Home > Notícias

A lenda de Jack Kilby e os 55 anos do circuito integrado

Criado por um engenheiro solitário em um prédio vazio, o circuito integrado é a base de toda a tecnologia moderna.

Hayden Dingman, PCWorld EUA

13/09/2013 às 16h08

Kilby_Abre-435px.jpg
Foto:

A indústria de tecnologia vive de lendas, e esta é uma das boas. É 1958 e o prédio da Texas Instruments está vazio. Por tradição todos os funcionários da companhia, sediada em Dallas, tiram duas semanas de folga em Julho, deixando a fábrica vazia.

Bem, quase todos. Escondido, trabalhando silenciosamente no cavernoso prédio da divisão de Semicondutores, está um homem chamado Jack Kilby. Ele é novo na Texas Instruments, então ainda não tem direito a férias.

Kilby é do meio-oeste norte-americano. Nascido no Missouri, ele passou a maior parte de sua juventude na cidade de Great Bend, no Kansas, um local rico em petróleo que tem esse nome pois fica adjacente a uma curva no Rio Arkansas.

Ele ama Rádio Amador e “Big Bands”, é um veterano do Escritório de Serviços Estratégicos (Office of Strategic Services, um dos precursores da CIA) na Segunda Guerra Mundial e um engenheiro elétrico. Kilby nasceu em meio à tecnologia. Seu pai, também um engenheiro, tinha uma pequena companhia elétrica. 

kilby_1958-580px.jpg
Jack Kilby por volta de 1958

Deixado a sós no trabalho, Kilby decide que vai tentar resolver um problema da indústria conhecido como a “tirania dos números”.

Componentes eletrônicos

À medida em que os circuitos eletrônicos se tornavam progressivamente mais complexos, também exigiam um número cada vez maior de componentes. A invenção do transistor em 1947 tornou as desengonçadas válvulas obsoletas, mas agora os circuitos tinham centenas, talvez milhares, de minúsculos componentes que tinham de ser conectados uns aos outros.

blackfriday50889ciodgf.jpg

Era um processo trabalhoso, caro e, pior de tudo, nada confiável. Cada conexão soldada formava um ponto de falha em potencial no produto final. Com milhares de terminais soldados, os circuitos se tornavam tão frágeis quando as velhas válvulas.

Quando Kilby se juntou à Texas Instruments em 1958 a empresa já tinha uma solução em potencial, o programa de Micro-Módulos. A idéia era tornar todos os componentes do mesmo tamanho e encaixá-los como peças de um quebra-cabeças para formar circuitos. Entretanto, as pessoas ainda tinham de montar cada circuito à mão. A idéia resolvia o problema das soldas, mas o trabalho necessário ainda era um problema.

“Pensei mais um pouco e cheguei à conclusão de que os semicondutores eram tudo o que realmente precisávamos. Que os resistores e capacitores, em particular, poderiam ser feitos do mesmo material que os dispositivos ativos, os transistores”, disse Kilby em 1976.

Sentado no deserto prédio da Texas Instruments, Kilby pegou seu caderno de anotações e descreveu o que ficou conhecido como “a idéia monolítica”. Ou seja, que resistores, capacitores e transistores poderiam ser feitos do mesmo bloco de material e inclusos em um único chip. 

Ele então rascunhou rapidamente o circuito de um flip-flop usando componentes feitos inteiramente de silício.

kilby_caderno-580px.jpg
Kilby e o seu caderno de anotações

Semicondutores

Semicondutores, como o silício e o germânio, são materiais fisicamente únicos. Em sua forma mais pura eles são maus condutores de eletricidade. Melhores que um isolante, como o vidro, mas nem próximos da eficiência dos metais.

Mas você pode modificar como um semicondutor conduz eletricidade adicionando impurezas ao material básico. Kilby notou que cada componente de um circuito poderia ser feito com o mesmo material. Os componentes individuais não seriam tão eficientes quando os equivalentes feitos com materiais especializados (Teflon, por exemplo, era melhor para a construção de capacitores do que um semicondutor modificado), mas deveriam funcionar.

Durante uma apresentação antes de receber o prêmio Nobel em 2000, Kilby disse: “os resistores eram feitos usando a resistência bruta do silício, e os capacitores eram formados nas junções p-n” ou, em outras palavras, na fronteira entre dois tipos de impurezas. Armado com suas anotações Kilby foi a seu supervisor, um homem chamado Willis Adcock, pediu tempo para testar sua teoria e conseguiu.

Primeiro, Kilby criou um protótipo de um circuito feito inteiramente de pedaços individuais de silício. Embora não estivesse agrupado em um “chip”, ele ao menos provou que era possível criar um circuito completo usando um único material.

E então veio o maior passo. Na época a Texas Instruments produzia transistores a partir de pastilhas de germânio, e Kilby conseguiu algumas dessas antes que fossem cortadas. Para um dispositivo tão importante, o primeiro circuito integrado era tão despretensioso quanto possível: uma fina tira de germânio, colada a uma lâmina de vidro, com o circuito entalhado à mão.

kilby_circuito-580px.jpg

O primeiro circuito integrado criado por Kilby

Em 12 de Setembro de 1958 Kilby chamou os executivos da empresa. Ele ligou o pedaço de germânio a um osciloscópio, passou corrente elétrica através dele e uma onda senoidal simples apareceu na tela.

Esta onda mudou o mundo para sempre. O circuito integrado, que deu origem ao microchip, é a fundação da eletrônica moderna, e o motivo pelo qual você pode carregar um computador no bolso da calça, em vez de ter um que ocupa uma sala inteira. Ele possibilitou a criação da internet, e foi graças à ele que o homem pousou na Lua.

Essa é a lenda. Mas é a história completa? Claro que não, nenhuma lenda é.

A história do circuito integrado

Como muitas outras invenções, o circuito integrado era uma questão de tempo. Kilby se baseou no trabalho de um inglês, Geoff Dummer, ao criar sua idéia do circuito integrado. No início da década de 50 Dummer propôs eletrônicos construídos com um único bloco de componentes, mas lhe faltava a técnica para torná-los realidade.

E também há Robert “Bob” Noyce (que recebeu o Prêmio Draper com Kilby em 1989). Às vezes mencionado como “O Prefeito do Vale do Silício”, Noyce é creditado como co-inventor do circuito integrado, e por um bom motivo. 

Ele chegou à mesma idéia de Kilby de forma completamente independente, usou silício (a base da eletrônica moderna) em vez de germânio, e propôs um design mais refinado. E junto com um colega chamado Gordon Moore ele fundou em 1968 uma pequena empresa da qual você já deve ter ouvido falar, a Intel. Mais tarde a empresa criou o primeiro microprocessador comercialmente disponível, o Intel 4004, dando início à moderna era da computação.

kilby_caltech-580px.jpg
A primeira calculadora eletrônica de bolso no mundo, a "Cal Tech" da Texas Instruments

E você provavelmente conhece a Texas Instruments porque provavelmente em algum ponto de sua vida, talvez na universidade, tenha tido aulas de cálculo ou matemática financeira e usado uma das calculadoras da empresa. Aliás, Kilby também é o responsável pela invenção delas: ele e dois colegas, Jerry Merryman e James Van Tassel, inventaram a calculadora eletrônica de mão porque a Texas Instruments precisava de uma forma de mostrar ao público os benefícios que o circuito integrado poderia trazer para o consumidor.

Um homem modesto

Kilby, que faleceu em 2005, poderia ter rido de fosse chamado de lenda. Todos lembram-se dele como um sujeito simples, confortável em sua vida na classe média e satisfeito com suas conquistas. O típico engenheiro, que acredita que a solução de um problema é sua própria recompensa.

Embora tivesse orgulho do circuito integrado, ele sempre foi rápido em elogiar os inovadores que vieram antes e depois dele, tanto em seus discursos quanto em seus artigos. “Fico satisfeito em ter feito uma pequena parte para ajudar a tornar o potencial da criatividade humana em realidade”, disse ele em seu discurso ao receber o Nobel.

Sim, Kilby poderia ter rido se fosse chamado de lenda, mas é das lendas que nos lembramos. Então, nós o tornamos uma lenda. Dallas, 1958, um prédio abandonado e um homem que ajudou a mudar completamente o mundo enquanto seus colegas estavam de férias.

Junte-se a nós e receba nossas melhores histórias de tecnologia. Newsletter por e-mail Newsletter por e-mail