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
16 великих людей, уволенных за профнепригодность 16 великих людей, уволенных за профнепригодность

Даже невероятно талантливые люди не застрахованы от увольнения с работы

Maxim
Самый знаменитый монгол Самый знаменитый монгол

Чингисхан по праву входит в пантеон величайших завоевателей

Дилетант
Замена салонам красоты: партнер однокурсника Медведева стал совладельцем производителей патчей Замена салонам красоты: партнер однокурсника Медведева стал совладельцем производителей патчей

Филипп Полянский стал владельцем бренда, который производит патчи с микроиглами

Forbes
Грузите лимоны бочками Грузите лимоны бочками

Как программист из Ульяновска стал совладельцем американской студии графики

Forbes
Секс и страх: 20 лучших триллеров с эротическим подтекстом Секс и страх: 20 лучших триллеров с эротическим подтекстом

Фильмы ужасов уместно заигрывают с теорией и практикой соблазнения

Esquire
Нулевая ступень Нулевая ступень

Весной 2019 года в небо поднялся самолет с самыми большими крыльями в истории

Популярная механика
7 новых турецких сериалов, от которых невозможно оторваться 7 новых турецких сериалов, от которых невозможно оторваться

Турецкие сериалы с захватывающим сюжетом

Cosmopolitan
Трофей противника: тест-драйв танка Трофей противника: тест-драйв танка

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

Популярная механика
Моя психотерапевтка беременна: можно ли продолжать терапию? Моя психотерапевтка беременна: можно ли продолжать терапию?

Беременность психологини всегда вызывает ряд этических вопросов

Psychologies
Может, пора остановиться? Может, пора остановиться?

Иногда стремление доводить дело до конца мешает нам двигаться вперед

Лиза
Милый парень или фанатик: как сайентология испортила жизнь Тому Крузу Милый парень или фанатик: как сайентология испортила жизнь Тому Крузу

Том Круз — один из самых высокооплачиваемых и известных актеров Голливуда

Cosmopolitan
Бабушки и дочери: что меняется с появлением внуков? Бабушки и дочери: что меняется с появлением внуков?

Как бабушкам найти баланс между собственными интересами и помощью детям и внукам

Psychologies
Следовать за мечтой Следовать за мечтой

Наталья и Мурад Османн — не только красивая семейная пара, но и бренд

OK!
Не надо считать себя всезнайкой. Советы по запуску успешного бизнеса от создательницы NYX Cosmetics Не надо считать себя всезнайкой. Советы по запуску успешного бизнеса от создательницы NYX Cosmetics

Как построить успешный бизнес и какие качества важны для предпринимателя

Forbes
Опасные заезды: 7 неисправностей, приведших к досадным авариям Опасные заезды: 7 неисправностей, приведших к досадным авариям

Аварии в гонках часто случаются по вине техники

Популярная механика
Жирные молочные продукты связали с отсутствием метаболического синдрома Жирные молочные продукты связали с отсутствием метаболического синдрома

У любителей молочной продукции реже диагностируют метаболический синдром

N+1
Пассивные агрессоры и как с ними справиться Пассивные агрессоры и как с ними справиться

Ужиться с партнером, склонным к пассивной агрессии, — испытание не из легких

Psychologies
Дэвид Линч и «Твин Пикс»: 10 главных заблуждений Дэвид Линч и «Твин Пикс»: 10 главных заблуждений

Мифы, которыми оброс и продолжает обрастать «Твин Пикс»

Esquire
Вокруг Москвы за один день: 5 идеальных маршрутов для короткого путешествия за город Вокруг Москвы за один день: 5 идеальных маршрутов для короткого путешествия за город

Неожиданные маршруты для короткой однодневной вылазки за свежим воздухом

Forbes
Дмитрий Брейтенбихер: «Они умеют идти вперед и при сильном встречном ветре» Дмитрий Брейтенбихер: «Они умеют идти вперед и при сильном встречном ветре»

Куда инвестируют состоятельные клиенты в условиях пандемии

Forbes
Гостевой брак: в чем его преимущества? Гостевой брак: в чем его преимущества?

Помогает ли раздельное проживание с партнером сохранить любовь в отношениях?

Psychologies
Под знаком луны: Marine Serre – французский бренд, о котором стоит узнать Под знаком луны: Marine Serre – французский бренд, о котором стоит узнать

Француженка Марин Серр – один из дизайнеров нового поколения

GQ
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
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
Почему я просыпаюсь ночью и не могу уснуть? 10 ответов на твой вопрос Почему я просыпаюсь ночью и не могу уснуть? 10 ответов на твой вопрос

У тебя часто бывает, что ты резко просыпаешься среди ночи?

Playboy
Что на самом деле нужно успеть сделать в самоизоляции Что на самом деле нужно успеть сделать в самоизоляции

Во многих регионах страны продолжается режим самоизоляции

РБК
Астрономы зафиксировали возможный быстрый радиовсплеск от магнитара в Млечном Пути Астрономы зафиксировали возможный быстрый радиовсплеск от магнитара в Млечном Пути

Магнитар может стать самым близким к Земле источником быстрых радиовсплесков

N+1
Школа на замке: как самоизоляция изменит систему образования Школа на замке: как самоизоляция изменит систему образования

Из-за карантина почти 16 млн школьников внезапно оказались на домашнем обучении

Forbes
Манна небесная: российские дроны доставки еды Манна небесная: российские дроны доставки еды

Жители Ижевска могут заказывать еду, которая доставляется дронами

Популярная механика
Открыть в приложении