Como um engenheiro da Texas Instruments criou o circuito integrado

Aug 12, 2023

Quando Jack Kilby começou a trabalhar como engenheiro na Texas Instruments (TI), com sede em Dallas, em 1958, o Texas estava enfrentando a pior seca já registrada. Como não havia acumulado tempo pessoal suficiente para tirar férias em julho, Kilby se viu preso no escritório com tempo disponível.

No episódio 9 de The Engines of Texanity, falamos sobre como Kilby usou esse tempo para resolver um problema de engenharia que revolucionaria a computação moderna.

Fundada para coletar e processar dados sísmicos para exploração de petróleo, a TI passou para o mainstream em 1954, adaptando sua tecnologia para produzir o Regency TR-1 – um rádio transistor de bolso. A tecnologia chave foi o transistor, inventado pelos Bell Labs em 1947 para substituir o volumoso e caro tubo de vácuo. O transistor é um semicondutor que regula ou amplifica sinais em um circuito eletrônico.

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Mas os transistores não eram fáceis de instalar, tendo que ser conectados e soldados manualmente no lugar. Um dispositivo com 1.000 transistores pode exigir 10.000 conexões soldadas. Uma conexão ruim tornaria todo o dispositivo inoperante.

Os engenheiros anteriores concentraram-se em tornar cada componente menor. Kilby pretendia miniaturizar todo o circuito, percebendo que todos os elementos do circuito poderiam ser feitos em uma única fatia de material semicondutor. Ao decidir-se pelo desempenho dos componentes, Kilby resolveu o verdadeiro problema: como projetar um circuito verdadeiramente integrado que pudesse ser fabricado por máquinas, em escala e de forma barata.

Em 12 de setembro de 1958, Kilby demonstrou seu protótipo, uma colcha de retalhos de germânio, alumínio e fios de ouro que continha um transistor, um capacitor e três resistores, tudo em um chip. Kilby estava mais focado no desempenho do que na aparência – o protótipo parecia um projeto de arte infantil fracassado. Mas funcionou.

Depois de refinar o protótipo de Kilby, a TI solicitou uma patente em fevereiro de 1959 e estreou-a na convenção anual do Instituto de Engenheiros de Rádio naquele mês de março, onde apenas uma empresa avaliou seu impacto potencial: a Fairchild Semiconductor. Robert Noyce, cofundador da Fairchild, também vinha experimentando conceitos de circuitos integrados.

Noyce revisou o design de Kilby criando um chip à base de silício que eliminou a fiação de ouro exposta. Em julho de 1959, Noyce registrou uma patente para seu próprio circuito integrado.

Em 1961, Noyce recebeu a primeira patente nos EUA para um circuito integrado porque os desenhos da TI em seu pedido de patente não correspondiam exatamente ao projeto real. Isto desencadeou uma década de litígios entre a TI e a Fairchild, que eventualmente terminou com as duas partes concordando em conceder licenças recíprocas ilimitadas para o uso e produção do circuito integrado.

O discurso do presidente John F. Kennedy “Nós escolhemos ir à Lua” na Universidade Rice em 1962 desencadeou uma enxurrada de gastos da NASA – e os circuitos integrados eram particularmente adequados e necessários para voos espaciais. O governo dos EUA detinha a totalidade do mercado do circuito integrado até 1964. O programa Apollo havia adquirido mais de 1 milhão de circuitos integrados na época do pouso na Lua em 1969.

A Datapoint, com sede em San Antonio, fundada pelos ex-contratantes da NASA Gus Roche e Phil Ray em 1968, aplicou o circuito integrado a máquinas de teletipo, dispositivos comumente usados ​​em escritórios corporativos para enviar e receber mensagens digitadas. Ao instalar teclados alfabéticos, telas para revisar mensagens e receptores para receber mensagens instantânea e silenciosamente, o terminal Datapoint 3300, bem como o Datapoint 2200 atualizado e programável pelo usuário, tornou-se um precursor do computador pessoal.

A Academia Nacional de Ciências descreveu a invenção do circuito integrado por Kilby como o catalisador da “Segunda Revolução Industrial”. Lançou a era da informática, acelerou a concentração das populações em áreas urbanas e ajudou a elevar o padrão de vida comparativo de quase todas as pessoas do planeta.