55年の集積回路：チップがすべてを変えました

しばしば注目される記念日ではありませんが、今日、Texas InstrumentsのJack St. Clair Kilbyが最初の集積回路を作成してから55年を迎えます。 それ以来、このチップはエレクトロニクスに革命をもたらし、PCからテレビ、ラジオからスマートフォンまで、最新の情報技術と家電のすべてを支えています。

キルビーは、1958年の夏に、回路に必要なすべての主要部品（トランジスタ、抵抗器、コンデンサ）を同じ材料で作ることができるというコンセプトに取り組み始めました。彼はTIで一人で仕事をしながらアイデアを思いつきました。彼は新しい従業員であり、休暇をとる時間がなかったためです。 電子デバイスに関するIEEE Transactionの記事で、Kilbyは「半導体ハウスが費用対効果の高い方法で作ることができるのは半導体だけだと感じ始めた」と説明しました。実際に必要なのは、特に抵抗とコンデンサをアクティブデバイスと同じ材料で作成できることです。」

彼は休暇から戻ったときにスーパーバイザーにコンセプトを説明し、8月28日に示したディスクリートシリコン素子を使用して回路を構築しました。次に、集積回路、特に位相シフト発振器の作成に注意を向けました。 1958年9月12日に、このタイプの最初の3つの発振器が製造され、1週間後に最初の「フリップフロップ」が作成されました。これは、電流が印加されると1から0または0から1に変化する回路です。 そして、こうして、ICまたは「チップ」とも呼ばれる集積回路の時代に入りました。 （これがTIの作成の説明です。）

その最初のICはかなり大きかった。 単一のトランジスタを含み、1/16 x 7/16インチの大きさで、今日の基準では巨大であり、個々のトランジスタを肉眼で見ることさえできません。 そして、ゲルマニウム結晶で製造されました。 シリコンは後で来るでしょう。 集積回路を作成するためのKilbyのプロセスが標準にならなかったことに注意することが重要です。 翌年、フェアチャイルドセミコンダクターのロバートノイスが率いるチームは、同社のジャンホルニが以前に作成したプレーナトランジスタの上にメタルオーバーオキサイドプロセスを使用して、最初の実用的なモノリシック集積回路と考えられるものを作成しました。 （ノイスは、ゴードンムーアとフェアチャイルドのその他のメンバーと共に、最終的にインテルを設立します。）

今日、私たちはこのチップを不可欠だと考えていますが、初期の段階では、ICを製造するには高価すぎると考え、半導体トランジスタは他の材料で作られたものほど優れていないと考えていた多くの批評家がいました。 彼らは、これらすべてを単一のデバイスに結合すると、あまりエレガントではないものが作成されると信じていました。 キルビーが2000年のノーベル賞講演で説明したように、「モノリシック半導体アプローチが成功することは明らかではありませんでした…ゴードンムーア、ノイス、その他数人、そして私は今後5年間の専門家会議で技術的なエンターテイメントを提供しました。さまざまな小型化システムのメリットについて説明し、議論しました。」

最終的に、アポロミッションやミニットマンミサイルなどのプログラムは、ICが機能することを証明し、計算機はそのアイデアを固めました。

TIとフェアチャイルドは長年にわたって集積回路の特許について議論していましたが、今日では、キルビーとノイスは通常、集積回路の共同発明者と見なされています。 Noyceは1990年に亡くなりました。 Kilbyは2005年に亡くなりました。PCMagazineは1993年に両男性にLifetime Achievement賞を授与しました。当時私はKilbyと話をする機会がありました。

今日、ジャックキルビーが認識していなかったプロセスで製造された数十億個のトランジスタを備えたチップがありますが、55年前に彼は集積回路のパワーを確かに理解していました。 今日の私たちの生活は、それなしでは大きく異なります。