Video: R C L schakelingen (November 2024)
Het is geen jubileum dat vaak wordt opgemerkt, maar markeert vandaag 55 jaar sinds de oprichting van het eerste geïntegreerde circuit door Jack St. Clair Kilby van Texas Instruments. In de tijd sindsdien heeft de chip een revolutie teweeggebracht in de elektronica, die ten grondslag ligt aan alle moderne informatietechnologie en consumentenelektronica, van pc's tot televisies, van radio's tot smartphones.
Kilby was begonnen met het concept dat alle belangrijke onderdelen die nodig zijn voor een circuit - de transistors, weerstanden en condensatoren - uit hetzelfde materiaal konden worden gemaakt in de zomer van 1958. Hij kwam op het idee terwijl hij alleen in de TI werkte lab omdat hij een nieuwe medewerker was en geen vakantietijd had. In een artikel voor IEEE-transactie op elektronische apparaten beschreef Kilby hoe hij "begon te voelen dat het enige wat een halfgeleiderhuis op een kosteneffectieve manier kon maken een halfgeleider was. Nadere gedachte leidde mij tot de conclusie dat halfgeleiders het enige waren dat echt vereist - dat met name weerstanden en condensatoren van hetzelfde materiaal kunnen worden gemaakt als de actieve apparaten."
Hij legde het concept uit aan zijn supervisor toen hij terugkeerde van vakantie en bouwde vervolgens een circuit met behulp van discrete siliconenelementen die hij op 28 augustus demonstreerde. Vervolgens richtte hij zijn aandacht op het creëren van een geïntegreerd circuit, in het bijzonder een faseverschuivingsoscillator. Op 12 september 1958 werden de eerste drie oscillatoren van dit type geproduceerd en een week later kwam de eerste "flip-flop", een circuit dat van 1 naar 0 of van 0 naar 1 verandert wanneer stroom wordt toegepast. En zo kwamen we in het tijdperk van de geïntegreerde schakeling, ook wel de IC of "chip" genoemd. (Hier is het verslag van TI over de creatie.)
Die eerste IC was behoorlijk groot; het bevatte een enkele transistor en gemeten 1/16-bij-7/16 inch, enorm volgens de normen van vandaag, waar je zelfs individuele transistors niet met het blote oog kunt zien. En het werd vervaardigd op een germaniumkristal; silicium zou later komen. Het is belangrijk op te merken dat het proces van Kilby voor het maken van geïntegreerde schakelingen nooit de standaard is geworden. Het volgende jaar creëerde een team onder leiding van Robert Noyce van Fairchild Semiconductor wat wordt beschouwd als het eerste praktische monolithische geïntegreerde circuit, met behulp van een metaal-over-oxide-proces bovenop vlakke transistors, die eerder was gecreëerd door Jean Hoerni van het bedrijf. (Noyce zou samen met Gordon Moore en anderen van Fairchild uiteindelijk Intel vormen.)
Tegenwoordig beschouwen we de chip als onmisbaar, maar in de beginjaren waren er veel critici, die vonden dat IC's te duur waren om te produceren en dachten dat halfgeleidertransistors niet zo goed waren als die gemaakt met andere materialen. Ze geloofden dat het combineren van al deze dingen in één apparaat iets creëerde dat niet erg elegant was. Zoals Kilby het beschreef in zijn Nobelprijslezing in 2000, "was het niet duidelijk dat de monolithische halfgeleiderbenadering zou slagen… Gordon Moore, Noyce, een paar anderen, en ik zorgde voor technisch entertainment op professionele bijeenkomsten voor de komende vijf jaar zoals we de verdienste van de verschillende miniaturisatiesystemen hebben beschreven en besproken."
Uiteindelijk hebben programma's als de Apollo-missie en de Minuteman-raket bewezen dat IC's konden werken, en de calculator bevestigde het idee.
TI en Fairchild zouden jarenlang ruzie maken over patenten voor geïntegreerde schakelingen, maar tegenwoordig worden Kilby en Noyce doorgaans beschouwd als de mede-uitvinders van de geïntegreerde schakeling. Noyce stierf in 1990; Kilby stierf in 2005. PC Magazine gaf beide mannen een Lifetime Achievement Award in 1993. Ik had toen de gelegenheid om met Kilby te praten en hij was gracieus maar vastberaden over zijn rol bij het creëren van een van de belangrijkste technologieën in de moderne wereld.
Vandaag hebben we chips met miljarden transistoren die zijn vervaardigd volgens processen die Jack Kilby misschien niet heeft herkend, maar hij begreep de kracht van het geïntegreerde circuit 55 jaar geleden zeker. Ons leven vandaag zou zonder dat heel anders zijn.
