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