John Bardeen dijo alguna vez: “Yo sabía que el transistor era importante, pero nunca preví la revolución en electrónica que traería consigo”, y quién lo podría haber sabido. De hecho, no podemos pronosticar hasta dónde llegarán todos estos desarrollos.
FUTURO
Dejemos el reconocimiento a los creadores de estos dispositivos electrónicos con los que en tres cuartos de siglo hemos llegado al punto de que cada quien trae una computadora en su bolsillo (que además sirve para hablar por teléfono).
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Como lo comentamos en el artículo anterior, después de la Segunda Guerra Mundial los Laboratorios Bell se dan a la tarea de encontrar un sustituto de la válvula de vacío, que tuviera mejores características. Para esto deciden la formación de un grupo de investigación liderado por William Shockley, quien a su vez contrata a Walter Brattain, para integrarlo al equipo, junto con John Bardeen.
Sin embargo, Shockley se desentiende un poco de la investigación, y deja trabajar solos a Bardeen y a Brattain. Estos dos forman un excelente equipo de investigación, el primero aplica sus conocimientos de física cuántica para el análisis del comportamiento de los semiconductores, y el segundo lleva a cabo los experimentos con una capacidad extraordinaria (incluso, se dice que a veces primero realizaban los experimentos, y después formulaban la teoría que los sustentara).
En conjunto, desarrollan el primer transistor de punto de contacto el 16 de diciembre de 1947 (está por cumplir 75 años). Sin embargo, al darse cuenta Shockley de su invento, y de que lo habían desarrollado sin él, y por lo tanto, se quedaba fuera de la historia (y del Premio Nobel y la fama), toma su desarrollo y lo mejora, con lo que inventa el transistor de unión, el cual se utiliza hasta nuestros días.
Los Laboratorios Bell deciden que los tres deben de llevarse el crédito, e incluso, ordena que en todas las entrevistas y fotografías se deje en claro que William Shockley era el líder del proyecto (si observan alguna fotografía de los tres, verán que Shockley aparece como el jefe). Al final, los tres son galardonados con el Premio Nobel de Física en 1956.
Antes de la invención del transistor el ambiente del grupo era bueno (o al menos, tolerable), sin embargo, después de esto, se vuelve muy difícil el trabajo en conjunto con Shockley, por lo que toman caminos diferentes. Sólo se reúnen nuevamente en la cena del Premio Nobel, momento en el cual recuerdan los tiempos en que eran un equipo de investigación inigualable.
Jack St. Clair Kilby nació el 8 de noviembre de 1923 en Great Bend, Kansas, EUA. Estudió en la Universidad de Illinois, y obtuvo su maestría en la Universidad de Wisconsin. En 1958 consigue un empleo en Texas Instruments, y cuando llega el periodo vacacional de verano aún no tenía derecho a tomarlo, por lo que se queda solo, trabajando en el laboratorio.
En ese tiempo ya se utilizaban los transistores, con las ventajas que esto traía, como un menor espacio ocupado por los equipos electrónicos. Sin embargo, cada uno de los transistores tenía que ser soldado y cableado a los distintos puntos del circuito, lo que consumía demasiado tiempo y recursos para la fabricación de las tarjetas, además de que cada punto de soldadura representaba una posible falla. Es en ese momento que Jack Kilby tiene la genial idea de que la construcción de todo el circuito se realice en un mismo empaque y hecho del mismo material, con lo cual el espacio se reduce aún más, y disminuye la probabilidad de fallo de los circuitos.
Este invento constituyó el inicio de la miniaturización de la electrónica, ya que volvió posible la fabricación de circuitos con un mayor número de transistores, detonando el desarrollo de la electrónica, tal como la conocemos hoy en día. El primer circuito integrado de Kilby tenía cinco transistores, mientras que los microprocesadores más recientes contienen cientos de millones. Jack Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de Física en el año 2000. Murió de cáncer en el 2005.
En marzo de 1959, el ingeniero Jean Hoerni demostró el proceso para fabricar el transistor planar, más adecuado para insertar en un circuito integrado. Basado en esto, Robert Noyce desarrolla un método para producir los circuitos, y lo presentan el primero en mayo de 1960. Después de múltiples debates y batallas legales durante un par de décadas, la comunidad de científicos e ingenieros en todo el mundo considera como inventores independientes del circuito integrado a Robert Noyce y a Jack Kilby.
Ahora comentemos un poco sobre el funcionamiento del transistor y el porqué de su aplicación masiva en circuitos electrónicos: es un dispositivo muy pequeño que puede funcionar como amplificador (en el caso de aplicaciones de audio, por ejemplo), pero su principal uso es como interruptor, que opera en dos modos: encendido o apagado. Esta característica lo hizo muy adecuado para su utilización en los circuitos digitales, los cuales manejan un código de dos valores únicamente (el sistema binario, de “unos” y “ceros”). Actualmente, toda la información que circula por el Internet es mediante este código binario.
Debido a lo anterior, se extendió su uso masivo en todos los sistemas digitales. En el año 2004 el sector de los semiconductores produjo más transistores, y a un menor costo, que granos de arroz en todo el mundo, según la Asociación del Sector de Semiconductores de los Estados Unidos (U.S. Semiconductor Industry Association).
El gran científico estadounidense Gordon E. Moore (cofundador de Intel) estimaba que el número de transistores producidos en un año igualaría al número de hormigas en el mundo, pero en el 2003 el sector estaba produciendo diez trillones de transistores anualmente, por lo que cada hormiga tendría que transportar 100 transistores a sus espaldas para que se cumpliese esta predicción.
Pensemos en el gran impacto que ha tenido en el desarrollo de la civilización el invento de un dispositivo tan pequeño. Sin el transistor no podríamos hablar de las computadoras, el Internet, los viajes espaciales, los teléfonos celulares, y el avance tecnológico que se da cada vez a una mayor velocidad.
Cada segundo del año 2014 trajo consigo la fabricación de 8 billones de transistores, hasta alcanzar una producción anual de 250 trillones (250 seguido de 18 ceros) de estos microscópicos dispositivos que cambiaron al mundo. Para tratar de imaginarnos dicha cantidad podemos anotar que es mucho mayor que el número de estrellas en la Vía Láctea o de galaxias en el universo conocido. También la tasa de crecimiento ha sido extraordinaria, en ese año se produjeron más transistores que en todos los anteriores al 2011.
En unas décadas hemos pasado de las computadoras que ocupaban todo un piso a unas que caben en la palma de nuestra mano. El desarrollo del transistor y de los circuitos integrados ha contribuido al de otras áreas y ha mejorado notablemente la comodidad de la vida diaria. Pero debemos estar conscientes de que este crecimiento se detendrá en algún momento. Sin embargo, podemos confiar en la gran capacidad de nuestra especie para desarrollar nuevas tecnologías.
