Serideki diğer makaleler:
- Rölenin tarihi
- Elektronik bilgisayarların tarihi
- Transistörün tarihi
- İnternet geçmişi
Yüz yıldan fazla bir süredir analog köpek dijital kuyruğunu sallıyor. Duyularımızın (görme, duyma ve hatta bir anlamda dokunma) yeteneklerini genişletme çabaları, mühendisleri ve bilim adamlarını telgraf, telefon, radyo ve radarlar için daha iyi bileşenler aramaya yöneltti. Bu arayışın yeni tür dijital makinelerin yaratılmasına giden yolu keşfetmesi tamamen şans eseri oldu. Ve bu sabitin hikayesini anlatmaya karar verdim Bu dönemde telekomünikasyon mühendisleri ilk dijital bilgisayarlar için hammadde sağladılar ve hatta bazen bu bilgisayarları kendileri tasarlayıp ürettiler.
Ancak 1960'lı yıllara gelindiğinde bu verimli işbirliği sona erdi ve onunla birlikte benim hikayem de sona erdi. Transistörün kendisi tükenmez bir iyileştirme kaynağı sağladığından, dijital ekipman üreticileri artık yeni, gelişmiş anahtarlar için telgraf, telefon ve radyo dünyalarına bakmak zorunda kalmadı. Yıllar geçtikçe daha da derine indiler ve her zaman hızı katlanarak artırmanın ve maliyeti azaltmanın yollarını buldular.
Ancak transistörün icadı bu noktada dursaydı bunların hiçbiri olmayacaktı. .
Yavaş başla
Bell Laboratuarlarının transistörün icadını duyurmasına popüler basında çok az ilgi vardı. 1 Temmuz 1948'de The New York Times, Radyo Haberleri raporunun alt kısmında olaya üç paragraf ayırdı. Üstelik bu haber, açıkça daha önemli olduğu düşünülen diğerlerinden sonra ortaya çıktı: örneğin, NBC'de çıkması beklenen bir saatlik radyo programı “Waltz Time”. Geriye dönüp baktığımızda, bilinmeyen yazarları gülmek, hatta azarlamak isteyebiliriz; dünyayı alt üst eden olayı nasıl fark edemediler?
Ancak geriye dönüp bakmak algıyı bozuyor ve o sırada bir gürültü denizinde öneminin kaybolduğunu bildiğimiz sinyalleri güçlendiriyor. 1948'in transistörü, bu makaleyi okuduğunuz bilgisayarların transistörlerinden çok farklıydı (tabii ki çıktısını almaya karar vermediyseniz). O kadar farklıydılar ki, aynı isme ve onları birbirine bağlayan kesintisiz kalıtım çizgisine rağmen, farklı cins olmasalar bile farklı türler olarak düşünülmeleri gerekirdi. Farklı bileşimlere, farklı yapılara, farklı çalışma prensiplerine sahipler ve boyutlarındaki büyük farktan bahsetmiyorum bile. Bardeen ve Brattain tarafından inşa edilen hantal cihazın dünyayı ve yaşamlarımızı değiştirmesi ancak sürekli yeniden icat yoluyla mümkün oldu.
Aslında tek noktalı germanyum transistörü, aldığı ilgiden daha fazlasını hak etmiyordu. Vakum tüpünden miras kalan birçok kusuru vardı. Elbette en kompakt lambalardan çok daha küçüktü. Sıcak filamentin olmaması, daha az ısı ürettiği, daha az enerji tükettiği, yanmadığı ve kullanımdan önce ısınmaya ihtiyaç duymadığı anlamına geliyordu.
Ancak temas yüzeyinde kir birikmesi arızalara neden oldu ve daha uzun hizmet ömrü potansiyelini ortadan kaldırdı; daha gürültülü bir sinyal verdi; yalnızca düşük güçlerde ve dar bir frekans aralığında çalıştı; sıcak, soğuk veya nem varlığında başarısız oldu; ve aynı şekilde üretilemedi. Aynı kişiler tarafından aynı şekilde üretilen birçok transistör, son derece farklı elektriksel özelliklere sahip olacaktır. Ve tüm bunlar standart bir lambanın sekiz katı maliyetle gerçekleşti.
Bell Laboratuarları (ve diğer patent sahipleri) 1952 yılına kadar tek noktalı transistörlerin pratik cihazlar haline gelmesine yetecek kadar üretim sorunlarını çözemediler ve o zaman bile fiyat hassasiyetinin nispeten düşük olduğu işitme cihazı pazarının ötesine çok fazla yayılmadılar. ve pil ömrü açısından faydaları dezavantajlarından ağır bastı.
Ancak transistörü daha iyi ve daha kullanışlı bir şeye dönüştürmek için ilk girişimler çoktan başlamıştı. Aslında halkın varlığını öğrendiği andan çok daha erken başladılar.
Shockley'in hırsları
1947 yılının sonlarına doğru Bill Shockley büyük bir heyecanla Chicago'ya bir geziye çıktı. Bardeen ve Brattain'in yakın zamanda icat ettiği transistörün nasıl yenileceği konusunda belirsiz fikirleri vardı, ancak henüz bunları geliştirme şansı olmamıştı. Bu yüzden işin aşamaları arasında bir mola vermek yerine, Noel'i ve Yeni Yılı otelde geçirdi ve yaklaşık 20 sayfalık bir not defterini fikirleriyle doldurdu. Bunlar arasında yarı iletken bir sandviçten (iki parça n-tipi arasında bir dilim p-tipi germanyumdan) oluşan yeni bir transistör önerisi de vardı.
Bu kozdan cesaret alan Shockley, Bardeen ve Brattain'in Murray Hill'e dönüşleri için hak iddia etti ve transistörün icat edilmesinin tüm övgüsünü üstlendi. Bardeen ve Brattain'i laboratuvara getiren şey onun alan etkisi fikri değil miydi? Bu, patentin tüm haklarının kendisine devredilmesini gerekli kılmaz mı? Ancak Shockley'in numarası geri tepti: Bell Laboratuvarları patent avukatları bilinmeyen mucidin, , neredeyse 20 yıl önce, 1930'da bir yarı iletken alan etkili amplifikatörün patentini aldı. Malzemelerin o zamanki durumu göz önüne alındığında Lilienfeld, elbette fikrini hiçbir zaman uygulamadı, ancak örtüşme riski çok büyüktü; söz etmekten tamamen kaçınmak daha iyiydi. patentte alan etkisi
Dolayısıyla Bell Laboratuvarları, Shockley'e mucidin itibarından cömert bir pay vermesine rağmen, patentte yalnızca Bardeen ve Brattain'in adını verdiler. Ancak yapılanlar geri alınamaz: Shockley'in hırsları, iki astıyla olan ilişkisini mahvetti. Bardeen transistör üzerinde çalışmayı bıraktı ve süper iletkenlik üzerine yoğunlaştı. 1951'de laboratuvarlardan ayrıldı. Brattain orada kaldı ancak Shockley ile tekrar çalışmayı reddetti ve başka bir gruba transfer edilmekte ısrar etti.
Başka insanlarla çalışamadığı için Shockley laboratuvarlarda hiçbir ilerleme kaydedemedi ve oradan da ayrıldı. 1956'da kendi transistör şirketi Shockley Semiconductor'ı kurmak için Palo Alto'ya döndü. Ayrılmadan önce, rahim kanseri tedavisi gören karısı Jean'den ayrıldı ve kısa süre sonra evleneceği Emmy Lanning ile ilişki kurdu. Ancak Kaliforniya rüyasının iki yarısından (yeni bir şirket ve yeni bir eş) yalnızca biri gerçek oldu. 1957'de, yönetim tarzına ve şirketi gittiği yöne kızan en iyi mühendisleri, onu Fairchild Semiconductor adında yeni bir şirket kurmaya bıraktılar.
1956'da Shockley
Böylece Shockley, şirketinin boş kabuğunu terk etti ve Stanford'un elektrik mühendisliği bölümünde işe girdi. Orada meslektaşlarını (ve en eski arkadaşı olan fizikçiyi) yabancılaştırmaya devam etti. ) kendisini ilgilendiren ırksal yozlaşma teorileri ve – son savaşın bitiminden bu yana Amerika Birleşik Devletleri'nde, özellikle akademik çevrelerde pek popüler olmayan konular. Tartışma yaratmaktan, medyayı kışkırtmaktan ve protestolara neden olmaktan zevk alıyordu. 1989'da öldü, çocuklarından ve meslektaşlarından ayrı kaldı ve yalnızca sadık ikinci eşi Emmy tarafından ziyaret edildi.
Girişimcilik konusundaki zayıf girişimleri başarısız olsa da Shockley verimli toprağa bir tohum ekmişti. San Francisco Körfez Bölgesi, savaş sırasında federal hükümetten fon sağlanan birçok küçük elektronik firması üretti. Shockley'in tesadüfi ürünü olan Fairchild Semiconductor, düzinelerce yeni şirket ortaya çıkardı; bunlardan birkaçı bugün hala biliniyor: Intel ve Advanced Micro Devices (AMD). 1970'lerin başında bölge alaycı "Silikon Vadisi" lakabını kazandı. Ama durun bir dakika - Bardeen ve Brattain germanyum transistörünü yarattı. Silikon nereden geldi?
Daha önce Shockley Semiconductor'a ev sahipliği yapan terk edilmiş Mountain View sahası 2009'da böyle görünüyordu. Bugün bina yıkıldı.
Silikon Kavşağı'na Doğru
Shockley'in Chicago'daki bir otelde icat ettiği yeni tip transistörün kaderi, mucidinin kaderinden çok daha mutluydu. Bunların hepsi bir adamın tek, saf yarı iletken kristaller yetiştirme arzusu sayesinde oldu. Doktora için o zamanlar işe yaramayan germanyum üzerinde çalışmış olan Teksaslı fiziksel kimyager Gordon Teal, 30'larda Bell Laboratuvarlarında işe girdi. Transistör hakkında bilgi edindikten sonra, onun güvenilirliğinin ve gücünün, o zamanlar kullanılan çok kristalli karışımlar yerine saf tek kristalden oluşturulmasıyla önemli ölçüde artırılabileceğine ikna oldu. Shockley, çabalarını kaynak israfı olarak reddetti.
Ancak Teal ısrar etti ve makine mühendisi John Little'ın yardımıyla erimiş germanyumdan küçük bir kristal tohum çıkaran bir cihaz yaratarak başarıya ulaştı. Germanyum çekirdeğin etrafında soğudukça kristal yapısını genişleterek sürekli ve neredeyse saf bir yarı iletken kafes oluşturdu. 1949 baharına gelindiğinde Teal ve Little sipariş üzerine kristaller üretebildiler ve testler onların çok kristalli rakiplerinin çok gerisinde olduklarını gösterdi. Özellikle, bunlara eklenen küçük taşıyıcılar içeride yüz mikrosaniye veya daha uzun süre hayatta kalabilir (diğer kristal numunelerinde on mikrosaniyeden fazla olmayan bir durum).
Artık Teal daha fazla kaynak ayırabiliyordu ve ekibine daha fazla kişiyi dahil edebiliyordu; bunların arasında Teksas'tan Bell Laboratuvarlarına gelen başka bir fiziksel kimyager olan Morgan Sparks da vardı. Uygun safsızlıklardan boncuklar ekleyerek eriyiği p tipi veya n tipi germanyum yapacak şekilde değiştirmeye başladılar. Bir yıl içinde teknolojiyi o kadar geliştirdiler ki, doğrudan eriyik içinde germanyum npn sandviçi yetiştirebildiler. Ve tam olarak Shockley'in öngördüğü gibi çalıştı: p-tipi malzemeden gelen bir elektrik sinyali, onu çevreleyen n-tipi parçalara bağlı iki iletken arasındaki elektrik akımını modüle etti.
Morgan Sparks ve Gordon Teal Bell Laboratuvarlarındaki bir çalışma tezgahında
Bu gelişmiş bağlantı transistörü, tek nokta kontaklı atasını neredeyse her açıdan geride bırakıyor. Özellikle, daha güvenilir ve öngörülebilirdi, çok daha az gürültü üretiyordu (ve dolayısıyla daha hassastı) ve son derece enerji verimliydi; tipik bir vakum tüpünden milyon kat daha az enerji tüketiyordu. Temmuz 1951'de Bell Laboratuvarları yeni buluşu duyurmak için başka bir basın toplantısı düzenledi. İlk transistör piyasaya ulaşmadan önce bile esasen önemsiz hale gelmişti.
Ancak bu sadece başlangıçtı. 1952'de General Electric (GE), bağlantı transistörlerinin yapımı için yeni bir süreç olan füzyon yöntemini geliştirdiğini duyurdu. Çerçevesinde, ince bir n-tipi germanyum diliminin her iki tarafında iki indiyum topu (p-tipi donör) kaynaştırıldı. Bu süreç, bir alaşımdaki bağlantıların büyütülmesinden daha basit ve daha ucuzdu; böyle bir transistör daha az direnç sağlıyordu ve daha yüksek frekansları destekliyordu.
Büyütülmüş ve kaynaşmış transistörler
Ertesi yıl Gordon Teal memleketine dönmeye karar verdi ve Dallas'taki Texas Instruments'ta (TI) işe girdi. Şirket, Geophysical Services, Inc. adıyla kuruldu ve başlangıçta petrol arama ekipmanları üretiyordu. TI, savaş sırasında bir elektronik bölümü açmıştı ve şu anda Western Electric'in (Bell Labs'ın üretim bölümü) lisansı altında transistör pazarına giriyordu.
Deniz mavisi laboratuvarlarda öğrenilen yeni becerileri beraberinde getirdi: büyüme ve gelişme yeteneği silikon monokristaller. Germanyumun en belirgin zayıflığı sıcaklığa karşı duyarlılığıydı. Kristaldeki germanyum atomları ısıya maruz kaldığında hızla serbest elektronlar döktü ve kristal giderek daha fazla iletken hale geldi. 77 °C sıcaklıkta transistör gibi çalışmayı tamamen durdurdu. Transistör satışlarının ana hedefi, fiyat duyarlılığı düşük ve istikrarlı, güvenilir ve kompakt elektronik bileşenlere büyük ihtiyaç duyan potansiyel bir tüketici olan orduydu. Ancak sıcaklığa duyarlı germanyum pek çok askeri uygulamada, özellikle de havacılık alanında kullanışlı olmayacaktır.
Silikon çok daha kararlıydı ancak çeliğinkiyle kıyaslandığında çok daha yüksek bir erime noktasına mal oluyordu. Yüksek kaliteli transistörler oluşturmak için çok saf kristallerin gerekli olduğu göz önüne alındığında, bu çok büyük zorluklara neden oldu. Sıcak erimiş silikon, içinde bulunduğu potadaki kirletici maddeleri emer. Teel ve TI'daki ekibi, DuPont'un ultra saf silikon örneklerini kullanarak bu zorlukların üstesinden gelmeyi başardı. Mayıs 1954'te Dayton, Ohio'daki Radyo Mühendisliği Enstitüsü konferansında Teal, laboratuvarında üretilen yeni silikon cihazların kızgın yağa batırıldığında bile çalışmaya devam ettiğini gösterdi.
Başarılı yeni başlayanlar
Nihayet, transistörün ilk icat edilmesinden yaklaşık yedi yıl sonra, eşanlamlısı olduğu malzemeden yapılabildi. Ve kabaca mikroişlemcilerimizde ve bellek çiplerimizde kullanılan şekle benzeyen transistörlerin ortaya çıkması için de yaklaşık aynı süre geçecek.
1955 yılında, Bell Laboratuvarları'ndaki bilim adamları yeni bir doping teknolojisiyle silikon transistörler yapmayı başarıyla öğrendiler - sıvı eriyiğe katı yabancı madde topları eklemek yerine, yarı iletkenin katı yüzeyine gazlı katkı maddeleri eklediler (). Prosedürün sıcaklığını, basıncını ve süresini dikkatli bir şekilde kontrol ederek tam olarak gerekli derinlik ve katkılama derecesini elde ettiler. Üretim süreci üzerinde daha fazla kontrol, nihai ürünün elektriksel özellikleri üzerinde daha fazla kontrol sağladı. Daha da önemlisi, termal difüzyon, ürünün partiler halinde üretilmesini mümkün kıldı; büyük bir silikon tabakasını katkılı hale getirip daha sonra onu transistörler halinde kesebiliyordunuz. Ordu, Bell Laboratuvarları'na finansman sağladı çünkü üretimin kurulması yüksek ön maliyetler gerektiriyordu. Ultra yüksek frekanslı erken uyarı radar bağlantısı için yeni bir ürüne ihtiyaçları vardı (“"), Kuzey Kutbu'ndan uçan Sovyet bombardıman uçaklarını tespit etmek için tasarlanmış bir Arktik radar istasyonları zinciri ve transistör başına 100 dolar ödemeye istekliydiler (bu günler, yeni bir arabanın 2000 dolara satın alınabileceği günlerdi).
ile alaşımlama Safsızlıkların yerini kontrol eden bu yöntem, tüm devrenin tamamen tek bir yarı iletken alt tabaka üzerine aşındırılması olasılığının önünü açtı - bu, 1959'da Fairchild Semiconductor ve Texas Instruments tarafından eş zamanlı olarak düşünülmüştü. "" Fairchild'den transistörün elektrik kontaklarını bağlayan metal filmlerin kimyasal biriktirilmesi kullanıldı. Manuel kablolama ihtiyacını ortadan kaldırdı, üretim maliyetlerini düşürdü ve güvenilirliği artırdı.
Son olarak, 1960 yılında iki Bell Laboratuvarı mühendisi (John Atalla ve Davon Kahn), Shockley'in orijinal alan etkili transistör konseptini uyguladı. Yarı iletkenin yüzeyindeki ince bir oksit tabakası, yüzey durumlarını etkili bir şekilde bastırabildi ve alüminyum kapıdan gelen elektrik alanının silikonun içine nüfuz etmesine neden oldu. Böylece minyatürleştirilmesinin çok kolay olduğu ortaya çıkan ve neredeyse tüm modern bilgisayarlarda hala kullanılan MOSFET (metal oksit yarı iletken alan etkili transistör) (veya metal oksit yarı iletkenden MOS yapısı) doğdu (ilginç bir şekilde). , Atalla Mısır'dan geliyordu ve Kang Güney Kore'den geliyordu ve neredeyse tüm tarihimizdeki bu iki mühendisin Avrupa kökleri yok).
Nihayet, ilk transistörün icadından on üç yıl sonra, bilgisayarınızdaki transistöre benzeyen bir şey ortaya çıktı. Üretimi daha kolaydı ve bağlantı transistörüne göre daha az güç kullanıyordu, ancak sinyallere yanıt vermek oldukça yavaştı. Alan etkili transistörlerin avantajları, yalnızca tek bir çip üzerinde yüzlerce veya binlerce bileşenin bulunduğu büyük ölçekli entegre devrelerin çoğalmasıyla ön plana çıktı.
Alan etkili transistör patentinden örnek
Alan etkisi Bell Laboratuvarlarının transistörün geliştirilmesine yaptığı son büyük katkıydı. Bell Laboratuvarları (Western Electric ile birlikte), General Electric, Sylvania ve Westinghouse gibi büyük elektronik üreticileri etkileyici miktarda yarı iletken araştırması biriktirmiştir. 1952'den 1965'e kadar yalnızca Bell Laboratuvarları bu konuyla ilgili iki yüzün üzerinde patenti tescil ettirdi. Ancak ticari pazar hızla Texas Instruments, Transitron ve Fairchild gibi yeni oyuncuların eline geçti.
İlk transistör pazarı büyük oyuncuların dikkatini çekemeyecek kadar küçüktü: 18'lerin ortasında yılda yaklaşık 1950 milyon dolar, toplam elektronik pazarı ise 2 milyar dolar. Ancak bu devlerin araştırma laboratuvarları istemeden eğitim kampları olarak hizmet etti. genç bilim adamlarının hizmetlerini daha küçük firmalara satmadan önce yarı iletken bilgisini özümseyebilecekleri yer. Tüp elektroniği pazarı 1960'ların ortasında ciddi şekilde daralmaya başladığında, Bell Laboratuvarları, Westinghouse ve diğerlerinin yeni başlayanlarla rekabet edebilmesi için artık çok geçti.
Bilgisayarların transistörlere geçişi
1950'lerde transistörler elektronik dünyasını dört ana alanda işgal etti. İlk ikisi, düşük güç tüketiminin ve bunun sonucunda uzun pil ömrünün diğer hususların önüne geçtiği işitme cihazları ve taşınabilir radyolardı. Üçüncüsü askeri kullanımdı. ABD Ordusunun, saha radyolarından balistik füzelere kadar her şeyde kullanılabilecek güvenilir, kompakt bileşenler olarak transistörlere dair büyük umutları vardı. Ancak ilk günlerde transistörlere yapılan harcamalar, transistörlerin o zamanki değerinin onaylanmasından çok, teknolojinin geleceğine dair bir bahis gibi görünüyordu. Ve son olarak dijital bilgi işlem de vardı.
Bilgisayar alanında, vakum tüplü anahtarların eksiklikleri iyi biliniyordu; savaştan önce bazı şüpheciler, elektronik bir bilgisayarın pratik bir cihaz haline getirilemeyeceğine bile inanıyorlardı. Binlerce lamba tek bir cihazda toplandığında, elektrik tüketiyor, muazzam miktarda ısı üretiyorlardı ve güvenilirlik açısından yalnızca düzenli yanmalarına güvenilebiliyordu. Bu nedenle düşük güçlü, soğuk ve ipliksiz transistör bilgisayar üreticilerinin kurtarıcısı oldu. Bir amplifikatör olarak dezavantajları (örneğin daha gürültülü çıkış), anahtar olarak kullanıldığında o kadar da sorun teşkil etmiyordu. Tek engel maliyetti ve zamanla hızla düşmeye başlayacaktı.
Transistörlü bilgisayarlarla yapılan ilk Amerikan deneylerinin tümü, ordunun gelecek vaat eden yeni bir teknolojinin potansiyelini keşfetme arzusu ile mühendislerin gelişmiş anahtarlara geçme arzusunun kesiştiği noktada gerçekleşti.
Bell Laboratuvarları, 1954 yılında ABD Hava Kuvvetleri için TRADIC'i, transistörlerin bir bombardıman uçağına analog navigasyonun yerini alacak ve hedeflerin bulunmasına yardımcı olacak bir dijital bilgisayar kurulmasına olanak sağlayıp sağlamayacağını görmek için inşa etti. MIT Lincoln Laboratuvarı, 0 yılında kapsamlı bir hava savunma projesinin parçası olarak TX-1956 bilgisayarını geliştirdi. Makine, yüksek hızlı bilgi işlem için çok uygun olan yüzey bariyer transistörünün başka bir versiyonunu kullanıyordu. Philco, SOLO bilgisayarını Donanma ile yapılan bir sözleşme kapsamında (ancak aslında NSA'nın talebi üzerine) inşa etti ve 1958'de tamamladı (yüzey bariyer transistörünün başka bir versiyonunu kullanarak).
Soğuk Savaş sırasında kaynaklara daha az sahip olan Batı Avrupa'da ise hikaye çok farklıydı. Manchester Transistörlü Bilgisayar gibi makineler, (ENIAC projesinden ilham alan ve tersten yazılan başka bir isim) ve Avusturya birinci nesil tek noktalı transistörler dahil, yaratıcılarının bir araya getirebileceği kaynakları kullanan yan projelerdi.
Transistörleri kullanan ilk bilgisayarın adı konusunda pek çok tartışma var. Elbette her şey "ilk", "transistör" ve "bilgisayar" gibi kelimeler için doğru tanımların seçilmesine bağlı. Her durumda hikayenin nerede biteceğini biliyoruz. Transistörlü bilgisayarların ticarileşmesi hemen başladı. Yıllar geçtikçe aynı fiyata bilgisayarlar daha güçlü hale geldi ve aynı güçteki bilgisayarlar daha ucuz hale geldi ve bu süreç o kadar amansız görünüyordu ki, yerçekimi ve enerjinin korunumunun yanında hukuk mertebesine yükseldi. İlk önce hangi çakıl taşının çöktüğünü tartışmaya gerek var mı?
Moore yasası nereden geliyor?
Switch'in hikâyesinin sonuna yaklaşırken şunu sormakta fayda var: Bu çöküşe ne sebep oldu? Moore yasası neden var (ya da var; bunu başka zaman tartışacağız)? Tıpkı vakum tüpleri veya röleleri için olmadığı gibi, uçaklar veya elektrikli süpürgeler için de Moore yasası yoktur.
Cevabın iki kısmı var:
- Yapıt kategorisi olarak bir anahtarın mantıksal özellikleri.
- Transistör yapmak için tamamen kimyasal süreçleri kullanma yeteneği.
İlk olarak, anahtarın özü hakkında. Çoğu eserin özellikleri, çok çeşitli affedilmeyen fiziksel kısıtlamaları karşılamalıdır. Bir yolcu uçağı birçok kişinin toplam ağırlığını desteklemelidir. Elektrikli süpürgenin belirli bir fiziksel alandan, belirli bir sürede, belirli miktardaki kiri emebilmesi gerekir. Nano ölçeğe indirgenirse uçaklar ve elektrikli süpürgeler işe yaramaz hale gelir.
İnsan eliyle hiç dokunulmamış bir otomatik anahtar, çok daha az fiziksel sınırlamaya sahiptir. İki farklı duruma sahip olmalı ve durumları değiştiğinde diğer benzer anahtarlarla iletişim kurabilmelidir. Yani yapması gereken tek şey açıp kapatmaktır. Transistörleri bu kadar özel kılan ne? Neden diğer dijital anahtar türleri bu kadar hızlı gelişmeler yaşamadı?
İşte ikinci gerçeğe geliyoruz. Transistörler, mekanik müdahale olmaksızın kimyasal işlemler kullanılarak yapılabilir. En başından beri, transistör üretiminin temel unsurlarından biri kimyasal safsızlıkların kullanılmasıydı. Daha sonra üretimin son mekanik adımı olan tellerin takılmasını ortadan kaldıran düzlemsel süreç geldi. Sonuç olarak minyatürleştirme konusundaki son fiziksel sınırlamadan da kurtuldu. Transistörlerin artık insan parmakları veya herhangi bir mekanik cihaz için yeterince büyük olmasına gerek yoktu. Bunların hepsi hayal edilemeyecek kadar küçük bir ölçekte basit kimya ile yapıldı: asitten aşındırmaya, yüzeyin hangi bölümlerinin aşındırmaya karşı koyacağını kontrol eden ışık ve kazınmış izlere safsızlıklar ve metal filmler katmak için buhar.
Minyatürleştirme neden gerekli? Boyutun küçültülmesi, galaksinin tamamına hoş yan etkiler verdi: artan anahtarlama hızı, azaltılmış enerji tüketimi ve bireysel kopyaların maliyeti. Bu güçlü teşvikler herkesi geçişleri daha da azaltmanın yollarını aramaya yöneltti. Ve yarı iletken endüstrisi, bir adamın ömrü boyunca tırnak büyüklüğünde anahtarlar yapmaktan, milimetre kare başına on milyonlarca anahtarı paketlemeye kadar ilerledi. Bir anahtar için sekiz dolar istemekten, bir dolara yirmi milyon anahtar sunmaya kadar.
1103'den kalma Intel 1971 bellek yongası. Yalnızca onlarca mikrometre büyüklüğündeki bireysel transistörler artık gözle görülemiyor. Ve o zamandan bu yana binlerce kez daha azaldılar.
Başka ne okunacak:
- Ernest Bruan ve Stuart MacDonald, Minyatürde Devrim (1978)
- Michael Riordan ve Lillian Hoddeson, Kristal Ateş (1997)
- Joel Shurkin, Kırık Dahi (1997)
Kaynak: habr.com