Война чипов. Борьба за самую важную технологию в мире

Выигрыш контракта на Minuteman II изменил бизнес TI по производству микросхем. Если раньше объем продаж интегральных микросхем TI измерялся десятками, то вскоре компания стала продавать их тысячами на фоне страха перед "ракетным разрывом" США с Советским Союзом. Уже через год поставки TI для ВВС составили 60% всех долларов, потраченных на закупку микросхем до настоящего времени. К концу 1964 года Texas Instruments поставила сто тысяч интегральных схем для программы Minuteman. К 1965 году 20 процентов всех проданных в том году интегральных микросхем было поставлено для программы Minuteman. Ставка Пэта Хаггерти на продажу микросхем военным окупалась. Вопрос заключался лишь в том, сможет ли TI научиться их массовому производству.

 

Глава 5. Минометы и массовое производство

Джей Лэтроп приехал на стоянку Texas Instruments на свой первый рабочий день 1 сентября 1958 г., как раз в то время, когда заканчивалось судьбоносное лето Джека Килби, проведенное в лабораториях TI. После окончания Массачусетского технологического института, где он пересекался с Бобом Нойсом, Лэтроп работал в правительственной лаборатории США, где ему было поручено разработать бесконтактный взрыватель, который позволил бы 81-мм минометной мине автоматически взрываться над целью. Как и инженеры компании Fairchild, он испытывал трудности с транзисторами мезаобразной формы, которые оказалось трудно миниатюризировать. Существующие технологические процессы предполагали нанесение на определенные участки полупроводникового материала восковых шариков специальной формы, а затем смывание непокрытых участков с помощью специальных химикатов. Для изготовления транзисторов меньшего размера требовались меньшие шарики воска, но сохранить их правильную форму было очень сложно.

Рассматривая в микроскоп один из своих транзисторов, Лэтроп и его ассистент, химик Джеймс Налл, пришли к мысли: объектив микроскопа может взять что-то маленькое и сделать его больше. Если перевернуть микроскоп вверх ногами, то его линза примет что-то большое и сделает его меньше. Можно ли с помощью объектива взять большой рисунок и "напечатать" его на германии, создав таким образом миниатюрные мезы на блоках германия? Компания Kodak, производящая фотоаппараты, продавала химические вещества, называемые фоторезистами, которые вступали в реакцию при воздействии света.

Лэтроп покрыл блок германия одним из химикатов Kodak - фоторезистом, который исчезал под воздействием света. Затем он перевернул микроскоп вверх дном и покрыл объектив рисунком так, чтобы свет проходил только через область в форме прямоугольника. Свет попадал в шаблон, светил через объектив в форме прямоугольника и уменьшался в размерах под действием перевернутого микроскопа, фокусируясь на германии с фоторезистивным покрытием, при этом лучи света создавали миниатюрную версию прямоугольного шаблона идеальной формы. Там, где свет попадал на слой фоторезиста, химическая структура изменялась, что позволяло смыть его, оставив крошечное прямоугольное отверстие, гораздо меньшее по размеру и более точное по форме, чем мог бы быть любой кусочек воска. Вскоре Лэтроп обнаружил, что может печатать и "провода", добавляя сверхтонкий слой алюминия для соединения германия с внешним источником питания.

Лэтроп назвал этот процесс фотолитографией - печатью с помощью света. Он создал транзисторы гораздо меньших размеров, чем это было возможно ранее: диаметром всего в десятую долю дюйма, с элементами высотой до 0,0005 дюйма. Фотолитография позволила представить себе массовое производство крошечных транзисторов. В 1957 году Лэтроп подал заявку на получение патента на эту технологию. Под звуки армейского оркестра военные вручили ему медаль за проделанную работу и денежную премию в размере 25 000 долларов США, которую он использовал для покупки своей семье универсала Nash Rambler.

Пэт Хаггерти и Джек Килби сразу же поняли, что процесс фотолитографии Лэтропа стоит гораздо больше, чем премия в 25 000 долларов, которую ему вручила армия. Для ракетной программы Minuteman II требовались тысячи интегральных схем. Для космического корабля "Аполлон" требовались десятки тысяч других. Хаггерти и Килби поняли, что световые лучи и фоторезисты могут решить проблему массового производства, механизируя и миниатюризируя изготовление микросхем так, как это не удавалось сделать при пайке проводов вручную.