Jack Kilby: Der Sommer, in dem niemand sonst arbeitete

Im Sommer 1958 leerten sich die Räume von Texas Instruments wegen der Betriebsferien. Jack Kilby, der erst wenige Wochen zuvor eingestellt worden war, hatte noch keinen Urlaubsanspruch, also blieb er in einem verlassenen Labor in Dallas und arbeitete an einem Problem, das die Branche die Tyrannei der Zahlen nannte. Am 12. September zeigte er seinen Vorgesetzten einen Splitter aus Germanium, der mit einem Oszilloskop verbunden war. Die Kurve war eine durchgehende Sinuswelle. Ein vollständiger elektronischer Schaltkreis war aus einem einzigen Materialstück hergestellt worden, und alles, was danach kam – der Mikroprozessor, das Mobiltelefon, das Internet – geht auf diesen Nachmittag zurück.

Ein Eissturm in Kansas

Jack St. Clair Kilby wurde am 8. November 1923 in Jefferson City, Missouri, geboren und wuchs in Great Bend, Kansas, auf, wo sein Vater ein kleines Elektrounternehmen betrieb, das Kunden im ländlichen Westen des Bundesstaates versorgte. Das prägende Erlebnis ereignete sich während eines Eissturms, der die Stromleitungen herunterriss. Kilby sah zu, wie sein Vater Amateurfunk nutzte, um mit den Kunden des Versorgungsunternehmens in Kontakt zu bleiben, als nichts anderes sie erreichen konnte. Elektronik war von da an keine Abstraktion mehr, sondern das, was funktionierte, wenn alles andere versagt hatte.

Er absolvierte die Great Bend High School und erwarb 1947 einen Bachelor-Abschluss in Elektrotechnik an der University of Illinois – ein Jahr, wie er später bemerkte, bevor der Transistor erfunden wurde, was ihn genau in das richtige Alter für das darauf folgende Fachgebiet brachte. Er heiratete 1948 Barbara Annegers; sie hatten zwei Töchter, Ann und Janet. Er ging nach Milwaukee, um für einen Hersteller von Radio- und Fernsehkomponenten zu arbeiten, und studierte abends für einen Master in Elektrotechnik an der University of Wisconsin, den er 1950 abschloss.

Die Tyrannei der Zahlen

Das Problem, das die Industrie in den 1950er Jahren beschäftigte, war nicht, Schaltkreise zum Laufen zu bringen, sondern sie groß zu machen. Jeder zusätzliche Transistor, Widerstand und Kondensator musste einzeln hergestellt und einzeln mit seinen Nachbarn verlötet werden. Eine komplexe Maschine benötigte Zehntausende handgefertigter Verbindungen, von denen jede eine Fehlerquelle darstellte. Die Obergrenze der Zuverlässigkeit war hart und niedrig.

Kilby kam 1958 aus einem bestimmten Grund zu Texas Instruments: Es war, wie er sagte, das einzige Unternehmen, das bereit war, ihn mehr oder weniger Vollzeit an der Miniaturisierung elektronischer Komponenten arbeiten zu lassen. Seine Erkenntnis, zu der er in diesem leeren Sommerlabor gelangte, war, dass man alle Komponenten aus demselben Halbleitermaterial herstellen konnte, wenn sie alle auf einmal und aus einem Stück gefertigt würden, wodurch das Löten entfallen würde. Er fertigte einen Phasenschieber-Oszillator auf einem Germaniumstab und demonstrierte ihn am 12. September 1958. Am 6. Februar 1959 reichte er das US-Patent 3.138.743 für miniaturisierte elektronische Schaltkreise ein.

Seine Version erforderte winzige Drähte, die von Hand zwischen den Komponenten angebracht werden mussten – das Problem der fliegenden Drähte, das Robert Noyce bei Fairchild Semiconductor einige Monate später löste, indem er Aluminiumverbindungen auf eine flache Oxidoberfläche druckte. Die beiden Unternehmen prozessierten jahrelang und schlossen schließlich gegenseitige Lizenzvereinbarungen ab. Kilby bestritt nie den geteilten Verdienst; er würdigte Noyce stets als Partner bei der kommerziellen Durchsetzung des integrierten Schaltkreises, und beide Männer teilten sich 1989 den Charles Stark Draper Prize.

Es alltäglich machen

Kilbys zweiter Akt war der Beweis, dass das Ding nützlich war. Bei Texas Instruments leitete er die Teams, die die ersten militärischen Systeme und den ersten Computer mit integrierten Schaltkreisen bauten. Dann, in einer Entscheidung von enormer kommerzieller Bedeutung, gab TI ihm die Aufgabe, ein Konsumprodukt zu finden, das den Chip für normale Menschen demonstrieren würde. Gemeinsam mit Jerry Merryman und James Van Tassel erfand er den elektronischen Taschenrechner mit – ein Gerät, das innerhalb weniger Jahre den Rechenschieber verdrängte und einen integrierten Schaltkreis in Millionen von Taschen brachte. Er war auch Mitentwicker des Thermodruckers, den solche Rechner verwendeten.

1970 nahm er Urlaub von Texas Instruments, um als unabhängiger Erfinder zu arbeiten, und verbrachte einen Großteil des folgenden Jahrzehnts mit Siliziumtechnologie für die solare Stromerzeugung. Von 1978 bis 1984 war er Distinguished Professor für Elektrotechnik an der Texas A&M University. Er ging 1983 offiziell bei TI in den Ruhestand, blieb aber für den Rest seines Lebens mit dem Unternehmen verbunden. Er hielt Patente auf den integrierten Schaltkreis und sieben weitere Erfindungen – eine kleine Anzahl für einen Mann seines Kalibers, und ein deutlicher Hinweis darauf, dass er sich für wenige große Probleme interessierte statt für viele kleine.

Die Anerkennung kam stetig. Wahl in die National Academy of Engineering 1967. Die National Medal of Science von Richard Nixon 1969. Die IEEE Medal of Honor 1986. Der Draper Prize 1989. Die National Medal of Technology von George H. W. Bush 1990. Der Kyoto-Preis für Hochtechnologie 1993. Ehrendoktortitel von Illinois, Wisconsin, Southern Methodist und Yale. 1995 schuf das IEEE eine Medaille für Signalverarbeitung in seinem Namen, während er noch lebte, um sie zu sehen. Dann, im Jahr 2000, zweiundvierzig Jahre nach der Demonstration, der Nobelpreis für Physik, geteilt mit Zhores Alferov und Herbert Kroemer, für seinen Anteil an der Erfindung des integrierten Schaltkreises.

Warum Jack ein Genie genannt wird

Kilbys Genie war eher reduktiv als elaborativ. Konfrontiert mit einem Problem, das durch die Anzahl separater Teile definiert war, fragte er, ob die Teile überhaupt getrennt sein müssten – und antwortete, indem er Widerstände und Kondensatoren aus Halbleitermaterial herstellte, was nicht das ist, wofür Halbleitermaterial gut ist, nur damit alles aus einem Stück bestehen konnte. Es war eine hässliche Lösung in ingenieurtechnischer Hinsicht und eine brillante in konzeptioneller Hinsicht, und er fand sie allein, in einem leeren Gebäude, in wenigen Wochen.

Die Unterstützung des Nobelpreiskomitees ist eindeutig, und die Königlich Schwedische Akademie ehrt selten die Industrie-Ingenieurwissenschaft überhaupt; die Auszeichnung für Kilby im Jahr 2000 war teilweise eine Erklärung, dass der integrierte Schaltkreis in dieselbe Kategorie wie die fundamentale Physik gehöre. Die National Medal of Science und die IEEE Medal of Honor sagen dasselbe in einem amerikanischen Register.

Das Gegenargument ist real und Kilby selbst hätte es angeführt. Sein ursprüngliches Gerät war nicht herstellbar; Noyces planare Version, nicht Kilbys, ist der Vorfahre jedes Chips, der seitdem hergestellt wurde. Die Idee der Integration lag in der Luft – die Tyrannei der Zahlen war ein benanntes Problem, das viele Labors angriffen, und wenn Kilby es nicht 1958 gelöst hätte, hätte es jemand kurz danach getan. Er war auch, nach den Berichten derer, die ihn kannten, ein außergewöhnlich bescheidener Mann, der sich dem Rahmen des einsamen Erfinders widersetzte. Was nicht bestreitbar ist, ist die Priorität und der Mut: Er baute das Ding zuerst, und er tat es als neuer Mitarbeiter ohne Ansehen, aus einer Vorahnung heraus, während eines Urlaubs.

Vermächtnis

Kilby starb am 20. Juni 2005 im Alter von einundachtzig Jahren an Krebs in Dallas. Sein Name steht auf den Kilby Labs bei Texas Instruments, einem Computerzentrum an der Edinburgh Napier University, einer IEEE-Medaille, einer 1980 gegründeten Preisstiftung und einer Statue an der University of Texas at Dallas; seine Manuskripte gingen an die DeGolyer Library der Southern Methodist University. Das treffendere Denkmal ist, dass die gesamte Elektronikindustrie eine Reihe von Fußnoten zu einer Demonstration ist, die wenige Sekunden auf einem Oszilloskop-Bildschirm in einem leeren Labor dauerte.