Come un ingegnere della Texas Instruments ha creato il circuito integrato

Aug 12, 2023

Quando Jack Kilby iniziò a lavorare come ingegnere presso la Texas Instruments (TI) con sede a Dallas nel 1958, il Texas stava attraversando la peggiore siccità mai registrata. Dal momento che non aveva accumulato abbastanza tempo personale per prendersi una vacanza a luglio, Kilby si ritrovò bloccato in ufficio con tempo a disposizione.

Nell'episodio 9 di The Engines of Texanity, parliamo di come Kilby abbia utilizzato quel tempo per risolvere un problema di ingegneria che avrebbe rivoluzionato l'informatica moderna.

Fondata per raccogliere ed elaborare dati sismici per l'esplorazione petrolifera, TI è diventata mainstream nel 1954 adattando la propria tecnologia per produrre la Regency TR-1, una radio a transistor tascabile. La tecnologia chiave era il transistor, inventato dai Bell Labs nel 1947 per sostituire l'ingombrante e costosa valvola a vuoto. Il transistor è un semiconduttore che regola o amplifica i segnali in un circuito elettronico.

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Ma i transistor non erano facili da installare, dovevano essere collegati insieme e saldati a mano. Un dispositivo con 1.000 transistor potrebbe richiedere 10.000 connessioni saldate. Una cattiva connessione renderebbe l'intero dispositivo inutilizzabile.

Gli ingegneri precedenti si erano concentrati sulla riduzione di ogni componente. Kilby mirava a miniaturizzare l'intero circuito, rendendosi conto che tutti gli elementi del circuito potevano essere realizzati su un'unica fetta di materiale semiconduttore. Puntando sulle prestazioni dei componenti, Kilby risolse il vero problema: come progettare un circuito veramente integrato che potesse essere prodotto dalle macchine, su larga scala, a basso costo.

Il 12 settembre 1958, Kilby dimostrò il suo prototipo, un patchwork dall'aspetto grezzo di cablaggio in germanio, alluminio e oro che conteneva un transistor, un condensatore e tre resistori tutti su un unico chip. Kilby si concentrava più sulla performance che sull'apparenza: il prototipo sembrava il progetto artistico fallito di un bambino. Ma ha funzionato.

Dopo aver perfezionato il prototipo di Kilby, TI depositò un brevetto nel febbraio 1959 e lo presentò alla convention annuale dell'Institute of Radio Engineers di marzo, dove solo un'azienda ne apprezzò il potenziale impatto: Fairchild Semiconductor. Anche Robert Noyce, cofondatore di Fairchild, aveva sperimentato i concetti di circuiti integrati.

Noyce ha rivisto il design di Kilby realizzando un chip a base di silicio che eliminava i cavi d'oro esposti. Nel luglio 1959 Noyce depositò un brevetto per il proprio circuito integrato.

Nel 1961, Noyce ricevette il primo brevetto statunitense per un circuito integrato perché i disegni di TI nella sua domanda di brevetto non corrispondevano esattamente al progetto reale. Ciò diede inizio a un decennio di contenzioso tra TI e Fairchild, che alla fine si concluse con l'accordo delle due parti di concedersi reciprocamente licenze illimitate e reciproche per l'uso e la produzione del circuito integrato.

Il discorso “Scegliamo di andare sulla Luna” del presidente John F. Kennedy alla Rice University nel 1962 scatenò un'ondata di spese da parte della NASA – e i circuiti integrati erano particolarmente adatti e necessari per il volo spaziale. Il governo degli Stati Uniti deteneva l'intero mercato dei circuiti integrati fino al 1964. Il programma Apollo aveva acquistato più di 1 milione di circuiti integrati al momento dello sbarco sulla Luna nel 1969.

Datapoint, con sede a San Antonio, fondata dagli ex appaltatori della NASA Gus Roche e Phil Ray nel 1968, ha applicato il circuito integrato alle macchine Teletype, dispositivi comunemente utilizzati negli uffici aziendali per inviare e ricevere messaggi digitati. Installando tastiere alfabetiche, schermi per rivedere i messaggi e ricevitori per ricevere messaggi istantaneamente e silenziosamente, il terminale Datapoint 3300, così come il Datapoint 2200 aggiornato e programmabile dall'utente, è diventato un precursore del personal computer.

L'Accademia Nazionale delle Scienze ha descritto l'invenzione del circuito integrato da parte di Kilby come il catalizzatore della “Seconda Rivoluzione Industriale”. Ha lanciato l’era dei computer, accelerato la concentrazione della popolazione nelle aree urbane e ha contribuito a migliorare il tenore di vita comparativo di quasi tutti gli abitanti del pianeta.