Страницы

Джек Килби, изобретатель интегральных схем

Джек Килби

Джек Килби


В сравнительном небольшой смартфон наших дней помещается больше схем, чем в целый полноразмерный компьютер 30-летней давности. Такой прогресс был бы немыслим без микрочипов и интегральных схем; обоими этими изобретениями мы обязаны одному и тому же человеку – американскому изобретателю Джеку Килби.

Джек Сент-Клэр Килби (англ. Jack St. Clair Kilby, 8 ноября 1923 года, Джефферсон-Сити — 20 июня 2005, Даллас) — американский учёный. Лауреат Нобелевской премии по физике 2000 года за изобретение интегральной схемы в 1958 году в период работы в Texas Instruments (TI). Также он — изобретатель карманного калькулятора и термопринтера (1967).


Родился Килби в Джефферсон-сити, Миссури (Jefferson City, Missouri). Диплом бакалавра он получил в Университете Иллинойса; позже, в Университете Висконсина в Милуоки (Milwaukee) Джек получил диплом магистра электротехники. Параллельно с получением магистерского диплома он работал в местной компании 'Centralab'.

Джек Килби пришел в Texas Instruments в мае 1958 года когда фирма производила транзисторы, конденсаторы и резисторы. Уиллис Эдкок (Willis Adcock), начальник Джека Килби, занял специалиста вопросами создания альтернативы микромодулям. Исследование выполнялось летом в период массовых отпусков. Как новичок, не отработавший и полгода, Джек Килби не мог претендовать на отпуск, и ему одному пришлось выполнить массу рутинной работы. Зато он разобрался в структуре ценообразования местного полупроводникового производства. Однажды Килби посетила простая, но гениальная идея: полупроводниковой компании выгоднее всего производить только полупроводниковые изделия.

«Мысль повела меня дальше, полупроводники - это единственно, что нам требуется: резисторы и конденсаторы, в особенности, можно сделать из того же материала, что и активные элементы. Я также решил, что уж если все компоненты сделаны из одного материала, то они могут и размещаться удобным образом, соединяясь так друг с другом, чтобы получилась готовая схема».
(www.ti.com/corp/docs/history/vacation.htm)

Джек прикинул топологию возможной схемы мультивибратора. И транзисторы, и конденсаторы (как обратно смещаемые pn-переходы), и резисторы могли быть выполнены в объеме германия. Свои наброски Килби показал шефу, когда тот вернулся из отпуска. Босс пришел в восторг от идеи, но потребовал доказательств работоспособности схемы, целиком сделанной из полупроводника. Тогда была построена схема триггера из дискретных германиевых элементов. В ней были использованы резисторы в виде кусочков нужных размеров для обеспечения номинала сопротивления, конденсаторы из легированного полупроводника со слоем металла на обеих сторонах.

Первая в мире интегральная схема из германия

Большой взрыв микроэлектроники: первая в мире интегральная схема из германия выглядела грубо, но работала, как и планировалось.


28 августа 1958 года Джек Килби продемонстрировал макет Уиллису Эдкоку. Все работало, и этим была доказана верность концепции. Килби немедленно стал делать первую настоящую монолитную интегральную микросхему.

Первая в мире интегральная микросхема в рабочей тетради Джека Килби

Первая в мире интегральная микросхема в рабочей тетради Джека Килби. Реплика ;(Оригинал в музе Смитсоновского институа сейчас не доступен из-за смены экспозиции).


Для первой микросхемы были взяты несколько пластин с уже готовыми контактными площадками и легированными областями. Килби сделал такую топологию схемы, чтобы можно было использовать готовые структуры. Схема генератора с фазовым сдвигом - любимый тест для линейных схем того времени. В сентябре были готовы три генератора. При подключении питания они заработали на частоте 1,3 МГц. Это случилось 12 сентября 1958 года.

В середине 1958-го Килби уже работал в 'Texas Instruments'. Устроился сюда он недавно и на летний отпуск претендовать еще не мог. Лето 1958-го Джек провел, работая над довольно известной проблемой моделирования электронных схем. В конечном итоге Килби пришел к выводу, что изготовление сразу нескольких элементов на одном куске полупроводника может изрядно облегчить работу электроинженерам; 12 сентября Джек представил свою теорию руководству, среди которого числился и Марк Шеферд (Mark Shepherd).

Килби продемонстрировал фрагмент германия с прикрепленным к нему осциллоскопом; легкий щелчок переключателя проявил на приборе постоянную синусоиды – что явно показало, что разработанная Джеком интегральная схема работала просто блестяще. Патент на первую электронную интегральную схему Джек получил 6 февраля 1959-го; вместе с ним изобретателем таких схем считается Роберт Нойс (Robert Noyce), дошедший до подобной идеи независимо, хотя и на несколько месяцев позже.

По сути, Джек Килби стал основоположником военной, промышленной и коммерческой технологии производства микрочипов. Под его началом работали команды, создававшие первые военные системы и первые компьютеры на интегральных схемах; позже Килби применил свои технологии и в более приземленных областях – так, он разработал карманный калькулятор и термопринтер.

В 1970-м Килби временно ушел из 'Texas Instruments', решив попробовать себя в качестве самостоятельного изобретателя. Интересовался Джек многим, однако более всего его привлекали методы производства электричества с помощью солнечного света. Параллельно Килби занимал должность профессора электротехники в одном из техасских университетов. Окончательно расстался с 'TI' Джек Килби лишь в 1983-м.

Джек Килби аолучил Нобелевскую премию по физике в 2000 году

Джек Килби аолучил Нобелевскую премию по физике в 2000 году

Джек Килби аолучил Нобелевскую премию по физике в 2000 году


20 июня 2005-го 81-летний Джек Килби скончался в Далласе, Техас (Dallas, Texas); унес жизнь талантливого изобретателя скоротечный рак.

14 декабря 2005-го компания 'Texas Instruments' объявила о создании исторических архивов. Семья Джека Килби пожертвовала личные рукописи и личную фотоколлекцию изобретателя Южному Методистскому Университету; позже эта коллекция будет каталогизирована и выставлена в университетской библиотеке.

Килби удалось получить сразу две высочайших научно-технических награды США – в 1969-м ему вручили Национальную медаль науки, в 1990-м – Национальную медаль технологии. В 1982-м Джека Килби включили в национальный Зал Славы изобретателей.

🔹 Джек Килби и интегральная схема