Ignacio Mártil
Catedrático de electrónica de la Universidad Complutense de Madrid y miembro de la Real Sociedad Española de Física

Los fundadores de Fairchild Semiconductors, en una imagen de 1961. Fila trasera desde la izquierda: Victor Grinich, Gordon Moore, Julius Blank, y Eugene Kleiner. En la fila inferior están Jay Last, Jean Hoerni y Sheldon Roberts. A la derecha de todos, Robert Noyce.

Chips Act (EE. UU.), Ley Europea de Chips (Unión Europea), PERTE de microelectrónica y semiconductores (España), etc. Quien más y quien menos en el mundo, quiere disponer de capacidad de fabricación propia de chips, porque el mundo necesita los chips para prácticamente todo: teléfonos móviles, ordenadores portátiles y de torre, GPS, automóviles, electrodomésticos de todo tipo, control de procesos industriales, gestión de las redes de transporte, Inteligencia Artificial (la nueva revolución en marcha), etc. Las tensiones geopolíticas en extremo oriente tienen a un protagonista indirecto: TSMC, el mayor fabricante de chips de vanguardia del mundo. En suma, sin chips el planeta se paraliza.

¿Dónde y cuándo empezó esta transformación tan profunda de nuestro modo de vida y de nuestro modo de producir y fabricar bienes de todo tipo? Como ya indiqué en el artículo anterior de este blog, el chip, semiconductor o circuito integrado nació en 1959 de manera casi simultánea en dos empresas rivales del sector, tal y como ya he descrito en este blog. Varias de las cuestiones que trato en esta serie de artículos se pueden ver en este vídeo:

La empresa responsable de que aquel invento se generalizara y alcanzara un éxito comercial extraordinario ya no existe y si usted no es del "gremio" probablemente no la conozca: Fairchild Semiconductors. Como ya he indicado en el anterior artículo publicado en este blog, en los próximos meses voy a describir el cómo y el porqué de aquel cambio de paradigma en la industria microelectrónica.

1. La década de 1950: el "cataclismo" del Sputnik I

Para la mayoría de los ciudadanos del mundo, 1957 pasó a la historia de la ciencia y la tecnología como el año del lanzamiento del Sputnik I por parte de la Unión Soviética. No obstante, hay un acontecimiento que ese año no ocupó los titulares, pero que a lo largo de los más de 60 años transcurridos desde entonces, influyó profundamente en todos los aspectos de la sociedad moderna: sociales, culturales, tecnológicos, etc. Este vídeo muestra algunas de las cuestiones que abordaré en esta serie de artículos:

El 19 de septiembre de 1957, ocho científicos e ingenieros desertaron de la empresa en la que trabajaban (Shockley Semiconductors Laboratory) para crear su propia compañía. Esa empresa, Fairchild Semiconductor Corporation, desarrolló algunas de las innovaciones más importantes de la tecnología electrónica del siglo XX y sembró las semillas que dieron origen a Silicon Valley y transformaron de una manera radical nuestro modo de vida, y esto ocurrió en todo el planeta.

Logos de Fairchild, al comienzo (izquierda, "Flying-F", la "F-voladora"), en los años de éxito (centro) y en los últimos años de existencia independiente de la empresa (derecha)

2. Fundación de Fairchild Semiconductors

William Shockley, coinventor del transistor en los Bell Telephone Laboratories, estableció su empresa, Shockley Semiconductors Laboratory, en Mountain View, California, en 1955, gracias a la financiación de Arnold Beckman, un célebre científico e inversor estadounidense. Atrajo a un grupo de jóvenes y brillantes ingenieros y científicos, a los que formó en la ciencia y la tecnología del silicio. Aunque era un físico extraordinario ―compartió el Premio Nobel de Física de 1956 por sus contribuciones al transistor―, el personal de la empresa pronto se desencantó con su estilo de gestión paranoico e intolerante. Ocho de los empleados de Shockley con más talento ―Julius Blank, Victor Grinich, Jean Hoerni, Eugene Kleiner, Jay Last, Gordon Moore, Robert Noyce y Sheldon Roberts―, solicitaron a Beckman que cambiara de director de la empresa, a lo que se negó. Así las cosas, decidieron buscar otro empleo.

Con la ayuda de otro inversor, Arthur Rock, los ocho hombres consiguieron 1.38 millones de dólares de la empresa vinculada a la defensa Fairchild Camera & Instrument Corporation, con sede en la costa este y que no pertenecía al sector de la electrónica, aunque se la puede considerar "limítrofe", ya que su cartera de productos incluía equipos de fotografía aérea, cámaras para ametralladoras, cámaras de rayos X, cámaras de radar, sincronizadores de cañones y radiocompases.

Llegaron en el momento más oportuno, ya que EE. UU. se encontraba en un verdadero "shock" provocado por el lanzamiento del Sputnik I. Las empresas de electrónica relacionadas con sector de la defensa se embarcaron en programas de choque para miniaturizar y mejorar la fiabilidad de los sistemas electrónicos aeroespaciales y así poder remontar primero y superar después la ventaja inicial obtenida por la Unión Soviética. Los fundadores de Fairchild identificaron la oportunidad que tenían los transistores de silicio para utilizarse en estas nuevas aplicaciones.

La imagen más célebre de los ocho fundadores de Fairchild Semiconductor. En la pared se ve el logo inicial de la empresa, la "F-voladora". De izquierda a derecha: Gordon Moore, Sheldon Roberts, Eugene Kleiner, Robert Noyce, Victor Grinich, Julius Blank, Jean Hoerni y Jay Last.

Gracias a la experiencia que habían adquirido mientras trabajaron en Shockley Semiconductors Laboratory, en apenas cinco meses fueron capaces de montar unas instalaciones de fabricación de dispositivos semiconductores en Palo Alto, donde desarrollaron nuevos procesos e introdujeron una línea de fabricación de transistores que tuvo una aceptación instantánea en el mercado.

A principios de 1958,  Fairchild Semiconductor recibió su primer pedido de 100 transistores por parte de IBM, con un coste unitario de 150 dólares de la época, equivalente a ~1.600 dólares de 2024. Ningún fabricante de los establecidos en ese momento podía cumplir las exigentes especificaciones que se requerían para un transistor de silicio que trabajara a tensiones elevadas, destinado a accionar la memoria de núcleo magnético (popularmente conocida como memoria de ferritas) instalada en el ordenador de a bordo del bombardero supersónico B-70, que estaba desarrollando IBM para instalar en dicho avión. Ese transistor se comercializó con el código 2N697 y se convirtió en primer transistor comercial de doble difusión (emisor y base) de silicio.

El bombardero supersónico B-70 llevaba un ordenador de vuelo equipado con los primeros transistores fabricados por Fairchild

En esos cinco meses, pusieron en marcha un equipo de crecimiento de cristales de silicio (Sheldon Roberts), desarrollaron técnicas de enmascaramiento fotolitográfico utilizando lentes de cámaras de cine de 16 mm (Jay Last, Robert Noyce), establecieron las características que debía tener una capa muy fina de aluminio, necesarias para hacer contactos eléctricos a los dispositivos (Moore) y construyeron su propio equipo de fabricación y pruebas (Julius Blank, Victor Grinich, Eugene Kleiner).

El 2N697 fue seleccionado también por la empresa Autonetics para incorporarlo en un sistema de guía y control del misil balístico Minuteman, el mayor programa de defensa de la época. Autonetics construyó el D-17B, el primer ordenador fabricado con circuitos integrados, para el sistema de guiado de este misil, ya que las Fuerzas Aéreas estaban empezando a reconstruir la lógica de los Minutemen utilizando circuitos integrados.

Ordenador de Guiado D-17B del misil Minutemann, fabricado por Autonetics. Contenía 6282 diodos, 1521 transistores, 1116 condensadores y 504 resistencias. Completamente montado, el sistema pesaba aproximadamente 28 kg.

Podemos decir que durante los primeros años de existencia de Fairchild, la tecnología desarrollada en la empresa permitió a los transistores de silicio satisfacer las estrictas exigencias de la industria aeroespacial. El rápido crecimiento de Fairchild en ingresos, número de empleados e impacto industrial puede compararse al de Google 40 años después. Este extraordinario nivel de éxito se basó en las ideas revolucionarias de tres cofundadores: Jean Hoerni, Robert Noyce y Gordon Moore, y se amplificó con una "máquina de innovación" formada por cientos de ingenieros y científicos creativos.

Arriba: área de las máquinas de dopado por difusión de Fairchild Semiconductor en 1960. Abajo: las cosas han cambiado mucho desde entonces, como se aprecia en la imagen inferior, de una sala blanca actual

En sucesivos artículos que publicaré en este blog, describiré las innovaciones que los tres científicos mencionados (Hoerni, Noyce en el plano tecnológico y Moore, en el de la industria microelectrónica en su globalidad) introdujeron en los procedimientos de fabricación y en la concepción misma de la industria microelectrónica, que supusieron el pistoletazo de salida y el despegue extraordinario que esta industria experimentaría en el siguiente medio siglo y cuyas consecuencias llegan hasta el día de hoy.