Журнал «Вокруг Света» №6 за 2003 год

В 1946-м в Университете штата Пенсильвания компанией Sperry—Rand была создана огромная вычислительная машина, известная как ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer, Электронный Числовой Интегратор и Вычислитель). Это электронное устройство имело в своем составе более чем 18 тысяч вакуумных ламп и тысячи электромеханических реле и ферритовых ячеек памяти. В ответ на запрос каждая такая ячейка, переходя из состояния включения к выключению, представляла ответ «да» или «нет», то есть хранила один бит информации.

В декабре 1947-го произошло чрезвычайно важное событие. Трое инженеров лаборатории компании AT&T Bell Telephone Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Брэттайн успешно продемонстрировали возможность усиления электрического тока, используя кристаллический триод – полупроводниковый транзистор. Их идея была основана на управлении потоком электронов, проходящим через 3-слойную полупроводниковую структуру. (Предложенный термин «транзистор» переводится как «трансформирование сопротивления», но здесь, в отличие от обычного трансформатора, изменение тока и напряжения носит такой характер, что мощность выходного сигнала оказывается существенно больше входной.)

Эти трое всеми силами стремились найти альтернативу ненадежным вакуумным лампам. И их усилия не пропали даром. Произошло рождение транзистора – компактного электрического «изменяемого сопротивления», без которого близящаяся хай-тек-революция была бы просто невозможна. В течение 1950-х электронные компании начали во множестве обустраиваться в Пало-Алто и соседних с ним городках наподобие Маунтин-Вью. В Долину пришла General Electric. На юге, в Сан-Хосе, расположился огромный исследовательский центр IBM. Таким образом, начался период укоренения и расцвета. Примерно тогда же Уильям Шокли открыл в Пало-Алто Shockley Transistor Laboratories. Будучи великолепно оборудованной, она стала истинной кузницей для целого корпуса инженеров, чьи организованные впоследствии собственные фирмы сделались основой нынешней Долины.

Кремний и германий – весьма распространенные элементы земной коры, а потому недостатка в исходном материале для микроэлектроники не предвиделось. Шокли все свои предпочтения отдавал германию. В компании по поводу выбора главного полупроводника возник ожесточенный диспут. Многие инженеры, в том числе и Гордон Мур, остановились на кремнии – как на более жаростойком и технологически удобном материале и в 1957-м покинули несогласного с ними Шокли.

Через год к ним присоединился Роберт Нойс. В Маунтин-Вью под его руководством была основана Fairchild Semiconductor– компания, вошедшая в историю как первая, наладившая успешное массовое производство микроэлектронных кремниевых устройств, содержащих большое количество цифровых логических элементов и простейших ячеек памяти. Так произошло рождение интегральных микросхем.

Основа массового производства дешевых микросхем – планарная технология, была разработана в 1959 году. Возможность параллельного изготовления большого количества транзисторов, диодов и резисторов на одной плоской кремниевой пластине стала поистине технологической революцией, и с этого момента победное шествие микроэлектроники приняло совсем иные масштабы.

Через 10 лет Мур вместе с Нойсом оставили Fairchild и при поддержке проницательного инвестора Артура Рока «запустили» компанию по имени Intel. Название представляет собой сокращение от словосочетания «интегрированная электроника». Поначалу компания сосредоточилась на изысканиях по увеличению количества токопроводящих дорожек и ячеек памяти, которые могли быть размещены на кремниевом кристалле. Их чипы полупроводниковых интегральных микросхем, с постоянно увеличивающейся плотностью памяти, скоро стали индустриальным стандартом де-факто. К 1970-у эта индустрия выросла до 15 компаний, и вот тут-то грянула Компьютерная Революция.

В 1971-м инициированный Intel процесс миниатюризации микросхем завершился созданием того, что являлось для молодой промышленности воистину «Святым Граалем» – «компьютером-на-чипе». Эти «микропроцессоры» очень быстро научились делать сначала миллионы, а затем – и миллиарды цифровых логических операций в секунду. Таков был ключевой поворотный момент в истории развития электронных вычислений. Начиная с этого времени емкость и быстродействие чипов в среднем удваивались каждые 2 года по закону Мура. И хотя пределы роста емкости и скорости для кремниевых микросхем видны уже сегодня – не за горами новые нанотехнологии, готовые заткнуть за пояс любой современный Пентиум.

Далее – везде