Tegnap volt hatvan éve, hogy elkészült a világ első működő tranzisztora. Ez a felfedezés óriási lendületet adott a számítástechnika fejlődésének: mai világunk komputerizáltsága ennek az invenciónak köszönhető. Míg az 1946-ban üzembe állított és az elektronikus számítógépek őspéldányának tartott ENIAC 17 468 elektroncsövet tartalmazott és 27 tonnát nyomott, a mai számítógépeinkben dolgozó chipek sokmilliónyi tranzisztora néhány négyzetmilliméteren csücsül.
Shockley (ülve), Bardeen és Brattain
Az első működő ún. tűs tranzisztor megalkotása két fizikus, John Bardeen és Walter Brattain nevéhez fűződik, akik a számos fontos találmánnyal előálló Bell Laboratórium szilárdtestfizikai csoportjában dolgoztak William Shockley irányítása alatt. Vizsgálatuk középpontjában a félvezető diódák működése állt, céljuk pedig egy félvezetőre épülő erősítő létrehozása volt. A két fizikus – akik egyébként nem jöttek ki jól Shockley-val, és ezért önállóan dolgoztak – másfél évnyi, szilíciummal és germániummal folytatott kísérletezés után 1947. december 17-én elkészült az első működő tranzisztorral. Ez mai mércével mérve meglehetősen durva konstrukció volt: egy műanyag kereten lógott a germániumlapka, amelyhez aranyból készített érintkezők kapcsolódtak.
Viszont működött, és a kutatóknak sikerült is meggyőznie a laboratórium vezetőségét a felfedezés jelentőségéről. A találmányt – amely egyébként már legalább két évtizede létező teóriákon alapult – a kapcsolódó szabadalmak bejegyzését követően 1948. július 1-jén jelentették be hivatalosan. Jó néhány évnek el kellett azonban telnie a kereskedelmi forgalmazásig. Ehhez kellett az is, hogy Shockley 1951-ben előálljon egy könnyebben gyártható és stabilabb konstrukcióval, amely rétegtranzisztor néven vált ismertté – ez az az eszköz, amelyet ma tranzisztorként ismerünk. Az elnevezést egyébként a labor egyik vezetője, John Pierce alkotta meg hónapokkal a felfedezést követően a transzkonduktancia és a varisztor szavak összeolvasztásával.
A Bell számos cégnek licencelte a technológiát, amelyek a jóval ormótlanabb elektroncsövek leváltására elsősorban erősítőként használták. A tranzisztor egyik első sikere a rádiógyártásban volt kézzelfogható: a világvevő rádiók mérete a felfedezésnek köszönhetően látványosan összezsugorodott, olyannyira, hogy az új készülékeket akár egy kézzel is fel lehetett emelni. Az első tranzisztoros rádió – a Regency TR-1 – 1954 októberében kerül piacra. Bardeen, Brattain és Shockley a félvezetők kutatásában elért eredményeiért és a tranzisztorhatás felfedezéséért 1956-ban Nobel-díjat kapott.
Tranzisztorok, sokasodjatok!
Az első tranzisztor
Egy évtizeddel a tranzisztor felfedezése után, 1958 nyarán a Texas Instruments egyik új alkalmazottja, Jack Kilby kitalálta, hogy miként lehet több tranzisztort elhelyezni egy integrált áramkörön, és ezzel elindította a chipek forradalmát, amely még ma is tart. Az általa készített IC egy nagyjából gemkapocsnyi méretű germániumlapka volt, amelyre néhány tranzisztort és ellenállást helyezett el.
A technológia azóta töretlenül fejlődik, nagyjából tartva magát Gordon Moore aranyszabályához. Az Intel-alapító a tekintélyes Electronics Magazine-ban 1965-ben megjelent cikkében azt írta, hogy évente körülbelül megduplázható az egy szilíciumlapkára gazdaságosan integrálható alkatrészek száma, amellyel arányosan növekszik a számítási teljesítmény és csökken az egy integrált áramkörre eső gyártási költség. Az eredetileg csupán az elkövetkező évtizedre koncentráló, majd általánosítva Moore-törvényként ismertté váló előrejelzést később módosítani kellett, mert a valóságban 18-24 havonta duplázódik meg az egy lapkára integrált tranzisztorok száma, ám ezt az ütemet meglepő módon azóta is tartja a félvezetőipar. Hogy a trend valóban érvényesül, az csak részben köszönhető Moore megfigyeléseinek – amint sokan rámutattak, a törvény inkább önbeteljesítő jóslatként működik, vagyis nemcsak eredménye, hanem célja is a mérnökök munkájának a fejlődés fenntartása.
Az Intel egyik legújabb – egy hónappal ezelőtt bemutatott, 45 nanométeres csíkszélességgel gyártott – Xeon processzorába 820 millió tranzisztort zsúfoltak. Az chipgyártó becslése szerint évente a világon 10 trillió (1018) tranzisztort gyártanak, körülbelül százszor annyit, mint amennyi hangya él a Földön.
