سیریز کے دیگر مضامین:
- ریلے کی تاریخ
- الیکٹرانک کمپیوٹرز کی تاریخ
- ٹرانجسٹر کی تاریخ
- انٹرنیٹ کی تاریخ
سو سال سے زیادہ عرصے سے، اینالاگ کتا اپنی ڈیجیٹل دم ہلا رہا ہے۔ ہمارے حواس کی صلاحیتوں کو بڑھانے کی کوششیں - بصارت، سماعت، اور یہاں تک کہ، ایک لحاظ سے، ٹچ - نے انجینئروں اور سائنسدانوں کو ٹیلی گراف، ٹیلی فون، ریڈیو اور ریڈار کے لیے بہتر اجزاء تلاش کرنے کی راہنمائی کی۔ یہ صرف خوش قسمتی سے تھا کہ اس تلاش نے نئی قسم کی ڈیجیٹل مشینوں کی تخلیق کا راستہ دریافت کیا۔ اور میں نے اس مستقل کی کہانی سنانے کا فیصلہ کیا۔ ، جس کے دوران ٹیلی کمیونیکیشن انجینئرز نے پہلے ڈیجیٹل کمپیوٹرز کے لیے خام مال فراہم کیا، اور بعض اوقات خود ان کمپیوٹرز کو ڈیزائن اور بنایا بھی۔
لیکن 1960 کی دہائی تک، یہ نتیجہ خیز تعاون ختم ہو گیا، اور اس کے ساتھ ہی میری کہانی۔ ڈیجیٹل آلات کے مینوفیکچررز کو اب نئے، بہتر سوئچز کے لیے ٹیلی گراف، ٹیلی فون اور ریڈیو کی دنیا کی طرف دیکھنے کی ضرورت نہیں تھی، کیونکہ ٹرانجسٹر نے ہی بہتری کا ایک ناقابل تسخیر ذریعہ فراہم کیا تھا۔ سال بہ سال انہوں نے گہرا اور گہرا کھدائی کی، ہمیشہ تیزی سے رفتار بڑھانے اور لاگت کو کم کرنے کے طریقے ڈھونڈتے رہے۔
تاہم، اگر ٹرانزسٹر کی ایجاد رک جاتی تو اس میں سے کچھ بھی نہ ہوتا .
آہستہ آغاز۔
بیل لیبز کے ٹرانزسٹر کی ایجاد کے اعلان کے لیے مقبول پریس میں بہت کم جوش و خروش تھا۔ 1 جولائی، 1948 کو، نیویارک ٹائمز نے اپنی ریڈیو نیوز رپورٹ کے نچلے حصے میں ایونٹ کے لیے تین پیراگراف وقف کیے تھے۔ اس کے علاوہ، یہ خبر دوسروں کے بعد شائع ہوئی، ظاہر ہے کہ زیادہ اہم سمجھا جاتا ہے: مثال کے طور پر، ایک گھنٹے طویل ریڈیو شو "والٹز ٹائم"، جو NBC پر ظاہر ہونا تھا. دور اندیشی میں، ہم ہنسنا چاہتے ہیں، یا نامعلوم مصنفین کو ڈانٹ سکتے ہیں - وہ اس واقعے کو کیسے پہچاننے میں ناکام رہے جس نے دنیا کو الٹا کر دیا؟
لیکن پیچھے کی نگاہ تصور کو بگاڑ دیتی ہے، سگنلز کو بڑھا دیتی ہے جن کی اہمیت ہم جانتے ہیں کہ اس وقت شور کے سمندر میں گم ہو گئے تھے۔ 1948 کا ٹرانزسٹر ان کمپیوٹرز کے ٹرانزسٹروں سے بہت مختلف تھا جن پر آپ یہ مضمون پڑھ رہے ہیں (جب تک کہ آپ نے اسے پرنٹ کرنے کا فیصلہ نہ کیا ہو)۔ ان میں اتنا اختلاف تھا کہ، ایک ہی نام کے باوجود، اور وراثت کی غیر منقطع لکیر ان کو جوڑتی ہے، ان کو مختلف نسلوں میں شمار کیا جانا چاہیے، اگر مختلف نسل نہیں ہے۔ ان میں مختلف کمپوزیشنز، مختلف ڈھانچے، مختلف آپریٹنگ اصول ہیں، سائز میں بہت زیادہ فرق کا ذکر نہیں کرنا۔ باردین اور بریٹین کی طرف سے تعمیر کردہ اناڑی ڈیوائس مسلسل دوبارہ ایجاد کے ذریعے ہی دنیا اور ہماری زندگیوں کو بدل سکتی ہے۔
درحقیقت، سنگل پوائنٹ جرمینیئم ٹرانزسٹر اس سے زیادہ توجہ کا مستحق نہیں تھا جتنا اسے موصول ہوا۔ اس میں ویکیوم ٹیوب سے وراثت میں ملنے والے کئی نقائص تھے۔ بلاشبہ یہ سب سے زیادہ کمپیکٹ لیمپ سے بہت چھوٹا تھا۔ گرم تنت کی عدم موجودگی کا مطلب یہ ہے کہ اس نے کم گرمی پیدا کی، کم توانائی کھائی، جلا نہیں، اور استعمال سے پہلے اسے گرم کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔
تاہم، رابطے کی سطح پر گندگی کے جمع ہونے کی وجہ سے ناکامی ہوئی اور طویل سروس کی زندگی کے امکانات کی نفی ہوئی۔ اس نے ایک شور کا اشارہ دیا؛ صرف کم طاقتوں اور ایک تنگ فریکوئنسی رینج میں کام کیا؛ گرمی، سردی یا نمی کی موجودگی میں ناکام؛ اور اسے یکساں طور پر پیدا نہیں کیا جا سکتا تھا۔ ایک ہی لوگوں کے ذریعہ اسی طرح بنائے گئے کئی ٹرانزسٹروں میں مختلف الیکٹریکل خصوصیات ہوں گی۔ اور یہ سب ایک معیاری لیمپ سے آٹھ گنا قیمت پر آیا۔
یہ 1952 تک نہیں تھا کہ بیل لیبز (اور دیگر پیٹنٹ ہولڈرز) نے سنگل پوائنٹ ٹرانزسٹروں کو عملی آلات بننے کے لیے مینوفیکچرنگ کے مسائل کو کافی حد تک حل کیا تھا، اور اس کے باوجود وہ سماعت کی امداد کی مارکیٹ سے زیادہ نہیں پھیلے تھے، جہاں قیمت کی حساسیت نسبتاً کم تھی۔ اور بیٹری کی زندگی کے لحاظ سے فوائد نقصانات سے کہیں زیادہ ہیں۔
تاہم، اس کے بعد ٹرانزسٹر کو بہتر اور مفید چیز میں تبدیل کرنے کی پہلی کوششیں شروع ہو چکی تھیں۔ وہ دراصل اس لمحے سے بہت پہلے شروع ہوئے جب عوام کو اس کے وجود کا علم ہوا۔
شاکلی کے عزائم
1947 کے آخر میں، بل شاکلی نے بڑے جوش و خروش میں شکاگو کا سفر کیا۔ اس کے پاس مبہم خیالات تھے کہ بارڈین اور بریٹین کے حال ہی میں ایجاد کردہ ٹرانزسٹر کو کیسے شکست دی جائے، لیکن ابھی تک انہیں تیار کرنے کا موقع نہیں ملا تھا۔ اس لیے کام کے مراحل کے درمیان وقفے سے لطف اندوز ہونے کے بجائے، اس نے کرسمس اور نیا سال ہوٹل میں گزارا، ایک نوٹ بک کے تقریباً 20 صفحات اپنے خیالات سے بھرے۔ ان میں سیمی کنڈکٹر سینڈویچ پر مشتمل ایک نئے ٹرانزسٹر کی تجویز بھی تھی - این ٹائپ کے دو ٹکڑوں کے درمیان پی ٹائپ جرمینیم کا ایک ٹکڑا۔
اپنی آستین کے اس اکس سے حوصلہ افزائی کرتے ہوئے، شاکلے نے بارڈین اور بریٹین سے مرے ہل پر واپسی کا دعویٰ کیا، اور ٹرانزسٹر کی ایجاد کا تمام کریڈٹ اپنے ذمے لیا۔ کیا یہ اس کا فیلڈ ایفیکٹ کا آئیڈیا نہیں تھا جس نے بارڈین اور بریٹین کو لیبارٹری میں داخل کیا؟ کیا اس سے پیٹنٹ کے تمام حقوق اسے منتقل کرنا ضروری نہیں ہو جانا چاہیے؟ تاہم، شاکلے کی چال نے جواب دیا: بیل لیبز کے پیٹنٹ وکلاء کو پتہ چلا کہ نامعلوم موجد، ، نے تقریباً 20 سال پہلے، 1930 میں ایک سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ایمپلیفائر کو پیٹنٹ کرایا۔ لیلین فیلڈ نے، یقیناً، اس وقت کے مواد کی حالت کو دیکھتے ہوئے، اپنے خیال کو کبھی عملی جامہ نہیں پہنایا، لیکن اوورلیپ کا خطرہ بہت زیادہ تھا - بہتر تھا کہ مکمل طور پر ذکر کرنے سے گریز کیا جائے۔ پیٹنٹ میں فیلڈ اثر
لہذا، اگرچہ بیل لیبز نے شاکلے کو موجد کے کریڈٹ میں فراخدلی سے حصہ دیا، لیکن انہوں نے پیٹنٹ میں صرف بارڈین اور بریٹین کا نام لیا۔ تاہم، جو کچھ کیا گیا ہے اسے کالعدم نہیں کیا جا سکتا: شاکلی کے عزائم نے دو ماتحتوں کے ساتھ اس کے تعلقات کو تباہ کر دیا۔ بارڈین نے ٹرانزسٹر پر کام کرنا چھوڑ دیا اور سپر کنڈکٹیویٹی پر توجہ دی۔ اس نے 1951 میں لیبارٹریوں کو چھوڑ دیا۔ بریٹین وہیں رہے، لیکن شاکلے کے ساتھ دوبارہ کام کرنے سے انکار کر دیا، اور دوسرے گروپ میں منتقل ہونے پر اصرار کیا۔
دوسرے لوگوں کے ساتھ کام کرنے سے قاصر ہونے کی وجہ سے، شاکلی نے تجربہ گاہوں میں کبھی ترقی نہیں کی، اس لیے وہ بھی وہاں سے چلا گیا۔ 1956 میں، وہ پالو آلٹو میں اپنی ٹرانزسٹر کمپنی، شاکلی سیمی کنڈکٹر شروع کرنے کے لیے گھر واپس آئے۔ جانے سے پہلے، اس نے اپنی بیوی جین سے اس وقت علیحدگی اختیار کر لی جب وہ رحم کے کینسر سے صحت یاب ہو رہی تھی، اور ایمی لیننگ کے ساتھ منسلک ہو گیا، جس سے اس نے جلد ہی شادی کر لی۔ لیکن اس کے کیلیفورنیا کے خواب کے دو حصوں میں سے - ایک نئی کمپنی اور ایک نئی بیوی - صرف ایک ہی پورا ہوا۔ 1957 میں، اس کے بہترین انجینئرز، اس کے انتظامی انداز اور جس سمت وہ کمپنی کو لے جا رہے تھے، سے ناراض ہو کر، اسے ایک نئی کمپنی، فیئر چائلڈ سیمی کنڈکٹر تلاش کرنے کے لیے چھوڑ دیا۔
شاکلی 1956 میں
چنانچہ شاکلے نے اپنی کمپنی کا خالی خول چھوڑ دیا اور سٹینفورڈ میں الیکٹریکل انجینئرنگ کے شعبے میں ملازمت اختیار کر لی۔ وہاں اس نے اپنے ساتھیوں (اور اس کے سب سے پرانے دوست، ماہر طبیعیات) سے دور رہنا جاری رکھا۔ ) نسلی انحطاط کے نظریات جو اسے دلچسپی رکھتے تھے اور - وہ موضوعات جو پچھلی جنگ کے خاتمے کے بعد سے امریکہ میں غیر مقبول رہے ہیں، خاص طور پر علمی حلقوں میں۔ اس نے تنازعہ کھڑا کرنے، میڈیا کو کوڑے مارنے اور احتجاج کرنے میں مزہ لیا۔ وہ 1989 میں مر گیا، اپنے بچوں اور ساتھیوں سے الگ ہو گیا، اور صرف اس کی ہمیشہ سے وقف دوسری بیوی، ایمی کی طرف سے ملنے آیا۔
اگرچہ کاروبار میں اس کی کمزور کوششیں ناکام ہو گئیں، شاکلے نے پھلدار مٹی میں ایک بیج بو دیا تھا۔ سان فرانسسکو بے ایریا نے بہت سی چھوٹی الیکٹرانکس فرمیں تیار کیں، جنہیں جنگ کے دوران وفاقی حکومت کی جانب سے فنڈز فراہم کی گئیں۔ فیئر چائلڈ سیمی کنڈکٹر، شاکلے کی حادثاتی اولاد نے درجنوں نئی کمپنیاں پیدا کیں، جن میں سے کچھ آج بھی مشہور ہیں: انٹیل اور ایڈوانسڈ مائیکرو ڈیوائسز (AMD)۔ 1970 کی دہائی کے اوائل تک، اس علاقے نے طنزیہ عرفیت حاصل کر لی تھی "سلیکون ویلی"۔ لیکن ایک منٹ انتظار کریں - بارڈین اور بریٹین نے جرمینیم ٹرانجسٹر بنایا۔ سلیکون کہاں سے آیا؟
یہ وہی ہے جو ماؤنٹین ویو کی لاوارث سائٹ ہے جس میں پہلے شاکلے سیمی کنڈکٹر 2009 میں رکھا گیا تھا۔ آج عمارت منہدم ہو گئی ہے۔
سلیکون کراس روڈ کی طرف
شکاگو کے ایک ہوٹل میں شاکلے کی ایجاد کردہ نئی قسم کے ٹرانزسٹر کی قسمت اس کے موجد کی نسبت زیادہ خوش کن تھی۔ یہ سب ایک آدمی کی واحد، خالص سیمی کنڈکٹر کرسٹل اگانے کی خواہش کی بدولت ہے۔ گورڈن ٹیل، ٹیکساس کے ایک فزیکل کیمسٹ جنہوں نے اپنی ڈاکٹریٹ کے لیے اس وقت کے بیکار جرمینیئم کا مطالعہ کیا تھا، نے 30 کی دہائی میں بیل لیبز میں ملازمت اختیار کی۔ ٹرانزسٹر کے بارے میں جاننے کے بعد، وہ اس بات پر قائل ہو گیا کہ اس کی وشوسنییتا اور طاقت کو اس وقت استعمال ہونے والے پولی کرسٹلائن مرکب سے بنانے کے بجائے خالص سنگل کرسٹل سے بنا کر نمایاں طور پر بہتر کیا جا سکتا ہے۔ شاکلے نے اپنی کوششوں کو وسائل کا ضیاع قرار دے کر مسترد کر دیا۔
تاہم، Teal برقرار رہا اور کامیابی حاصل کی، مکینیکل انجینئر جان لٹل کی مدد سے، ایک ایسا آلہ بنایا جو پگھلے ہوئے جرمینیئم سے کرسٹل کے ایک چھوٹے سے بیج کو نکالتا ہے۔ جیسے جیسے جرمینیئم مرکزے کے گرد ٹھنڈا ہوا، اس نے اپنے کرسٹل ڈھانچے کو بڑھایا، جس سے ایک مسلسل اور تقریباً خالص سیمی کنڈکٹنگ جالی پیدا ہوئی۔ 1949 کے موسم بہار تک، ٹیل اور لٹل آرڈر کرنے کے لیے کرسٹل بنا سکتے تھے، اور ٹیسٹوں نے ظاہر کیا کہ وہ اپنے پولی کرسٹل لائن حریفوں سے بہت پیچھے تھے۔ خاص طور پر، ان میں شامل معمولی ٹرانسپورٹرز سو مائیکرو سیکنڈز یا اس سے بھی زیادہ وقت تک زندہ رہ سکتے ہیں (بمقابلہ دوسرے کرسٹل نمونوں میں دس مائیکرو سیکنڈ سے زیادہ نہیں)۔
اب Teal مزید وسائل برداشت کر سکتا تھا، اور اپنی ٹیم میں مزید لوگوں کو بھرتی کر سکتا تھا، جن میں ایک اور فزیکل کیمسٹ تھا جو ٹیکساس سے بیل لیبز میں آیا تھا - مورگن اسپارکس۔ انہوں نے مناسب نجاست کے موتیوں کو شامل کرکے p-type یا n-type جرمینیئم بنانے کے لیے پگھلنے میں ردوبدل شروع کیا۔ ایک سال کے اندر، انہوں نے ٹیکنالوجی کو اس حد تک بہتر کر لیا تھا کہ وہ براہ راست پگھلنے میں ایک جرمینیئم n-p-n سینڈوچ اگا سکتے تھے۔ اور اس نے بالکل اسی طرح کام کیا جیسا کہ شاکلی نے پیش گوئی کی تھی: پی قسم کے مواد سے برقی سگنل نے اپنے ارد گرد موجود این قسم کے ٹکڑوں سے جڑے دو کنڈکٹرز کے درمیان برقی رو کو ماڈیول کیا۔
بیل لیبز میں ورک بینچ پر مورگن اسپارکس اور گورڈن ٹیل
یہ بڑھا ہوا جنکشن ٹرانزسٹر تقریباً ہر طرح سے اپنے سنگل پوائنٹ کنٹیکٹ آباؤ اجداد سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتا ہے۔ خاص طور پر، یہ زیادہ قابل اعتماد اور پیش گوئی کرنے والا تھا، بہت کم شور پیدا کرتا تھا (اور اس وجہ سے زیادہ حساس تھا)، اور انتہائی توانائی کی بچت تھی - ایک عام ویکیوم ٹیوب سے دس لاکھ گنا کم توانائی خرچ کرتی تھی۔ جولائی 1951 میں، بیل لیبز نے نئی ایجاد کا اعلان کرنے کے لیے ایک اور پریس کانفرنس کی۔ اس سے پہلے کہ پہلا ٹرانزسٹر مارکیٹ تک پہنچنے میں کامیاب ہو جاتا، یہ پہلے ہی بنیادی طور پر غیر متعلق ہو چکا تھا۔
اور ابھی تک یہ صرف شروعات تھی۔ 1952 میں، جنرل الیکٹرک (GE) نے جنکشن ٹرانزسٹر بنانے کے لیے ایک نئے عمل کی ترقی کا اعلان کیا، فیوژن طریقہ۔ اس کے فریم ورک میں، انڈیم کی دو گیندیں (پی ٹائپ ڈونر) این ٹائپ جرمینیئم کے ایک پتلے ٹکڑے کے دونوں طرف فیوز کی گئیں۔ یہ عمل ایک کھوٹ میں بڑھتے ہوئے جنکشنز کے مقابلے میں آسان اور سستا تھا؛ اس طرح کے ٹرانزسٹر نے کم مزاحمت دی اور اعلی تعدد کو سپورٹ کیا۔
بڑھے ہوئے اور فیوزڈ ٹرانجسٹر
اگلے سال، گورڈن ٹیل نے اپنی آبائی ریاست واپس آنے کا فیصلہ کیا اور ڈیلاس میں ٹیکساس انسٹرومینٹس (TI) میں ملازمت اختیار کی۔ کمپنی کی بنیاد جیو فزیکل سروسز انکارپوریٹڈ کے طور پر رکھی گئی تھی اور ابتدائی طور پر تیل کی تلاش کے لیے سازوسامان تیار کیا گیا تھا، TI نے جنگ کے دوران ایک الیکٹرانکس ڈویژن کھولا تھا، اور اب ویسٹرن الیکٹرک (بیل لیبز کا مینوفیکچرنگ ڈویژن) کے لائسنس کے تحت ٹرانزسٹر مارکیٹ میں داخل ہو رہا تھا۔
ٹیل اپنے ساتھ لیبارٹریوں میں سیکھی گئی نئی مہارتیں لے کر آیا: بڑھنے کی صلاحیت اور سلکان مونوکریسٹلز جرمینیم کی سب سے واضح کمزوری اس کی درجہ حرارت کی حساسیت تھی۔ گرمی کے سامنے آنے پر، کرسٹل میں موجود جرمینیم کے ایٹموں نے فوری طور پر آزاد الیکٹران بہائے، اور یہ تیزی سے ایک موصل میں بدل گیا۔ 77 ° C کے درجہ حرارت پر اس نے مکمل طور پر ٹرانزسٹر کی طرح کام کرنا چھوڑ دیا۔ ٹرانزسٹر کی فروخت کا بنیادی ہدف فوج تھا - ایک ممکنہ صارف جس کی قیمت کم حساسیت ہے اور مستحکم، قابل بھروسہ اور کمپیکٹ الیکٹرانک اجزاء کی بہت زیادہ ضرورت ہے۔ تاہم، درجہ حرارت سے حساس جرمینیم بہت سے فوجی ایپلی کیشنز، خاص طور پر ایرو اسپیس کے میدان میں مفید نہیں ہوگا۔
سلیکون بہت زیادہ مستحکم تھا، لیکن سٹیل کے مقابلے میں بہت زیادہ پگھلنے والے مقام کی قیمت پر آیا۔ اس کی وجہ سے بہت زیادہ مشکلات پیدا ہوئیں، اس لیے کہ اعلیٰ معیار کے ٹرانزسٹر بنانے کے لیے انتہائی خالص کرسٹل کی ضرورت تھی۔ گرم پگھلا ہوا سلیکون اس میں موجود کسی بھی مصلی سے آلودگیوں کو جذب کر لے گا۔ TI میں Teel اور ان کی ٹیم ڈوپونٹ سے انتہائی خالص سلکان نمونوں کا استعمال کرتے ہوئے ان چیلنجوں پر قابو پانے میں کامیاب رہی۔ مئی 1954 میں، ڈیٹن، اوہائیو میں ایک انسٹی ٹیوٹ آف ریڈیو انجینئرنگ کانفرنس میں، ٹیل نے یہ ظاہر کیا کہ اس کی لیبارٹری میں تیار کردہ نئے سلیکون آلات گرم تیل میں ڈوبے ہوئے بھی کام کرتے رہتے ہیں۔
کامیاب آغاز
آخر کار، ٹرانزسٹر کی پہلی ایجاد کے تقریباً سات سال بعد، اسے اس مواد سے بنایا جا سکتا تھا جس کے ساتھ یہ مترادف بن گیا تھا۔ اور تقریباً اتنا ہی وقت گزر جائے گا ٹرانزسٹرز کے ظاہر ہونے سے پہلے جو ہمارے مائیکرو پروسیسرز اور میموری چپس میں استعمال ہونے والی شکل سے تقریباً مشابہ ہے۔
1955 میں، بیل لیبز کے سائنسدانوں نے ایک نئی ڈوپنگ ٹکنالوجی کے ساتھ سلیکون ٹرانزسٹر بنانا کامیابی سے سیکھا - مائع پگھلنے میں نجاست کی ٹھوس گیندوں کو شامل کرنے کے بجائے، انہوں نے سیمی کنڈکٹر کی ٹھوس سطح میں گیسی اضافی چیزیں متعارف کروائیں۔)۔ درجہ حرارت، دباؤ اور طریقہ کار کے دورانیے کو احتیاط سے کنٹرول کرتے ہوئے، انہوں نے بالکل مطلوبہ گہرائی اور ڈوپنگ کی ڈگری حاصل کی۔ مینوفیکچرنگ کے عمل پر زیادہ کنٹرول نے حتمی مصنوعات کی برقی خصوصیات پر زیادہ کنٹرول دیا ہے۔ زیادہ اہم بات یہ ہے کہ تھرمل پھیلاؤ نے مصنوعات کو بیچوں میں تیار کرنا ممکن بنایا- آپ سلیکون کے ایک بڑے سلیب کو ڈوپ کر سکتے ہیں اور پھر اسے ٹرانجسٹر میں کاٹ سکتے ہیں۔ فوج نے بیل لیبارٹریز کے لیے مالی اعانت فراہم کی کیونکہ پیداوار قائم کرنے کے لیے پہلے سے زیادہ لاگت کی ضرورت تھی۔ انہیں الٹرا ہائی فریکوئنسی ابتدائی وارننگ ریڈار لنک کے لیے ایک نئی پروڈکٹ کی ضرورت تھی (“")، قطب شمالی سے اڑنے والے سوویت بمبار طیاروں کا پتہ لگانے کے لیے ڈیزائن کیے گئے آرکٹک ریڈار اسٹیشنوں کی ایک زنجیر، اور وہ فی ٹرانزسٹر $100 خرچ کرنے کے لیے تیار تھے (یہ وہ دن تھے جب ایک نئی کار $2000 میں خریدی جا سکتی تھی)۔
کے ساتھ ملاوٹ ، جس نے نجاست کے مقام کو کنٹرول کیا، پورے سرکٹ کو مکمل طور پر ایک سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹ پر اینچ کرنے کا امکان کھول دیا - یہ بیک وقت فیئر چائلڈ سیمی کنڈکٹر اور ٹیکساس انسٹرومنٹس نے 1959 میں سوچا تھا۔"فیئر چائلڈ نے ٹرانزسٹر کے برقی رابطوں کو جوڑنے والی دھاتی فلموں کا کیمیائی ذخیرہ استعمال کیا۔ اس نے دستی وائرنگ بنانے کی ضرورت کو ختم کر دیا، پیداواری لاگت میں کمی اور وشوسنییتا میں اضافہ ہوا۔
آخر کار، 1960 میں، بیل لیبز کے دو انجینئرز (جان اٹالا اور ڈیون کاہن) نے فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کے لیے شاکلے کے اصل تصور کو نافذ کیا۔ سیمی کنڈکٹر کی سطح پر آکسائیڈ کی ایک پتلی تہہ مؤثر طریقے سے سطح کی حالتوں کو دبانے میں کامیاب رہی، جس کی وجہ سے ایلومینیم گیٹ سے برقی میدان سلکان میں داخل ہو گیا۔ اس طرح MOSFET [میٹل آکسائیڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر] (یا MOS ڈھانچہ، میٹل-آکسائیڈ-سیمک کنڈکٹر سے) پیدا ہوا، جس کو چھوٹا کرنا اتنا آسان نکلا، اور جو اب بھی تقریباً تمام جدید کمپیوٹرز میں استعمال ہوتا ہے (دلچسپ بات یہ ہے کہ) ، اٹالا مصر سے آیا تھا، اور کانگ کا تعلق جنوبی کوریا سے ہے، اور عملی طور پر ہماری پوری تاریخ کے صرف ان دو انجینئروں کی یورپی جڑیں نہیں ہیں)۔
آخر کار، پہلے ٹرانزسٹر کی ایجاد کے تیرہ سال بعد، آپ کے کمپیوٹر میں ٹرانزسٹر سے مشابہہ چیز نمودار ہوئی۔ اس کی تیاری آسان تھی اور جنکشن ٹرانزسٹر سے کم طاقت استعمال کی گئی تھی، لیکن سگنلز کا جواب دینے میں کافی سست تھی۔ یہ صرف بڑے پیمانے پر انٹیگریٹڈ سرکٹس کے پھیلاؤ کے ساتھ ہی تھا، جس میں ایک ہی چپ پر سینکڑوں یا ہزاروں اجزاء موجود تھے، کہ فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کے فوائد سامنے آئے۔
فیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹر پیٹنٹ سے مثال
فیلڈ ایفیکٹ بیل لیبز کی ٹرانزسٹر کی ترقی میں آخری اہم شراکت تھی۔ بڑے الیکٹرانکس مینوفیکچررز جیسے بیل لیبارٹریز (اپنے ویسٹرن الیکٹرک کے ساتھ)، جنرل الیکٹرک، سلوینیا اور ویسٹنگ ہاؤس نے سیمی کنڈکٹر ریسرچ کی ایک متاثر کن مقدار جمع کی ہے۔ 1952 سے 1965 تک، بیل لیبارٹریز نے ہی اس موضوع پر دو سو سے زیادہ پیٹنٹ رجسٹر کیے تھے۔ پھر بھی تجارتی مارکیٹ تیزی سے نئے کھلاڑیوں جیسے کہ ٹیکساس انسٹرومنٹس، ٹرانزیٹرون اور فیئر چائلڈ کے ہاتھ میں آگئی۔
ابتدائی ٹرانزسٹر مارکیٹ بڑے کھلاڑیوں کی توجہ مبذول کرنے کے لیے بہت چھوٹی تھی: 18 کی دہائی کے وسط میں تقریباً 1950 ملین ڈالر سالانہ، اس کے مقابلے میں کل الیکٹرانکس کی مارکیٹ 2 بلین ڈالر تھی۔ جہاں نوجوان سائنسدان اپنی خدمات چھوٹی فرموں کو فروخت کرنے کے لیے آگے بڑھنے سے پہلے سیمی کنڈکٹر کے علم کو جذب کر سکتے ہیں۔ جب 1960 کی دہائی کے وسط میں ٹیوب الیکٹرانکس مارکیٹ نے سنجیدگی سے سکڑنا شروع کیا، تو بیل لیبز، ویسٹنگ ہاؤس اور باقیوں کے لیے اپ اسٹارٹس کا مقابلہ کرنے میں بہت دیر ہو چکی تھی۔
کمپیوٹرز کی ٹرانزسٹر میں منتقلی۔
1950 کی دہائی میں، ٹرانسسٹروں نے الیکٹرانکس کی دنیا پر چار بڑے علاقوں میں حملہ کیا۔ پہلے دو سماعت ایڈز اور پورٹیبل ریڈیوز تھے، جہاں کم بجلی کی کھپت اور اس کے نتیجے میں طویل بیٹری کی زندگی دیگر تحفظات کو ختم کر دیتی ہے۔ تیسرا فوجی استعمال تھا۔ امریکی فوج کو قابل بھروسہ، کمپیکٹ پرزوں کے طور پر ٹرانجسٹروں سے بہت زیادہ امیدیں تھیں جو فیلڈ ریڈیو سے لے کر بیلسٹک میزائل تک ہر چیز میں استعمال ہو سکتی ہیں۔ تاہم، ابتدائی دنوں میں، ٹرانزسٹروں پر ان کا خرچ ان کی اس وقت کی قدر کی تصدیق کے بجائے ٹیکنالوجی کے مستقبل پر ایک شرط لگ رہا تھا۔ اور آخر کار، ڈیجیٹل کمپیوٹنگ بھی تھی۔
کمپیوٹر کے میدان میں، ویکیوم ٹیوب سوئچ کی خامیاں اچھی طرح سے معلوم تھیں، جنگ سے پہلے کچھ شکوک و شبہات کے ساتھ یہاں تک کہ یہ مانتے تھے کہ الیکٹرانک کمپیوٹر کو عملی آلہ نہیں بنایا جا سکتا۔ جب ایک آلے میں ہزاروں لیمپ جمع کیے گئے، تو وہ بجلی کھا گئے، بہت زیادہ گرمی پیدا کرتے ہیں، اور اعتبار کے لحاظ سے، کوئی بھی ان کے باقاعدہ جلنے پر ہی انحصار کر سکتا ہے۔ لہذا، کم طاقت والا، ٹھنڈا اور بغیر دھاگے کے ٹرانزسٹر کمپیوٹر بنانے والوں کا نجات دہندہ بن گیا۔ ایک یمپلیفائر کے طور پر اس کے نقصانات (مثال کے طور پر شور آؤٹ پٹ) سوئچ کے طور پر استعمال ہونے پر کوئی مسئلہ نہیں تھا۔ واحد رکاوٹ لاگت تھی، اور وقت آنے پر یہ تیزی سے گرنا شروع ہو جائے گی۔
ٹرانزسٹورائزڈ کمپیوٹرز کے ساتھ ابتدائی امریکی تجربات فوج کی ایک امید افزا نئی ٹیکنالوجی کی صلاحیت کو تلاش کرنے کی خواہش اور انجینئرز کی بہتر سوئچز کی طرف بڑھنے کی خواہش کے چوراہے پر ہوئے۔
بیل لیبز نے 1954 میں امریکی فضائیہ کے لیے TRADIC بنایا تھا تاکہ یہ دیکھا جا سکے کہ آیا ٹرانزسٹرز ایک ڈیجیٹل کمپیوٹر کو بمبار پر نصب کرنے، اینالاگ نیویگیشن کی جگہ لے کر اور اہداف کی تلاش میں مدد فراہم کرے گا۔ MIT لنکن لیبارٹری نے TX-0 کمپیوٹر کو 1956 میں ایک وسیع فضائی دفاعی منصوبے کے حصے کے طور پر تیار کیا۔ مشین نے سطحی رکاوٹ والے ٹرانجسٹر کا ایک اور ورژن استعمال کیا، جو تیز رفتار کمپیوٹنگ کے لیے موزوں تھا۔ فلکو نے اپنا سولو کمپیوٹر بحریہ کے ساتھ ایک معاہدے کے تحت بنایا (لیکن اصل میں NSA کی درخواست پر)، اسے 1958 میں مکمل کیا (سطح کی رکاوٹ ٹرانجسٹر کا ایک اور ورژن استعمال کرتے ہوئے)۔
مغربی یورپ میں، سرد جنگ کے دوران وسائل سے کم، کہانی بہت مختلف تھی۔ مانچسٹر ٹرانزسٹر کمپیوٹر جیسی مشینیں، (ENIAC پروجیکٹ سے متاثر ایک اور نام، اور پیچھے کی طرف ہجے کیا گیا)، اور آسٹرین وہ ضمنی منصوبے تھے جنہوں نے ان وسائل کو استعمال کیا جو ان کے تخلیق کاروں کے ساتھ مل کر کھرچ سکتے تھے — بشمول پہلی نسل کے سنگل پوائنٹ ٹرانجسٹرز۔
ٹرانزسٹر استعمال کرنے والے پہلے کمپیوٹر کے عنوان پر کافی تنازعہ ہے۔ یہ سب کچھ نیچے آتا ہے، یقیناً، "پہلا،" "ٹرانزسٹر،" اور "کمپیوٹر" جیسے الفاظ کے لیے صحیح تعریفوں کا انتخاب کرنا۔ کسی بھی صورت میں، ہم جانتے ہیں کہ کہانی کہاں ختم ہوتی ہے. ٹرانسسٹورائزڈ کمپیوٹرز کی کمرشلائزیشن تقریباً فوراً شروع ہو گئی۔ سال بہ سال، ایک ہی قیمت کے کمپیوٹر زیادہ سے زیادہ طاقتور ہوتے گئے، اور اسی طاقت کے کمپیوٹر سستے ہوتے گئے، اور یہ عمل اس قدر ناگزیر معلوم ہوتا تھا کہ اسے قانون کے درجے پر، کشش ثقل اور توانائی کے تحفظ سے آگے بڑھا دیا جاتا تھا۔ کیا ہمیں اس بات پر بحث کرنے کی ضرورت ہے کہ سب سے پہلے کون سا کنکر گرا؟
مور کا قانون کہاں سے آتا ہے؟
جیسا کہ ہم سوئچ کی کہانی کے اختتام تک پہنچتے ہیں، یہ پوچھنے کے قابل ہے: یہ گرنے کی وجہ کیا ہے؟ مور کا قانون کیوں موجود ہے (یا موجود ہے - ہم اس کے بارے میں کسی اور وقت بحث کریں گے)؟ ہوائی جہاز یا ویکیوم کلینر کے لیے مور کا کوئی قانون نہیں ہے، بالکل اسی طرح جیسے ویکیوم ٹیوبوں یا ریلے کے لیے کوئی نہیں ہے۔
جواب کے دو حصے ہیں:
- آرٹفیکٹ کے زمرے کے طور پر سوئچ کی منطقی خصوصیات۔
- ٹرانزسٹر بنانے کے لیے خالصتاً کیمیائی عمل کو استعمال کرنے کی صلاحیت۔
سب سے پہلے، سوئچ کے جوہر کے بارے میں. زیادہ تر نمونوں کی خصوصیات کو ناقابل معافی جسمانی رکاوٹوں کی ایک وسیع رینج کو پورا کرنا چاہیے۔ ایک مسافر طیارے کو بہت سے لوگوں کے مشترکہ وزن کو سہارا دینا چاہیے۔ ایک ویکیوم کلینر کو ایک خاص وقت میں ایک مخصوص جسمانی علاقے سے گندگی کی ایک خاص مقدار کو چوسنے کے قابل ہونا چاہیے۔ ہوائی جہاز اور ویکیوم کلینر بیکار ہوں گے اگر نانوسکل کو کم کر دیا جائے۔
ایک سوئچ، ایک خودکار سوئچ جسے انسانی ہاتھ نے کبھی نہیں چھوا، اس کی جسمانی حدود بہت کم ہیں۔ اس کی دو مختلف ریاستیں ہونی چاہئیں، اور جب ان کی حالتیں تبدیل ہوتی ہیں تو اسے دوسرے اسی طرح کے سوئچز سے بات چیت کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ یعنی، اسے صرف آن اور آف کرنے کے قابل ہونا چاہیے۔ ٹرانزسٹر کے بارے میں کیا خاص بات ہے؟ ڈیجیٹل سوئچز کی دوسری قسموں میں اس طرح کی نمایاں بہتری کیوں نہیں آئی؟
یہاں ہم دوسری حقیقت کی طرف آتے ہیں۔ ٹرانزسٹرز بغیر میکانیکی مداخلت کے کیمیائی عمل کا استعمال کرتے ہوئے بنائے جا سکتے ہیں۔ شروع سے ہی، ٹرانزسٹر کی پیداوار کا ایک اہم عنصر کیمیائی نجاست کا استعمال تھا۔ اس کے بعد پلانر عمل آیا، جس نے پیداوار سے آخری مکینیکل مرحلہ ختم کر دیا — تاروں کو جوڑنا۔ نتیجتاً، اس نے منیچرائزیشن پر آخری جسمانی حد سے چھٹکارا حاصل کیا۔ ٹرانزسٹر کو اب انسانی انگلیوں یا کسی میکانیکل ڈیوائس کے لیے کافی بڑے ہونے کی ضرورت نہیں ہے۔ یہ سب سادہ کیمسٹری کے ذریعے کیا گیا، ایک ناقابل تصور حد تک چھوٹے پیمانے پر: ایسڈ ٹو اینچ، اس پر قابو پانے کے لیے روشنی کہ سطح کے کون سے حصے اینچنگ کے خلاف مزاحمت کریں گے، اور بخارات کو نقاشی اور دھاتی فلموں کو اینچ شدہ پٹریوں میں داخل کرنے کے لیے۔
منیچرائزیشن بالکل کیوں ضروری ہے؟ سائز کو کم کرنے سے خوشگوار ضمنی اثرات کی ایک پوری کہکشاں ملی: سوئچنگ کی رفتار میں اضافہ، توانائی کی کھپت میں کمی اور انفرادی کاپیوں کی قیمت۔ ان طاقتور ترغیبات نے ہر کسی کو سوئچز کو مزید کم کرنے کے طریقے تلاش کرنے پر مجبور کیا ہے۔ اور سیمی کنڈکٹر انڈسٹری ایک آدمی کی زندگی میں ایک انگلی کے ناخن کے سائز کے سوئچ بنانے سے لے کر دسیوں ملین سوئچ فی مربع ملی میٹر کی پیکنگ تک چلی گئی ہے۔ ایک سوئچ کے لیے آٹھ ڈالر مانگنے سے لے کر ایک ڈالر میں بیس ملین سوئچ کی پیشکش تک۔
1103 سے انٹیل 1971 میموری چپ۔ انفرادی ٹرانجسٹر، صرف دسیوں مائیکرو میٹر سائز میں، اب آنکھ کو نظر نہیں آتے۔ اور تب سے اب تک ان میں مزید ہزار گنا کمی آئی ہے۔
اور کیا پڑھنا ہے:
- ارنسٹ بروان اور سٹورٹ میکڈونلڈ، چھوٹے سے انقلاب (1978)
- مائیکل ریورڈن اور للیان ہوڈسن، کرسٹل فائر (1997)
- جوئل شورکن، ٹوٹے ہوئے جینیئس (1997)
ماخذ: www.habr.com