Jack Kilby, inventor del 'chip', 'in mem¨®riam'

A muchos lectores no les dir¨¢ nada el nombre de Jack Kilby, fallecido el pasado lunes 20 de junio. Sin embargo ha sido uno de los hombres de la segunda mitad del siglo XX que m¨¢s influencia ha tenido en nuestra vida cotidiana. Nacido en Jefferson (Missouri, EUA) en 1923, recibi¨® el premio Nobel de F¨ªsica en el a?o 2000, por la co-invenci¨®n del circuito integrado, m¨¢s conocido popularmente por el chip o microchip.

El chip, esta pieza misteriosa que forma parte de cualquier aparato o gadget electr¨®nico, ha sido el protagonista de la revoluci¨®n de las comunicaciones y de la informaci¨®n cuyos ejemplos m¨¢s cotidianos son el tel¨¦fono m¨®vil y el ordenador personal. Esta revoluci¨®n nos debe llevar, seg¨²n los soci¨®logos, a la sociedad del conocimiento. Pero es que, adem¨¢s, las aplicaciones del chip est¨¢n extendi¨¦ndose hoy en d¨ªa a muchos otros campos alejados de las aplicaciones meramente electr¨®nicas tales como el autom¨®vil, la medicina, la alimentaci¨®n, etc. y ser¨¢, en un futuro inmediato, mucho m¨¢s ubicuo de lo que ya lo es actualmente.

Todo empez¨® en el a?o 1947 cuando tres investigadores de los Laboratorios Bell de la compa?¨ªa americana ATT descubrieron el transistor que sustituy¨®, como elemento b¨¢sico de los circuitos electr¨®nicos, a las v¨¢lvulas de vac¨ªo. En aquellos a?os los circuitos m¨¢s populares eran los receptores de radio que empezaron a llamarse, por un abuso del lenguaje, transistores, confundiendo el todo por la parte. La utilizaci¨®n de transistores en los circuitos represent¨® una gran disminuci¨®n del volumen y del consumo de energ¨ªa de los aparatos electr¨®nicos, permitiendo la realizaci¨®n de los primeros ordenadores electr¨®nicos. Fue el nacimiento de la microelectr¨®nica, ciencia tecnol¨®gica que se ocupa de todos los procesos necesarios para la fabricaci¨®n de los transistores.

En el a?o 1957 ocurri¨® un hecho que tuvo, a posteriori, unas consecuencias inesperadas e important¨ªsimas. En aquel a?o se pod¨ªa escuchar un bit-bit que proced¨ªa del espacio y que era emitido por el primer sat¨¦lite espacial, el Sputnik, lanzado por la Uni¨®n Sovi¨¦tica en plena guerra fr¨ªa entre EE UU y la URSS. La reacci¨®n de temor del pueblo americano fue desmesurada y exigi¨® de su gobierno el lanzamiento de un sat¨¦lite artificial. Fue el inicio de la carrera espacial. Sin embargo, la carga ¨²til que pod¨ªa lanzar los cohetes americanos en aquellos a?os era muy inferior a la de los cohetes sovi¨¦ticos. Como consecuencia todo el equipo del sat¨¦lite artificial y en particular su equipo electr¨®nico, deb¨ªa miniaturizarse para reducir peso.

En este contexto, el ingeniero Jack Kilby se incorpora a la compa?¨ªa americana Texas Instruments en 1958. Esta compa?¨ªa era fabricante de transistores y en 1954 introdujo los primeros transistores fabricados en silicio, material semiconductor muy abundante, que se pod¨ªa extraer, por ejemplo, de la arena de la playa.

Los transistores de silicio eran mucho m¨¢s robustos que los fabricados en germanio. Como J. Kilby se incorpor¨® a la compa?¨ªa en el mes de mayo, cuando lleg¨® el verano no tuvo derecho a vacaciones, se qued¨® solo en los laboratorios de Texas Instruments y empez¨® a experimentar para intentar construir un circuito electr¨®nico integrado. Pero antes hay que decir que, en aquellos a?os, un circuito electr¨®nico convencional estaba realizado mediante la conexi¨®n de diferentes componentes como resistencias, condensadores, transistores, etc.

Todos ellos estaban fabricados individualmente con materiales distintos. J. Kilby tuvo la idea de fabricar todos los componentes de un circuito electr¨®nico convencional con el mismo material, en este caso el silicio, y por dos motivos. Primero, si todos los componentes eran de silicio se pod¨ªa pensar, como luego sucedi¨®, que todo el circuito podr¨ªa fabricarse en un mismo bloque de silicio, con todos los componentes integrados monol¨ªticamente y como consecuencia ocupar¨ªa un espacio mucho m¨¢s reducido que un circuito convencional. Segundo, si el circuito entero era de silicio, Texas Instruments, que dominaba la tecnolog¨ªa del silicio podr¨ªa fabricar el circuito entero y no s¨®lo los transistores que ¨²nicamente eran una parte, con lo cual se disparaba el valor de las ventas de la compa?¨ªa, como tambi¨¦n sucedi¨®.

El primer circuito que fabric¨® Jack Kilby con todos los componentes de silicio interconectados mediante hilos de oro, fue un circuito digital llamado, en el argot electr¨®nico, flip-flop. Se puso por primera vez en marcha el 12 de setiembre de 1958. Le sigui¨® otro circuito, un oscilador de desplazamiento de fase el 6 de marzo de 1959.

Casi simult¨¢neamente otro investigador, Robert Noyce, de la compa?¨ªa americana Fairchild Semiconductors propuso la t¨¦cnica llamada "planar" para la fabricaci¨®n de los circuitos integrados en forma de chips y se le considera el otro co-inventor del chip.

Sin embargo, en el a?o 2000, R. Noyce hab¨ªa fallecido y no pudo serle otorgado y compartir el Premio Nobel de este a?o con J. Kilby, Z.I. Alferov y H. Kroemer.

Los primeros chips fabricados por las compa?¨ªas Texas Instruments y Fairchild Semiconductors conten¨ªan en su interior unos pocos transistores. El chip de un microprocesador de ¨²ltima generaci¨®n contiene decenas de millones de transistores. Sin embargo, la idea del circuito integrado con todos los componentes fabricados con el mismo material y simult¨¢neamente que subyace en el m¨¢s moderno microprocesador es la misma que intuyeron Jack Kilby y Robert Noyce para fabricar hace cincuenta y cinco a?os los primeros chips.

Francesc Serra Mestres es director del Centro Nacional de Microelectr¨®nica y catedr¨¢tico de la Universidad Aut¨®noma de Barcelona.