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

Рейтинг брендов Рейтинг брендов

Бренды, которые стали заметны на рынке за год

Forbes
Опухоль молочной железы стала рекордсменом по бактериальному разнообразию Опухоль молочной железы стала рекордсменом по бактериальному разнообразию

Микробиологи сравнили набор внутриопухолевых бактерий в тысяче образцов ткани

N+1
Минный пол Минный пол

20 вещей, которых мы боимся в женщинах

Maxim
Улучшающий запоминание шрифт не улучшил запоминание Улучшающий запоминание шрифт не улучшил запоминание

Sans Forgetica нужно переименовать в Sans Remembica (ба-дум-тсс)

N+1
Cамые опасные виды спорта в мире — топ-9 рискованных занятий Cамые опасные виды спорта в мире — топ-9 рискованных занятий

Рассказываем, какие самые опасные виды спорта существуют в мире

Cosmopolitan
Всемирный опыт замедления: каким будет искусство в мире, который принудительно поставили на паузу Всемирный опыт замедления: каким будет искусство в мире, который принудительно поставили на паузу

Эссе о том, с какими новыми формами могут начать работать художники

Esquire
Берегись автомобиля и береги пешехода: как кататься на велосипеде Берегись автомобиля и береги пешехода: как кататься на велосипеде

Далеко не все себе представляют, как безопасно ездить на велосипеде

Популярная механика
Глазами иностранца: чем руководствуются русские при принятии решений Глазами иностранца: чем руководствуются русские при принятии решений

Чем руководствуются иностранцы и русские при принятии решений

Forbes

10 самых экзотичных переложений европейских фильмов в Голливуде

Esquire
Тяжелая вода оказалась сладкой Тяжелая вода оказалась сладкой

Биохимики подтвердили сладкий вкус тяжелой воды

N+1
Михаил Булгаков. Михаил Булгаков.

Путевые заметки Михаила Булгакова о Крыме

Esquire
Манна небесная: российские дроны доставки еды Манна небесная: российские дроны доставки еды

Жители Ижевска могут заказывать еду, которая доставляется дронами

Популярная механика
“Я не лысею!”: Мак-Конахи, Бекхэм и другие звезды, которые пересадили волосы “Я не лысею!”: Мак-Конахи, Бекхэм и другие звезды, которые пересадили волосы

Знаменитости, которые внезапно обзавелись роскошными шевелюрами

Cosmopolitan
Треска с петрушкой Треска с петрушкой

Треска — твердыня в мире, где все только рушилось, расползалось, гнило и горело

Weekend
Перовскитные солнечные батареи выдержали 1800 часов термического стресса Перовскитные солнечные батареи выдержали 1800 часов термического стресса

Защитное покрытие может повысить термическую стабильность солнечного элемента

N+1
Вот 20 человек, которые могут взять Марка Цукерберга под контроль Вот 20 человек, которые могут взять Марка Цукерберга под контроль

В Facebook появится новый контролирующий совет

GQ
Сонька Золотая Ручка: 10 фактов из биографии знаменитой мошенницы Сонька Золотая Ручка: 10 фактов из биографии знаменитой мошенницы

Разбираемся в биографии королевы преступного мира

Cosmopolitan
Зумеры на бумере Зумеры на бумере

Василий Степанов о сериале «Мир! Дружба! Жвачка!»

Weekend
Дуа Липа: «Надо мной смеялись. И вскоре я возненавидела все, чем занимаюсь» Дуа Липа: «Надо мной смеялись. И вскоре я возненавидела все, чем занимаюсь»

Интервью с Дуа Липой – самой неуклюжей танцовщицей в истории шоу-бизнеса

GQ
10 шагов к пониманию Дэвида Линча 10 шагов к пониманию Дэвида Линча

Разбираемся, как понимать пресловутую линчевскую иносказательность

Esquire
Реальная любовь Реальная любовь

Разговор с Ингеборгой Дапкунайте, Юлией Пересильд и Ксенией Раппопорт

Cosmopolitan
Гендерные стереотипы не повлияли на доверие к роботам Гендерные стереотипы не повлияли на доверие к роботам

Чтобы не поддерживать стереотипы, стоит создавать гендерно-нейтральных роботов

N+1
Автомобилистов предупредили о магнитных бурях. Как теперь ездить? Автомобилистов предупредили о магнитных бурях. Как теперь ездить?

Как погода влияет на реакцию водителей и почему лучше не пить лекарства за рулем

РБК
«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
Дифференцировку моноцитов в толстой кишке у мышей связали с интерфероном 5 Дифференцировку моноцитов в толстой кишке у мышей связали с интерфероном 5

Патогенез воспаления слизистой оболочки толстой кишки стал полнее

N+1
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
25 лучших фильмов, основанных на реальных событиях 25 лучших фильмов, основанных на реальных событиях

25 лучших криминальных фильмов в истории кинематографа

Esquire
Арктика гипотеза «метановой катастрофы» Арктика гипотеза «метановой катастрофы»

В Арктике происходят климатические изменения, влияющие на всю планету

Наука и жизнь
Яркие кинороли и предательство любимого — как сложилась судьба Элина Быстрицкой Яркие кинороли и предательство любимого — как сложилась судьба Элина Быстрицкой

Элина Быстрицкая запомнилась зрителю по роли Аксиньи в фильме «Тихий Дон»

Cosmopolitan
10 легендарных вечеринок 10 легендарных вечеринок

10 легендарных вечеринок, которые не всегда были про музыку или танцы

Esquire
Открыть в приложении