Wie ein Ingenieur von Texas Instruments den integrierten Schaltkreis entwickelte

Aug 12, 2023

Als Jack Kilby 1958 als Ingenieur bei Texas Instruments (TI) mit Sitz in Dallas anfing, erlebte Texas die schlimmste Dürre aller Zeiten. Da er nicht genug persönliche Zeit gesammelt hatte, um im Juli Urlaub zu nehmen, saß Kilby mit Zeitmangel im Büro fest.

In Episode 9 von „The Engines of Texanity“ sprechen wir darüber, wie Kilby diese Zeit nutzte, um ein technisches Problem zu lösen, das die moderne Datenverarbeitung revolutionieren sollte.

TI wurde gegründet, um seismische Daten für die Ölexploration zu sammeln und zu verarbeiten. 1954 gelangte TI in den Mainstream, indem es seine Technologie anpasste und das Regency TR-1 herstellte – ein Transistorradio im Taschenformat. Die Schlüsseltechnologie war der Transistor, der 1947 von Bell Labs erfunden wurde, um die sperrige und teure Vakuumröhre zu ersetzen. Der Transistor ist ein Halbleiter, der Signale in einer elektronischen Schaltung regelt oder verstärkt.

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Der Einbau von Transistoren war jedoch nicht einfach, da sie miteinander verkabelt und von Hand verlötet werden mussten. Ein Gerät mit 1.000 Transistoren könnte 10.000 Lötverbindungen erfordern. Eine schlechte Verbindung würde das gesamte Gerät funktionsunfähig machen.

Frühere Ingenieure hatten sich darauf konzentriert, jede Komponente kleiner zu machen. Kilby wollte die gesamte Schaltung miniaturisieren und erkannte, dass alle Schaltungselemente auf einer einzigen Scheibe Halbleitermaterial hergestellt werden könnten. Indem er sich auf die Leistung der Komponenten einließ, löste Kilby das eigentliche Problem: wie man einen wirklich integrierten Schaltkreis entwirft, der maschinell in großem Maßstab und kostengünstig hergestellt werden kann.

Am 12. September 1958 stellte Kilby seinen Prototyp vor, einen grob aussehenden Flickenteppich aus Germanium-, Aluminium- und Goldverkabelung, der einen Transistor, einen Kondensator und drei Widerstände auf einem Chip enthielt. Kilby legte mehr Wert auf Leistung als auf das Aussehen – der Prototyp sah aus wie das gescheiterte Kunstprojekt eines Kindes. Aber es hat funktioniert.

Nachdem Kilbys Prototyp verfeinert worden war, meldete TI im Februar 1959 ein Patent an und stellte es im März auf der Jahrestagung des Institute of Radio Engineers vor, wo nur eine Firma die potenziellen Auswirkungen erkannte: Fairchild Semiconductor. Robert Noyce, Mitbegründer von Fairchild, hatte ebenfalls mit Konzepten integrierter Schaltkreise experimentiert.

Noyce überarbeitete Kilbys Design, indem er einen Chip auf Siliziumbasis herstellte, der freiliegende Goldverkabelung überflüssig machte. Im Juli 1959 meldete Noyce ein Patent für seinen eigenen integrierten Schaltkreis an.

Im Jahr 1961 erhielt Noyce das erste US-Patent für einen integrierten Schaltkreis, weil die Zeichnungen von TI in seiner Patentanmeldung nicht genau mit dem tatsächlichen Design übereinstimmten. Dies löste einen jahrzehntelangen Rechtsstreit zwischen TI und Fairchild aus, der schließlich damit endete, dass die beiden Parteien sich darauf einigten, sich gegenseitig unbegrenzte gegenseitige Lizenzen für die Nutzung und Produktion des integrierten Schaltkreises zu gewähren.

Die Rede von Präsident John F. Kennedy an der Rice University im Jahr 1962 mit dem Titel „Wir entscheiden uns, zum Mond zu fliegen“ löste eine Flut von Ausgaben bei der NASA aus – und integrierte Schaltkreise waren besonders gut geeignet und für die Raumfahrt notwendig. Bis 1964 kontrollierte die US-Regierung den gesamten Markt für integrierte Schaltkreise. Bis zur Mondlandung im Jahr 1969 hatte das Apollo-Programm mehr als eine Million integrierte Schaltkreise gekauft.

Das in San Antonio ansässige Unternehmen Datapoint, das 1968 von den ehemaligen NASA-Auftragnehmern Gus Roche und Phil Ray gegründet wurde, wandte den integrierten Schaltkreis auf Fernschreibmaschinen an, Geräte, die üblicherweise in Unternehmensbüros zum Senden und Empfangen getippter Nachrichten verwendet wurden. Durch die Installation von alphabetischen Tastaturen, Bildschirmen zum Überprüfen von Nachrichten und Empfängern zum sofortigen und lautlosen Empfangen von Nachrichten wurden das Datapoint 3300-Terminal sowie das verbesserte, benutzerprogrammierbare Datapoint 2200 zu einem Vorläufer des Personal Computers.

Die Nationale Akademie der Wissenschaften bezeichnete Kilbys Erfindung des integrierten Schaltkreises als Katalysator der „zweiten industriellen Revolution“. Es leitete das Computerzeitalter ein, beschleunigte die Konzentration der Bevölkerung in städtischen Gebieten und trug dazu bei, den Lebensstandard fast aller Menschen auf dem Planeten anzuheben.

Unter der frühen Führung von TI und Datapoint und trotz der Tatsache, dass Texas nie ein eigenes Silicon Valley hatte, sind viele Computer- und Technologieinnovationen entstanden: Fort Worths Radio Shack mit seinen TRS-80-Heimcomputer-Kits; das Computergrafikzentrum der 1980er Jahre, das im Metroplex Dallas/Fort Worth entstand; Mostek, ein weiteres Unternehmen aus Dallas, gegründet von TI-Absolventen; Elektronische Datensysteme von Ross Perot; und alle Computerhersteller wie AST, Compaq und Dell. Die alten Rivalen TI, Intel und IBM schlossen sich 1987 zu einem Industriekonsortium namens SEMATECH zusammen und wählten Austin als Hauptsitz, dessen Wirtschaft seitdem wahrscheinlich mehr der Technologieindustrie als den traditionelleren texanischen Industrien wie Landwirtschaft oder Öl zu verdanken ist.

Die Rolle von Texas bei der Geburt des Computerzeitalters ist wichtig, aber es ist schwer zu behaupten, dass es einzigartig texanisch ist. Wenn Kilby den integrierten Schaltkreis nicht erfunden hätte, hätte ihn jemand woanders gemacht. Dies sollte jedoch weder die Würdigung der Tech-Helden in Texas noch den Einfluss schmälern, den sie auf die Lebensform in unserem Bundesstaat hatten.

Klicken Sie unten, um Episode 9 von The Engines of Texanity anzuhören.

Brandon Seale ist Präsident von Howard Energy Ventures. Mit Abschlüssen in Philosophie, Jura und Betriebswirtschaft schreibt und zeichnet er Geschichten über die Bewohner des Grenzlandes und über die Schnittstelle zwischen ... Mehr von Brandon Seale auf