Война чипов. Борьба за самую важную технологию в мире

Килби был одним из первых, кто начал использовать транзистор за пределами Bell Labs, после того как его первый работодатель, компания Centralab, расположенная в Милуоки, лицензировала технологию у AT&T. В 1958 г. Килби покинул Centralab и перешел на работу в транзисторное подразделение компании Texas Instruments. Компания TI, расположенная в Далласе, была основана для производства оборудования, использующего сейсмические волны, чтобы помочь нефтяникам выбрать место для бурения. Во время Второй мировой войны компания была привлечена ВМС США для создания гидролокаторов, позволяющих отслеживать вражеские подводные лодки. После войны руководители TI поняли, что эти знания в области электроники могут быть полезны и в других военных системах, и наняли инженеров, подобных Килби, для их создания.

Килби приехал в Даллас как раз в период июльских отпусков, но отпускных у него не было, поэтому на пару недель его оставили в лаборатории одного. Имея время для возиться, он задумался, как уменьшить количество проводов, необходимых для соединения различных транзисторов. Вместо того чтобы использовать для изготовления каждого транзистора отдельный кусок кремния или германия, он решил собрать несколько компонентов на одном куске полупроводникового материала. Когда его коллеги вернулись с летних каникул, они поняли, что идея Килби была революционной. В одну пластину кремния или германия можно было встроить несколько транзисторов. Килби назвал свое изобретение "интегральной схемой", но в просторечии ее стали называть "чипом", поскольку каждая интегральная схема изготавливалась из кусочка кремния, "отколотого" от круглой кремниевой пластины.

Примерно за год до этого в Пало-Альто (Калифорния) группа из восьми инженеров, работавших в лаборатории полупроводников Уильяма Шокли, заявила своему начальнику, лауреату Нобелевской премии, что увольняется. Шокли умел замечать таланты, но был ужасным руководителем. Он процветал на противоречиях и создавал токсичную атмосферу, которая отторгала от него молодых талантливых инженеров, которых он собрал. Поэтому восемь инженеров покинули Shockley Semiconductor и решили основать собственную компанию Fairchild Semiconductor, получив начальное финансирование от миллионера с Восточного побережья.

Восьмерым перебежчикам из лаборатории Шокли многие приписывают роль основателей Силиконовой долины. Один из них, Юджин Клейнер, впоследствии основал одну из самых влиятельных в мире венчурных фирм Kleiner Perkins. Гордон Мур, который впоследствии руководил научно-исследовательским процессом в компании Fairchild, ввел понятие "закон Мура" для описания экспоненциального роста вычислительной мощности. Самым важным был Боб Нойс, лидер "предательской восьмерки", который обладал харизматическим, провидческим энтузиазмом в отношении микроэлектроники и интуитивным пониманием того, какие технические достижения необходимы для того, чтобы сделать транзисторы миниатюрными, дешевыми и надежными. Сопоставление новых изобретений с коммерческими возможностями - именно то, что нужно было такому стартапу, как Fairchild, чтобы добиться успеха, и то, что нужно было индустрии микросхем для взлета.

К моменту основания компании Fairchild научные основы транзисторов были в общих чертах ясны, но их надежное производство представляло собой чрезвычайно сложную задачу. Первые серийные транзисторы были изготовлены из блока германия, на который были нанесены слои различных материалов в форме мезы из пустыни Аризона. Эти слои были получены путем покрытия части германия каплей черного воска, использования химического вещества для вытравливания германия, не покрытого воском, и последующего удаления воска, в результате чего на германии образовывались мезы.

Недостатком меза-структуры было то, что она позволяла загрязнениям, таким как пыль или другие частицы, оседать на транзисторе, вступая в реакцию с материалами на его поверхности. Коллега Нойса Жан Хоерни, швейцарский физик и заядлый альпинист, понял, что мезы не нужны, если весь транзистор может быть встроен в германий, а не на его поверхности. Он разработал метод изготовления всех деталей транзистора путем нанесения защитного слоя диоксида кремния на пластину кремния, затем вытравливания отверстий в необходимых местах и нанесения дополнительных материалов. Такой способ нанесения защитных слоев позволил избежать воздействия воздуха и примесей, способных вызвать дефекты. Это был серьезный шаг вперед в области надежности.