Electronica Functionala

"No bits, no wires" - Jack A. Morton

Aceasta exprimă esența viziunii lui J. A. Morton, pentru a rezolva "tirania numerelor" (mai jos).

Morton a fost vicepreședinte la faimoasele laboratoare Bell.

Morton a făcut înainte de război o muncă importantă în domeniul militar. După ce a abordat complexitatea construcției de circuite cu microunde, a ajutat la proiectarea unui circuit amplificator cu microunde care a extins gama de sisteme radar și a dat un avantaj cheie armatelor aliate din Pacific.

După război, Morton a dezvoltat o triodă cu vid cu dimensiunea arahidei care putea amplifica semnalele cu microunde. Această triodă a servit în centrul sistemului de transmițătoare cu microunde transcontinental pe care AT&T a început să-l construiască la sfârșitul anilor 1940 și a continuat să fie folosit în această calitate timp de decenii, permițând transmiterea semnalelor de televiziune de la coastă la coastă.

La Bell Labs, echipa sa a atacat problemele de zgomot și fiabilitate ale tranzistoarelor pe mai multe fronturi, iar la jumătatea anului 1949 au avut două versiuni îmbunătățite, gata pentru producție, una pentru amplificarea semnalelor, iar cealaltă pentru aplicații de comutare. Western Electric a început să producă tranzistoare în 1950, iar inginerii Bell System i-au găsit curând utilizări. Prima aplicație comercială a fost într-un generator de tonuri utilizat în semnalizarea apelurilor cu taxă.

Morton a avut, de asemenea, previziunea de a urmări ceea ce a devenit cunoscut sub numele de "dezvoltare fundamentală" a proceselor și tehnologiilor de bază pentru fabricație, care aveau implicații pentru noua industrie a semiconductorilor. Un prim exemplu: când chimistul Gordon Teal nu l-a putut convinge pe șeful departamentului să-l lase să crească cristale singulare de germaniu mari pentru a fi utilizate la fabricarea tranzistoarelor, el a apelat la Morton pentru sprijin. Venind din producția de tuburi electronice, Morton a înțeles că funcționarea tranzistorului cere un mediu aproape perfect - cum ar fi vidul într-un tub - și astfel a venit cu ușurință cu cele necesare pentru a cumpăra sau a construi echipamentul necesar pentru cristalizare. Dolar pentru dolar, a fost probabil cea mai bună investiție în istoria Bell Labs.

În martie 1955, Tanenbaum a îmbunătățit invenția sa anterioară prin difuzarea impurităților în siliciu. Acest proces i-a permis să modifice un strat îngust de bază - "carnea" din sandwich-ul semiconductor - doar la o grosime de un micrometru. Dispozitivul, care a devenit cunoscut ca tranzistor cu bază difuzată, putea amplifica și comuta semnale de peste 100 megahertzi, în gama de radio FM și televiziune. Ce era mai bine, o astfel de viteză mare de comutare, de aproximativ 10 ori mai mare decât cea a tranzistorilor de siliciu anteriori, a însemnat că ar putea fi utilizată pentru comutarea electronică.

Când a auzit vestea, Morton se afla în Europa. Și-a anulat imediat planurile de călătorie și s-a repezit în Allentown. "Într-o zi înzăpezită și mizerabilă", și-a reamintit Anderson, Morton a decretat că "a fost în siliciu ca material și difuzia ca tehnologie în care viitorul tranzistor și dezvoltarea diodelor s-au mutat în sistemul Bell".

Decizia lui îndrăzneață s-a dovedit corectă. Cercetătorii Bell Labs au rezolvat repede dificultățile cu purificarea siliciului și a cristalelor în creștere ale acestuia. Apoi au descoperit cum să facă un strat de oxid, protector pe suprafața siliciului, care putea fi folosit pentru a masca difuzia de impurități.

Western Electric, la rândul său, a folosit procesul planar patentat de Fairchild pentru a face tranzistoare de siliciu difuzate pentru sistemul ESS-1 al Bell System, care a început să apară în telefonie la începutul anilor 1960. Visul lui Kelly privind comutarea electronică a devenit în cele din urmă realitate, mulțumită în parte curajului și viziunii lui Morton.

În 1965, a primit prestigioasa medalie a lui David Sarnoff de la IEEE pentru "o conducere remarcabilă și contribuții la dezvoltarea și înțelegerea dispozitivelor electronice pe corp solid". Doi ani mai târziu, el a fost printre primii care au fost incluși în Academia Națională a Statelor Unite de Inginerie. În 1971, Morton a publicat o carte intitulată "Organizarea pentru Inovare", care a abordat abordarea sa sistemică "ecologică" pentru gestionarea unei întreprinderi de cercetare și dezvoltare de înaltă tehnologie, cum ar fi Bell Labs. În ea, el a expus pe larg ideile sale despre tehnologia adaptivă și scala potrivită de integrare. Morton a fost, de asemenea, solicitat ca un vorbitor principal la întâlnirile din industrie și ca consultant - în special la companiile japoneze emergente din domeniul electronicii și al semiconductorilor, unde cuvântul său a fost venerat.

Din păcate, lumea a pierdut prin decesul său prematur unul dintre principalii susținători ai tehnologiei semiconductoare, inginerul articulat, vizionar care a transformat știința promițătoare în produsele extrem de utile și de încredere care revoluționau deja viața modernă. Sub conducerea lui Morton, șeful tehnologiei electronice la Bell Labs, au fost inventate multe alte dispozitive inovatoare care astăzi sunt peste tot în viața de zi cu zi, inclusiv memoria flash și dispozitivele cuplate prin sarcină (CCD), ambele derivate din tehnologia MOS.

"Jack iubea idei noi", a spus Willard Boyle, unul dintre inventatorii CCD. "Asta l-a fascinat, de unde și-a luat loviturile." Această atitudine este probabil o parte importantă a motivului pentru care Bell Labs a servit ca o sursă de tehnologii inovatoare sub conducerea sa. Dar AT&T putea să urmărească în mod realist doar o parte din aceste posibilități interesante, așa că laboratoarele s-au concentrat în principal pe dispozitivele și circuitele discrete pe care Morton și alți manageri le-au considerat utile în implementarea obiectivului lor imediat și presant de comutare electronică.

Tirania numerelor (idee):

"De ceva timp, omul electronicii a cunoscut modul în care "în principiu" să-și extindă foarte mult abilitățile vizuale, tactile și mentale prin transmisia și prelucrarea digitală a tuturor tipurilor de informații, însă toate aceste funcții suferă de ceea ce a fost numit "tirania numerelor". Astfel de sisteme, datorită naturii lor digitale complexe, necesită sute, mii și câteodată zeci de mii de dispozitive electronice ".

- J. A. Morton, Laboratorul Bell

Citatul de mai sus este preluat dintr-un articol pe care el l-a scris despre celebrarea celei de-a zecea aniversări a invenției tranzistorului. În acel moment, omul a ajuns la punctul pe care l-a atins de atâtea ori: pe marginea unei revoluții, care are nevoie de un vizionar pentru a pune lucrurile în mișcare. La fel cum chimia și fizica s-au crezut a fi aproape complete până când lucrarea lui Heisenberg și Bohr le-a transformat complet, lumea electronicii a ajuns în staționare. Cu zece ani mai devreme, tranzistorul părea să reprezinte descoperirea necesară. În loc să risipească cantități mari de spațiu cu tuburi vidate, inginerii puteau acum să utilizeze o mică bucată de siliciu pentru a îndeplini aceleași funcții într-o mică zonă de spațiu.

Din păcate, nu a existat încă nicio modalitate de a minimiza dimensiunea altor componente. Rezistoarele, condensatoarele și alte componente importante erau încă mari, și totuși trebuiau să fie conectate cu fire. Ca urmare, orice circuit mare a fost aproape imposibil de creat și chiar mai greu de produs în masă. Acest lucru a fost amplificat de dimensiunea extraordinară a unui astfel de circuit. Mulți oameni propuseseră circuite elaborate pentru a îndeplini funcții elaborate, dar din cauza tiraniei numerelor, nu au putut fi construite.

Mulți producători de electronice mari au cheltuit cantități mari de bani în rezolvarea problemei, dar Texas Instruments a avut primul progres.

Un inginer în electricitate numit Jack S. Kilby a fost primul care a rezolvat problema, în ceea ce a devenit cunoscut sub numele de idea monolit. El a fost primul care a propus circuitul integrat, deși Robert Noyce a propus un design similar în mod independent după o perioadă scurtă de timp. Acești doi inovatori au fost responsabili de existența fiecărui circuit integrat. Deși pănă în anul 2000, Robert Noyce a murit, Jack S. Kilby a primit premiul Nobel pentru fizică.

In onoarea lui Jack Morton, IEEE a instituit Premiul Jack A. Morton, multi cercetatori cunoscuti devenind recipienti ai acestuia, printre care:

• Robert N. Hall in 1976
• Jun-Ichi Nishizawa in 1983
• Chih-Tang Sah in 1989
• Chen Ming Hu in 1997