Журнал «Вокруг Света» №6 за 2003 год

Журнал Вокруг Света

Именно поэтому, прекрасно понимая необходимость создания благоприятной почвы для такого симбиоза, Терман не жалел ни усилий, ни времени на то, чтобы в ходе неоднократных бесед добиться согласия Уильяма Шокли – изобретателя транзистора – вернуться после получения им за это изобретение Нобелевской премии в 1956 году в Пало-Алто. Видимо, Терману что-то подсказывало, что практически сразу по возвращении Уильям откроет и возглавит первую полупроводниковую фирму Shockley Semiconductor Lab., давшую начало всей полупроводниковой промышленности.

Спасение нации

Основы разработок современного электронного оборудования уходят корнями в середину 1930-х годов. Место действия – Пало-Алто

и Стэнфорд. Бывший студент университета Расселл Варьян присоединился к разработкам Фила Фарнсворта. Этот альянс лег в основу возникновения одной из последних точек в развитии телевидения. Электронная люминесцентная трубка, усовершенствованная Варьяном и соединенная с разработанными Фарнсвортом методами электростатической фокусировки и магнитного отклонения (развертки) электронных лучей, оказалась очень практичным изделием, давшим толчок массовому распространению телевидения. Таким образом, изобретенная еще в 1897 году Карлом Фердинандом Брауном из Страсбургского университета электронно-лучевая трубка приняла почти современный вид. Завершающим штрихом на пути к электронному телевидению стал изобретенный в 1931 году Владимиром Зворыкиным, в это время уже работавшим в Америке, «иконоскоп» – первая передающая электроннолучевая трубка, иначе говоря, электровакуумное устройство, переводящее обычное оптическое изображение в последовательность электрических сигналов.

Тем временем Европа была накануне войны. Варьян, вместе со своим братом Сигурдом, просиживал в стэнфордских лабораториях сутки напролет, изучая микроволновые излучения. В результате миру явился клистрон – электровакуумный прибор, способный усиливать и генерировать СВЧ-колебания, используемые в радиолокационных установках. В битве за Британию это радарное оборудование использовали Королевские вооруженные силы, которые, обретя способность «видеть за горизонтом», перехватывали немецкие бомбардировщики еще на подлете. Вторая мировая война подтолкнула американское правительство к активному финансированию зарождающихся технологий. Калифорния получила почти 4О миллионов долларов – на оборонные контракты и технологическое оснащение новых заводов.

Большой прорыв

В 1946-м в Университете штата Пенсильвания компанией Sperry—Rand была создана огромная вычислительная машина, известная как ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer, Электронный Числовой Интегратор и Вычислитель). Это электронное устройство имело в своем составе более чем 18 тысяч вакуумных ламп и тысячи электромеханических реле и ферритовых ячеек памяти. В ответ на запрос каждая такая ячейка, переходя из состояния включения к выключению, представляла ответ «да» или «нет», то есть хранила один бит информации.

В декабре 1947-го произошло чрезвычайно важное событие. Трое инженеров лаборатории компании AT&T Bell Telephone Джон Бардин, Уильям Шокли и Уолтер Брэттайн успешно продемонстрировали возможность усиления электрического тока, используя кристаллический триод – полупроводниковый транзистор. Их идея была основана на управлении потоком электронов, проходящим через 3-слойную полупроводниковую структуру. (Предложенный термин «транзистор» переводится как «трансформирование сопротивления», но здесь, в отличие от обычного трансформатора, изменение тока и напряжения носит такой характер, что мощность выходного сигнала оказывается существенно больше входной.)

Эти трое всеми силами стремились найти альтернативу ненадежным вакуумным лампам. И их усилия не пропали даром. Произошло рождение транзистора – компактного электрического «изменяемого сопротивления», без которого близящаяся хай-тек-революция была бы просто невозможна. В течение 1950-х электронные компании начали во множестве обустраиваться в Пало-Алто и соседних с ним городках наподобие Маунтин-Вью. В Долину пришла General Electric. На юге,

в Сан-Хосе, расположился огромный исследовательский центр IBM. Таким образом, начался период укоренения и расцвета. Примерно тогда же Уильям Шокли открыл в Пало-Алто Shockley Transistor Laboratories. Будучи великолепно оборудованной, она стала истинной кузницей для целого корпуса инженеров, чьи организованные впоследствии собственные фирмы сделались основой нынешней Долины.

Кремний и германий – весьма распространенные элементы земной коры, а потому недостатка в исходном материале для микроэлектроники не предвиделось. Шокли все свои предпочтения отдавал германию. В компании по поводу выбора главного полупроводника возник ожесточенный диспут. Многие инженеры, в том числе и Гордон Мур, остановились на кремнии – как на более жаростойком и технологически удобном материале и в 1957-м покинули несогласного с ними Шокли.

Через год к ним присоединился Роберт Нойс. В Маунтин-Вью под его руководством была основана Fairchild Semiconductor– компания, вошедшая в историю как первая, наладившая успешное массовое производство микроэлектронных кремниевых устройств, содержащих большое количество цифровых логических элементов и простейших ячеек памяти. Так произошло рождение интегральных микросхем.

Основа массового производства дешевых микросхем – планарная технология, была разработана в 1959 году. Возможность параллельного изготовления большого количества транзисторов, диодов и резисторов на одной плоской кремниевой пластине стала поистине технологической революцией, и с этого момента победное шествие микроэлектроники приняло совсем иные масштабы.

Через 10 лет Мур вместе с Нойсом оставили Fairchild и при поддержке проницательного инвестора Артура Рока «запустили» компанию по имени Intel. Название представляет собой сокращение от словосочетания «интегрированная электроника». Поначалу компания сосредоточилась на изысканиях по увеличению количества токопроводящих дорожек и ячеек памяти, которые могли быть размещены на кремниевом кристалле. Их чипы полупроводниковых интегральных микросхем, с постоянно увеличивающейся плотностью памяти, скоро стали индустриальным стандартом де-факто. К 1970-у эта индустрия выросла до 15 компаний, и вот тут-то грянула Компьютерная Революция.

В 1971-м инициированный Intel процесс миниатюризации микросхем завершился созданием того, что являлось для молодой промышленности воистину «Святым Граалем» – «компьютером-на-чипе». Эти «микропроцессоры» очень быстро научились делать сначала миллионы, а затем – и миллиарды цифровых логических операций в секунду. Таков был ключевой поворотный момент в истории развития электронных вычислений. Начиная с этого времени емкость и быстродействие чипов в среднем удваивались каждые 2 года по закону Мура. И хотя пределы роста емкости и скорости для кремниевых микросхем видны уже сегодня – не за горами новые нанотехнологии, готовые заткнуть за пояс любой современный Пентиум.

Далее – везде

Постепенно Кремниевая долина вышла далеко за пределы своих начальных границ. Долгое время так называли пять городков в окрестностях Стэнфордского университета – Пало-Алто, Саннивейл, Маунтин-Вью, Купертино и Санта-Клара. Сегодня Кремниевой долиной именуется вся экономическая зона – от Сан-Франциско до Сан-Хосе включительно. Ее границы расширились во многом благодаря буму «доткомов» (от английского dotcom, или .com – собирательное именование венчурных компаний, осуществляющих проекты в области коммерческого использования Интернета). Впрочем, бум, как это частенько случается, завершился спадом. А после завершения закрепившегося ныне состояния стабилизации аналитики ожидают скорого роста финансовой активности вокруг самого перспективного детища начала XXI века – биотехнологий, продолжая вкладывать деньги в пока еще Кремниевую долину.