Texas Instruments 엔지니어가 집적 회로를 만든 방법

Aug 12, 2023

Jack Kilby가 1958년 댈러스에 있는 Texas Instruments(TI)에서 엔지니어로 일하기 시작했을 때 텍사스는 기록상 최악의 가뭄을 겪고 있었습니다. Kilby는 7월에 휴가를 보낼 만큼 충분한 개인 시간을 확보하지 못했기 때문에 시간이 없는 상태로 사무실에 갇혀 있었습니다.

The Engines of Texanity의 에피소드 9에서는 Kilby가 어떻게 그 시간을 사용하여 현대 컴퓨팅에 혁명을 일으킬 엔지니어링 문제를 해결했는지에 대해 이야기합니다.

석유 탐사를 위한 지진 데이터를 수집하고 처리하기 위해 설립된 TI는 1954년에 주머니 크기의 트랜지스터 라디오인 Regency TR-1을 생산하기 위해 기술을 적용함으로써 주류로 넘어갔습니다. 핵심 기술은 부피가 크고 값비싼 진공관을 대체하기 위해 1947년 벨 연구소가 발명한 트랜지스터였다. 트랜지스터는 전자 회로에서 신호를 조절하거나 증폭하는 반도체입니다.

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그러나 트랜지스터는 함께 배선하고 손으로 납땜해야 했기 때문에 설치가 쉽지 않았습니다. 1,000개의 트랜지스터가 있는 장치에는 10,000개의 납땜 연결이 필요할 수 있습니다. 연결이 잘못되면 전체 장치가 작동하지 않게 됩니다.

이전 엔지니어들은 각 구성 요소를 더 작게 만드는 데 집중했습니다. Kilby는 모든 회로 요소가 단일 반도체 재료 조각에 만들어질 수 있다는 것을 깨닫고 전체 회로를 소형화하는 것을 목표로 했습니다. Kilby는 구성 요소의 성능을 결정함으로써 실제 문제를 해결했습니다. 즉, 기계로 대량 생산할 수 있는 진정한 집적 회로를 저렴하게 설계하는 방법입니다.

1958년 9월 12일, 킬비는 하나의 칩에 트랜지스터, 커패시터, 3개의 저항기를 모두 포함하는 게르마늄, 알루미늄, 금 배선의 대략적인 패치워크인 프로토타입을 시연했습니다. Kilby는 외관보다는 성능에 더 중점을 두었습니다. 프로토타입은 어린이의 실패한 예술 프로젝트처럼 보였습니다. 그러나 그것은 효과가 있었습니다.

Kilby의 프로토타입을 개선한 후 TI는 1959년 2월에 특허를 신청하고 그해 3월 무선 엔지니어 협회(Institute of Radio Engineers) 연례 컨벤션에서 이를 선보였습니다. 그곳에서 그 잠재적인 영향을 인정한 회사는 Fairchild Semiconductor뿐입니다. Fairchild의 공동 창립자인 Robert Noyce도 집적 회로 개념을 실험하고 있었습니다.

Noyce는 노출된 금 배선을 제거한 실리콘 기반 칩을 만들어 Kilby의 디자인을 수정했습니다. 1959년 7월 노이스는 자신의 집적 회로에 대한 특허를 출원했습니다.

1961년 Noyce는 특허 출원서에 있는 TI의 도면이 실제 설계와 정확히 일치하지 않았기 때문에 집적 회로에 대한 최초의 미국 특허를 받았습니다. 이로 인해 TI와 페어차일드 사이에 10년간의 소송이 시작되었고 결국 두 당사자가 집적 회로의 사용 및 생산에 대한 무제한 상호 라이센스를 서로 부여하는 데 동의하는 것으로 끝났습니다.

1962년 라이스 대학에서 존 F. 케네디 대통령의 "우리는 달에 가기로 결정했습니다" 연설은 NASA의 막대한 지출을 촉발시켰으며 집적 회로는 특히 우주 비행에 적합하고 필요했습니다. 1964년까지 미국 정부는 집적 회로 시장의 전부였습니다. 아폴로 프로그램은 1969년 달 착륙 당시까지 100만 개 이상의 집적 회로를 구매했습니다.

전 NASA 계약자인 Gus Roche와 Phil Ray가 1968년에 설립한 샌안토니오에 본사를 둔 Datapoint는 기업 사무실에서 입력된 메시지를 보내고 받기 위해 일반적으로 사용되는 장치인 Teletype 기계에 집적 회로를 적용했습니다. 알파벳 키보드, 메시지를 검토하는 화면, 즉시 자동으로 메시지를 수신할 수 있는 수신기를 설치함으로써 Datapoint 3300 단말기는 물론 업그레이드되고 사용자 프로그래밍이 가능한 Datapoint 2200이 개인용 컴퓨터의 전신이 되었습니다.

국립과학원(National Academy of the Sciences)은 Kilby의 집적회로 발명을 "2차 산업혁명"의 촉매제로 묘사했습니다. 그것은 컴퓨터 시대를 열었고, 도시 지역으로의 인구 집중을 가속화했으며, 지구상 거의 모든 사람들의 생활 수준을 상대적으로 향상시키는 데 도움을 주었습니다.