Zostań w domu, zamów taniej!
Nie wychodź z domu i zamów online swoje ulubione pisma 20% taniej. Skorzystaj z kodu rabatowego: czytajwdomu

Robert Noyce - Twórca krzemowej elektroniki

Robert Noyce - Twórca krzemowej elektroniki
Czy gdyby nie wynalezienie sposobu efektywnego wytwarzania krzemowych układów scalonych, historia elektroniki potoczyłaby się inaczej? Czy trwając przy germanie, nie poszlibyśmy jakąś inną drogą rozwoju? A może jednak krzem był "historyczną koniecznością" i prędzej czy później ktoś zbudowałby oparty na nim produkcyjny układ scalony?

Nie wiadomo, czy wynalazca krzemowej elektroniki i założyciel Intela zechciałby się bawić w takie gdybanie. Z historycznych źródeł wynika, że był człowiekiem konkretnym i poważnym. Był też osobą nastawioną na dokonanie czegoś dobrego i użytecznego, a nie na robienie kariery biznesowej i pieniędzy, jako celu samego w sobie.

Robert Norton Noyce
CV: Robert Norton Noyce
Data urodzenia: 12 grudnia 1927 r. w Burlington, Iowa, USA (zm. 3 czerwca 1990 r. w Austin, w Teksasie)
Obywatelstwo: amerykańskie Stan cywilny: dwie żony, czworo dzieci
Majątek: w 2012 r. szacowany na 3,7 mld dolarów
Wykształcenie: Grinnell College, Massachusetts Institute of Technology
Doświadczenie zawodowe: Philco Corporation w Filadelfi i (1953-56), Shockley Semiconductor Laboratory w Mountain View, w Kalifornii (1956-57), Fairchild Semiconductor (1957-68), Intel - współzałożyciel i prezes do końca życia
Dodatkowe osiągnięcia: medal honorowy IEEE (1978 r.), Medal Faradaya (1979 r.), Nagroda Harolda Pendera (1980 r.), Medal Johna Fritza (1989 r.), wiele innych nagród amerykańskich i międzynarodowych Zainteresowania: lotnictwo, narciarstwo, pływanie

Świńska afera

Urodził się w 1927 r., jako trzeci syn wielebnego Ralpha Brewstera Noyce’a. Pokonywał swojego tatę w ping pongu i któregoś dnia przeżył wstrząs, gdy mama powiedziała: "Czy to nie miłe ze strony taty, że pozwala ci wygrywać?"

Bo on przegranej od najmłodszych lat nie akceptował. Już jako chłopiec zabłysnął talentem technicznym.

Razem z bratem zbudował model samolotu, zmontował samodzielnie radio i nawet przerobił swoje sanki na skuter śnieżny, domontowując do nich stary silnik.

Mieszkał z rodzicami w miejscowości Grinell, w stanie Iowa, i tam też przechodził kolejne etapy edukacji - skończył miejscową szkołę średnią oraz Grinnell College w 1949 r.

Choć miał duże osiągnięcia w nauce, nie był typowym prymusem. Odnosił sukcesy w sporcie (skoki do wody) i sprawiał kłopoty wychowawcze.

Za kradzież prosiaka i upieczenie go na terenie szkoły miał zostać z niej relegowany i groziła mu nawet kara roku więzienia. Wstawił się za nim nauczyciel fi zyki, któremu zależało na nieprzeciętnie zdolnym uczniu.

Noyce po wielu perypetiach wrócił do college’u, ukończył szkołę z wyróżnieniem, zaś od swoich kolegów otrzymał nawet specjalną nagrodę dla "tego, który osiągnął najwięcej najmniejszym nakładem pracy."

Wspomniany profesor fi zyki, Grant Gale, który wyciągnął Noyce’a ze "świńskiej afery", nie był zwyczajnym prowincjonalnym nauczycielem.

Miał w swoich zbiorach dwa egzemplarze z serii pierwszych stworzonych w laboratoriach Bella tranzystorów. Demonstrował je oczywiście uczniom, a młody Robert (1) wpadł w prawdziwą fascynację owymi cudami techniki lat 40.

To profesor Gale zasugerował przyszłemu twórcy Intela studia doktoranckie w Massachusetts Institute of Technology.

W 1953 r. Noyce uzyskał doktorat w MIT. Po trzech latach pracy w Philco Corporation w Filadelfi i dołączył do odkrywcy tranzystora Williama Shockleya i podjął pracę w Shockley Semiconductor Laboratory.

Szybko okazało się, że Noyce i siedmiu innych pracowników fi rmy przewyższają resztę swoimi kompetencjami. W grupie tej był m.in. Gordon Moore, od którego nazwiska będzie pochodzić później słynne prawo wzrostu liczby tranzystorów w układach scalonych.

Młody Robert Noyce
1. Młody Robert Noyce
 

Ich umiejętności zostały dostrzeżone przez szefa, samego Williama Shockleya, noblisty z 1956 roku.

Przydzielił ich do nowatorskiego projektu, w którym prowadzono badania nad diodą czterowarstwową. Shockley okazał się jednak beznadziejnym menedżerem.

Potrafi ł być drażniąco agresywny i konfl iktowy, rywalizując nawet z własnymi pracownikami. Ośmiu zdolnych (Traitorous Eight - "Zdradziecka Ósemka", jak ich nazywał podobno Shockley), postanowiło w końcu odejść.

Noyce krótko potem stworzył własny biznes zajmujący się produkcją półprzewodników. Zatrudnienie znalazła w nim również reszta jego kolegów, która porzuciła Shockley Semiconductor Laboratory.

Wystąpił o dofi nansowanie swojej działalności do Fairchild Camera and Instrument, przedsiębiorstwa zajmującego się produkcją sprzętu fotografi cznego. Menedżer tej fi rmy był pod wrażeniem porywającej wizji, jaką roztoczył przed nim Noyce i w 1957 r. powstała Fairchild Semiconductor.

Układ scalony i sporny

Pracując w Fairchild Semiconductor, w 1959 r. Noyce wynalazł i dwa lata później opatentował stosowaną do dziś przez producentów mikroprocesorów technologię wytwarzania układów scalonych na płytce krzemowej. Od tego patentu rozpoczęła się też długa walka prawna z Jackiem Kilbym, który pracował wówczas dla Texas Instruments i w październiku 1958 r. stworzył pierwszy układ scalony na podłożu z płytki germanowej.

 Model układu scalonego Roberta Noyce’a z 1961 r.
2. Model układu scalonego Roberta Noyce’a z 1961 r.

Konstrukcja tego układu, choć nagrodzona po latach Noblem, nie miała perspektyw rozwoju. Były to dwa tranzystory, kilka oporników i kondensatorów, wykonane na wspólnym podłożu i połączone ze sobą drutem złotym. Noyce zbudował swój pierwszy układ scalony (2) blisko pół roku później.

Rozwiązał skutecznie problem połączeń wewnętrznych w układach scalonych za pomocą ścieżek aluminiowych, naparowanych na płytkę krzemową i wytrawionych według określonego wzoru. Najważniejszym jednak jego wynalazkiem, do dziś stanowiącym podstawę technologii wytwarzania układów scalonych, była technologia planarna.

Polega ona na wykorzystaniu maskujących właściwości warstwy SiO2 otrzymanej na podłożu Si, przy czym przez otwory (okna) wytrawione w SiO2 z zastosowaniem fotolitografi i prowadzi się selektywną dyfuzję domieszek boru lub fosforu, otrzymując lokalne obszary typu p lub typu n. Odpowiedź na pytanie kto w rzeczywistości wynalazł układ scalony - Kilby czy Noyce (3) jest otwarta do dnia dzisiejszego.

Sąd Najwyższy USA przyznał patent Noyce’owi, za to Kilby otrzymał w 2000 r. za ten wynalazek Nagrodę Nobla. Faktem niezaprzeczalnym jest, że to Jack Kilby pierwszy wpadł na pomysł, aby wszystkie elementy obwodu elektrycznego - nie tylko tranzystory, ale również oporniki czy kondensatory potrzebne do jego funkcjonowania - wykonać z jednego kawałka półprzewodnika, łącząc poszczególne elementy metalowymi paseczkami lub, w razie potrzeby, rozdzielając je od siebie odpowiednim izolatorem.

Jednak to Noyce’a, który swój układ zbudował niezależnie, uznaje się za ojca układów scalonych krzemowych, wytwarzanych przez kolejne dekady w masowej skali.

Jack Kilby i Robert Noyce
3. Jack Kilby i Robert Noyce

Czas Intela

Robert Noyce był dyrektorem generalnym, a Moore szefem działu badań i rozwoju Fairchild Semiconductor. Firma była jednak nadal pod zarządem Fairchild Camera and Instrument, której zarząd zajmował się wieloma branżami poza branżą półprzewodnikową, nie traktując jej priorytetowo, przynajmniej do tego stopnia, jak życzyliby sobie tego Noyce i Moore.

Procesor Intel 4004
4. Procesor Intel 4004

W połowie lat 60. rada nadzorcza Fairchild Camera and Instrument postanowiła, że Noyce już nie będzie menedżerem w tej fi rmie.

Wtedy to wraz z Gordonem Moore’m postanowił on stworzyć własną fi rmę, gdzie obaj będą mogli produkować układy scalone wg własnego projektu. Sami wyłożyli na to po 250 tys. dolarów, do tego zdobyli dodatkowo 2,5 mln dolarów kapitału inwestycyjnego.

Ich odejście miało miejsce w 1968 r. Pierwotnie fi rma dwójki wynalazców miała nazywać się Moore Noyce, co jest żartobliwym nawiązaniem do sformułowania more noise (z ang. "więcej hałasu").

Jednak w końcu uznali, że nie byłaby to zbyt szczęśliwa nazwa dla działalności związanej z elektroniką, gdyż w tej dziedzinie hałas, czy inaczej szum, jest zjawiskiem niepożądanym w działaniu urządzeń.

Ostatecznie zgodzili się na nazwę NM Electronics. Po roku nazwa została zmieniona na Integrated Electronics, której skrót "Intel" wszedł do historii i trwa jako jeden z symboli epoki komputerów. Trzy lata później na rynku pojawił się pierwszy czterobitowy procesor 4004 (108 kHz) produkcji Intela (4). Miał on wymiary 0,32 x 0,16 cm, zawierał nieco ponad 2 tys. tranzystorów i był produkowany w 10-mikronowej technologii PMOS.

Potem poszło szybko, zgodnie z prawem Moore’a, a Noyce czuwał nad tym, aby rozwój technologii nie zwalniał. Jako menedżer - już zresztą w Fairchild - Noyce słynął z tego, że utrzymywał swobodną atmosferę w pracy, traktując załogę nieomal jak rodzinę, zachęcając i nagradzając pracę zespołową. Ten pozbawiony sztywnych, hierarchicznych reguł model stał się wzorem dla wielu powstających potem w Kalifornii firm z branży IT.

. Andrew Grove, Robert Noyce i Gordon Moore w 1978 r.
5. Andrew Grove, Robert Noyce i Gordon Moore w 1978 r.

Do dwóch kolegów dołączył wkrótce po założeniu firmy Andrew Grove (5), późniejszy wieloletni prezes, niepodzielający zresztą poglądów Noyce’a na temat stylu zarządzania.

To właśnie Noyce uchodzi za pomysłodawcę systemu wynagradzania pracowników za pomocą opcji na akcje firmy, zamiast udziału w zyskach. Uważano go też za wielkiego zwolennika stosowania rygorystycznych zasad etyki w biznesie.

Był twórcą specyficznego, opartego na docenianiu wiedzy a nie stanowisk, stylu zarządzania. Nazwano go "burmistrzem Krzemowej Doliny" (ang. The Mayor of Silicon Valley) nie bez przyczyny.

Firma współzałożona przez Roberta stała się nieodłączną częścią rewolucji komputerowej trwającej przez kilka następnych dekad. A hasło Intel Inside (z ang. "Intel jest w środku") to jedno z najważniejszych zręcznych sformułowań naszej technologicznej epoki.

Dalszy, intelowy życiorys Noyce’a (6) był ściśle związany z kolejnymi generacjami chipów i wynalazkami, które nieodmiennie zgadzały się z prawem sformułowanym przez kolegę. Na początku lat 70. postanowił razem z Moore’m zająć się zaniedbywaną dotychczas kwestią pamięci w komputerach. Miał też, jako doradca, swój udział w wynalazku mikroprocesora autorstwa Teda Hoffa. Wkrótce pojawił się pierwszy model mikroprocesora Intela - 4004 CPU.

W latach 80. podjął walkę z Japończykami i ich, jak to oceniał, nieuczciwą konkurencją, jakiej mieli się dopuszczać wobec amerykańskiego przemysłu komputerowego. Uważał, że nie fair jest zamykanie rynku japońskiego na towary z zewnątrz, przy jednoczesnym zarzucaniu Ameryki tanią elektroniką, sprzedawaną często poniżej kosztów produkcji.

Karta pracownicza Roberta Noyce’a w Intelu
6. Karta pracownicza Roberta Noyce’a w Intelu
 

W 1988 r. przeniósł się do Teksasu, aby kierować konsorcjum badawczym Semtech, utworzonym przez czternaście firm produkujących układy półprzewodnikowe. Celem tej grupy stało się niwelowanie dystansu do japońskiego sektora elektronicznego. Nie było to przedsięwzięcie udane i wzbudzało wiele kontrowersji. Pod koniec życia nasz bohater wycofał się z tej działalności.

Zmarł nagle w 1990 r. na atak serca. Pozostawił Robert Noyce Foundation, instytut sponsorujący badania naukowe i technologiczne, kierowany obecnie przez jego córkę, Penny Noyce. W ostatnim wywiadzie, jakiego udzielił, został zapytany: "Co by pan zrobił, będąc ‚cesarzem’ Stanów Zjednoczonych". Odpowiedział: "Chciałbym m.in. przygotować następne pokolenie do życia w erze hi-tech, a więc zadbać o edukację, od początku, od tych najuboższych aż po wyższe szkolnictwo."