Artikuj të tjerë në seri:
- Historia e stafetës
- Historia e kompjuterëve elektronikë
- Historia e tranzistorit
- Historia e internetit
Për më shumë se njëqind vjet, qeni analog ka tundur bishtin e tij dixhital. Përpjekjet për të zgjeruar aftësitë e shqisave tona - vizionin, dëgjimin dhe madje, në njëfarë kuptimi, prekjen - i shtynë inxhinierët dhe shkencëtarët të kërkojnë komponentë më të mirë për telegrafët, telefonat, radiot dhe radarët. Ishte vetëm me fat që ky kërkim zbuloi rrugën drejt krijimit të llojeve të reja të makinave dixhitale. Dhe vendosa të tregoj historinë e kësaj konstante , gjatë së cilës inxhinierët e telekomunikacionit furnizuan lëndët e para për kompjuterët e parë dixhitalë, dhe ndonjëherë edhe projektuan dhe ndërtuan vetë ata kompjuterë.
Por në vitet 1960, ky bashkëpunim i frytshëm mori fund dhe bashkë me të edhe historia ime. Prodhuesit e pajisjeve dixhitale nuk duhej të shikonin më botën e telegrafit, telefonit dhe radios për çelësa të rinj, të përmirësuar, pasi vetë tranzistori siguronte një burim të pashtershëm përmirësimesh. Vit pas viti ata gërmuan gjithnjë e më thellë, duke gjetur gjithmonë mënyra për të rritur në mënyrë eksponenciale shpejtësinë dhe për të ulur koston.
Megjithatë, asnjë nga këto nuk do të kishte ndodhur nëse shpikja e tranzistorit do të kishte ndalur në .
Fillimi i ngadaltë
Kishte pak entuziazëm në shtypin popullor për shpalljen e Bell Labs për shpikjen e tranzistorit. Më 1 korrik 1948, New York Times i kushtoi tre paragrafë ngjarjes në fund të raportit të saj Radio News. Për më tepër, ky lajm u shfaq pas të tjerëve, padyshim të konsideruar më të rëndësishëm: për shembull, emisioni radiofonik një orëshe "Waltz Time", i cili supozohej të shfaqej në NBC. Në pamje të pasme, ne mund të duam të qeshim, apo edhe të qortojmë autorët e panjohur - si nuk arritën ta njohin ngjarjen që e ktheu botën përmbys?
Por shikimi i pasmë shtrembëron perceptimin, duke përforcuar sinjalet, rëndësia e të cilave ne e dimë se humbi në një det zhurmash në atë kohë. Transistori i vitit 1948 ishte shumë i ndryshëm nga transistorët e kompjuterëve në të cilët po lexoni këtë artikull (nëse nuk keni vendosur ta printoni). Ato ndryshonin aq shumë sa, pavarësisht të njëjtit emër dhe vijës së pandërprerë të trashëgimisë që i lidh, ato duhet të konsiderohen specie të ndryshme, nëse jo gjini të ndryshme. Ata kanë përbërje të ndryshme, struktura të ndryshme, parime të ndryshme funksionimi, për të mos përmendur ndryshimin e madh në madhësi. Ishte vetëm nëpërmjet rishpikjes së vazhdueshme që pajisja e ngathët e ndërtuar nga Bardeen dhe Brattain mund të transformonte botën dhe jetën tonë.
Në fakt, tranzistori i germaniumit me një pikë nuk meritonte më shumë vëmendje sesa mori. Kishte disa defekte të trashëguara nga tubi i vakumit. Sigurisht, ishte shumë më e vogël se llambat më kompakte. Mungesa e një filamenti të nxehtë do të thoshte që ai prodhonte më pak nxehtësi, konsumonte më pak energji, nuk digjej dhe nuk kërkonte ngrohje para përdorimit.
Megjithatë, akumulimi i papastërtisë në sipërfaqen e kontaktit çoi në dështime dhe mohoi potencialin për jetë më të gjatë shërbimi; dha një sinjal më të zhurmshëm; ka punuar vetëm me fuqi të ulëta dhe në një gamë të ngushtë frekuence; dështoi në prani të nxehtësisë, të ftohtit ose lagështisë; dhe nuk mund të prodhohej në mënyrë uniforme. Disa tranzistorë të krijuar në të njëjtën mënyrë nga të njëjtët njerëz do të kishin karakteristika elektrike jashtëzakonisht të ndryshme. Dhe e gjithë kjo erdhi me një kosto tetë herë më të madhe se një llambë standarde.
Vetëm në vitin 1952 Bell Labs (dhe mbajtës të tjerë të patentave) i kishin zgjidhur problemet e prodhimit mjaftueshëm që transistorët me një pikë të bëheshin pajisje praktike, dhe madje edhe atëherë ata nuk u përhapën shumë përtej tregut të aparateve të dëgjimit, ku ndjeshmëria ndaj çmimit ishte relativisht e ulët. dhe përfitimet për sa i përket jetëgjatësisë së baterisë i tejkalonin disavantazhet.
Sidoqoftë, atëherë përpjekjet e para tashmë kishin filluar për ta kthyer tranzistorin në diçka më të mirë dhe më të dobishme. Ato në fakt filluan shumë më herët se momenti kur publiku mësoi për ekzistencën e tij.
Ambiciet e Shockley-t
Nga fundi i vitit 1947, Bill Shockley bëri një udhëtim në Çikago i emocionuar. Ai kishte ide të paqarta se si të mundte tranzistorin e shpikur së fundmi nga Bardeen dhe Brattain, por nuk kishte pasur ende një shans për t'i zhvilluar ato. Kështu, në vend që të shijonte një pushim mes fazave të punës, ai i kaloi Krishtlindjet dhe Vitin e Ri në hotel, duke mbushur rreth 20 faqe të një fletoreje me idetë e tij. Midis tyre ishte një propozim për një tranzistor të ri të përbërë nga një sanduiç gjysmëpërçues - një fetë germanium i tipit p midis dy pjesëve të tipit n.
I inkurajuar nga ky ACE në mëngë, Shockley pretendoi Bardeen dhe Brattain për kthimin e tyre në Murray Hill, duke kërkuar të gjitha meritat për shpikjen e tranzistorit. A nuk ishte ideja e tij për efektin në terren që i futi Bardeen dhe Brattain në laborator? A nuk duhet kjo të bëjë të nevojshme transferimin e të gjitha të drejtave për patentën tek ai? Megjithatë, truku i Shockley-t rezultoi i kundërt: avokatët e patentave të Bell Labs zbuluan se shpikësi i panjohur, , patentoi një përforcues të efektit të fushës gjysmëpërçuese pothuajse 20 vjet më parë, në vitin 1930. Lilienfeld, natyrisht, nuk e zbatoi kurrë idenë e tij, duke pasur parasysh gjendjen e materialeve në atë kohë, por rreziku i mbivendosjes ishte shumë i madh - ishte më mirë të shmangej plotësisht përmendja efekti i fushës në patentë.
Pra, megjithëse Bell Labs i dha Shockley-t një pjesë bujare të kredisë së shpikësit, ata përmendën vetëm Bardeen dhe Brattain në patentë. Megjithatë, ajo që është bërë nuk mund të zhbëhet: ambiciet e Shockley shkatërruan marrëdhënien e tij me dy vartësit. Bardeen ndaloi së punuari në tranzistor dhe u përqendrua në superpërçueshmëri. Ai u largua nga laboratorët në vitin 1951. Brattain mbeti atje, por refuzoi të punonte përsëri me Shockley-n dhe këmbënguli që të transferohej në një grup tjetër.
Për shkak të paaftësisë së tij për të punuar me njerëz të tjerë, Shockley kurrë nuk bëri ndonjë përparim në laboratorë, kështu që ai gjithashtu u largua atje. Në vitin 1956, ai u kthye në shtëpi në Palo Alto për të krijuar kompaninë e tij të transistorëve, Shockley Semiconductor. Para se të largohej, ai u nda nga gruaja e tij Jean ndërsa ajo po shërohej nga kanceri i mitrës dhe u lidh me Emmy Lanning, me të cilën u martua shpejt. Por nga dy gjysmat e ëndrrës së tij kaliforniane - një kompani e re dhe një grua e re - vetëm një u realizua. Në vitin 1957, inxhinierët e tij më të mirë, të zemëruar nga stili i tij i menaxhimit dhe drejtimi në të cilin ai po merrte kompaninë, e lanë atë të themelonte një kompani të re, Fairchild Semiconductor.
Shockley në vitin 1956
Kështu që Shockley braktisi guaskën e zbrazët të kompanisë së tij dhe mori një punë në departamentin e inxhinierisë elektrike në Stanford. Atje ai vazhdoi të tjetërsonte kolegët e tij (dhe mikun e tij më të vjetër, fizikantin ) teoritë e degjenerimit racor që i interesonin dhe – tema që kanë qenë të papëlqyeshme në Shtetet e Bashkuara që nga fundi i luftës së fundit, veçanërisht në qarqet akademike. Ai kënaqej duke ndezur polemika, duke rrahur mediat dhe duke shkaktuar protesta. Ai vdiq në vitin 1989, i larguar nga fëmijët dhe kolegët e tij dhe u vizitua vetëm nga gruaja e tij e dytë gjithnjë e përkushtuar, Emmy.
Megjithëse përpjekjet e tij të dobëta për sipërmarrje dështuan, Shockley kishte mbjellë një farë në tokë pjellore. Zona e Gjirit të San Franciskos prodhoi shumë firma të vogla elektronike, të cilat u shpërndanë me fonde nga qeveria federale gjatë luftës. Fairchild Semiconductor, pasardhësi aksidental i Shockley-t, krijoi dhjetëra kompani të reja, disa prej të cilave njihen ende sot: Intel dhe Advanced Micro Devices (AMD). Në fillim të viteve 1970, zona kishte fituar pseudonimin tallës "Silicon Valley". Por prisni një minutë - Bardeen dhe Brattain krijuan transistorin e germaniumit. Nga erdhi silikoni?
Kështu dukej në vitin 2009 faqja e braktisur Mountain View që më parë strehonte Shockley Semiconductor. Sot ndërtesa është shembur.
Drejt udhëkryqit të silikonit
Fati i një lloji të ri tranzistori, të shpikur nga Shockley në një hotel në Çikago, ishte shumë më i lumtur se ai i shpikësit të tij. E gjitha është falë dëshirës së një njeriu për të rritur kristale të vetme gjysmëpërçuese të pastra. Gordon Teal, një kimist fizik nga Teksasi, i cili kishte studiuar germaniumin e atëhershëm të padobishëm për doktoraturën e tij, mori një punë në Bell Labs në vitet 30. Pasi mësoi për tranzistorin, ai u bind se besueshmëria dhe fuqia e tij mund të përmirësoheshin ndjeshëm duke e krijuar atë nga një kristal i pastër i vetëm, dhe jo nga përzierjet polikristaline të përdorura më pas. Shockley i hodhi poshtë përpjekjet e tij si humbje burimesh.
Megjithatë, Teal vazhdoi dhe arriti sukses, me ndihmën e inxhinierit mekanik John Little, duke krijuar një pajisje që nxjerr një farë të vogël kristali nga germaniumi i shkrirë. Ndërsa germaniumi ftohej rreth bërthamës, ai zgjeroi strukturën e tij kristalore, duke krijuar një rrjetë gjysmëpërçuese të vazhdueshme dhe pothuajse të pastër. Deri në pranverën e vitit 1949, Teal dhe Little mundën të krijonin kristale me porosi dhe testet treguan se ata ishin shumë prapa konkurrentëve të tyre polikristaline. Në veçanti, transportuesit e vegjël të shtuar në to mund të mbijetonin brenda për njëqind mikrosekonda ose edhe më gjatë (përkundrejt jo më shumë se dhjetë mikrosekonda në mostrat e tjera të kristalit).
Tani Teal mund të përballonte më shumë burime dhe rekrutoi më shumë njerëz në ekipin e tij, mes të cilëve ishte një kimist tjetër fizik që erdhi në Bell Labs nga Teksasi - Morgan Sparks. Ata filluan të ndryshonin shkrirjen për të bërë germanium të tipit p ose të tipit n duke shtuar rruaza të papastërtive të përshtatshme. Brenda një viti, ata e kishin përmirësuar teknologjinë në një masë të tillë që mund të rritnin një sanduiç npn me germanium direkt në shkrirje. Dhe funksionoi saktësisht siç parashikoi Shockley: një sinjal elektrik nga materiali i tipit p moduloi rrymën elektrike midis dy përçuesve të lidhur me pjesët e tipit n që e rrethonin.
Morgan Sparks dhe Gordon Teal në një tavolinë pune në Bell Labs
Ky tranzistor i rritur i kryqëzimit e tejkalon paraardhësin e tij të kontaktit me pikë të vetme pothuajse në çdo mënyrë. Në veçanti, ai ishte më i besueshëm dhe i parashikueshëm, prodhonte shumë më pak zhurmë (dhe për këtë arsye ishte më i ndjeshëm) dhe ishte jashtëzakonisht efikas në energji - duke konsumuar një milion herë më pak energji sesa një tub vakum tipik. Në korrik 1951, Bell Labs mbajti një tjetër konferencë shtypi për të njoftuar shpikjen e re. Edhe përpara se tranzistori i parë të arrinte të dilte në treg, ai tashmë ishte bërë në thelb i parëndësishëm.
E megjithatë ky ishte vetëm fillimi. Në vitin 1952, General Electric (GE) njoftoi zhvillimin e një procesi të ri për prodhimin e tranzistorëve të kryqëzimit, metodën e shkrirjes. Në kuadrin e tij, dy topa indiumi (dhurues i tipit p) u shkrinë në të dy anët e një fete të hollë germanium të tipit n. Ky proces ishte më i thjeshtë dhe më i lirë se rritja e kryqëzimeve në një aliazh; një tranzistor i tillë jepte më pak rezistencë dhe mbështette frekuenca më të larta.
Transistorë të rritur dhe të shkrirë
Një vit më pas, Gordon Teal vendosi të kthehej në shtetin e tij të lindjes dhe mori një punë në Texas Instruments (TI) në Dallas. Kompania u themelua si Geophysical Services, Inc., dhe fillimisht prodhoi pajisje për kërkimin e naftës, TI kishte hapur një divizion elektronik gjatë luftës dhe tani po hynte në tregun e tranzistorit me licencë nga Western Electric (divizioni i prodhimit të Bell Labs).
Teal solli me vete aftësi të reja të mësuara në laboratorë: aftësinë për t'u rritur dhe monokristalet e silikonit. Dobësia më e dukshme e germaniumit ishte ndjeshmëria e tij ndaj temperaturës. Kur ekspozohen ndaj nxehtësisë, atomet e germaniumit në kristal derdhin shpejt elektrone të lira dhe ai gjithnjë e më shumë u shndërrua në një përcjellës. Në një temperaturë prej 77 °C ai pushoi së punuari krejtësisht si një transistor. Objektivi kryesor për shitjet e tranzistorit ishte ushtria - një konsumator potencial me ndjeshmëri të ulët ndaj çmimeve dhe një nevojë të madhe për komponentë elektronikë të qëndrueshëm, të besueshëm dhe kompakt. Megjithatë, germaniumi i ndjeshëm ndaj temperaturës nuk do të ishte i dobishëm në shumë aplikime ushtarake, veçanërisht në fushën e hapësirës ajrore.
Silikoni ishte shumë më i qëndrueshëm, por erdhi me koston e një pike shkrirjeje shumë më të lartë, të krahasueshme me atë të çelikut. Kjo shkaktoi vështirësi të mëdha, duke qenë se kërkoheshin kristale shumë të pastra për të krijuar transistorë me cilësi të lartë. Silikoni i shkrirë i nxehtë do të thithte ndotës nga çfarëdo kuti ku ndodhej. Teel dhe ekipi i tij në TI ishin në gjendje t'i kapërcenin këto sfida duke përdorur mostra silikoni ultra të pastër nga DuPont. Në maj të vitit 1954, në një konferencë të Institutit të Inxhinierisë së Radios në Dejton, Ohio, Teal demonstroi se pajisjet e reja të silikonit të prodhuara në laboratorin e tij vazhdonin të punonin edhe kur ishin zhytur në vaj të nxehtë.
Fillime të suksesshme
Më në fund, rreth shtatë vjet pasi transistori u shpik për herë të parë, ai mund të bëhej nga materiali me të cilin ishte bërë sinonim. Dhe përafërsisht e njëjta kohë do të kalojë para shfaqjes së transistorëve që përafërsisht ngjajnë me formën e përdorur në mikroprocesorët dhe çipat tanë të memories.
Në vitin 1955, shkencëtarët e Bell Labs mësuan me sukses të bënin transistorë silikoni me një teknologji të re dopingu - në vend që të shtonin topa të ngurtë papastërtish në një shkrirje të lëngshme, ata futën aditivë të gaztë në sipërfaqen e ngurtë të gjysmëpërçuesit (). Duke kontrolluar me kujdes temperaturën, presionin dhe kohëzgjatjen e procedurës, ata arritën saktësisht thellësinë dhe shkallën e kërkuar të dopingut. Kontrolli më i madh mbi procesin e prodhimit ka dhënë kontroll më të madh mbi vetitë elektrike të produktit përfundimtar. Më e rëndësishmja, difuzioni termik bëri të mundur prodhimin e produktit në tufa - ju mund të pastroni një pllakë të madhe silikoni dhe më pas ta prisni atë në transistorë. Ushtria siguroi fonde për Bell Laboratories sepse ngritja e prodhimit kërkonte kosto të larta paraprake. Ata kishin nevojë për një produkt të ri për një lidhje radari të paralajmërimit të hershëm me frekuencë ultra të lartë (“"), një zinxhir stacionesh radarësh Arktik të projektuar për të zbuluar bombarduesit sovjetikë që fluturonin nga Poli i Veriut, dhe ata ishin të gatshëm të paguanin 100 dollarë për tranzistor (këto ishin ditët kur një makinë e re mund të blihej për 2000 dollarë).
Lidhja me , i cili kontrollonte vendndodhjen e papastërtive, hapi mundësinë e gdhendjes së të gjithë qarkut tërësisht në një substrat gjysmëpërçues - kjo u mendua njëkohësisht nga Fairchild Semiconductor dhe Texas Instruments në 1959." nga Fairchild përdori depozitimin kimik të filmave metalikë që lidhin kontaktet elektrike të tranzistorit. Ai eliminoi nevojën për të krijuar instalime elektrike manuale, uli kostot e prodhimit dhe rriti besueshmërinë.
Më në fund, në vitin 1960, dy inxhinierë të Bell Labs (John Atalla dhe Davon Kahn) zbatuan konceptin origjinal të Shockley-t për një transistor me efekt në terren. Një shtresë e hollë oksidi në sipërfaqen e gjysmëpërçuesit ishte në gjendje të shtypte në mënyrë efektive gjendjet e sipërfaqes, duke bërë që fusha elektrike nga porta e aluminit të depërtonte në silikon. Kështu lindi MOSFET [transistor me efekt në terren gjysmëpërçues metal-oksid] (ose struktura MOS, nga gjysmëpërçues metal-oksid), i cili doli të ishte kaq i lehtë për t'u miniaturuar dhe që përdoret ende në pothuajse të gjithë kompjuterët modernë (interesant Atalla ishte nga Egjipti, dhe Kang është nga Koreja e Jugut, dhe praktikisht vetëm këta dy inxhinierë nga e gjithë historia jonë nuk kanë rrënjë evropiane).
Më në fund, trembëdhjetë vjet pas shpikjes së transistorit të parë, u shfaq diçka që i ngjante transistorit në kompjuterin tuaj. Ishte më e lehtë për t'u prodhuar dhe përdorte më pak energji sesa transistori i kryqëzimit, por ishte mjaft i ngadalshëm për t'iu përgjigjur sinjaleve. Vetëm me përhapjen e qarqeve të integruara në shkallë të gjerë, me qindra ose mijëra komponentë të vendosur në një çip të vetëm, avantazhet e transistorëve me efekt në terren dolën në pah.
Ilustrim nga patenta e transistorit me efekt fushor
Efekti në terren ishte kontributi i fundit i madh i Bell Labs në zhvillimin e tranzistorit. Prodhuesit kryesorë të elektronikës si Bell Laboratories (me Western Electric), General Electric, Sylvania dhe Westinghouse kanë grumbulluar një sasi mbresëlënëse kërkimesh gjysmëpërçuese. Nga viti 1952 deri në 1965, vetëm Bell Laboratories regjistroi më shumë se dyqind patenta për këtë temë. Megjithatë, tregu tregtar ra shpejt në duart e lojtarëve të rinj si Texas Instruments, Transitron dhe Fairchild.
Tregu i hershëm i transistorëve ishte shumë i vogël për të tërhequr vëmendjen e lojtarëve kryesorë: rreth 18 milionë dollarë në vit në mesin e viteve 1950, krahasuar me një treg total elektronik prej 2 miliardë dollarësh. Megjithatë, laboratorët kërkimorë të këtyre gjigantëve shërbyen si kampe trajnimi të paqëllimshme. ku shkencëtarët e rinj mund të thithin njohuritë e gjysmëpërçuesve përpara se të lëvizin për t'i shitur shërbimet e tyre firmave më të vogla. Kur tregu i elektronikës së tubave filloi të tkurret seriozisht në mesin e viteve 1960, ishte tepër vonë për Bell Labs, Westinghouse dhe pjesën tjetër për të konkurruar me fillestarët.
Kalimi i kompjuterëve në transistorë
Në vitet 1950, transistorët pushtuan botën e elektronikës në katër fusha kryesore. Dy të parat ishin aparatet e dëgjimit dhe radiot portative, ku konsumi i ulët i energjisë dhe jeta e gjatë e baterisë rezultoi me mbizotërim të konsideratave të tjera. E treta ishte përdorimi ushtarak. Ushtria amerikane kishte shpresa të mëdha për transistorët si komponentë të besueshëm dhe kompakt që mund të përdoreshin në çdo gjë, nga radiot në terren te raketat balistike. Megjithatë, në ditët e para, shpenzimet e tyre për transistorët dukeshin më shumë si një bast për të ardhmen e teknologjisë sesa një konfirmim i vlerës së tyre të atëhershme. Dhe së fundi, kishte edhe informatikë dixhitale.
Në fushën kompjuterike, mangësitë e ndërprerësve të tubave vakum ishin të njohura, me disa skeptikë para luftës që madje besonin se një kompjuter elektronik nuk mund të bëhej një pajisje praktike. Kur mijëra llamba u mblodhën në një pajisje, ato hanin energji elektrike, duke prodhuar sasi të mëdha nxehtësie, dhe për sa i përket besueshmërisë, mund të mbështetemi vetëm në djegien e tyre të rregullt. Prandaj, transistori me fuqi të ulët, të ftohtë dhe pa fije u bë shpëtimtari i prodhuesve të kompjuterave. Disavantazhet e tij si një përforcues (dalja më e zhurmshme, për shembull) nuk ishin një problem i tillë kur përdorej si ndërprerës. E vetmja pengesë ishte kostoja dhe në kohën e duhur do të fillonte të binte ndjeshëm.
Të gjitha eksperimentet e hershme amerikane me kompjuterë të tranzistorizuar ndodhën në kryqëzimin e dëshirës së ushtrisë për të eksploruar potencialin e një teknologjie të re premtuese dhe dëshirës së inxhinierëve për të kaluar në ndërprerës të përmirësuar.
Bell Labs ndërtoi TRADIC për Forcat Ajrore të SHBA në 1954 për të parë nëse transistorët do të mundësonin instalimin e një kompjuteri dixhital në bordin e një bombarduesi, duke zëvendësuar navigimin analog dhe duke ndihmuar në gjetjen e objektivave. Laboratori MIT Lincoln zhvilloi kompjuterin TX-0 si pjesë e një projekti të gjerë të mbrojtjes ajrore në vitin 1956. Makina përdori një variant tjetër të tranzistorit të barrierës sipërfaqësore, i përshtatshëm për llogaritjen me shpejtësi të lartë. Philco ndërtoi kompjuterin e tij SOLO sipas një kontrate me Marinën (por në fakt me kërkesë të NSA), duke e përfunduar atë në 1958 (duke përdorur një variant tjetër të tranzistorit sipërfaqësor pengues).
Në Evropën Perëndimore, më pak e pajisur me burime gjatë Luftës së Ftohtë, historia ishte shumë e ndryshme. Makinat si Kompjuteri Mançester Tranzitor, (një emër tjetër i frymëzuar nga projekti ENIAC, dhe i shkruar mbrapsht), dhe austriak ishin projekte anësore që përdorën burimet që krijuesit e tyre mund të gërvishtnin së bashku - duke përfshirë transistorët me një pikë të gjeneratës së parë.
Ka shumë polemika mbi titullin e kompjuterit të parë që përdor transistorë. Gjithçka varet, natyrisht, në zgjedhjen e përkufizimeve të duhura për fjalë si "i pari", "transistor" dhe "kompjuter". Në çdo rast, ne e dimë se ku përfundon historia. Komercializimi i kompjuterëve të tranzistorizuar filloi pothuajse menjëherë. Vit pas viti, kompjuterët me të njëjtin çmim bëheshin gjithnjë e më të fuqishëm, dhe kompjuterët me të njëjtën fuqi u bënë më të lirë dhe ky proces dukej aq i paepur saqë u ngrit në gradën e ligjit, pranë gravitetit dhe ruajtjes së energjisë. A duhet të argumentojmë se cili guralec ishte i pari që u shemb?
Nga vjen ligji i Moore?
Ndërsa i afrohemi fundit të historisë së switch-it, ia vlen të pyesim: çfarë e shkaktoi këtë kolaps? Pse ligji i Moore ekziston (ose ekzistonte - ne do të diskutojmë për këtë një herë tjetër)? Nuk ka ligj të Moore-it për aeroplanët apo fshesat me korrent, ashtu siç nuk ka ligj për tubat me vakum apo reletë.
Përgjigja ka dy pjesë:
- Karakteristikat logjike të një ndërprerës si një kategori objekti.
- Aftësia për të përdorur procese thjesht kimike për të bërë transistorë.
Së pari, për thelbin e kalimit. Vetitë e shumicës së objekteve duhet të plotësojnë një gamë të gjerë kufizimesh fizike të pafalshme. Një avion pasagjerësh duhet të mbajë peshën e kombinuar të shumë njerëzve. Një fshesë me korrent duhet të jetë në gjendje të thithë një sasi të caktuar papastërtie në një kohë të caktuar nga një zonë e caktuar fizike. Aeroplanët dhe fshesat me korrent do të ishin të padobishme nëse reduktoheshin në shkallë nano.
Një çelës, një çelës automatik që nuk është prekur kurrë nga dora e njeriut, ka shumë më pak kufizime fizike. Duhet të ketë dy gjendje të ndryshme dhe duhet të jetë në gjendje të komunikojë me ndërprerës të tjerë të ngjashëm kur ndryshojnë gjendjet e tyre. Kjo do të thotë, gjithçka që duhet të jetë në gjendje të bëjë është të ndizet dhe fiket. Çfarë të veçantë kanë transistorët? Pse llojet e tjera të çelsave dixhitale nuk kanë përjetuar përmirësime të tilla eksponenciale?
Këtu vijmë te fakti i dytë. Transistorët mund të bëhen duke përdorur procese kimike pa ndërhyrje mekanike. Që në fillim, një element kyç i prodhimit të tranzistorit ishte përdorimi i papastërtive kimike. Më pas erdhi procesi planar, i cili eliminoi hapin e fundit mekanik nga prodhimi - ngjitjen e telave. Si rezultat, ai hoqi qafe kufizimin e fundit fizik në miniaturizimin. Transistorët nuk kishin më nevojë të ishin mjaftueshëm të mëdhenj për gishtat e njeriut - ose ndonjë pajisje mekanike. Gjithçka u bë me kimi të thjeshtë, në një shkallë të vogël të paimagjinueshme: acid në gravurë, dritë për të kontrolluar se cilat pjesë të sipërfaqes do t'i rezistonin gdhendjes dhe avujt për të futur papastërti dhe filma metalikë në gjurmët e gdhendura.
Pse është fare i nevojshëm miniaturizimi? Zvogëlimi i madhësisë dha një galaktikë të tërë efektesh anësore të këndshme: rritje të shpejtësisë së ndërrimit, ulje të konsumit të energjisë dhe kosto të kopjeve individuale. Këto stimuj të fuqishëm i kanë shtyrë të gjithë të kërkojnë mënyra për të reduktuar më tej çelsat. Dhe industria e gjysmëpërçuesve ka kaluar nga prodhimi i çelsave me madhësinë e një thoi në paketimin e dhjetëra miliona çelësave për milimetër katror në jetën e një njeriu. Nga kërkimi i tetë dollarëve për një ndërprerës deri tek ofrimi i njëzet milionë çelsave për një dollar.
Çipi i memories Intel 1103 nga viti 1971. Transistorët individualë, me madhësi vetëm dhjetëra mikrometra, nuk janë më të dukshëm për syrin. Dhe që atëherë ato janë ulur mijëra herë të tjera.
Çfarë tjetër për të lexuar:
- Ernest Bruan dhe Stuart MacDonald, Revolucioni në miniaturë (1978)
- Michael Riordan dhe Lillian Hoddeson, Crystal Fire (1997)
- Joel Shurkin, Gjeniu i thyer (1997)
Burimi: www.habr.com