História tranzistora, časť 3: opakované vynálezy

História tranzistora, časť 3: opakované vynálezy

Ďalšie články cyklu:

Viac ako sto rokov analógový pes mával digitálnym chvostom. Pokusy rozšíriť možnosti našich zmyslov – videnia, sluchu, a dokonca aj, v istom zmysle, hmatania, viedli inžinierov a vedcov k hľadaniu lepších komponentov pre telegraf, telefón, rádio a radary. Iba šťastná náhoda odhalila cestu k vytváraniu nových typov digitálnych strojov. A ja som sa rozhodol porozprávať príbeh tejto neustálej ekzaptácie, v ktorej inžinieri telekomunikácií dodávali základné materiály pre prvé digitálne počítače, a niekedy ich dokonca sami navrhovali a vytvárali.

Ale do 60. rokov 20. storočia toto plodné spolupráce dospelo k záveru, rovnako ako aj môj príbeh. Výrobcovia digitálneho hardvéru už nemuseli nazerať do sveta telegrafu, telefónu a rádia, aby hľadali nové, vylepšené prepínače, pretože samotný tranzistor poskytol nevyčerpateľný zdroj zlepšení. Rok čo rok kopali stále hlbšie a hlbšie, vždy nachádzajúc spôsoby, ako exponenciálne zvyšovať rýchlosť práce a znižovať náklady.

Avšak nič z toho by sa nebolo stalo, ak by vynález tranzistora zastavil na práci Bardina a Brattaina.

Pomalý štart

V populárnych médiách nebol aktívny entuziazmus ohľadom oznámenia laboratórií Bell o vynáleze tranzistora. 1. júla 1948 sa tomuto podujatiu v The New York Times venovali tri odseky na konci prehľadu „Novinky z rádia“. A táto správa sa objavila po iných, očividne považovaných za dôležitejšie: napríklad po hodinovom rozhlasovom vysielaní „Čas valčíka“, ktoré sa malo vysielať na NBC. Spätným pohľadom sa možno budeme chcieť zasmiať alebo dokonca nadávať neznámym autorom – ako mohli nerozoznať udalosť, ktorá zmenila svet?

História tranzistora, časť 3: opakované vynálezy

Avšak pohľad do minulosti skresľuje vnímanie a zosilňuje signály, ktorých význam už poznáme, aj keď sa vtedy stratili v mori hluku. Tranzistor z roku 1948 sa veľmi odlišoval od tranzistorov počítačov, na jednom z ktorých čítate tento článok (ak ste sa nerozhodli ho vytlačiť). Odlišovali sa tak veľmi, že, napriek rovnakému názvu a kontinuálnemu dedičstvu, ich treba považovať za rôzne druhy, ak nie priamo za rôzne typy. Majú rôzne zloženie, rôznu štruktúru, rôzne princípy fungovania, nehovoriac o obrovskom rozdiele vo veľkosti. Iba vďaka neustálym opakovaným vynálezom dokázalo nemotorné zariadenie, ktoré postavili Bardeen a Brattain, zmeniť svet a náš život.

V skutočnosti germániový tranzistor s jedným kontaktným bodom si nezaslúžil väčšiu pozornosť, než akú dostal. Mal niekoľko nedostatkov, ktoré zdedil od elektronickej lampy. Bol to, samozrejme, oveľa menší ako najkompaktnejšie lampy. Nedostatok rozžhaveného vlákna znamenal, že produkuje menej tepla, spotrebuje menej energie, neprehorí a nevyžaduje predohrev pred použitím.

Avšak akumulácia nečistôt na kontaktnom povrchu viedla k poruchám a zmiernila potenciál dlhšej životnosti; dával hlučnejší signál; pracoval iba pri nízkych výkonoch a v úzkom pásme frekvencií; zlyhával pri teple, chlade alebo vlhkosti; a nedalo sa ho vyrábať jednotne. Niekoľko tranzistorov, vytvorených rovnakým spôsobom rovnakými ľuďmi, by malo značne odlišné elektrické charakteristiky. A všetko toto bolo sprevádzané cenou osemkrát vyššou ako pri štandardnej lampe.

Až v roku 1952 laboratória Bell (a ďalší vlastníci patentu) vyriešili výrobné problémy tak, aby tranzistory s jedným kontaktným bodom sa stali praktickými zariadeniami, a aj potom sa nešírili zvlášť ďalej ako na trh sluchových aparátov, kde bola citlivosť na ceny relatívne nízka a výhody týkajúce sa dĺžky prevádzky na batériu prevyšovali nevýhody.

Avšak už vtedy sa začali prvé pokusy premeniť tranzistor na niečo lepšie a užitočnejšie. Tie sa v skutočnosti začali oveľa skôr, než sa verejnosť dozvedela o jeho existencii.

Ambície Shockleyho

Na konci roka 1947 podnikol Bill Shockley veľkú cestu do Chicaga s veľkým nadšením. Mal nejasné myšlienky o tom, ako prekonať nedávno vynájdené tranzistory od Bardina a Bretteina, no zatiaľ nemal príležitosť ich vyvinúť. Namiesto toho, aby si užil prestávku medzi fázami svojej práce, strávil Vianoce a Nový rok v hoteli, kde zaplnil zhruba 20 strán svojho zápisníka myšlienkami. Medzi nimi bol návrh nového tranzistora pozostávajúceho z polovodičového sendviča – plátku typu p z germania medzi dvoma plátkami typu n.

Povzbudený prítomnosťou takého tromfa v rukáve, Shockley vznesol voči Bardinovi a Bretteinovi nároky po ich návrate do Murray Hill, požadujúc si všetku slávu za vynález tranzistora. Nebola jeho myšlienka o poľnovom efekte tým, čo prinútilo Bardina a Bretteina tráviť čas v laboratóriu? Nemalo by sa kvôli tomu všetko právo na patent preniesť na neho? Avšak Shockleyho trik sa obrátil proti nemu: patentoví právnici laboratórií Bell zistili, že neznámy vynálezca, Julius Edgar Lilienfeld, si patentoval polovodičový zosilňovač s poľnovým efektom takmer 20 rokov predtým, v roku 1930. Lilienfeld, samozrejme, nikdy neuskutočnil svoju myšlienku, vzhľadom na stav materiálov v tom čase, ale riziko prekrývania bolo príliš vysoké – bolo lepšie úplne sa vyhnúť zmienke o poľnovom efekte v patente.

Takže, aj keď laboratória Bell poskytli Shockleymu štedrú dávku slávy vynálezcu, v patente spomenuli iba Bardina a Bretteina. Tak ako tak, čo bolo povedané, to sa nevráti: Shockleyho ambície zničili jeho vzťah s oboma podriadenými. Bardine prestal pracovať na tranzistore a sústredil sa na supravodivosť. Opustil laboratóriá v roku 1951. Brettein tam zostal, ale odmietal znovu spolupracovať so Shockleym a trval na prevoze do inej skupiny.

Kvôli neschopnosti spolupracovať s inými ľuďmi sa Shockley nedokázal presadiť v laboratóriách, a preto z nich odišiel. V roku 1956 sa vrátil domov do Palo Alto, aby založil vlastnú spoločnosť na výrobu tranzistorov, Shockley Semiconductor. Pred odchodom sa rozviedol so svojou manželkou Jean, keď sa zotavovala z rakoviny maternice, a začal vzťah s Emmou Lenning, s ktorou sa čoskoro oženil. Z dvoch častí jeho kalifornského sna – novej firmy a novej manželky – sa splnila iba jedna. V roku 1957 ho opustili najlepší inžinieri, nahnevaní na jeho manažérsky štýl a smer, ktorým viedol firmu, aby založili novú spoločnosť, Fairchild Semiconductor.

História tranzistora, časť 3: opakované vynálezy
Shockley v roku 1956

Takže Shockley opustil prázdny obal svojej firmy a rozhodol sa zamestnať v katedre elektrotechniky na Stanforde. Tam pokračoval vo svojej tendencii odtláčať svojich kolegov (a svojho najstaršieho priateľa, fyzika Freeda Zeitza) zaujímavými teóriami rasového úpadku a rasovou hygienou – témami, ktoré boli v USA neoblúbené od konca poslednej vojny, najmä v akademických kruhoch. Užival si vyvolávanie debát, provokovanie médií a vyvolávanie protestov. Zomrel v roku 1989, vzdialený od detí a kolegov, navštevovaný iba svojou nikdy nezradnou druhou manželkou, Emmou.

Aj keď jeho biedne pokusy o podnikanie zlyhali, Shockley zasial semeno na úrodnú pôdu. Oblasť zálivu San Francisca vyprodukovala množstvo malých firiem vyrábajúcich elektroniku, ktorých financovanie zabezpečovalo federálne vláda počas vojny. Fairchild Semiconductor, náhodný potomok Shockleyho, zrodil desiatky nových firiem, z ktorých niekoľko je známych aj dnes: Intel a Advanced Micro Devices (AMD). Na začiatku 70-tych rokov si táto oblasť vyslúžila posmešné prezývku "Silicon Valley". Ale počkajte – veď Bardeen a Brattain vytvorili germániový tranzistor. Odkiaľ sa vzal kremík?

História tranzistora, časť 3: opakované vynálezy
Takto vyzeralo opustené miesto v Mountain View v roku 2009, kde sa kedysi nachádzala Shockley Semiconductor. Dnes bola budova zbúraná.

Pri kremíkovom križovatke

Osud nového typu tranzistora, vynálezce Shockleyho vymysleného v chicagském hotelu, byla mnohem šťastnější než u jeho samotného vynálezce. Vše díky úsilí jednoho muže pěstovat čisté polovodičové krystaly. Gordon Tille, fyzikální chemik z Texasu, který se v 30. letech zabýval tehdy bezcenným germaniem pro svou doktorát, nastoupil do laboratoře Bell. Poté, co se dozvěděl o tranzistoru, byl přesvědčen, že jeho spolehlivost a výkonnost lze výrazně zlepšit vytvořením z čistého monokrystalu, a ne z tehdy používaných polykrystalických směsí. Shockley jeho pokusy odmítl jako zbytečné plýtvání zdroji.

Nicméně Tille vytrval a dosáhl úspěchu tím, že s mechanickým inženýrem Johnem Littlem vytvořil přístroj, který dokáže vytáhnout maličký zárodek krystalu z roztaveného germania. Ochlazováním kolem zárodku germanium rozšiřovalo jeho krystalovou strukturu a vytvářelo kontinuální a téměř čistou polovodičovou mřížku. Na jaře 1949 mohli Tille a Little vyrábět krystaly na zakázku a testy ukázaly, že zaostávají daleko za svými polykrystalickými konkurenty. Zejména přidané nezákladní nosiče mohly přežít uvnitř sto mikrosekund nebo dokonce déle (oproti maximálně deseti mikrosekundám v jiných vzorcích krystalů).

Teď si Tille mohl dovolit více zdrojů a najal více lidí do svého týmu, mezi nimiž byl další fyzikální chemik, který přišel do laboratoří Bell z Texasu – Morgan Sparks. Začali měnit roztok pro výrobu germania typu p nebo n přidáním odpovídajících příměsí. O rok později vylepšili technologii natolik, že mohli vyrábět germaniový n-p-n sendvič přímo v roztaveném stavu. A fungoval přesně tak, jak předpověděl Shockley: elektrický signál materiálu typu p moduloval elektrický proud mezi dvěma vodiči spojenými s okolními kusy typu n.

História tranzistora, časť 3: opakované vynálezy
Morgan Sparks a Gordon Tille u pracovního stolu v laboratořích Bell

Tento tranzistor s vylepšeným prechodom prekonal svojho predchodcu s jedným bodovým kontaktom takmer vo všetkých oblastiach. Predovšetkým sa stal spoľahlivejším a predvídateľnejším, produkoval oveľa menej šumu (a teda bol citlivejší) a bol mimoriadne energeticky efektívny – spotrebovával miliónkrát menej energie než typická elektrónová lampa. V júli 1951 usporiadali laboratória Bell ďalšiu tlačovú konferenciu, aby oznámili nové vynález. Ešte predtým, ako sa prvý tranzistor dostal na trh, v podstate už prestal byť podstatný.

A predsa to bola len začiatok. V roku 1952 spoločnosť General Electric (GE) oznámila vývoj nového procesu výroby tranzistorov s prechodom, zliatinového metódy. V jeho rámci sa dva guľôčky india (donor p-typu) zlievali z oboch strán tenkého plátku germánia n-typu. Tento proces bol jednoduchší a lacnejší ako pestovanie prechodov v zliatine, tento tranzistor mal menší odpor a podporoval vyššie frekvencie.

História tranzistora, časť 3: opakované vynálezy
Vypestované a zliatinové tranzistory

V nasledujúcom roku sa Gordon Teal rozhodol vrátiť do svojho rodného štátu a zamestnal sa v Texas Instruments (TI) v Dallase. Spoločnosť bola pôvodne založená pod menom Geophysical Services, Inc. a spočiatku vyrábala zariadenia na prieskum ropných polí, TI otvorila elektronické oddelenie počas vojny a teraz sa dostávala na trh tranzistorov licencovaných od Western Electric (výrobného oddelenia laboratórií Bell).

Teal si so sebou priniesol nové zručnosti, ktoré získal v laboratóriách: schopnosť pestovať a legovať monokryštály kremíka. Najzjavnejšou slabinou germánia bola jeho citlivosť na teplotu. Po vystavení teplu atómy germánia v kryštáli rýchlo uvoľňovali voľné elektróny a čoraz viac sa menil na vodič. Pri teplote 77 °C prestal fungovať úplne ako tranzistor. Hlavným cieľom predaja tranzistorov boli ozbrojené sily – potenciálny spotrebiteľ s nízkou cenovou citlivosťou a obrovskou potrebou stabilných, spoľahlivých a kompaktných elektronických komponentov. Avšak teplotne citlivý germánium by nebol vhodný v mnohých prípadoch vojenského použitia, najmä v oblasti leteckého a kozmonautického priemyslu.

Kremík bol oveľa stabilnejší, avšak muselo sa platiť oveľa vyššou teplotou tavenia, porovnateľnou s teplotou tavenia ocele. To spôsobovalo obrovské ťažkosti, keďže na výrobu kvalitných tranzistorov boli potrebné veľmi čisté kryštály. Horúci tavený kremík by absorboval znečistenia z akéhokoľvek tigu, v ktorom by sa nachádzal. Til s tímom z TI sa podarilo prekonať tieto ťažkosti pomocou superčistých vzoriek kremíka od DuPont. V máji 1954 na konferencii inštitútu rádiového inžinierstva v Dayton (Ohio) Til demonštroval, že nové kremíkové zariadenia, vyrobené v jeho laboratórii, pokračovali v činnosti, aj keď boli ponorené do horúceho oleja.

Úspešní vyhnanci

Napokon, asi po siedmich rokoch od prvého vynálezu tranzistora, ho bolo možné vyrábať z materiálu, s ktorým sa stal synonymom. A ešte asi toľko času uplynie, kým sa objavia tranzistory, ktoré hrubo pripomínajú tú formu, ktorá sa používa v našich mikroprocesoroch a pamäťových čipoch.

V roku 1955 vedci z laboratórií Bell úspešne vyvinuli kremíkové tranzistory s novou technológiou legovania – namiesto toho, aby pridávali pevné guľôčky znečisťujúcich látok do tekutej taveniny, implantovali plynové prísady do pevného povrchu polovodiča (termodifúzia). Starostlivým kontrolovaním teploty, tlaku a trvania postupu dosahovali presnú hĺbku a úroveň legovania. Zosilnenie kontroly nad výrobným procesom viedlo k zvýšeniu kontroly nad elektrickými vlastnosťami konečného produktu. Čo je dôležité, termodifúzia umožnila vyrábať produkt pošty – bolo možné legovať veľkú dosku kremíka a potom ju narezať na tranzistory. Vojenské sily zabezpečili financovanie laboratórií Bell, pretože organizácia výroby si vyžadovala vysoké predbežné náklady. Potrebovali nový produkt pre ultravyššie frekvenčné línie raného rádiolokačného objavovania ("linie Dew„), na reťazci arktických radarových staníc, určených na detekciu sovietskych bombardérov prichádzajúcich zo strany Severného pólu, a boli ochotní zaplatiť 100 dolárov za tranzistor (to boli časy, keď sa nové auto dalo kúpiť za 2000 dolárov).

Legovanie spolu s fotolitografiou, ktorá riadila umiestnenie nečistôt, otvorila možnosti gravírovať celý kontúr na jednom polovodičovom substráte - dovtedy na to súčasne prišli vo Fairchild Semiconductor a Texas Instruments v roku 1959. „Planárna technológia“ od Fairchild používala chemické usadzovanie kovových filmov, ktoré spájali elektrické kontakty tranzistora. Zbavila tak potreby manuálne vytvárať vedenie, znižovala náklady na výrobu a zvyšovala spoľahlivosť.

Nakoniec, v roku 1960 dvaja inžinieri z Bellových laboratórií (John Atalla a Devon Kahn) zrealizovali originálnu koncepciu Shockleyho tranzistora s poľovým efektom. Tenký povrch oxidu na polovodiči dokázal efektívne potláčať povrchové stavy, v dôsledku čoho elektrické pole od hliníkového hradla prenikalo dovnútra kremíka. Tak vznikol MOSFET [metal-oxide semiconductor field-effect transistor] (alebo MOŠ-štruktúra, od metal-oxide-semiconductor), ktorý sa ukázalo byť tak ľahko miniaturizovateľný a ktorý sa dodnes používa takmer vo všetkých moderných počítačoch (zaujímavé je, že Atalla bol pôvodom z Egypta a Kahn zo Južnej Kórey, a prakticky len títo dvaja inžinieri z celej našej histórie nemajú európske korene).

Nakoniec, o trinásť rokov po vynájdení prvého tranzistora sa objavil niečo, čo pripomínalo tranzistor vo vašom počítači. Bol ho jednoduchšie vyrábať, spotreboval menej energie ako plochý tranzistor, ale pomerne pomaly reagoval na signály. Až po rozšírení veľkých integrovaných obvodov so stovkami alebo tisíckami komponentov umiestnených na jednom čipe sa výhody poľových tranzistorov dostali do popredia.

História tranzistora, časť 3: opakované vynálezy
Ilustrácia z patentu na poľový tranzistor

Polní efekt sa stal posledným vážnym príspevkom laboratórií Bell k vývoju tranzistora. Veľkí výrobcovia elektroniky, ako sú laboratóriá Bell (s ich Western Electric), General Electric, Sylvania a Westinghouse, vyvinuli pôsobivý objem výskumu polovodičov. Medzi rokmi 1952 a 1965 zaregistrovali laboratóriá Bell viac ako dvesto patentov na túto tému. Napriek tomu rýchlo prešiel komerčný trh do rúk nových hráčov, ako sú Texas Instruments, Transitron a Fairchild.

Skorý trh tranzistorov bol príliš malý na to, aby si ho všimli veľkí hráči: okolo 18 miliónov dolárov ročne v polovici 50. rokov v porovnaní s celkovým objemom trhu elektroniky vo výške 2 miliardy dolárov. Laboratórie týchto gigantov však slúžili ako neúmyselné tréningové tábory, kde sa mladí vedci mohli absorbovať vedomosti týkajúce sa polovodičov a neskôr prejsť k predaju svojich služieb menej veľkým firmám. Keď sa trh lampovej elektroniky v polovici 60. rokov začal vážne zmenšovať, bolo už pre laboratóriá Bell, Westinghouse a ostatných príliš neskoro súťažiť s nováčikmi.

Prechod počítačov na tranzistory

V 50. rokoch sa tranzistory začali presadzovať vo svete elektroniky v štyroch najvýznamnejších oblastiach. Prvé dve boli sluchové aparáty a prenosné rádioprijímače, v ktorých nízka spotreba energie a dlhá výdrž na batérie prevažovali nad ostatnými úvahami. Tretím bola vojenské využitie. Americká armáda mala veľké očakávania ohľadom tranzistorov ako spoľahlivých a kompaktných komponentov, ktoré sa dali využiť všade, od poľného rádia po balistické rakety. Avšak na začiatku sa ich výdavky na tranzistory viac podobali stávke na budúcnosť technológie, než na potvrdenie ich vtedajšej hodnoty. A nakoniec, existovalo ešte digitálne počítanie.

V oblasti počítačov boli nedostatky elektronických lampových prepínačov dobre známe, pričom niektorí skeptici pred vojnou dokonca považovali, že elektronický počítač nebude možné urobiť praktickým zariadením. Keď sa tisíce lampí spájali do jedného zariadenia, pohlcovali elektrickú energiu, vydávajúc obrovské množstvo tepla, a čo sa týka spoľahlivosti, bolo možné sa spoľahnúť len na ich pravidelné spálenie. Preto sa málo spotrebovávajúci, chladný a bez vlákna tranzistor stal spásou pre výrobcov počítačov. Jeho nedostatky ako zosilňovača (napríklad hlučnejší výstupný signál) nepredstavovali pri jeho použití ako prepínača taký vážny problém. Jedinou prekážkou bola cena, ktorá v priebehu času začala prudko klesať.

Všetky skoré americké experimenty s tranzistorovými počítačmi sa odohrávali na rozhraní túžby vojakov preskúmať potenciál sľubnej novej technológie a túžby inžinierov prejsť na vylepšené prepínače.

V laboratóriách Bell v roku 1954 postavili TRADIC pre letectvo USA, aby zistili, či tranzistory umožnia zaviesť digitálny počítač na palube bombardéra, nahrádzajúci analógovú navigáciu a pomoc pri hľadaní cieľov. Lincoln Laboratory z MIT vyvinulo počítač TX-0 v rámci rozsiahleho projektu PVO v roku 1956. Stroj používal ďalšiu variantu tranzistora, povrchovo-barrierový, ktorý bol dobre vhodný pre vysokorýchlostné výpočty. Philco postavilo svoj počítač SOLO na základe zmluvy s námorníctvom (v skutočnosti na požiadanie NSA), jeho dokončenie nastalo v roku 1958 (s využitím ďalšej varianty povrchovo-barrierového tranzistora).

V Západnej Európe, ktorá nebola v priebehu Studenej vojny tak zabezpečená zdrojmi, bola situácia úplne iná. Takéto stroje, ako Manchester Transistor Computer, Harwell CADET (ďalší názov inšpirovaný projektom ENIAC, zakódovaný písaním odzadu), a rakúsky Mailüfterl boli vedľajšími projektmi, ktoré využívali zdroje, ktoré ich tvorcovia mohli nazbierať – vrátane tranzistorov s jedným kontaktným bodom prvej generácie.

Existuje mnoho diskusií o titule prvého počítača, ktorý použil tranzistory. Všetko sa samozrejme založí na výbere správnych definícií slov ako "prvý", "tranzistorový" a "počítač". V každom prípade je známe, kde sa história končí. Komercializácia tranzistorových počítačov sa začala takmer okamžite. Rok čo rok sa počítače za rovnakú cenu stávali stále výkonnejšie a počítače s rovnakým výkonom sa stávali čoraz lacnejšími; tento proces sa zdalo byť tak neodvratný, že sa stal zákonom, vedľa gravitácie a zachovania energie. Potrebujeme sa hádať o tom, ktorý kamienok sa stal prvým v zosuve?

Odkiaľ pochádza Mooreov zákon?

Pri konci histórie spínača stojí za to položiť otázku: čo viedlo k tejto katastrofe? Prečo Mooreov zákon existuje (alebo existoval - o tom sa budeme hádať inokedy)? Pre lietadlá či vysávače Mooreov zákon neexistuje, rovnako ako neexistuje pre elektrónkové lampy či relé.

Odpoveď sa skladá z dvoch častí:

  1. Logické vlastnosti spínača ako kategórie artefaktu.
  2. Možnosť používať čisto chemické procesy na výrobu tranzistorov.

Najprv o podstate spínača. Vlastnosti väčšiny artefaktov musia spĺňať široké spektrum neúprosných fyzikálnych obmedzení. Cestovné lietadlo musí odolávať celkovej hmotnosti mnohých ľudí. Vysávač musí byť schopný vysávať určitú množstvo špiny za určitý čas z určitej fyzickej plochy. Lietadlá a vysávače budú bezcenné, ak by sme ich zmenšili na nanomolekulové úrovne.

Spínač však – automatický spínač, ktorého sa nikdy nedotkla ruka človeka – má oveľa menej fyzikálnych obmedzení. Musí mať dva rôzne stavy a musí dokázať oznámiť iným rovnakým spínačom zmenu ich stavov. Teda všetko, čo musí vedieť, je zapínať a vypínať. Čo je také zvláštne na tranzistoroch? Prečo iné druhy digitálnych spínačov nezažili také exponenciálne zlepšenia?

Tu prichádzame k druhému faktu. Transistory je možné vyrábať pomocou chemických procesov bez mechanického zásahu. Od začiatku bol kľúčovým prvkom v produkcii tranzistorov použitý chemický prídavok. Potom sa objavil plochý proces, ktorý odstránil posledný mechanický krok vo výrobe – pripojenie vodičov. Výsledkom je zbavenie sa posledného fyzického obmedzenia miniaturizácie. Transistory už nemuseli byť dostatočne veľké pre ľudské prsty – alebo pre akékoľvek mechanické zariadenie. Všetko robila jednoduchá chémia na nepredstaviteľne malom meradle: kyselina na leptanie, svetlo na riadenie toho, ktoré časti povrchu budú odolávať leptaniu, a pary na implantáciu prídavkov a kovových vrstiev na vyleptaných dráhach.

A prečo je vlastne miniaturizácia potrebná? Zmenšenie veľkosti prinášalo celú radu príjemných vedľajších efektov: zvýšenie rýchlosti prepínania, zníženie spotreby energie a nákladov na jednotlivé kusy. Tieto silné podnety podnietili všetkých hľadať spôsoby, ako ďalej zmenšiť prepínače. A polovodičový priemysel za život jednej osoby prešiel od výroby prepínačov veľkých ako necht k baleniu desiatok miliónov prepínačov na štvorcový milimeter. Od dopytu osem dolárov za jeden prepínač k ponuke dvadsiatich miliónov prepínačov za dolár.

História tranzistora, časť 3: opakované vynálezy
Pamäťový čip Intel 1103 z roku 1971. Jednotlivé transistory, veľké len niekoľko desiatok mikrometrov, sú už nezistiteľné voľným okom. A odvtedy sa zmenšili ešte tisíckrát.

Čo ďalšie čítať:

  • Ernest Bruan a Stuart MacDonald, Revolúcia v miniatúre (1978)
  • Michael Riordan a Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)
  • Joel Shurkin, Broken Genius (1997)

Zdroj: habr.com

Kúpte si spoľahlivý hosting pre webové stránky s ochranou proti DDoS, VPS VDS servery 🔥 Kúpte si spoľahlivý hosting pre webové stránky s ochranou proti DDoS, VPS VDS servery | ProHoster