55 anos de circuitos integrados: o chip mudou tudo

Não é um aniversário que costuma ser notado, mas hoje marca 55 anos desde a criação do primeiro circuito integrado por Jack St. Clair Kilby, da Texas Instruments. Desde então, o chip revolucionou a eletrônica, sustentando toda a tecnologia da informação moderna e a eletrônica de consumo, de PCs a televisores, de rádios a smartphones.

Kilby começou a trabalhar no conceito de que todas as principais partes necessárias para um circuito - transistores, resistores e capacitores - poderiam ser fabricadas com o mesmo material no verão de 1958. Ele teve a ideia enquanto trabalhava sozinho na TI laboratório porque ele era um novo funcionário e não tinha férias chegando. Em um artigo para IEEE Transaction on Electron Devices, Kilby descreveu como "começou a sentir que a única coisa que uma casa de semicondutores poderia produzir de maneira econômica era um semicondutor. Pensamentos adicionais me levaram à conclusão de que semicondutores eram tudo o que eram". realmente necessário - que resistores e capacitores, em particular, possam ser fabricados com o mesmo material que os dispositivos ativos ".

Ele explicou o conceito ao supervisor quando voltou das férias e construiu um circuito usando elementos discretos de silício, demonstrados em 28 de agosto. Em seguida, voltou sua atenção para a criação de um circuito integrado, em particular um oscilador de mudança de fase. Em 12 de setembro de 1958, os três primeiros osciladores deste tipo foram produzidos e uma semana depois veio a criação do primeiro "flip-flop", um circuito que muda de 1 para 0 ou de 0 para 1 quando a corrente é aplicada. E assim entramos na era do circuito integrado, também chamado de IC ou "chip". (Aqui está o relato da TI da criação.)

Aquele primeiro IC foi bem grande; ele continha um único transistor e media 1/16-por-7/16 polegadas, enorme pelos padrões de hoje, onde você nem pode ver transistores individuais a olho nu. E foi fabricado em um cristal de germânio; o silício viria mais tarde. É importante notar que o processo de Kilby para fabricar circuitos integrados nunca se tornou o padrão. No ano seguinte, uma equipe liderada por Robert Noyce na Fairchild Semiconductor criou o que é considerado o primeiro circuito integrado monolítico prático, usando um processo de metal sobre óxido em cima de transistores planares, que haviam sido criados anteriormente pela empresa Jean Hoerni. (Noyce, juntamente com Gordon Moore e outros da Fairchild acabariam por formar a Intel.)

Hoje, consideramos o chip indispensável, mas, nos primeiros anos, muitos críticos achavam que os CIs eram muito caros para produzir e achavam que os transistores semicondutores não eram tão bons quanto os feitos com outros materiais. Eles acreditavam que combinar todas essas coisas em um único dispositivo criava algo que não era muito elegante. Como Kilby descreveu em sua palestra no Prêmio Nobel em 2000, "não era óbvio que a abordagem de semicondutores monolíticos seria bem-sucedida… Gordon Moore, Noyce, alguns outros, e eu fornecemos entretenimento técnico em reuniões profissionais pelos próximos cinco anos como descrevemos e debatemos o mérito dos vários sistemas de miniaturização ".

Eventualmente, programas como a missão Apollo e o míssil Minuteman provaram que os CIs poderiam funcionar, e a calculadora consolidou a idéia.

A TI e Fairchild discutem sobre patentes de circuitos integrados há anos, mas hoje Kilby e Noyce são normalmente considerados co-inventores do circuito integrado. Noyce faleceu em 1990; Kilby faleceu em 2005. A PC Magazine concedeu a ambos um prêmio Lifetime Achievement em 1993. Tive a oportunidade de conversar com Kilby na época e ele foi gentil, mas firme, com seu papel na criação de uma das tecnologias mais importantes do mundo moderno.

Hoje, temos chips com bilhões de transistores fabricados em processos que Jack Kilby talvez não reconhecesse, mas ele certamente entendeu a potência do circuito integrado há 55 anos. Nossas vidas hoje seriam muito diferentes sem ele.