Необходимость в создании полупроводниковых транзисторов стала очевидной во время Второй мировой войны: хрупкие вакуумные ламповые диоды и триоды плохо показали себя во время боевых действий. Например, рации часто выходили из строя из-за неизбежной тряски и ударов.
После окончания войны, в 1945 году, в лаборатории Белл была создана группа, которая всерьёз занялась разработкой полупроводникового триода. Нужно отметить, что в конце 1940-х годов лаборатория Белл представляла собой гигантскую научную организацию: в ней работали 5700 человек. Такая мощная лаборатория могла легко сформировать группу в тридцать человек – и бросить её на развитие какой-то важной темы.
Команду по разработке полупроводникового триода возглавил Уильям Шокли. Он предлагал создать такое устройство, взяв диод или два соединённых кристалла полупроводника – и приложив к ним внешнее электрическое поле. Многочисленные опыты показали, что ничего из этой идеи не выходит. К группе присоединился блестящий теоретик Джон Бардин, который организовал с экспериментатором Уолтером Браттейном очень работоспособный союз. Бардин и Браттейн отклонились от плана Шокли – и добились успеха в создании одного из типов транзисторов, о чём лаборатория Белл объявила в 1947 году. Термин «транзистор» в ходе объявленного внутри лаборатории Белл конкурса предложил инженер Джон Пирс.
– А что, транзисторов может быть не один тип? – удивилась Галатея.
– Конечно, – сказала Дзинтара. – Сейчас уже известно множество типов транзисторов, которые управляются промежуточным контактом. Электрическое напряжение на управляющем контакте тем или иным способом меняет процесс движения электронов и дырок по кристаллу, то разрешая прохождение тока по кристаллу, то запирая его.
Шокли был очень самолюбивым человеком: он рассердился, что его обогнали, – и стал секретно разрабатывать свою версию транзистора, одновременно начав придираться к слишком самостоятельным Бардину и Браттейну. В результате они ушли из группы Шокли, причем Бардин сосредоточился на теории сверхпроводимости, за которую впоследствии получил Нобелевскую премию.
Шокли, терзаемый демоном самолюбия, решил перейти в бизнес и в 1955 году тоже покинул лабораторию фирмы Белл. В начале 1956 года он основал в калифорнийском городке Пало-Альто, где жила его мать, частную компанию по производству полупроводниковых транзисторов, в которую набрал три десятка молодых талантливых специалистов. В конце 1956 года Шокли, Бардину и Браттейну присудили Нобелевскую премию по физике за создание транзистора. Это событие только подстегнуло авторитарный стиль руководства Шокли.
В результате в 1957 году группа из восьми ведущих специалистов уволилась из лаборатории Шокли и при поддержке финансиста Шермана Файрчайлда организовала новую компанию, которая за несколько лет стала крупнейшим производителем полупроводников, лидером новой области промышленности. Здание этой компании является сейчас историческим памятником.
В группе физиков и инженеров, покинувших лабораторию Шокли, были: Джулиус Бланк, Виктор Гринич, Джин Кляйнер, Джей Ласт, Гордон Мур, Роберт Нойс, Шелдон Робертс и Жан Эрни. Эта восьмёрка вошла в историю как «вероломная восьмёрка» или «восьмёрка предателей» – явно в соответствии с точкой зрения рассерженного Шокли. Именно они и стали катализатором новой индустрии полупроводников.
– Опять бунтари добиваются успеха, – пробормотала Галатея.
– Новая компания быстро разбогатела, после чего Файрчайлд воспользовался своим правом и выкупил у «восьмёрки» их акции, переведя инженеров из партнёров в наёмные сотрудники. Это было плохим решением: члены восьмёрки стали уходить из компании Файрчайлда и организовывать свои, не менее успешные электронные компании. Например, Мур и Нойс в 1968 году стали основателями ныне всемирно известной компании «Интел» по производству компьютерных процессоров. В 2015 году в «Интел» работали более ста тысяч сотрудников, и эта компания обладала капиталом более чем в 100 миллиардов долларов.
В результате распада лаборатории Шокли и ухода из неё «вероломной восьмёрки», вокруг Пало-Альто возникла так называемая «Кремниевая долина». Лаборатория Шокли не смогла оправиться от ухода талантливой молодежи – и через несколько лет тихо прекратила своё существование.
«Кремниевая долина» стала символом нового времени и местом, где выросли мощные заводы по производству электроники и крупнейшие состояния века. Полупроводниковые диоды и транзисторы позволили перейти от электронных устройств на основе громоздких и ненадёжных вакуумных ламп к современным компактным устройствам – мобильным телефонам и компьютерам, радиоприёмникам и телевизорам.
Спутники связи несут на своём борту миллионы микроскопических полупроводниковых деталей, оставаясь небольшими и лёгкими – что очень важно для запуска этих спутников. Процесс миниатюризации зашёл очень далеко – возникли даже космические нано– и пикоспутники весом в килограммы и сотни граммов. Инженеры надеются создать электронное устройство из многих миллиардов транзисторов, которое будет сопоставимо по мощности с человеческим мозгом.
– Неужели у меня такой мощный мозг? – удивилась Галатея и потрогала голову руками.
Примечания для любопытных
Фредерик Гутри (1833–1886) – видный британский учёный, который в 1873 году открыл принцип действия вакуумного диода.
Вильям Генри Иксл (1875–1966) – видный британский физик, который ввёл в обиход термин «диод».
Гринлиф Пикард (1877–1956) – видный американский инженер, один из пионеров радио. Создал около 1900 года первый радиоприёмник на основе кристаллического диода.
Ли де Форест (1873–1961) – видный американский инженер, создавший в 1906 году ламповый триод. Считается одним из отцов «века электроники».
Юлиус Лилиенфелд (1882–1963) – немецко-американский инженер, родившийся во Львове (Австро-Венгрия). Предложил и запатентовал в 1925 году полупроводниковый триод.
Оскар Хейл (1908–1994) – немецкий физик и изобретатель. Запатентовал полевой транзистор в 1934 году.
Агнесса Николаевна Арсеньева (1901–1991) – советский физик, работавшая со своим мужем О. Хейлом в Кавендишской лаборатории. В 1934 году, как и П. Капице, ей был запрещён выезд за границу из СССР.
Уильям Шокли (1910–1989) – видный американский физик и изобретатель. Возглавлял группу, создавшую современный полупроводниковый транзистор. Получил Нобелевскую премию по физике в 1956 году.
Уолтер Браттейн (1902–1927) – видный физик, сотрудник лаборатории Белл, создатель современного транзистора. Получил Нобелевскую премию по физике в 1956 году.
Джон Пирс (1910–2002) – американский инженер, сотрудник лаборатории Белл, предложивший термин «транзистор». Лауреат премии Маркони.
Гордон Мур (р. 1929) – выдающийся американский инженер и предприниматель, представитель «вероломной восьмёрки», основатель полупроводниковой компании Файрчайлд и компании «Интел». Состояние на 2015 год – около 7 миллиардов долларов. Вывел закон Мура о том, что количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 2 года.
