reklama

Jack Kilby: Jak překonat tyranii množství

Vynález polovodičových součástek byl úžasný objev. Tranzistory usnadnily vývoj rychlejších počítačů, ale objevil se jiný problém – jak je všechny propojit? Řešení našel Jack Kilby.
Kapitoly článku

V padesátých letech se při stavbě počítačů a dalších náročných elektronických zařízení objevila zcela nová komplikace. Technici sice měli k dispozici donedávna nevídané miniaturní součástky, tedy především tranzistory, ovšem objevil se tzv. „propojovací problém“, nebo „bariéra množství“, případně poeticky „tyranie množství“.

Tento zapeklitý háček přitom normální lidi nijak netrápil. Vědělo o něm jen pár špičkových vědců a inženýrů. Svět rozkvétal, natáčely se skvělé filmy, začínal rokenrol, objevovala se první tranzistorová rádia. Všichni od moderní vědy očekávali nové a nové zázraky. Objev tranzistoru přinesl obrovské možnosti, ale na zázraky nestačil. Třeba proto, že se objevila právě tyranie množství. Zneškodnit ji a uvolnit prostor pro další vývoj dokázal až Jack Kilby. 

Zamiloval se do vysílačky

Jack Kilby se narodil v roce 1923 a mládí strávil v malém městečku Great Bend v Kansasu. Jeho otec byl elektroinženýrem a založil si malou společnost na výrobu elektrické energie Kansas Power Company. Vlastnil několik malých elektráren a elektřinu prodával malým firmám i domácnostem.

Jack Kilby

Elektroinženýr, vynálezce integrovaného obvodu. Držitel Nobelovy ceny za fyziku.

  • narození: 8. listopadu 1923
  • úmrtí: 20. června 2005
  • původ: USA

Kilby byl už od dětství zaujat technikou, ale k jeho životnímu zájmu o elektrotechniku ho přivedla sněhová bouře v roce 1937. Ta strhala dráty v širokém okolí, no a aby si Kilbyho otec udržel přehled o situaci, začal využívat amatérskou vysílačku, kterou kontaktoval radioamatéry a ti mu předávali informace. Na jejich základě pak posílal své lidi opravovat vedení. Čtrnáctiletý mladík byl tímto kouzlem učarován.

Zatímco otec bral spolupráci s radioamatéry jen jako nutnost pro svůj byznys, jeho syn je považoval za fascinující zařízení, které stojí za to pořádně pochopit. To se mu podařilo a za nějaký čas si postavil z porůznu získaných součástek vlastní vysílačku. Od té chvíle se chtěl celoživotně elektronice věnovat.

Po dokončení střední školy se přihlásil na slavný MIT, jenže neuspěl. Trpkost z této první životní prohry jej nikdy neopustila a vzpomínal na ni i po letech jako slavný muž. Nezbylo mu tedy nic jiného, než studium na mnohem méně prestižní University of Illinois.

Sen o vlastním tranzistoru

Pouhé čtyři měsíce po začátku prvního semestru zaútočily japonské bombardéry na Pearl Harbour. Kilby byl jakožto ceněný radioamatér povolán do US Army Signal Corps, jakožto technik. 

Kilby se nespokojil pouze s opravami existujících armádních radiostanic, které byly velké, těžké a nespolehlivé. Podařilo se mu na černém trhu získat součástky a pracoval v týmu, který pro speciální jednotky vyráběl vysílačky mnohem lehčí a výkonnější. Tato rádia, na rozdíl od jiných, fungovala i v džungli a s velmi pochybnou údržbou.

Klepněte pro větší obrázek 
Jack Kilby od mládí obdivoval elektroniku. Nakonec to byl on, kdo vytvořil první integrovaný obvod. Foto: Texas Instruments

Po skončení války se vrátil na univerzitu, kde dokončil inženýrský titul v roce 1950. Nastoupil do laboratoří Centralab firmy Globe Union, která vyráběla součástky rádií, televizí a dalších elektronických výrobků. Zde se věnoval vývoji miniaturních elektronických obvodů.

V roce 1952 se zúčastnil semináře, organizovaném Bellovými laboratořemi, kde byly diskutovány detaily teorie a výroby tranzistorů. Centralab ho tam poslala, protože byla u Bellových laboratoří zakoupena licence na výrobu. Kilby byl z tranzistorů nadšený a sotva se vrátil zpět, pustil se do vývoje vlastního typu.

Když už ani ženské prstíky nestačily

Jeho cílem bylo vyvinout miniaturní germaniový tranzistor, který by se dal použít v naslouchadlech, což byl jeden z výrobků Globe Union. Brzy ale zjistil, že něco takového je velkým problémem. Potíž nebyla vlastní výroba malého tranzistoru, ale vytvoření miniaturního obvodu z několika elektronických prvků, které bylo potřeba kvalitně na destičce umístit a připájet. V této době byla pochopitelně tato práce realizována ručně, takže se nelze divit, že nešikovné lidské ruce prostě nedokázaly pájet miniaturní propojení s dostatečnou přesností.

Ano, a to byl právě ten tehdejší problém. Mohli jste vyrobit miniaturní tranzistory, diody, odpory, kondenzátory. To vše bylo možné. Mohli jste navrhnout obvody, v nichž tyto nepatrné komponenty byly nahuštěny na malé ploše v ohromujícím množství. Desítky či stovky tisíc tranzistorů? Žádný problém. Na papíře to skvěle fungovalo. Jenže jen na tom papíře. Takové obvody tehdy nikdo neuměl vyrobit.

Klepněte pro větší obrázek 
TRADIC, první počítač sestavený výhradně z tranzistorů z roku 1955, byl stále obrovský. 684 tranzistorů a 10 358 diod bylo propojeno ručním pájením. Následovaly ještě mnohem vydatnější porce, pak už se narazilo na limity.

I v oblastech, kde cena nebyla problém, se tento zádrhel objevoval. Pentagon nešetřil, ovšem stejně mu to moc platné nebylo. Tehdejší letadlová loď obsahovala přibližně 350 000 elektronických komponent, které bylo potřeba propojit zhruba milionem ručně pájených spojů. Cena za vykonání této práce a za otestování každé jednotlivé součástky byla vyšší, než celková cena všech součástek.

Počítač CDC 1604 sestával z 25 000 tranzistorů, 100 000 diod a stovek tisíc odporů a kondenzátorů. Jeho výroba byla neustále ve zpoždění, protože tuto masu součástek technici jen s problémy dávali dohromady. Přitom v plánu byly mnohem větší počítače sestávající z několika milionů součástek. Jak je ale postavit?

Na výrobních linkách se v této době trápily tisíce žen pájením miniaturních součástek. Ano, žen – mužské ruce byly považovány za příliš velké a nešikovné pro tuto jemnou práci. Jenže ani kdyby v USA zavedli dětskou práci, aby malé dětské prstíčky dovolily manipulaci s ještě menšími součástkami, ani to by nestačilo. Bylo třeba jít na věc úplně jinak. Ovšem nikdo nevěděl jak.

Témata článku: Osobnosti počítačové historie, Patent, Texas, Jack, Union, Krystal, Lega, Kansas, Vincent, Pearl, Army, Signal

13 komentářů

Nejnovější komentáře

  • ragimiri 25. 12. 2015 14:21:28
    Nebyl by k výroku „signály putují rychlostí světla“ nějaký zdroj? Protože...
  • Dýzl 17. 9. 2015 19:07:35
    Palec nahoru za výborný článek!
  • Zann 16. 9. 2015 8:40:56
    Vás je tady pane Tronere mezi těma oststaníma rádoby žurnalistickýma,...
reklama
Určitě si přečtěte

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

UPC překopli páteřní kabel. V Brně i druhý den nejede internet ani kabelovka

** V Brně byl velký výpadek služeb UPC ** Důvodem je překopnutý páteřní kabel ** V některých lokalitách služby stále nefungují

5.  12.  2016 | Jakub Čížek | 100

17 expertek Microsoftu předpovědělo rok 2027. Splní se alespoň něco?

17 expertek Microsoftu předpovědělo rok 2027. Splní se alespoň něco?

** Zmizí klasické vyhledávače ** Budeme programovat buňky ** Kvantové počítače překonají šifry

6.  12.  2016 | Jakub Čížek | 34

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

ASUS ZenBook 3 se začal prodávat v Česku. Je ve všem lepší než MacBook, ale bude to stačit?

** Novinka od Asusu míří přímo proti MacBooku od Applu ** Nabídne daleko více výkonu za stejné peníze

2.  12.  2016 | David Polesný | 145

11 tipů na dobrý stolní počítač: od základu po herní mašiny

11 tipů na dobrý stolní počítač: od základu po herní mašiny

** Postavte si stolní počítač! Máme pro vás 11 vzorových sestav s rozpisem komponent ** Většina tipů cílí na hráče, věnujeme se ale i základnímu PC a počítačům na střih videa ** Nadělte si nový počítač třeba pod stromeček

5.  12.  2016 | Adam Kahánek | 73


reklama