Jako když vám zavolá Bůh
Grant Gale, onen zmíněný profesor fyziky, měl totiž pro budoucí Noyceho směřování ještě jeden zásadní vklad. Když se v únoru 1949 vrátil Noyce po vynucené pauze ke studiu, měl pro něho malý dárek.
Galeovým bývalým spolužákem a přítelem byl John Bardeen, jeden z vynálezců tranzistoru. Když se Gale dozvěděl o tomto přelomovém objevu, poprosil jej o porobnosti, a kontaktoval i šéfa Bellových laboratoří, který byl shodou okolností otcem dvou jeho studentů. Netrvalo dlouho a k profesorovým rukám dorazily technické zprávy a jako dárek jeden z prvních hrotových tranzistorů.
„Ten nápad mne zasáhl jako atomová bomba,“ řekl později Noyce. „Bylo to neskutečné. Zesílení bez vakua! Byla to jedna z idejí, které vás vyvedou z rutiny na zcela novou cestu úvah.“ Na základě Galeova doporučení se přihlásil na doktorandské studium na MIT, které dokončil v roce 1953.
Jeho dizertační práce o projevech fotoelektrického efektu na povrchových stavech nevodičů jej seznámila se Shockleyho prací. Získal místo jako vývojář u firmy Philco, ovšem to zásadní v jeho životě se stalo v lednu 1956. Ze sluchátka telefonu se na něj ozvalo „Halo? Tady Shockley.“ „Bylo to, jako když doma zvednete telefon a promluví na vás Bůh,“ žertoval později.
Jak se našel investor
Jenže bohužel zjistil, že ačkoliv si Shockleyho nesmírně váží a obdivuje jej, pracovat s ním nedokáže. Dá se říci, že právě na Noyceho se celý ten půlrok čekalo. Shockley mu dával okázale najevo svou náklonost a Noyce jej opustit nechtěl, ale nakonec přeci jen dospěl s těžkým srdcem k názoru, že není jiná možnost. Shockley to bral jako zradu a jeho nálepka těm osmi odcházejícím už zůstala.
Je třeba zdůraznit, že aby osm mladých PhD odešlo z firmy, zanechalo v ní svého šéfa, čerstvého laureáta Nobelovy ceny, a udělalo se pro sebe, to tehdy nemělo obdoby. Tehdejší Amerika byla jiná, než dnes. Považovalo se za samozřejmé, že firmě, do které nastoupíte, zůstanete loajální, často po celý život. Představa nějakých rychlých startupů byla tehdy ještě hodně vzdálenou budoucností.
Robert Noyce (stojící) a Gordon Moore. Dva z osmi „zrádců“. Klíčová dvojka, která stála u zrodu Fairchild Semiconductors a později také Intelu (zdroj: Intel)
V prvních plánech nad novým začátkem se ale ještě s Noycem nepočítalo. Nechtěl odejít. Sedma nespokojenců oslovila Arthura Rocka, analytika z Wall Streetu, jestli by pro jejich podnikatelský záměr – založení firmy pro vývoj polovodičových součástek – nenašel nějakého investora.
Rock se s nimi sešel a zjistil, že jim přece jen někdo schází. Vůdce. Bylo jim jasné, kdo by jím měl být, a tak Moore přesvědčil svého přítele Noycea, aby se příštího setkání zúčastnil. Rock byl okamžitě uhranut Noyceho osobností. Takové charisma se hned tak nevidí. Bylo rozhodnuto. Ano, pokusí se jim nějakého investora získat.
Jenže věc nebyla jednoduchá, jak jsme si řekli, startupy se tehdy moc nepěstovaly, kromě toho, polovodiče představovaly zcela nový svět a málokdo jim rozuměl. Naštěstí, po několika marných jednáních napadlo Rocka oslovit vlastníka firmy Fairchild Camera, tedy Shermana Fairchilda.
Tato firma se sice zabývala leteckým snímkováním, vylepšováním fotoaparátů a nahrávacích a tiskařských zařízení, leč Noyce přestavil budoucnost polovodičů tak lákavým způsobem, že Fairchild nabídl 1,5 milionu na založení nové společnosti.
Noyce hovořil o budoucnosti – o tom, že lepším prvkem pro použití v polovodičích je křemík místo germania. Že tento velice levný prvek změní cenu těch doposud drahých součástek, takže jednou budou stát takový pakatel, že bude levnější elektronická zařízení vyměnit za nová, než je opravovat. Nemýlil se.
Fairchild Semiconductors
Představa, že těch osm „dětí“ může na poli výroby polovodičů konkurovat zavedeným firmám, jako byla třeba Texas Instruments, se zdála až směšná. Oni ale přesně tohle dokázali.
Práci si rozdělili nesmírně efektivně, aby každý dělal to, v čem vynikal – Noyce a Last se věnovali photolitografii, Moore a Hoerni vylepšovali difuzní procesy, Roberts se soustředil na výrobu křemíkových krystalů, Grinich pracoval na specifikacích pro jejich první produkt – dvojitě difuzní tranzistor 2N696.
Tranzistor 2N696
Noyce si uvědomoval, že jestli se nová firma má uchytit, potřebuje rychle úspěšný produkt. A podařilo se – během pouhých tří měsíců byl hotový prototyp. A to přitom v naprosto primitivních podmínkách kdy byl tým rozdělen do dvou provizorních pracovišť, přičemž na jednom nebyla ani k dispozici elektřina. Ano, nejmodernější elektronické součástky své doby vznikaly bez elektřiny. Pracovalo se do tmy, pak se šlo domů.
Je takřka neuvěřitelné a svědčí o neskutečné Noyceho osobnosti, že s touto malou začínající firmičkou podepsala první kontrakt sama velká společnost IBM. Šlo o křemíkové tranzistory pro plánovaný bombardér XB-70 v ceně $150 za kus.
Noyceho křemíkové tranzistory létaly ve strategickém bombardéru XC-70 Valkyrie. Ten se sice dočkal pouze dvou prototypů, přesto to byla pro začínající Fairchild Semiconductors velká příležitost (foto: Wikipedia)
Za pět měsíců je malá firmička vyrobila a v naprosté nezkušenosti až při balení zjistili, že vlastně nemají žádné krabice, v nichž by je mohli zaslat. IBM bylo spokojené a Fairchild se takřka přes noc stal doporučovaným výrobcem špičkových tranzistorů.
Součástky v jedné placce
Začátkem roku 1958 uspěla firma v naprosto prestižním konkurzu – měla dodat své tranzistory pro novou balistickou raketu Minuteman. Dokázala porazit i Texas Instruments. Jenže s pýchou přichází pád. Jak bylo obvyklé, vyžádala si armáda vzorky pro náročné zkoušky. A ukázal se zásadní problém. Jejich tranzistory byly nespolehlivé. Při větších přetíženích docházelo k poškození. Někdy dokonce stačil i malý náraz ostrým předmětem. To bylo zcela neakceptovatelné. Co s tím?
Noyce použil své oblíbené řešení – vytvořil dva týmy pod vedením Moorea a Hoerniho, aby se s problémem popraly. Vítězem byl Hoerni, který přišel s metodou, na které už v tichosti rok pracoval – s planárním procesem.
Princip byl inspirován fotografií – povrch budoucí součástky byl nakreslen zvětšený ve 2D projekci, tato negativní maska byla osvětlena silným zdrojem světla a po zmenšení byl tímto světlem osvícen křemíkový wafer pokrytý oxidem křemičitým. Následovalo odleptání neosvětlených oblastí a difuze polovodičových vměstků, případně potažení izolantem či další vrstvou oxidu.
Zkrátka, původní 3D součástka byla najednou vytvářena v 2D. Jde o jeden z největších vynálezů v oblasti polovodičů, který umožnil jejich neustálé zmenšování. A je také opravdovým paradoxem, že Jean Hoerni je, na rozdíl o jiných významných vynálezců, veřejnosti prakticky neznámý.
V březnu 1959 měla Fairchild Semiconductors nachystánu na výstavu v New Yorku naprostou bombu – svůj nový planární tranzistor 2N697. Naprosto spolehlivý, miniaturní, s obrovským potenciálem pro další zmenšování.
Nový a spolehlivější model 2N697
Noyce očekával, že se stanou hvězdou celé show. Předpokládal, že příjem společnosti se značně rozšíří i díky licencování planárního procesu. Předpokládal, že nikdo jiný nemá žádné podobné eso v rukávu. Ale mýlil se. Na té stejné akci totiž Texas Instruments představila první integrovaný obvod Jacka Kilbyho.
