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La storia di Jack Kilby: dalla tirannia dei numeri ai microchip

Quando acquistiamo un notebook, un tablet o uno smartphone, siamo abituati a chiedere quale processore usi e la quantità di memoria del dispositivo. Cerchiamo sempre le performance migliori per i nostri nuovi dispositivi. Tutto ciò oggi è possibile grazie all’invenzione dei microchip e alla tirannia dei numeri, una tematica affrontata dagli ingegneri negli anni '60.

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Moltissimi dispositivi elettronici (processori, memorie, ricetrasmettitori radio, amplificatori) vengono realizzati su un piccolo chip di silicio chiamato circuito integrato. Questo appellativo deriva dal fatto che tutti i componenti elementari (diodi, transistor, resistenze, condensatori) indispensabili per creare un circuito elettronico, e le loro interconnessioni, sono integrati sulla stessa piastrina di silicio. L’invenzione del circuito integrato risale al 1958 per mano di Jack Kilby.

Jack Kilby approda alla Texas Instrument

Jack Kilby era un uomo con il viso consumato dal sole; aveva lavorato dieci anni in un’azienda tecnologica di secondo rilievo prima di ottenere una posizione alla Texas Instrument. Laureato in ingegneria elettrica, Kilby fu assunto per far parte di un team dedicato alla risoluzione di una difficoltà di progettazione dei circuiti nota come la tirannia dei numeri. I transistor di silicio erano abbastanza economici e funzionavano bene, ma i calcolatori più avanzati ne richiedevano un gran numero.

Jack Kilby venne assunto per risolvere un problema di progettazione dei circuiti.
Jack Kilby venne assunto per risolvere un problema di progettazione dei circuiti.

In quel periodo, le fabbriche come la Texas Instrument assumevano centinaia di impiegati di basso livello e bassa paga, quasi sempre donne, che trascorrevano le giornate in capannoni enormi, sudando nelle loro tute antipolvere e curvate su un microscopio a saldare parti di silicio. Il processo era dispendioso quanto inefficiente perché era pressappoco inevitabile che i gracili collegamenti dei circuiti si rompessero o si staccassero, costringendo a rifare l’operazione da capo. Eppure non esisteva un’alternativa dato che la produzione aveva realmente bisogno di parecchi transistor.

L’invenzione del primo circuito integrato

Kilby arrivò alla Texas Instrument nel mese di giugno e come neoassunto non aveva diritto alle ferie estive. Così, quando le operaie andarono via per le vacanze estive, Kilby si trovò da solo nel suo laboratorio. Quei giorni trascorsi in silenzio lo convinsero del fatto che adoperare una folla simile di persone per la produzione era una grande idiozia. Senza l’intrusione dei suoi superiori, ebbe dei momenti liberi per ideare tutto quello che gli frullava in testa, ovvero il circuito integrato.

I transistor non erano gli unici dispositivi ad essere montati a mano. I circuiti comprendevano anche resistenze e condensatori collegati da una quantità enorme di fili di rame; il tutto aveva l’aspetto di un minuscolo piatto di spaghetti. Kilby ritenne che fosse meglio eliminare l’assemblaggio di dispositivi separati e realizzare invece ogni dispositivo (resistenza, transistor e condensatore) incidendolo, in un unico pezzo di semiconduttore.

Dal momento che Kilby era convinto sull’uso del silicio come materiale per realizzare le resistenze e i condensatori, costruì il suo prototipo con il germanio. La nuova invenzione del circuito integrato svincolò i tecnici dalla faticosa procedura di montaggio. Dato che i singoli componenti erano ricavati da un unico blocco, nessun tecnico doveva più saldarli. Inoltre, le nuove tecnologie di fabbricazione permisero di rendere automatico il processo di incisione e di ridurre le dimensioni dei dispositivi: era il primo passo verso la nascita dei microchip.

Premi e riconoscimenti‎ per Jack Kilby

Uno dei tecnici di Shockley, qualche mese più avanti, depositò il brevetto di un progetto molto simile ma più dettagliato e rubò i diritti commerciali alla Texas Instrument. Per questa ragione, Kilby non ricevette all’epoca riconoscimenti ufficiali, ma fu portato sul palmo della mano da tutti i suoi colleghi. Il maggior riconoscimento alla sua idea è data dal fatto che ancora oggi, a distanza di molti anni, i microchip si costruiscono ancora secondo il suo progetto, cosa abbastanza notevole in un settore che generalmente si rinnova in pochissimi mesi.

Solamente nel 2000, con grande ritardo, gli fu assegnato il Nobel per l’invenzione del circuito integrato. Il più grosso sbaglio di Kilby fu l’impiego del germanio per realizzare i suoi circuiti. Infatti, nella selvaggia lotta della concorrenza commerciale vinse il silicio, enormemente più economico e facile da reperire.

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