Před 60 lety se rozběhl první „šváb“. Integrované obvody pak zcela změnily svět

Integrovaný obvod, který americký fyzik Jack Kilby představil kolegům z firmy Texas Instruments 12. září 1958, sice zprvu nevzbudil velké nadšení, nakonec však pronikl do televizí, rádií, fotoaparátů, aut, telefonů – a to je výčet teprve na začátku. V českém prostředí se tomuto vynálezu přezdívá „elektronický šváb“.

Integrovaný obvod
Zdroj: Wikimedia Commons Autor: Wollschaf

Ještě několik let vyvolávalo toto drobné zařízení mezi techniky spíše pobavení. V současnosti se ale bez „švábů“, jak se integrovaným obvodům pro jejich tvar přezdívá, neobejde prakticky žádné elektronické zařízení.

A přitom nebýt jedné neexistující dovolené, svět techniky by dnes možná vypadal jinak. Jenže pětatřicetiletý Kilby neměl jako nováček na volno nárok, a tak musel léto roku 1958 strávit v dallaských laboratořích, kde se zabýval problémem „tyranie množství“.

Hledal způsob, jak zefektivnit výrobu složitých, velmi malých obvodů, a přitom zajistit jejich spolehlivost. Slibná se jevila technologie mikromodulů, tedy standardizovaných součástek, jejichž spojováním by vznikaly komplexní celky.

Dlouhá cesta k Nobelově ceně

V červenci 1958 dostal Kilby nápad, jak celou věc elegantně vyřešit. Namísto úmorného propojování droboučkých součástek ještě titěrnějšími drátky přišel s myšlenkou vyrábět kompletní obvod se všemi aktivními i pasivními prvky a vodiči přímo na povrchu polovodičových destiček. V polovině září pak svým kolegům a nadřízeným předvedl výsledek. Byla jím malá skleněná destička s nedbale přilepeným plátkem germania, na němž se nacházel jednoduchý oscilátor.

Jen krátce poté přišel nezávisle na Kilbym s podobným řešením Robert Noyce, pozdější spoluzakladatel firmy Intel. Jeho obvod navíc řešil některé praktické problémy Kilbyho varianty a hlavně byl vyroben z levného křemíku. Právní bitva mezi firmami Texas Instruments a Fairchild Semiconductors, kde Noyce pracoval, nakonec skončila smírem a vynález se mohl vydat do světa. Jack Kilby si ale na ocenění svého přínosu musel počkat do pozdních let. Nobelovu cenu za fyziku získal teprve v roce 2000 ve svých 76 letech. Zemřel o pět let později.

Kde jsou integrované obvody?

Integrované obvody jsou v současné době v podstatě všude. Využívají se ve veškeré spotřební elektronice, ale také v nejrůznějších vědeckých zařízeních, například na umělých družicích. Obsahují je:

  • televize, videa, satelitní přijímače, dálková ovládání
  • rádia, CD či MP3 i MP4 přehrávače
  • digitální hodinky, kalkulačky
  • mobilní telefony, vysílačky, GPS přijímače
  • fotoaparáty, digitální fotoaparáty
  • počítače, tiskárny, monitory, PDA
  • automobily, letadla a další dopravní prostředky
  • lékařské, vědecké a měřicí přístroje

Limity růstu

Integrované obvody jsou úžasné v tom, jak se je daří stále zlepšovat. Inženýři dokáží na jejich plochu dostat stále více tranzistorů, a tím se stále zrychluje výkon počítačů. Roku 1965 předpověděl chemik a spoluzakladatel firmy Intel Gordon Moore, jak rychle se to bude dít. Pravidlo zní: „Počet tranzistorů, které mohou být umístěny na integrovaný obvod, se při zachování stejné ceny zhruba každých 18 měsíců zdvojnásobí.“

Šlo tehdy jen o odhad, sám Moore byl později překvapený tím, že se tato předpověď vyplňovala půl století. V současné době se už ale rychlost růstu počtu tranzistorů na plošné jednotce zpomalila a nyní se jejich počet zdvojnásobuje přibližně jednou za dva roky.