Энергия и цивилизация

Очень важный теоретический шаг был сделан в 1948 году, когда Клод Шеннон открыл способ количественной оценки энергетических затрат при коммуникации (Shannon 1948). Несмотря на впечатляющий прогресс, достигнутый за предшествующие годы (рост на три порядка в плотности информационного потока по единственному проводу, ныне толщиной в человеческий волос), теоретический лимит Шэннона показывал, что эффективность можно поднять еще на несколько порядков. Но после Второй мировой войны не случилось немедленного прорыва в области ЭВМ, и созданный компанией Remington Rand первый UNIVAC (Universal Automatic Computer, выросший из ENIAC «Eckert-Mauchly») был продан Бюро переписи населения США только в 1951 году.

Скорость работы новых вычислительных машин начала расти по экспоненте только после того, как транзистор вытеснил вакуумные трубки. Использование компьютеров в бизнесе началось в США в конце 1950-х, когда Fairchild Semiconductor, Texas Instruments (они вывели на рынок первый кремниевый транзистор в 1954 году) и IBM были самыми успешными разработчиками материальной и программной частей (Ceruzzi 2003; Lecuyer and Brock 2010). В 1958–1959 годах Джек С. Килби (1923–2005) из Texas Instruments и Роберт Нойс (1927–1990) из Fairchild Semiconductor независимо друг от друга изобрели микросхему, интегрированную в тело полупроводникового материала (Noyce 1961; Kilby 1964). Планарный транзистор Нойса открыл новую эпоху твердотельной электроники (примечание 6.8).

Примечание 6.8. Изобретение интегральных микросхем

В свою бытность директором по исследованиям в Fairchild Semiconductor (Санта-Клара, Калифорния) Роберт Нойс записал в рабочем блокноте, что было бы желательно разместить многочисленные устройства на одном куске кремния, чтобы получить возможность объединить взаимодействия между устройствами в единой процесс и тем самым уменьшить размер, вес и в конечном итоге цену активного элемента (Reid 2001, 13). Заявка на патент, поданная Нойсом в 1959 году, описывала «полупроводниковую схему со средствами изоляции», иными словами, планарный транзистор. Его особые «чашеобразные соединения простирались до поверхности тела примесного полупроводника, изолирующий слой состоял в сущности из оксида того же самого полупроводника, закрывающего соединения, а концевые выводы в форме содержащих вакуум или другим образом сформированных металлических полосок выходили за пределы изоляции и прилегали к слою изолирующего оксида для создания электрических соединений с и между различными областями тела проводника без укорачивания соединений» (Noyce 1961,1).

Патент Нойса (US 2981877) был выдан в апреле 1961 года, патент Килби (US 3138743) – только в июле 1964-го, а судебные разбирательства продолжались до 1971 года, когда Верховный суд вынес решение в пользу Нойса. Победа оказалась несущественной, поскольку летом 1966-го две компании согласились разделить производственные лицензии и потребовать от других производителей заключить сепаратные соглашения с каждой из них. В принципе идеи Килби и Нойса были идентичными, но Нойс умер от сердечного приступа в 1990-м, а Килби прожил достаточно долго, чтобы разделить Нобелевскую премию 2000 года «за участие в изобретении интегральной микросхемы».