Напівпровідникові прилади

Після Другої світової війни університет Берклі і Стенфордський університет стали найкращими в світі. Найяскравішим показником успішності університетів були Нобелівські премії, присуджені їхнім викладачам і дослідникам. У 1952 р. Фелікс Блох зі Стенфордського університету отримав Нобелівську премію з фізики. На рахунку університету Берклі також була низка Нобелівських премій: Джон Нортроп і Венделл Стенлі у 1946 р. стали лауреатами премії з хімії за виділення в чистому вигляді ферментів і вірусних білків; Вільям Джіок у 1949 р. — за дослідження поведінки речовин за низьких температур; Ґленн Сіборґ і Едвін Макміллан у 1951 р. — за відкриття в галузі хімії трансуранових елементів.

Нові відкриття не обмежувалися тільки стінами університетів, участь брали також компанії, що співпрацювали з ними. У 1937 р. Фредерік Терман став професором і директором факультету електротехніки в Стенфордському університеті. Терман був ексцентричним і сміливим провидцем. Одним із перших його завдань було познайомити двох своїх колишніх учнів — Вільяма Г’юлета і Девіда Паккарда.

Девід Паккард з дружиною орендували поверх у приватному будинку номер 367 на Аддісон-авеню, у місті Пало-Альто. На задньому подвір’ї був невеликий дерев’яний гараж, куди ледь поміщався один автомобіль. Гараж був першим офісом Г’юлета і Паккарда. Він став символом стартапів Кремнієвої долини. Сьогодні перша контора Г’юлета і Паккарда перетворена на музей і входить до національного реєстру історичних пам’яток. Г’юлет і Паккард швидко зрозуміли, що Західне узбережжя є ідеальним місцем для їхньої фірми. Перше замовлення Hewlett-Packard отримали від Волта Діснея, коли тому були потрібні чотири генератори для зйомок його фільму Fantasia.

Під час Другої світової війни Фредерік Терман брав участь у проекті радіолокаційного спостереження. Успіх досліджень у галузі електроніки, профінансованих військовою промисловістю і урядом, дав Терманові надію, що дослідження не припиняться й у мирний час. На відміну від багатьох інших, він вірив, що влада буде й надалі фінансувати фундаментальні дослідження університету. Терман вивів інженерну освіту у Стенфордському університеті на більш високий рівень. Зв’язки в адміністрації допомагали йому отримувати гідне фінансування.

Завдяки запрошенню Фредеріка Термана до рідного міста Пало-Альто повернувся фізик Вільям Б. Шоклі — винахідник транзисторів. Він заснував тут у 1956 р. фірму, яка пізніше стала Shockley Semiconductor.

Напівпровідники є основою сучасної електроніки. Вже у 1880 р. було відомо, що деякі напівпровідникові прилади пропускають електричний струм лише в одному напрямку. У 1947 р. Шоклі разом із Джоном Бардіним і Волтером Браттейном виявили, як можна посилити електричний струм у напівпровідниках, використовуючи твердий напівпровідниковий матеріал германій. У Лабораторії Белла (Bell Labs) винахід назвали «транзистором». Бардін, Браттейн і Шоклі отримали за своє дослідження Нобелівську премію з фізики в 1956 р. Нагорода дісталася їм справедливо, адже транзистори все ще є невід’ємною частиною електрообладнання та електричних систем.

Оскільки транзистори здатні посилювати або змінювати електричний струм, у 1950-ті роки їх почали використовувати у підсилювачах і перемикачах. Транзистор був кращим підсилювачем, ніж електровакуумна лампа. Також він був меншим за розмірами й простішим у виготовленні. Транзистор спричинив революцію в електроніці та проторив шлях до більш дешевих радіоприймачів, калькуляторів і комп’ютерів.

Коли на базу транзистора подається струм керування і необхідна напруга перевищує задане граничне значення, транзистор починає проводити електрику. Крім того, база посилює електричний струм. Таким чином посилюється звуковий сигнал, наприклад, у мікрофоні.

Дослідники виявили, що електричні властивості напівпровідникових матеріалів можна змінювати шляхом додавання до об’єму відповідних кількостей домішок. Шоклі планував створити ще більш потужний і швидкий транзистор. Для цього його компанії потрібно було залучити ще більше обдарованих людей. Серед них був фізик Роберт Нойс, випускник Массачусетського технологічного інституту, і Гордон Мур, що вивчав хімію в Берклі, доктор Каліфорнійського технологічного інституту.

Вільям Шоклі був генієм з важким характером. Іще в дитинстві у нього помічали спалахи агресії. Це був авторитарний керівник, якому було важко догодити. Постійно дратівливий, він не визнавав своїх помилок, натомість звинувачував у всьому підлеглих. Якщо Шоклі презентували ідею, він, замість того щоб підтримати автора, відразу телефонував своєму колишньому колезі з Bell Labs. Він завжди бачив у своїх підлеглих конкурентів. Шоклі вимагав, аби всі співробітники лабораторії регулярно оцінювали один одного, що неодмінно призводило до змагання за популярність.

Владний стиль управління і форсування внутрішньої конкуренції не подобалися Робертові Нойсу. Ще за часів роботи у компанії Philco, що спеціалізувалася на виготовленні радіоприймачів і телевізорів, Нойс потерпав від бюрократії, притаманної великим організаціям Східного узбережжя. Ієрархія і жорстка структура цих компаній виявлялись у правилах і директивах щодо кожної дрібниці. Наприклад, у Philco була розроблена система, згідно з якою кількість і якість офісних меблів варіювала залежно від посади працівника.

Нойс вірив у силу команди, Шоклі — навпаки, очікував від керівників лише чіткого прийняття рішень. Керівництво для Нойса було не роздаванням наказів, а управлінням втіленням ідей. Нойс також вважав, що лише самі фахівці, а не їхні керівники, здатні найкраще оцінити значення своєї роботи.

Оскільки Шоклі, керуючи компанією, довіряв тільки результатам тестів особистості, можливості Нойса потрапити до керівництва дослідженнями Shockley Semiconductor зводилися до нуля. Його разом із Гордоном Муром було визнано непридатними до керівних посад за результатами психологічних тестів: Нойс був занадто млявим, а Мур — занадто замкненим. Нойса і Мура ознайомили з результати тестів одне одного.

Гордон Мур і шість інших провідних фахівців лабораторії були розчаровані подібним ставленням до Роберта Нойса. Член групи Юджин Клейнер запропонував звернутись у компанію свого батька, що займалася пошуком інвестицій для малих високотехнологічних підприємств. До рук Артура Рока, 31-річного інвестиційного банкіра Hayden, Stone & Co, потрапив лист, в якому семеро експертів Shockley Semiconductor питали про можливості роботи для групи фахівців в якій-небудь технологічній компанії. Підкреслювалося, що вони воліють працювати разом і в майбутньому.

Артур Рок зв’язувався з сорока п’ятьма компаніями, але жодна з них не побажала створити у себе окремий відділ досліджень. Ситуацію ускладнювало те, що група воліла залишитися в Пало-Альто. Проте Рок не занепав духом, а, навпаки, захопився ідеєю: а чи не заснувати вам власний бізнес, а він допоможе фінансуванням. Гордонові Муру вдалося переконати Роберта Нойса долучитися до компанії. Коли Рок зустрівся з Нойсом, він відразу помітив його харизму і природжені лідерські якості. Артур Рок був категорично іншої думки щодо навичок Нойса, аніж тестувальники особистості Вільяма Шоклі. Син російських євреїв-іммігрантів, Рок мав почуття гумору і був дуже комунікабельним. Він часто розповідав, що вірить більше в людей, аніж в ідеї.

Мало хто з успішних підприємців применшує значення випадковостей. Щастя посміхнулося і Артурові Року. У 1957 р. він випадково зустрів Шермана Фейрчайлда, багатого виробника літаків. Допитливий Фейрчайлд надихнувся новими ідеями та інвестував у новонароджену компанію півтора мільйона доларів. Однак не всі були такими ж дружньо налаштованими. Вісьмох засновників нової компанії жорстко критикували, вважаючи зрадниками. Їх назвали Traitorous eight, «зрадницька вісімка». На той час було неприпустимим, щоб працівники залишали компанію, та ще й цілою групою. Зазвичай працівник робив на одній фірмі аж до самого виходу на пенсію. Незалежно від того, була ця робота надихаючою для нього, чи ні.

Компанія Fairchild Semiconductor International була заснована в 1957 р. Вона швидко стала лідером на ринку напівпровідників.

З появою Fairchild виникла нова галузь. Несхвалення «зрадницької вісімки» насправді було показником того, наскільки сильно традиційні фірми побоювалися відтоку фахівців до компаній-конкурентів. Натх­ненний контрактом із Fairchild, Артур Рок хотів і надалі бути залученим до таких проектів. Проблема полягала в тому, що фінанси знаходилися на Східному узбережжі, а вчені та експерти зі своїми ідеями переїхали на Західне узбережжя. У 1961 р. Артур Рок прий­няв рішення, яке мало далекосяжні наслідки. Разом з Томасом Дж. Девісом він вирішив створити власну венчурну компанію і переїхати до Сан-Франциско. Фірма дістала назву Davis & Rock. Отримавши від інвесторів Східного узбережжя п’ять мільйонів доларів, Артур Рок почав фінансувати технологічні компанії району Сан-Франциско. Так народився венчурний бізнес.

^{Засновник Міжнародного Товариства Свідомості Крішни (ISKCON) Шріла Прабхупада співає мантри у Парку «Золоті ворота» у Сан-Франциско в 1967 р.}

Венчурний бізнес був ідеальним рішенням, на думку ректора Стенфордського університету Фредеріка Термана. Останній заохочував професорів проводити час із Артуром Роком і навчити нового інвестора, що нещодавно переїхав до Сан-Франциско, електроніки. Рок навіть прослухав один вечірній курс з електроніки. Венчурний бізнес розпочався з невеликого кола ентузіастів. Юджин Клейнер, член «вісімки», що увійшла до складу Fairchild, став у 1962 р. акціонером компанії Рока. Разом з іншим венчурним інвестором, Томом Перкінсом, Клейнер, який походив з австрійської єврейської родини втікачів од нацизму, заснував у 1972 р. власну інвестиційну компанію.

Хоча й почали з’являтися венчурні капіталісти на кшталт Рока та Клейнера, варто пам’ятати також про важливу роль держави у підтримці нових підприємств. Так, Фредерік Терман уклав низку угод з державною адміністрацією США і передав їх новим компаніям, які стали називати стартапами.

У 1957 р. Радянський Союз запустив у космос перший супутник. Очевидна перевага СРСР у завоюванні космічного простору занепокоїла американців. Наступного року президент Ейзенхауер підписав установчі документи Національного управління з аеронавтики і дослідження космічного простору (NASA). Останньому, а також армії потрібні були потужні комп’ютери, а отже, і транзистори.

IBM отримала замовлення від держави: компанія повинна була створити новий комп’ютер. Для цього IBM замовили транзистори у Fairchild. Для ракетної програми Minutemen у Fairchild вирішили розпочати виробництво напівпровідників з кремнію замість германію. Останній був несумісний з високими температурами, його не можна було використовувати у військовій промисловості, у виробництві ракет і літаків. Кремній підходив для цього краще, але його провідністю було важко маніпулювати. У 1950-ті роки транзистори були ще ненадійними. У Fairchild запропонували вкривати транзистори ізоляційним оксидним шаром.

У 1958 р. Джек Кілбі з Texas Instruments у Далласі оголосив про запуск виробництва «мініатюрної електронної схеми», тобто мікросхеми. До неї можна було під’єднати велику кількість різних електронних компонентів, таких як транзистори і діоди. Наступного року Роберт Нойс і його партнери у Fairchild винайшли рішення, яке Нойс назвав integrated circuit, інтегральна схема. Різні компоненти приєднували до одного кремнієвого кристала і з’єднували один з одним за допомогою міді під ізоляційним оксидним шаром. Це дало змогу налагодити масове виробництво інтегральних схем. Перша така схема для продажу була створена в 1961 р. Texas Instruments та Fairchild зрештою владнали патентну суперечку щодо створення мікросхеми. Винаходи обох компаній доповнили один одного й уторували шлях для революції у сфері інформаційних технологій.

За допомогою мікросхем змогли створити комп’ютер, що вміщався у космічний корабель. Це був Apollo Guidance Computer, він керував космічним кораблем Apollo в 1966 р. і був першим у світі комп’ютером на інтегральних схемах. Для його створення знадобилося майже п’ять тисяч схем. Шістдесят відсотків мікросхем, вироблених у Сполучених Штатах і в усьому світі, придбало NASA. Лише Fairchild уже у 1964 р. виготовила сто тисяч мікросхем для комп’ютерів програми Apollo NASA.

Замовлення NASA уможливили масове виробництво мікросхем фірмою Fairchild, що спричинило швидке падіння ціни на них. Роздрібна ціна перших схем сягала тисячі доларів за штуку. Коли виробництво було налагоджене, ціна одної схеми впала до двадцяти доларів. Гордон Мур сформулював у 1965 р. відомий закон Мура, згідно з яким кількість транзисторів у мікросхемах подвоюється приблизно щороку. Пізніше він змінив інтервал до двох років. Закон Мура став самовиконуваним пророцтвом, оскільки Роберт Нойс поставив за мету, що вони зможуть справдити передбачення Мура.

У 1960-ті роки Fairchild була одним з найвидатніших підприємств на всій території Сан-Хосе і приваблювала фахівців з усього світу. Вона також породила велику кількість нових компаній, які стали дотепно називати дітьми Fairchild, тобто fairchildren.

Незважаючи на те що компанія Fairchild була вельми успішною, на Східному узбережжі не до кінця усвідомлювали її цінність і значення як творця нової галузі промисловості. Коли Шерман Фейрчайлд помер, Нойс не отримав посаду генерального директора, натомість було призначено керівників із Нью-Джерсі. Нові керівники не були зацікавлені у фінансуванні та розробці нового продукту так само, як Роберт Нойс. Замість цього вони використовували доходи, отримувані від чипів, для фінансування зовсім інших проектів, як-от, приміром, штампові машини. Також не було розпочато опціонної програми для талановитих інженерів, хоча Нойс особливо наполягав на цьому.

В 2012 р. в інтерв’ю для журналу «Fortune» Гордон Мур стверджував, що Нойс був би логічним кандидатом на посаду генерального директора. Попри це, протягом шести місяців у Fairchild найняли і звільнили двох генеральних директорів. Мур зрозумів, що настає час великих змін і що нового керівника ніколи більше не буде обрано серед представників компанії. Розчаровані Мур і Нойс вирішили діяти до того, як їх посадові обов’язки буде змінено. У березні 1968 р. вони залишили Fairchild і заснували нову компанію. Коли Нойс зателефонував Артурові Року і повідомив новину, той посміхнувся і запитав: «Чому ти так довго чекав?»

Улітку 1968 р. було засновано нову фірму, яку фінансував тепер Артур Рок. Він отримав п’ятдесят відсотків акцій, а Нойс став першим генеральним директором компанії, яку назвали Intel.

Неупереджену корпоративну культуру району затоки Сан-Фран­циско прославлено у численних доповідях і звітах. Але принципи не дістаються безкоштовно і не народжуються готовими. Неупередженості та експериментування навчалися, тільки пройшовши через багато помилок. Психологи, що піддавали сумніву управлінські навички Роберта Нойса, і групи керівників зі Східного узбережжя змогли тепер побачити бізнес-модель іншого ґатунку, яка була заснована на вільному мисленні та рівному ставленні. В Intel ніхто не мав жодних пільг. Робоче місце Нойса в офісі відкритого типу нічим не відрізнялось від місць решти працівників.

Світобачення Нойса частково пояснюється його походженням. Він приїхав з невеличкого середньо-західного пуританського містечка, де цінувалася плідна робота, а не місце в певній ієрархії. Нойс був також завзятим співаком у мадригальному хорі. Щосереди він долучався до хору з дванадцяти чоловік, що виконували пісні епохи Відродження. У хорі не було соліста, і виступ залежав од майстерності кожного. Відомий такий вислів Нойса: «Власний внесок завжди залежить від інших, і всі завжди допомагають одне одному».

Роберт Нойс вірив у командну роботу і прагнув стерти ієрархічні межі між керівництвом і співробітниками. Гордон Мур також не був авторитарним за характером. Нойс і Мур не хотіли конфронтації й не були захоплені жагою влади. До того ж вони неперевершено допов­нювали один одного. Нойс був балакучим продавцем, а Мур — стриманим аналітиком. Нойс був майстром візуалізації, а Мур розумівся на деталях. Проте для керівництва Intel потрібна була людина з більш рішучим характером. Цією людиною став Енді Гроув — виходець з іудейської родини, що вижив у буревії нацистських і сталінських репресій і у віці 20 років утік з Угорщини до Сполучених Штатів. Тоді його звали Андраш Іштван Гроф. Уже навіть завдяки своєму походженню і важким випробуванням долі, яких він зазнав, Гроув був звиклим до несподіванок і невизначеності.

^{Панель управління комп’ютера модуля Apollo (Apollo Guidance Computer)}

На думку Енді Гроува, успіх породжує самовдоволення, а самовдоволення — невдачу. Він стверджував, що виживають тільки параноїки, маючи на увазі, що до всіх змін необхідно ставитися з великою пересторогою. Гроув вимагав од керівників доручати підлеглим тестувати нові технології, продукти й канали продажів. Також підлеглим надавали можливість шукати і залучати нових клієнтів, аби Intel завжди була готовою до непередбачених змін. Енді Гроув хотів завжди бути на зв’язку зі своїми співробітниками і заохочував їх до дискусій один з одним, а також із ним самим. Гроув приймав жорсткі рішення, але не був деспотом. Він уважав, що вище керівництво повинне мати різнобічні таланти. Так і було у трійці лідерів компанії: Нойс, Мур і Гроув — екстравертивний провидець, тихий мислитель і людина дії.

Intel аж ніяк не була єдиною компанією, що реформувала своє керівництво. Г’юлет і Паккард також розробили унікальну корпоративну культуру. Вони започаткували традицію «неофіційної п’ятниці»: коли співробітники вільно вдягаються в джинси, а робочий день закінчується раніше, аби вони встигли разом сходити на пиво. HP також була однією з перших фірм, що запропонувала співробітникам опціони на акції і запровадила навчання для своїх співробітників.

Г’юлет і Паккард з ентузіазмом ставилися до нових ідей і підтримували їх. Утім, це не була імпульсивна підтримка. Наприклад, Г’юлет повертався до поданої йому нової ідеї через кілька днів після ретельного обговорення й жорстких запитань. І лише після цього приймав рішення. На його думку, творчий процес приносить найкращі плоди тоді, коли він не занадто структурований. Проте врешті-решт процес генерування ідей потрібно вгамувати, поставити його у певні рамки і піддати ретельній перевірці.

15 листопада 1971 р. Intel випустили перший у світі процесор на одному кристалі та перший комерційний мікропроцесор, розроблений Федеріко Фаджином 4-бітний Intel 4004. У сучасних процесорах усі частини упаковані в одну інтегральну схему, отже, вони є мікропроцесорами. Процесор (Central Processing Unit, CPU, тобто центральний процесор) — одна з основних складових комп’ютера, саме він виконує команди комп’ютерної програми, записані машинною мовою.

16-бітні x86 процесори компанії Intel здійснили революцію у галузі використання персональних комп’ютерів. Мікропроцесор 8086 компанії був представлений у 1978 р. і використаний у перших персональних комп’ютерах IBM. Чип довжиною в сантиметр містить понад 2000 транзисторів. У 1986 р. Intel вивела на ринок процесор 80386, в якому було вже 1,2 мільйона транзисторів. Він був у 50 разів швидшим за 4004.

Термін «Кремнієва долина» став відомим широкому загалові, коли Дон Гефлер опублікував у 1971 р. у щотижневику Electronic News низку статей, присвячених підприємницькій і науково-дослідницькій діяльності регіону. У Кремнієвій долині сформувалася унікальна культура конкуренції і співробітництва. Компанії-стартапи дуже ревно захищали таємниці, але в той же час знали, над чим працювали колеги, і могли швидко знайти партнерів. Наприкінці робочого дня працівники Долини зустрічались у барах, де пліткували й обговорювали нові винаходи.