и не извлекла из этого максимальную выгоду.

Килби понимал: чтобы всегда быть в курсе того, как совершенствуются транзисторы, надо работать в более крупной компании. Обдумывая различные предложения, летом 1958 года он решил перейти в Texas Instruments, где ему предстояло работать с Пэтом Хаггерти и его блестящей командой, занимавшейся транзисторами под руководством Уиллиса Эдкока.

Согласно правилам, действовавшим в Texas Instruments, все сотрудники в июле одновременно уходили в отпуск на две недели. Поэтому, когда Килби, которому еще не полагался отпуск, появился в Далласе, в полупроводниковой лаборатории практически никого не было, и у него было время подумать о том, как еще, кроме как для изготовления транзисторов, можно использовать кремний.

Он знал, что кусочек кремния, в котором вообще нет примесей, работает как простое сопротивление. Он также понимал, что есть способ заставить p-n-переход в кремниевом образце действовать как емкость. Это значит, что в нем будет накапливаться небольшой электрический заряд. Фактически, обработав кремний по-разному, можно изготовить любой электронный компонент. Отсюда и появилась идея, названная впоследствии «идеей монолита»: все элементы можно сделать из одного монолитного куска кремния. А это значит, что отпадает необходимость скреплять отдельные элементы на монтажной панели. В июле 1958 года, за шесть месяцев до того, как сходные соображения были зафиксированы Нойсом, Килби оставил запись в своем лабораторном журнале. Это было всего одно предложение, которое будут цитировать, когда он получит Нобелевскую премию: «Следующие электронные компоненты можно сделать на одной плате: сопротивление, конденсатор, распределенный конденсатор, транзистор». Затем он сделал несколько набросков. Из них было понятно, как сделать эти элементы, компонуя в одном кристалле кремния различные области, в которые примеси добавлены так, что они имеют разные свойства.

Его начальника Уиллиса Эдкока, вернувшегося после отпуска, не удалось сразу убедить, что это предложение может иметь практическое значение. У лаборатории были и другие задачи, казавшиеся более важными. Но Эдкок заключил с Килби соглашение: если ему удастся сделать работающие конденсатор и сопротивление, он даст добро на создание всей схемы на одном кристалле.

Все пошло по плану, и в сентябре 1958 года Килби подготовил свое устройство для показа. По драматизму эта сцена напоминала демонстрацию, устроенную Бардином и Браттейном за одиннадцать лет до того для руководства Bell Labs. На кусочке кремня размером с небольшую зубочистку Килби разместил элементы, которые теоретически соответствовали излучателю. На глазах руководителей компании во главе с президентом нервничающий Килби присоединил небольшое устройство к осциллоскопу. Затем он взглянул на Эдкока, который пожал плечами, словно говоря: «Ничего не происходит». Но когда Килби нажал кнопку, линия на экране осциллоскопа стала волнообразно колебаться именно так, как и должна была. «Все широко заулыбались, — сообщает Рид. — Началась новая эра в электронике»^[340].

Новое устройство не было уж таким изящным. В моделях, построенных Килби осенью 1958 года, оставалось большое количество тоненьких золотых проволочек, соединяющих некоторые элементы микросхемы. Все это напоминало дорогую паутинку, прицепившуюся к кремниевому прутику. Но устройства были не только уродливыми, они были непрактичными. Не было понятно, как можно их изготавливать их в большом количестве. Тем не менее это был первый микрочип.

В марте 1959 года, через несколько недель после подачи заявки на патент, Texas Instruments объявила о новом изобретении, названном «твердотельной схемой». Кроме того, на ежегодной конференции в Институте радиотехников в Нью-Йорке было торжественно продемонстрировано несколько опытных образцов. Президент компании объявил, что новое устройство станет наиболее значительным после транзистора. Это выглядело как преувеличение, но оказалось, что сказано было слишком мягко.

Для Fairchild заявление Texas Instruments прозвучало как гром среди ясного неба. Нойс, за два месяца до того набросавший собственный вариант сходной идеи, был разочарован тем, что его обошли. Он боялся конкуренции со стороны Texas Instruments.