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

Поля морей Поля морей

Новые технологии сельского хозяйства: фермы в океане

Популярная механика
Нейросеть научили определять черты «Большой пятерки» по лицу Нейросеть научили определять черты «Большой пятерки» по лицу

Этот алгоритм позволяет узнать черты характера человека по фото

N+1
Самый знаменитый монгол Самый знаменитый монгол

Чингисхан по праву входит в пантеон величайших завоевателей

Дилетант
Как выбрать брюки: несколько правил идеальной посадки Как выбрать брюки: несколько правил идеальной посадки

Памятка о том, на что стоит обратить внимание, выбирая брюки

Esquire
10 необычных психических расстройств 10 необычных психических расстройств

За странностями в поведении может скрываться вполне реальный диагноз

Популярная механика
«Мамы в восторге»: как частные детские сады и спортивные секции подстроились под пандемию «Мамы в восторге»: как частные детские сады и спортивные секции подстроились под пандемию

Детский сектор сокращает расходы, чтобы после пандемии вернуться в офлайн

Forbes
Зачем мы отправляем друг другу откровенные фото Зачем мы отправляем друг другу откровенные фото

Что побуждает заниматься этим женщин и какие мотивы у мужчин?

Psychologies
Как понять, что у подростка депрессия: 11 признаков Как понять, что у подростка депрессия: 11 признаков

Как родители могут помочь подростку чувствовать себя лучше?

Psychologies
Как пережить развод с женой: 16 советов психолога, которые тебе помогут Как пережить развод с женой: 16 советов психолога, которые тебе помогут

Пережить расставание с любимым человеком нелегко

Playboy
История авантюриста Барта Тодда, который с помощью почтовых марок изменил экономику целой страны История авантюриста Барта Тодда, который с помощью почтовых марок изменил экономику целой страны

Как почтовые марки с помощью одного отчаянного туриста перевернули жизнь Бутана

Maxim
Молодой горячий нептун мигрировал к своей звезде Молодой горячий нептун мигрировал к своей звезде

В системе K2-25 не нашли другого тела, которое изменило бы орбиту экзопланеты

N+1
Как адаптироваться к одиночеству дома: 5 подходов для карантина Как адаптироваться к одиночеству дома: 5 подходов для карантина

Как меньше переживать из-за отсутствия компании в самоизоляции?

РБК
От наркомана до Железного человека: удивительная жизнь Роберта Дауни-младшего От наркомана до Железного человека: удивительная жизнь Роберта Дауни-младшего

Жизнь Роберта Дауни-младшего не назвать простой и благополучной

Cosmopolitan
Лактобациллы кишечника связали с хорошей памятью мышей Лактобациллы кишечника связали с хорошей памятью мышей

У мышей, в кишечнике которых много бактерий четырех семейств, память лучше

N+1
На чем ездила ГАИ в СССР. Все самые необычные автомобили На чем ездила ГАИ в СССР. Все самые необычные автомобили

Автомобили, на которых ездили сотрудники ГАИ во времена СССР

РБК
Светлая полоса: фальшивый номер газеты Светлая полоса: фальшивый номер газеты

Как советские журналисты придумали способ обойти государственную цензуру

Esquire
Хатуля Авсаджанишвили Хатуля Авсаджанишвили

Прогноз фэшн-директора Хатули: кризис научит нас разговаривать друг с другом

Собака.ru
Анатомия оргазма: каков механизм удовольствия и зачем он нам Анатомия оргазма: каков механизм удовольствия и зачем он нам

Что общего у оргазма с чиханием?

Популярная механика
Нательный датчик научили определять уровень витамина C через пот Нательный датчик научили определять уровень витамина C через пот

Это позволяет отслеживать уровень витамина после приема лекарств или еды

N+1
Игры разума: лучшие трюки, которые поставят ваш мозг в тупик Игры разума: лучшие трюки, которые поставят ваш мозг в тупик

Оказывается, сложный человеческий мозг чертовски просто обмануть

Популярная механика
Проституция — это насилие: почему нам всем нужна шведская модель Проституция — это насилие: почему нам всем нужна шведская модель

Проституция — это не свободный выбор, но как помочь этим женщинам?

Cosmopolitan
Арсений Федоткин: Миллионеры в эпоху пандемии. Какие специалисты сегодня остро востребованы на рынке труда Арсений Федоткин: Миллионеры в эпоху пандемии. Какие специалисты сегодня остро востребованы на рынке труда

У кого растут зарплаты и на каких специалистов будет спрос после карантина

СНОБ
Главные коллекции XXI века Главные коллекции XXI века

Коллекции, которые могли бы войти в учебник истории моды XXI века

Weekend
Апокалипсис Дрездена: дуэли «ковровых бомбардировок» Апокалипсис Дрездена: дуэли «ковровых бомбардировок»

Одна из самых спорных и противоречивых военных операций Второй мировой

Популярная механика
«Вы находитесь здесь»: почему первый пилотируемый запуск SpaceX важен для Илона Маска и что он будет делать дальше «Вы находитесь здесь»: почему первый пилотируемый запуск SpaceX важен для Илона Маска и что он будет делать дальше

Илон Маск может стать первым «космическим предпринимателем»

VC.RU
Рождение таблетки. Как четверо энтузиаcтов совершили революцию в контрацепции Рождение таблетки. Как четверо энтузиаcтов совершили революцию в контрацепции

Отрывок из книги «Рождение таблетки» о невероятном социальном прорыве XX века

Forbes
Как Северная Корея и Южная Корея пошли по разным дорожкам Как Северная Корея и Южная Корея пошли по разным дорожкам

Не было в мире более яркого геополитического эксперимента, чем разделение Кореи

Maxim
Тайна космической невидимки: найдена ближайшая к Земле черная дыра Тайна космической невидимки: найдена ближайшая к Земле черная дыра

Обнаружена “тихая” черная дыра, которая не испускает рентгеновских лучей

Популярная механика
Трофей противника: тест-драйв танка Трофей противника: тест-драйв танка

«Популярная механика» прокатилась на знаменитом немецком танке "Пантера"

Популярная механика
История изнасилования, в которое никто не поверил История изнасилования, в которое никто не поверил

Отрывок из истории о роковом равнодушии общественности

СНОБ
Открыть в приложении