Пол Фрейбергер - Пожар в Долине. История создания персональных компьютеров (без иллюстраций)

А самое главное открытие столетия Бардин и Брэттен совершили в 1947 году за два дня до Рождества. Чтобы понять всю значимость устройства, которое появилось тем зимнем днем в Мюррэй Хилл, штат Нью-Джерси, необходимо вспомнить о годах исследований, предшествовавших этому.

В 40-е годы Джон Бардин и Уильям Шокли работали в разных областях. Это было время, когда эксперименты в квантовой физике привели к открытиям, подтвердившимся позже. Стало ясно, что свойства кристаллов некоторых химических элементов, например, германия и кремния, проявляются только в электрических полях. Эти кристаллы нельзя было назвать ни изоляторами, ни проводниками, поэтому им присвоили название «полупроводники». Они обладали одним качеством, которое особенно заинтересовало инженеров-электронщиков: кристалл полупроводника в одном направлении проводил электричество, а в другом нет.

Это свойство тут же было востребовано. Крошечные осколки таких кристаллов начали использовать для выпрямления электрического тока, то есть для преобразования переменного тока в постоянный. Полупроводниковые радиоприемники были первыми изделиями, выпущенными на продажу с практическим использованием этого изобретения.

Выпрямитель на кристаллах был довольно любопытным устройством, элементом минерала, выполнявшим полезную работу, но не имевшим движущих частей. Этот, на первый взгляд, инертный прибор, обладавший уникальными свойствами, назвали элементом твердого состояния. Его вскоре заменило другое изобретение: триод Ли Де Фореста.

Триод был более универсальным устройством, чем кристаллический выпрямитель: он мог не только усиливать проходящий через него ток, но и использовать вторичный слабый ток для перемены знака основного тока. Это свойство изменять одно значение в зависимости от другого оказалось существенным в ходе разработки компьютера EDVAC. Хотя в то время некоторые ученые думали, что триод будет в основном использоваться в телефонных коммутаторах.

Естественно, люди из AT&T, [2] AT&T (American Telephone & Telegraph) — крупная телефонная компания США. особенно из ее исследовательского филиала — Bell Labs, стали интересоваться триодами. Работавший в то время в Bell Labs Уильям Шокли, как и другие ученые, занимался исследованиями полупроводников. Его интересовало, как изменяются их свойства при внесении в кристаллы примесей. Однажды Шокли осенило. С внесением других материалов, высказал идею Уильям, число электронов, необходимых для прохождения электрического тока, должно вырасти. Шокли убедил Bell Labs разрешить ему исследовать это предположение. Он верил, что сможет создать усилитель элемента твердого состояния. В состав его команды вошли ученый-экспериментатор Уолтер Брэттен и теоретик Джон Бардин.

Какое-то время их попытки ни к чему не приводили. Подобными исследованиями, кстати, уже занимались в университете Педю в Лафайете, Индиана. Группа Bell продолжила их и довела до финала. Бардин сумел разрешить основную теоретическую загадку. Он пришел к выводу, что эффект непроводимости на поверхности кристалла зависит от величины напряжения электрического тока. Это было удивительно точное предвидение. Уолтер Брэттен блестяще провел эксперименты, которые доказали истинность утверждения Бардина. Так 23 декабря 1947 года мир узнал о транзисторе.

Транзистор делал то же самое, что и электронная лампа, только намного лучше. Он был меньше, не выделял такого количества тепла и не потреблял такого количества энергии. Но самым важным было то, что функции нескольких транзисторов могло объединить одно полупроводниковое устройство. Исследователи немедленно приступили к разработке подобных полупроводников. Поскольку эти устройства соединяли множество транзисторов в более сложную схему, они получили название интегральных микросхем. Так как по существу они были осколками кремния, их стали также называть чипами (chip — осколок, ломтик).

Создание микросхем было процессом сложным и дорогостоящим, поэтому вся промышленность, имевшая к ним какое-либо отношение, вскоре начала расти как на дрожжах, получая необходимые финансовые инвестиции. Первыми фирмами, которые на коммерческой основе производили чипы, стали существовавшие в то время электронные компании. Одной из них оказалась компания полупроводников Shockley Semiconductor, которую Уильям Шокли основал в 1955 году в своем родном городе Пало-Альто. Можно сказать, что в ней работали лучшие в то время ученые в этой области. Затем от Shockley отделилась фирма полупроводников Fairchild Semiconductor.

Десять лет спустя после образования компании Fairchild фактически каждая фирма, выпускающая полупроводники, могла похвастаться ее бывшими работниками. Даже в такой крупной электронной компании, как Motorola, появившейся на рынке полупроводников в 60-е годы, было немало бывших сотрудников Fairchild.

Большинство компаний, производивших полупроводники, кроме Motorola, Texas Instruments и RCA, располагались в нескольких милях от фирмы Shockley в долине Санта-Клара. В то время почти все полупроводники делались из кремния, и вскоре это место стало называться Силиконовой Долиной (Silicon Valley). Хотя мало кто тогда предполагал, что это название станет известно всему миру.

Индустрия полупроводников набирала обороты. Конкуренция была жесткой, так как сначала существовала лишь небольшая потребность в очень сложных микросхемах вне военной и аэрокосмической промышленности. Основные типы интегральных схем использовались в больших ЭВМ и миникомпьютерах. Первостепенную важность приобрели чипы памяти, которые должны были хранить данные во время работы компьютера.

В то время чипы памяти соединяли в себе функции сотен транзисторов. Других микросхем для хранения данных, проходящих через них, разработано не было. Зато они могли изменять данные определенным путем для выполнения простейших арифметических или логических операций. А чуть позже, в начале 70-х годов, вышедший из-под контроля спрос на электронные калькуляторы привел к созданию новых, еще более мощных компьютерных чипов.

В начале 1969 года фирма-производитель полупроводников Intel Development Corporation, расположенная в Силиконовой Долине, получила заказ на производство чипов для новой линии калькуляторов от японской компании Busicom, выпускавшей микрокалькуляторы. У Intel была хорошая репутация, ранее она входила в состав компании Fairchild, и ее президент Роберт Нойс принимал участие в начальной стадии разработки интегральных микросхем. Хотя Intel начала работу всего несколько месяцев назад, компания росла так же быстро, как и вся индустрия полупроводников.