Artikel lain dalam seri ini:
- Relai cerita
- Sejarah komputer elektronik
- Sejarah transistor
- sejarah internet
Selama lebih dari seratus tahun, anjing analog telah mengibaskan ekor digitalnya. Upaya untuk memperluas kemampuan indra kita - penglihatan, pendengaran, dan bahkan, dalam arti tertentu, sentuhan - mengarahkan para insinyur dan ilmuwan untuk mencari komponen yang lebih baik untuk telegraf, telepon, radio, dan radar. Hanya karena keberuntungan saja pencarian ini menemukan jalan menuju penciptaan mesin digital jenis baru. Dan saya memutuskan untuk menceritakan kisah tentang hal yang konstan ini , di mana para insinyur telekomunikasi memasok bahan mentah untuk komputer digital pertama, dan terkadang bahkan merancang dan membuat sendiri komputer tersebut.
Namun pada tahun 1960-an, kolaborasi yang bermanfaat ini berakhir, begitu pula kisah saya. Produsen peralatan digital tidak lagi harus beralih ke dunia telegraf, telepon, dan radio untuk mendapatkan saklar baru yang lebih baik, karena transistor itu sendiri menyediakan sumber perbaikan yang tiada habisnya. Tahun demi tahun mereka menggali lebih dalam dan lebih dalam, selalu menemukan cara untuk meningkatkan kecepatan dan mengurangi biaya secara eksponensial.
Namun, semua ini tidak akan terjadi jika penemuan transistor berhenti di situ .
Awal yang lambat
Ada sedikit antusiasme di media populer terhadap pengumuman Bell Labs tentang penemuan transistor. Pada tanggal 1 Juli 1948, The New York Times mencurahkan tiga paragraf untuk peristiwa tersebut di bagian bawah laporan Radio News-nya. Selain itu, berita ini muncul setelah berita lain, yang jelas dianggap lebih penting: misalnya, acara radio berdurasi satu jam “Waltz Time”, yang seharusnya tayang di NBC. Kalau dipikir-pikir, kita mungkin ingin tertawa, atau bahkan memarahi penulis yang tidak kita kenal - bagaimana mereka bisa gagal mengenali peristiwa yang menjungkirbalikkan dunia?
Tapi melihat ke belakang mendistorsi persepsi, memperkuat sinyal yang signifikansinya kita tahu hilang dalam lautan kebisingan pada saat itu. Transistor tahun 1948 sangat berbeda dengan transistor komputer tempat Anda membaca artikel ini (kecuali Anda memutuskan untuk mencetaknya). Mereka begitu berbeda sehingga, meskipun mempunyai nama yang sama, dan garis keturunan yang tak terputus yang menghubungkan mereka, mereka harus dianggap sebagai spesies yang berbeda, jika bukan genera yang berbeda. Mereka memiliki komposisi berbeda, struktur berbeda, prinsip pengoperasian berbeda, belum lagi perbedaan ukurannya yang sangat besar. Hanya melalui penemuan kembali yang terus-menerus, perangkat kikuk yang dibuat oleh Bardeen dan Brattain dapat mengubah dunia dan kehidupan kita.
Faktanya, transistor germanium titik tunggal tidak layak mendapat perhatian lebih dari yang diterimanya. Ada beberapa cacat yang diwarisi dari tabung vakum. Tentu saja, ukurannya jauh lebih kecil daripada lampu paling ringkas. Tidak adanya filamen panas berarti menghasilkan lebih sedikit panas, mengkonsumsi lebih sedikit energi, tidak terbakar, dan tidak memerlukan pemanasan sebelum digunakan.
Namun, akumulasi kotoran pada permukaan kontak menyebabkan kegagalan dan meniadakan potensi masa pakai yang lebih lama; itu memberi sinyal lebih berisik; hanya bekerja pada daya rendah dan dalam rentang frekuensi sempit; gagal di hadapan panas, dingin atau lembab; dan itu tidak dapat diproduksi secara seragam. Beberapa transistor yang dibuat dengan cara yang sama oleh orang yang sama akan memiliki karakteristik kelistrikan yang sangat berbeda. Dan semua ini membutuhkan biaya delapan kali lipat dari harga lampu standar.
Baru pada tahun 1952 Bell Labs (dan pemegang paten lainnya) berhasil memecahkan masalah manufaktur sehingga transistor titik tunggal dapat menjadi perangkat praktis, dan bahkan kemudian mereka tidak menyebar jauh ke luar pasar alat bantu dengar, dimana sensitivitas harga relatif rendah. .dan manfaatnya dalam hal masa pakai baterai lebih besar daripada kerugiannya.
Namun, upaya pertama sudah dimulai untuk mengubah transistor menjadi sesuatu yang lebih baik dan berguna. Mereka sebenarnya memulainya jauh lebih awal daripada saat masyarakat mengetahui keberadaannya.
Ambisi Shockley
Menjelang akhir tahun 1947, Bill Shockley melakukan perjalanan ke Chicago dengan penuh kegembiraan. Dia memiliki gagasan yang samar-samar tentang bagaimana mengalahkan transistor yang baru ditemukan Bardeen dan Brattain, namun belum memiliki kesempatan untuk mengembangkannya. Jadi, alih-alih menikmati jeda antar tahapan pekerjaan, ia menghabiskan Natal dan Tahun Baru di hotel, mengisi sekitar 20 halaman buku catatannya dengan ide-idenya. Diantaranya adalah proposal untuk transistor baru yang terdiri dari sandwich semikonduktor - sepotong germanium tipe-p di antara dua potong tipe-n.
Didorong oleh keahliannya ini, Shockley mengklaim Bardeen dan Brattain atas kembalinya mereka ke Murray Hill, mengklaim semua penghargaan atas penemuan transistor. Bukankah idenya tentang efek medan yang membuat Bardeen dan Brattain masuk ke laboratorium? Bukankah hal ini mengharuskan pengalihan seluruh hak paten kepadanya? Namun, trik Shockley menjadi bumerang: pengacara paten Bell Labs menemukan bahwa penemu yang tidak dikenal, , mematenkan penguat efek medan semikonduktor hampir 20 tahun sebelumnya, pada tahun 1930. Lilienfeld, tentu saja, tidak pernah mengimplementasikan idenya, mengingat keadaan material pada saat itu, tetapi risiko tumpang tindih terlalu besar - lebih baik hindari penyebutan sama sekali efek lapangan dalam paten.
Jadi, meskipun Bell Labs memberi Shockley sebagian besar kredit penemunya, mereka hanya menyebutkan nama Bardeen dan Brattain dalam patennya. Namun, apa yang telah dilakukan tidak dapat dibatalkan: ambisi Shockley menghancurkan hubungannya dengan dua bawahannya. Bardeen berhenti mengerjakan transistor dan berkonsentrasi pada superkonduktivitas. Dia meninggalkan laboratorium pada tahun 1951. Brattain tetap di sana, tetapi menolak bekerja dengan Shockley lagi, dan bersikeras untuk dipindahkan ke kelompok lain.
Karena ketidakmampuannya bekerja dengan orang lain, Shockley tidak pernah membuat kemajuan apa pun di laboratorium, jadi dia pun keluar dari sana. Pada tahun 1956, ia kembali ke Palo Alto untuk memulai perusahaan transistornya sendiri, Shockley Semiconductor. Sebelum pergi, dia berpisah dari istrinya Jean ketika dia sedang dalam masa pemulihan dari kanker rahim, dan terlibat dengan Emmy Lanning, yang segera dinikahinya. Namun dari dua bagian impiannya di California – perusahaan baru dan istri baru – hanya satu yang menjadi kenyataan. Pada tahun 1957, para insinyur terbaiknya, yang marah dengan gaya manajemennya dan arah yang diambilnya dalam perusahaan, meninggalkannya untuk mendirikan perusahaan baru, Fairchild Semiconductor.
Shockley pada tahun 1956
Jadi Shockley meninggalkan perusahaannya yang kosong dan mengambil pekerjaan di departemen teknik elektro di Stanford. Di sana ia terus mengasingkan rekan-rekannya (dan teman tertuanya, sang fisikawan ) teori degenerasi ras yang menarik minatnya dan – topik yang tidak populer di Amerika Serikat sejak berakhirnya perang terakhir, terutama di kalangan akademisi. Dia senang menimbulkan kontroversi, menghebohkan media, dan menimbulkan protes. Dia meninggal pada tahun 1989, diasingkan dari anak-anak dan rekan-rekannya, dan hanya dikunjungi oleh istri keduanya yang setia, Emmy.
Meskipun usahanya yang lemah dalam berwirausaha gagal, Shockley telah menanam benih di tanah yang subur. San Francisco Bay Area memproduksi banyak perusahaan elektronik kecil, yang menerima dana dari pemerintah federal selama perang. Fairchild Semiconductor, keturunan Shockley yang tidak disengaja, melahirkan lusinan perusahaan baru, beberapa di antaranya masih dikenal hingga saat ini: Intel dan Advanced Micro Devices (AMD). Pada awal tahun 1970-an, kawasan tersebut mendapat julukan yang mengejek "Lembah Silikon". Tapi tunggu dulu - Bardeen dan Brattain menciptakan transistor germanium. Dari mana silikon berasal?
Seperti inilah tampilan situs Mountain View yang ditinggalkan yang dulunya merupakan tempat Shockley Semiconductor pada tahun 2009. Hari ini bangunan tersebut telah dibongkar.
Menuju Persimpangan Jalan Silikon
Nasib transistor jenis baru, yang ditemukan oleh Shockley di sebuah hotel di Chicago, jauh lebih bahagia daripada nasib penemunya. Itu semua berkat keinginan seseorang untuk menumbuhkan kristal semikonduktor murni tunggal. Gordon Teal, seorang ahli kimia fisika dari Texas yang mempelajari germanium yang saat itu tidak berguna untuk mendapatkan gelar doktornya, mengambil pekerjaan di Bell Labs pada tahun 30-an. Setelah mempelajari tentang transistor, ia menjadi yakin bahwa keandalan dan kekuatannya dapat ditingkatkan secara signifikan dengan membuatnya dari kristal tunggal murni, bukan dari campuran polikristalin yang kemudian digunakan. Shockley menolak usahanya sebagai pemborosan sumber daya.
Namun, Teal bertahan dan mencapai kesuksesan, dengan bantuan insinyur mesin John Little, menciptakan perangkat yang mengekstraksi biji kristal kecil dari lelehan germanium. Ketika germanium mendingin di sekitar inti, ia memperluas struktur kristalnya, menciptakan kisi semikonduktor yang kontinyu dan hampir murni. Pada musim semi tahun 1949, Teal dan Little dapat membuat kristal sesuai pesanan, dan pengujian menunjukkan bahwa mereka jauh di belakang pesaing polikristalin mereka. Secara khusus, transporter kecil yang ditambahkan ke dalamnya dapat bertahan di dalam selama seratus mikrodetik atau bahkan lebih lama (dibandingkan tidak lebih dari sepuluh mikrodetik pada sampel kristal lainnya).
Sekarang Teal mampu membeli lebih banyak sumber daya dan merekrut lebih banyak orang ke timnya, di antaranya adalah ahli kimia fisik lain yang datang ke Bell Labs dari Texas, Morgan Sparks. Mereka mulai mengubah lelehan untuk membuat germanium tipe-p atau tipe-n dengan menambahkan butiran pengotor yang sesuai. Dalam setahun, mereka telah meningkatkan teknologi sedemikian rupa sehingga mereka dapat menumbuhkan sandwich germanium npn langsung di dalam lelehannya. Dan cara kerjanya persis seperti prediksi Shockley: sinyal listrik dari material tipe-p memodulasi arus listrik antara dua konduktor yang terhubung ke potongan tipe-n yang mengelilinginya.
Morgan Sparks dan Gordon Teal di meja kerja di Bell Labs
Transistor persimpangan yang berkembang ini mengungguli nenek moyang kontak titik tunggalnya dalam hampir segala hal. Secara khusus, tabung ini lebih dapat diandalkan dan dapat diprediksi, menghasilkan lebih sedikit kebisingan (sehingga lebih sensitif), dan sangat hemat energi - mengonsumsi energi jutaan kali lebih sedikit dibandingkan tabung vakum pada umumnya. Pada bulan Juli 1951, Bell Labs mengadakan konferensi pers lagi untuk mengumumkan penemuan baru. Bahkan sebelum transistor pertama berhasil mencapai pasar, hal itu sudah menjadi tidak relevan lagi.
Namun ini hanyalah permulaan. Pada tahun 1952, General Electric (GE) mengumumkan pengembangan proses baru untuk pembuatan transistor sambungan, yaitu metode fusi. Dalam kerangkanya, dua bola indium (donor tipe-p) digabungkan pada kedua sisi irisan tipis germanium tipe-n. Proses ini lebih sederhana dan lebih murah daripada menumbuhkan sambungan pada paduan; transistor semacam itu memberikan resistansi yang lebih kecil dan mendukung frekuensi yang lebih tinggi.
Transistor tumbuh dan menyatu
Tahun berikutnya, Gordon Teal memutuskan untuk kembali ke negara bagian asalnya dan bekerja di Texas Instruments (TI) di Dallas. Perusahaan ini didirikan dengan nama Geophysical Services, Inc., dan awalnya memproduksi peralatan untuk eksplorasi minyak, TI telah membuka divisi elektronik selama perang, dan kini memasuki pasar transistor di bawah lisensi dari Western Electric (divisi manufaktur Bell Labs).
Teal membawa serta keterampilan baru yang dipelajari di laboratorium: kemampuan untuk tumbuh dan berkembang silikon monokristal. Kelemahan paling nyata dari germanium adalah kepekaannya terhadap suhu. Saat terkena panas, atom germanium dalam kristal dengan cepat melepaskan elektron bebas, dan semakin berubah menjadi konduktor. Pada suhu 77 °C ia berhenti bekerja sama sekali seperti transistor. Target utama penjualan transistor adalah kalangan militer - konsumen potensial dengan sensitivitas harga rendah dan kebutuhan besar akan komponen elektronik yang stabil, andal, dan kompak. Namun, germanium yang peka terhadap suhu tidak akan berguna dalam banyak aplikasi militer, terutama di bidang kedirgantaraan.
Silikon jauh lebih stabil, tetapi memiliki titik leleh yang jauh lebih tinggi, sebanding dengan baja. Hal ini menyebabkan kesulitan yang sangat besar, mengingat kristal yang sangat murni diperlukan untuk membuat transistor berkualitas tinggi. Silikon cair yang panas akan menyerap kontaminan dari wadah apa pun yang berada di dalamnya. Teel dan timnya di TI mampu mengatasi tantangan ini dengan menggunakan sampel silikon ultra murni dari DuPont. Pada bulan Mei 1954, di konferensi Institute of Radio Engineering di Dayton, Ohio, Teal menunjukkan bahwa perangkat silikon baru yang diproduksi di laboratoriumnya terus bekerja bahkan ketika direndam dalam minyak panas.
Pemula yang sukses
Akhirnya, sekitar tujuh tahun setelah transistor pertama kali ditemukan, transistor dapat dibuat dari bahan yang telah menjadi sinonimnya. Dan waktu yang hampir sama akan berlalu sebelum munculnya transistor yang kira-kira menyerupai bentuk yang digunakan pada mikroprosesor dan chip memori kita.
Pada tahun 1955, para ilmuwan Bell Labs berhasil mempelajari cara membuat transistor silikon dengan teknologi doping baru - alih-alih menambahkan bola pengotor padat ke dalam lelehan cair, mereka memasukkan aditif gas ke dalam permukaan padat semikonduktor (). Dengan mengontrol suhu, tekanan, dan durasi prosedur secara hati-hati, mereka mencapai kedalaman dan tingkat doping yang diperlukan. Kontrol yang lebih besar terhadap proses manufaktur telah memberikan kontrol yang lebih besar terhadap sifat kelistrikan produk akhir. Lebih penting lagi, difusi termal memungkinkan produksi produk dalam jumlah banyak—Anda dapat mengolah sepotong besar silikon dan kemudian memotongnya menjadi transistor. Militer menyediakan dana untuk Bell Laboratories karena persiapan produksi memerlukan biaya awal yang tinggi. Mereka membutuhkan produk baru untuk tautan radar peringatan dini frekuensi sangat tinggi (“"), serangkaian stasiun radar Arktik yang dirancang untuk mendeteksi pembom Soviet yang terbang dari Kutub Utara, dan mereka bersedia mengeluarkan $100 per transistor (pada masa itu sebuah mobil baru dapat dibeli seharga $2000).
Paduan dengan , yang mengontrol lokasi pengotor, membuka kemungkinan untuk mengetsa seluruh sirkuit seluruhnya pada satu substrat semikonduktor - hal ini secara bersamaan dipikirkan oleh Fairchild Semiconductor dan Texas Instruments pada tahun 1959. “" dari Fairchild menggunakan pengendapan kimiawi pada film logam yang menghubungkan kontak listrik transistor. Ini menghilangkan kebutuhan untuk membuat kabel manual, mengurangi biaya produksi dan meningkatkan keandalan.
Akhirnya, pada tahun 1960, dua insinyur Bell Labs (John Atalla dan Davon Kahn) menerapkan konsep asli Shockley untuk transistor efek medan. Lapisan tipis oksida pada permukaan semikonduktor mampu secara efektif menekan keadaan permukaan, menyebabkan medan listrik dari gerbang aluminium menembus silikon. Maka lahirlah MOSFET [transistor efek medan semikonduktor oksida logam] (atau struktur MOS, dari semikonduktor oksida logam), yang ternyata sangat mudah untuk dibuat mini, dan masih digunakan di hampir semua komputer modern (menariknya , Atalla berasal dari Mesir, dan Kang berasal dari Korea Selatan, dan praktis hanya dua insinyur ini sepanjang sejarah kita yang tidak memiliki akar Eropa).
Akhirnya, tiga belas tahun setelah penemuan transistor pertama, sesuatu yang menyerupai transistor di komputer Anda muncul. Lebih mudah untuk diproduksi dan menggunakan daya yang lebih kecil dibandingkan transistor sambungan, namun cukup lambat dalam merespons sinyal. Hanya dengan berkembangnya sirkuit terpadu berskala besar, dengan ratusan atau ribuan komponen ditempatkan dalam satu chip, keunggulan transistor efek medan mulai mengemuka.
Ilustrasi dari paten transistor efek medan
Efek medan adalah kontribusi besar terakhir Bell Labs terhadap pengembangan transistor. Produsen elektronik besar seperti Bell Laboratories (dengan Western Electric), General Electric, Sylvania, dan Westinghouse telah mengumpulkan sejumlah besar penelitian semikonduktor. Dari tahun 1952 hingga 1965, Bell Laboratories sendiri mendaftarkan lebih dari dua ratus paten mengenai topik ini. Namun pasar komersial dengan cepat jatuh ke tangan pemain baru seperti Texas Instruments, Transitron, dan Fairchild.
Pasar transistor awal terlalu kecil untuk menarik perhatian para pemain utama: sekitar $18 juta per tahun pada pertengahan tahun 1950an, dibandingkan dengan total pasar elektronik sebesar $2 miliar. Namun, laboratorium penelitian raksasa ini berfungsi sebagai kamp pelatihan yang tidak disengaja. di mana para ilmuwan muda dapat menyerap pengetahuan semikonduktor sebelum menjual jasa mereka ke perusahaan-perusahaan kecil. Ketika pasar elektronik tabung mulai menyusut secara serius pada pertengahan tahun 1960an, sudah terlambat bagi Bell Labs, Westinghouse, dan lainnya untuk bersaing dengan perusahaan-perusahaan baru.
Transisi komputer ke transistor
Pada tahun 1950an, transistor menyerbu dunia elektronik di empat bidang utama. Dua yang pertama adalah alat bantu dengar dan radio portabel, dengan konsumsi daya yang rendah dan masa pakai baterai yang lama mengesampingkan pertimbangan lainnya. Yang ketiga adalah penggunaan militer. Angkatan Darat AS memiliki harapan besar terhadap transistor sebagai komponen kompak dan andal yang dapat digunakan dalam segala hal mulai dari radio lapangan hingga rudal balistik. Namun, pada masa-masa awal, pengeluaran mereka untuk transistor tampak lebih seperti pertaruhan masa depan teknologi daripada konfirmasi akan nilainya pada saat itu. Dan terakhir, ada juga komputasi digital.
Di bidang komputer, kekurangan saklar tabung vakum sudah diketahui dengan baik, dan beberapa orang yang skeptis bahkan sebelum perang percaya bahwa komputer elektronik tidak dapat dijadikan perangkat praktis. Ketika ribuan lampu dikumpulkan dalam satu perangkat, mereka memakan listrik, menghasilkan panas dalam jumlah besar, dan dalam hal keandalan, seseorang hanya dapat mengandalkan pemadaman listrik yang biasa. Oleh karena itu, transistor berdaya rendah, sejuk, dan tanpa ulir menjadi penyelamat para produsen komputer. Kerugiannya sebagai penguat (output yang lebih berisik, misalnya) tidak menjadi masalah bila digunakan sebagai saklar. Satu-satunya kendala adalah biaya, dan pada waktunya biaya tersebut akan mulai turun tajam.
Semua eksperimen awal Amerika dengan komputer transistor terjadi di persimpangan antara keinginan militer untuk mengeksplorasi potensi teknologi baru yang menjanjikan dan keinginan para insinyur untuk beralih ke saklar yang lebih baik.
Bell Labs membangun TRADIC untuk Angkatan Udara AS pada tahun 1954 untuk melihat apakah transistor memungkinkan komputer digital dipasang pada pesawat pengebom, menggantikan navigasi analog dan membantu perolehan target. Laboratorium MIT Lincoln mengembangkan komputer TX-0 sebagai bagian dari proyek pertahanan udara yang ekstensif pada tahun 1956. Mesin tersebut menggunakan varian lain dari transistor penghalang permukaan, yang sangat cocok untuk komputasi kecepatan tinggi. Philco membangun komputer SOLO-nya di bawah kontrak dengan Angkatan Laut (tetapi sebenarnya atas permintaan NSA), menyelesaikannya pada tahun 1958 (menggunakan varian lain dari transistor penghalang permukaan).
Di Eropa Barat, yang kekurangan sumber daya selama Perang Dingin, situasinya sangat berbeda. Mesin seperti Komputer Transistor Manchester, (nama lain yang terinspirasi oleh proyek ENIAC, dan dieja terbalik), dan Austria adalah proyek sampingan yang menggunakan sumber daya yang dapat dikumpulkan oleh pembuatnya—termasuk transistor titik tunggal generasi pertama.
Banyak kontroversi mengenai judul komputer pertama yang menggunakan transistor. Tentu saja, semuanya bermuara pada pemilihan definisi yang tepat untuk kata-kata seperti “pertama”, “transistor”, dan “komputer”. Bagaimanapun, kita tahu di mana ceritanya berakhir. Komersialisasi komputer transistor segera dimulai. Tahun demi tahun, komputer dengan harga yang sama menjadi semakin bertenaga, dan komputer dengan daya yang sama menjadi lebih murah, dan proses ini tampak begitu tak terhindarkan sehingga diangkat ke tingkat hukum, di samping gravitasi dan kekekalan energi. Perlukah kita berdebat tentang kerikil manakah yang pertama kali runtuh?
Dari manakah hukum Moore berasal?
Saat kita mendekati akhir kisah peralihan ini, ada baiknya bertanya: apa yang menyebabkan keruntuhan ini terjadi? Mengapa hukum Moore ada (atau ada - kita akan membahasnya lain kali)? Tidak ada hukum Moore untuk pesawat terbang atau penyedot debu, sama seperti tidak ada hukum untuk tabung vakum atau relay.
Jawabannya memiliki dua bagian:
- Properti logis dari sakelar sebagai kategori artefak.
- Kemampuan untuk menggunakan proses kimia murni untuk membuat transistor.
Pertama, tentang esensi peralihan. Properti sebagian besar artefak harus memenuhi berbagai batasan fisik yang tak kenal ampun. Sebuah pesawat penumpang harus mampu menopang beban gabungan banyak orang. Penyedot debu harus mampu menyedot sejumlah kotoran dalam waktu tertentu dari area fisik tertentu. Pesawat terbang dan penyedot debu tidak akan berguna jika direduksi menjadi skala nano.
Sebuah saklar, sebuah saklar otomatis yang belum pernah disentuh oleh tangan manusia, memiliki keterbatasan fisik yang jauh lebih sedikit. Ia harus mempunyai dua keadaan yang berbeda, dan harus dapat berkomunikasi dengan saklar-saklar serupa lainnya ketika keadaannya berubah. Artinya, yang harus dilakukan hanyalah menghidupkan dan mematikan. Apa istimewanya transistor? Mengapa jenis saklar digital lainnya belum mengalami peningkatan eksponensial seperti itu?
Di sini kita sampai pada fakta kedua. Transistor dapat dibuat menggunakan proses kimia tanpa campur tangan mekanis. Sejak awal, elemen kunci produksi transistor adalah penggunaan bahan kimia pengotor. Kemudian muncullah proses planar, yang menghilangkan langkah mekanis terakhir dari produksi—memasang kabel. Hasilnya, dia menghilangkan batasan fisik terakhir pada miniaturisasi. Transistor tidak perlu lagi berukuran cukup besar untuk digenggam oleh jari manusia—atau perangkat mekanis apa pun. Itu semua dilakukan dengan kimia sederhana, dalam skala yang sangat kecil: asam untuk mengetsa, cahaya untuk mengontrol bagian permukaan mana yang tahan terhadap penggoresan, dan uap untuk memasukkan pengotor dan lapisan logam ke dalam jejak yang tergores.
Mengapa miniaturisasi diperlukan? Mengurangi ukuran memberikan efek samping yang menyenangkan bagi seluruh galaksi: peningkatan kecepatan peralihan, pengurangan konsumsi energi, dan biaya salinan individual. Insentif yang kuat ini telah mendorong semua orang untuk mencari cara untuk mengurangi perpindahan. Dan industri semikonduktor telah berubah dari membuat saklar seukuran kuku menjadi mengemas puluhan juta saklar per milimeter persegi dalam masa hidup satu orang. Dari meminta delapan dolar untuk satu saklar hingga menawarkan dua puluh juta saklar untuk satu dolar.
Chip memori Intel 1103 dari tahun 1971. Transistor individual, yang hanya berukuran puluhan mikrometer, tidak lagi terlihat oleh mata. Dan sejak itu jumlahnya menurun ribuan kali lipat.
Apa lagi yang harus dibaca:
- Ernest Bruan dan Stuart MacDonald, Revolusi dalam Miniatur (1978)
- Michael Riordan dan Lillian Hoddeson, Api Kristal (1997)
- Joel Shurkin, Jenius yang Rusak (1997)
Sumber: www.habr.com