Πάνω στο τραπέζι βρίσκεται ένα μικρό γυάλινο πλακίδιο. Στερεωμένο επάνω του είναι ένα λεπτό κομμάτι γερμανίου, από το οποίο ξεπροβάλλουν πρόχειρα κολλημένα καλώδια. Δεν θυμίζει επαναστατική εφεύρεση. Μοιάζει περισσότερο με κάτι που κατασκευάστηκε βιαστικά σε ένα σχολικό εργαστήριο.
Μπροστά του έχουν συγκεντρωθεί στελέχη της Texas Instruments. Ο άνθρωπος που πρόκειται να κάνει την επίδειξη έχει προσληφθεί στην εταιρεία μόλις τέσσερις μήνες νωρίτερα.
Ο Τζακ Κίλμπι συνδέει την παράξενη κατασκευή με έναν παλμογράφο και ενεργοποιεί το κύκλωμα. Στην οθόνη εμφανίζεται μια συνεχής ημιτονοειδής καμπύλη. Το σήμα αποδεικνύει ότι τα διαφορετικά στοιχεία ενός ηλεκτρονικού κυκλώματος μπορούν να κατασκευαστούν πάνω στο ίδιο κομμάτι ημιαγωγού.
Η συσκευή λειτουργεί.
Είναι 12 Σεπτεμβρίου 1958 και το πρώτο λειτουργικό ολοκληρωμένο κύκλωμα της Ιστορίας έχει μόλις γεννηθεί. Από αυτόν τον πρωτόγονο πρόγονο του microchip θα προκύψει μια ολόκληρη ψηφιακή εποχή.
Ο άνθρωπος που δεν δικαιούνταν διακοπές
Λίγους μήνες νωρίτερα, τίποτα δεν προμηνύει ότι ο Κίλμπι πρόκειται να αλλάξει τον κόσμο.
Ο 34χρονος μηχανικός προσλαμβάνεται στην Texas Instruments τον Μάιο του 1958 και μετακομίζει στο Ντάλας. Είναι ο νέος της ομάδας, χωρίς ιδιαίτερη επιρροή στο εσωτερικό της εταιρείας και χωρίς να έχει ακόμη κατοχυρώσει δικαίωμα στην καθιερωμένη θερινή άδεια.
Όταν οι περισσότεροι συνάδελφοί του φεύγουν για τις διακοπές τους, εκείνος παραμένει πίσω. Τα εργαστήρια αδειάζουν. Τα τηλέφωνα χτυπούν σπανιότερα, οι συσκέψεις σταματούν και για μερικές εβδομάδες ο Κίλμπι μπορεί να αφοσιωθεί σχεδόν ανενόχλητος σε ένα πρόβλημα που βασανίζει ολόκληρη τη βιομηχανία των ηλεκτρονικών.
Οι μηχανικοί το αποκαλούν «τυραννία των αριθμών».
Κάθε νέα λειτουργία που προστίθεται σε έναν υπολογιστή ή σε ένα ηλεκτρονικό σύστημα απαιτεί περισσότερα τρανζίστορ, αντιστάσεις, πυκνωτές και διόδους. Όλα κατασκευάζονται χωριστά και στη συνέχεια πρέπει να συνδεθούν με καλώδια και συγκολλήσεις.
Όσο μεγαλώνει ο αριθμός των εξαρτημάτων, τόσο πολλαπλασιάζονται οι συνδέσεις. Και όσο αυξάνονται οι συνδέσεις, τόσο μεγαλώνουν το κόστος, το μέγεθος και η πιθανότητα βλάβης.
Η ηλεκτρονική έχει παγιδευτεί σε ένα παράδοξο: για να γίνουν οι μηχανές εξυπνότερες, πρέπει να γίνουν μεγαλύτερες, ακριβότερες και πιο αναξιόπιστες.
Η «τυραννία» που κρατούσε πίσω τους υπολογιστές
Η εφεύρεση του τρανζίστορ το 1947 είχε ήδη αποτελέσει τεράστιο άλμα. Τα μικρά εξαρτήματα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις ογκώδεις και ενεργοβόρες λυχνίες κενού που χρησιμοποιούσαν οι πρώτοι ηλεκτρονικοί υπολογιστές.
Δεν είχαν λύσει, όμως, το πρόβλημα της διασύνδεσης.
Ένα σύνθετο ηλεκτρονικό σύστημα εξακολουθούσε να απαιτεί χιλιάδες επιμέρους εξαρτήματα, τα οποία εργάτες συνέδεαν με το χέρι. Μία κακή συγκόλληση μπορούσε να θέσει εκτός λειτουργίας ολόκληρη τη συσκευή. Η κατασκευή γινόταν αργά, η επισκευή ήταν δύσκολη και η περαιτέρω σμίκρυνση έμοιαζε να πλησιάζει στα φυσικά της όρια.
Η βιομηχανία αναζητεί τότε λύσεις που στηρίζονται στη συναρμολόγηση ακόμη μικρότερων εξαρτημάτων. Ο Κίλμπι επιλέγει να ανατρέψει το ίδιο το ερώτημα. Γιατί να κατασκευάζονται τα εξαρτήματα χωριστά;
Μια εταιρεία ημιαγωγών, σκέφτεται, γνωρίζει να παράγει αποτελεσματικά ένα πράγμα: ημιαγωγούς. Εφόσον ένα τρανζίστορ, μια αντίσταση και ένας πυκνωτής μπορούν να δημιουργηθούν από το ίδιο βασικό υλικό, γιατί να μη βρίσκονται πάνω στο ίδιο ενιαίο κομμάτι;
Η ιδέα δεν είναι να μικρύνουν απλώς τα εξαρτήματα. Είναι να πάψουν να αποτελούν χωριστά εξαρτήματα.
Στο σημειωματάριό του σχεδιάζει ένα κύκλωμα του οποίου τα στοιχεία θα κατασκευάζονται από ένα ενιαίο σώμα ημιαγωγού. Η αρχή της ολοκλήρωσης –της συγκέντρωσης πολλών ηλεκτρονικών λειτουργιών σε μία μικροσκοπική επιφάνεια– έχει μόλις διατυπωθεί.
Το άχαρο κομμάτι γερμανίου
Το πρωτότυπο που παρουσιάζει τον Σεπτέμβριο δεν είναι κατασκευασμένο από πυρίτιο, όπως τα σημερινά chips, αλλά από γερμάνιο. Τα καλώδιά του εξακολουθούν να είναι εμφανή και η όλη κατασκευή απέχει πολύ από ένα προϊόν που θα μπορούσε να παραχθεί μαζικά.
Αποδεικνύει, όμως, ότι η κεντρική ιδέα λειτουργεί.
Σύμφωνα με το Computer History Museum, το κύκλωμα του Κίλμπι αποτελείται από πέντε επιμέρους στοιχεία πάνω σε μία λεπτή λωρίδα γερμανίου. Όταν συνδέεται με τον παλμογράφο στις 12 Σεπτεμβρίου, παράγει το αναμενόμενο ηλεκτρικό σήμα.
Ο Κίλμπι έχει αποδείξει ότι διαφορετικά μέρη ενός κυκλώματος μπορούν να συνυπάρξουν πάνω σε ένα κοινό ημιαγώγιμο υλικό. Η «τυραννία των αριθμών» μπορεί πλέον να ηττηθεί όχι με περισσότερες συνδέσεις, αλλά με την εξάλειψή τους.
Τον Φεβρουάριο του 1959 υποβάλλει αίτηση για το κρίσιμο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας των «μικροσκοπικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων». Το πεδίο για μια μεγάλη εταιρική και τεχνολογική σύγκρουση έχει ήδη ανοίξει.
Ο δεύτερος πατέρας του microchip
Την ίδια περίπου περίοδο, ένας άλλος μηχανικός εργάζεται πάνω στο ίδιο πρόβλημα στην Καλιφόρνια.
Ο Ρόμπερτ Νόις της Fairchild Semiconductor καταλήγει ανεξάρτητα στην ιδέα του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Η δική του εκδοχή χρησιμοποιεί πυρίτιο και αξιοποιεί την επίπεδη διαδικασία κατασκευής που είχε αναπτύξει ο Ζαν Ερνί. Επιπλέον, προβλέπει την τοποθέτηση μεταλλικών διαδρομών πάνω στην επιφάνεια του chip, ώστε να συνδέονται τα στοιχεία χωρίς τα πρόχειρα εξωτερικά καλώδια του πρωτοτύπου του Κίλμπι.
Ο Κίλμπι απέδειξε πρώτος ότι η ολοκλήρωση είναι δυνατή. Ο Νόις βρήκε τον τρόπο να γίνει πρακτική και κατάλληλη για μαζική παραγωγή.
Ακολουθεί πολυετής μάχη για τις πατέντες ανάμεσα στην Texas Instruments και τη Fairchild. Οι δύο εταιρείες θα καταλήξουν τελικά σε συμφωνίες αμοιβαίας αδειοδότησης, ενώ η Ιστορία θα αναγνωρίσει και τους δύο μηχανικούς ως συνδημιουργούς του ολοκληρωμένου κυκλώματος.
Ο Νόις θα συνιδρύσει αργότερα την Intel, συνδέοντας άμεσα την εφεύρεση με την άνοδο της Silicon Valley. Ο Κίλμπι θα παραμείνει στην Texas Instruments και θα συμμετάσχει, μεταξύ άλλων, στην ανάπτυξη της φορητής ηλεκτρονικής αριθμομηχανής.
Το 2000, ο Κίλμπι τιμάται με το Νόμπελ Φυσικής για τη συμβολή του στην ανάπτυξη του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Ο ίδιος αναγνωρίζει ότι, αν ο Νόις δεν είχε πεθάνει το 1990, πιθανότατα θα μοιράζονταν το βραβείο. Η διάλεξη του Κίλμπι κατά την απονομή του Νόμπελ καταγράφει τόσο την πρώτη του σύλληψη όσο και την παράλληλη διαδρομή του Νόις.
Από τον Ψυχρό Πόλεμο στην τσέπη κάθε ανθρώπου
Τα πρώτα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι πανάκριβα και πολλοί στη βιομηχανία αμφιβάλλουν αν θα αποκτήσουν ποτέ εμπορική αξία. Οι πρώτοι μεγάλοι πελάτες τους δεν είναι τα νοικοκυριά ή οι επιχειρήσεις, αλλά ο αμερικανικός στρατός και το διαστημικό πρόγραμμα.
Οι βαλλιστικοί πύραυλοι Minuteman και οι υπολογιστές καθοδήγησης του προγράμματος Apollo χρειάζονται ηλεκτρονικά συστήματα μικρά, ελαφριά και εξαιρετικά αξιόπιστα. Οι κρατικές παραγγελίες αυξάνουν την παραγωγή, μειώνουν το κόστος και επιταχύνουν την τεχνολογική ωρίμανση των chips.
Σταδιακά, τα ολοκληρωμένα κυκλώματα περνούν στις αριθμομηχανές, στους βιομηχανικούς αυτοματισμούς, στους προσωπικούς υπολογιστές, στα τηλέφωνα και στα αυτοκίνητα. Το άχαρο κομμάτι γερμανίου του 1958 εξελίσσεται σε chips που μπορούν να περιέχουν δισεκατομμύρια τρανζίστορ.
Σήμερα, οι ημιαγωγοί βρίσκονται στον πυρήνα της τεχνητής νοημοσύνης, των τηλεπικοινωνιών, της ενέργειας, των οπλικών συστημάτων και της παγκόσμιας βιομηχανίας. Η δυνατότητα σχεδιασμού και παραγωγής τους δεν αποτελεί μόνο επιχειρηματικό πλεονέκτημα, αλλά γεωπολιτικό όπλο.
Η αξία του «άδειου» χρόνου
Η ιστορία του Κίλμπι συχνά παρουσιάζεται σαν ένα παραμύθι για τον μοναχικό εφευρέτη που άλλαξε τον κόσμο επειδή έμεινε μόνος στο γραφείο. Η πραγματικότητα είναι πιο ενδιαφέρουσα.
Ο Κίλμπι δεν δημιούργησε το ολοκληρωμένο κύκλωμα από το μηδέν. Στηρίχθηκε στο τρανζίστορ, στην επιστήμη των ημιαγωγών και στην τεχνογνωσία μιας μεγάλης εταιρείας. Η εφεύρεσή του χρειάστηκε την παράλληλη συμβολή του Νόις και άλλων μηχανικών για να γίνει μαζικό προϊόν.
Το άδειο εργαστήριο, ωστόσο, του πρόσφερε κάτι που συχνά εξαφανίζεται μέσα στις μεγάλες επιχειρήσεις: χρόνο χωρίς συνεχείς διακοπές και την ελευθερία να αμφισβητήσει τη λύση που ακολουθούσαν όλοι οι υπόλοιποι.
Ο νεοπροσληφθείς μηχανικός δεν κατασκεύασε απλώς ένα μικρότερο κύκλωμα. Άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο η ανθρωπότητα θα κατασκεύαζε στο εξής σχεδόν κάθε ηλεκτρονική συσκευή.
Οι συνάδελφοί του επέστρεψαν από τις διακοπές τους. Ο κόσμος στον οποίο επέστρεψαν, όμως, είχε ήδη αρχίσει να αλλάζει.
