ג'ק קילבי: הקיץ שבו איש לא עבד
בקיץ 1958 התרוקנה חברת טקסס אינסטרומנטס (Texas Instruments) לרגל חופשת החברה. ג'ק קילבי (Jack Kilby), שנשכר שבועות ספורים קודם לכן, לא צבר ימי חופשה, ולכן נשאר במעבדה שוממה בדאלאס ועבד על בעיה שהתעשייה כינתה "עריצות המספרים". ב-12 בספטמבר הוא הציג למנהליו רצועת גרמניום מחוברת לאוסילוסקופ. התצוגה הראתה גל סינוס רציף. מעגל אלקטרוני שלם נוצר מחתיכת חומר אחת, וכל מה שבא מאז – המיקרו-מעבד, הטלפון הנייד, האינטרנט – נגזר מאותו אחר צהריים.
סופת קרח בקנזס
ג'ק סנט קלייר קילבי (Jack St. Clair Kilby) נולד ב-8 בנובמבר 1923 בג'פרסון סיטי, מיזורי, וגדל בגרייט בנד, קנזס, שם ניהל אביו חברת חשמל קטנה ששירתה לקוחות מפוזרים ברחבי המערב הכפרי של המדינה. האירוע המכונן התרחש במהלך סופת קרח שהפילה את קווי החשמל. קילבי צפה באביו משתמש ברדיו חובבים כדי לשמור על קשר עם לקוחות חברת החשמל כאשר שום דבר אחר לא הגיע אליהם. אלקטרוניקה, מאותו רגע, לא הייתה הפשטה אלא הדבר שעבד כשכל השאר נכשל.
הוא סיים את לימודיו בתיכון גרייט בנד וקיבל תואר ראשון בהנדסת חשמל מאוניברסיטת אילינוי ב-1947 – שנה, כפי שציין מאוחר יותר, לפני המצאת הטרנזיסטור, מה שהציב אותו בגיל הנכון בדיוק עבור התחום שהתפתח בעקבות זאת. הוא נשא לאישה את ברברה אנגרס (Barbara Annegers) ב-1948; נולדו להם שתי בנות, אן וג'אנט. הוא הלך לעבוד במילווקי אצל יצרן רכיבי רדיו וטלוויזיה, ולמד בערבים לתואר שני בהנדסת חשמל מאוניברסיטת ויסקונסין, אותו השלים ב-1950.
עריצות המספרים
הבעיה שהעסיקה את התעשייה בשנות ה-50 לא הייתה גרימה למעגלים לעבוד, אלא הגדלתם. כל טרנזיסטור, נגד וקבל נוספים היו צריכים להיות מיוצרים בנפרד ולהולחם בנפרד לשכניהם. מכונה מורכבת דרשה עשרות אלפי חיבורים ידניים, כשכל אחד מהם היווה הזדמנות לכשל. תקרת האמינות הייתה קשיחה ונמוכה.
קילבי הצטרף לטקסס אינסטרומנטס ב-1958 מסיבה ספציפית: לדבריו, זו הייתה החברה היחידה שהסכימה לאפשר לו לעבוד על מזעור רכיבים אלקטרוניים במשרה כמעט מלאה. התובנה שלו, שהגיעה באותה מעבדה ריקה בקיץ, הייתה שאם ניתן לייצר את כל הרכיבים מאותו חומר מוליך-למחצה, ניתן לייצר אותם בבת אחת, בחתיכה אחת, וההלחמה תיעלם. הוא בנה מתנד מסיט פאזה על מוט גרמניום והדגים אותו ב-12 בספטמבר 1958. ב-6 בפברואר 1959 הוא הגיש את פטנט ארצות הברית מספר 3,138,743 עבור מעגלים אלקטרוניים ממוזערים.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →הגרסה שלו דרשה חיבור ידני של חוטים זעירים בין הרכיבים – בעיית "החוטים המעופפים" שרוברט נויס (Robert Noyce) מחברת פיירצ'יילד סמיקונדקטור (Fairchild Semiconductor) פתר כעבור חודשים ספורים על ידי הדפסת חיבורי אלומיניום על משטח תחמוצת שטוח. שתי החברות ניהלו התדיינות משפטית במשך שנים ולבסוף העניקו רישיונות צולבים. קילבי מעולם לא ערער על הקרדיט המשותף; הוא ציין בעקביות את נויס כשותף בקבלת המעגל המשולב בתעשייה, ושני הגברים חלקו את פרס צ'ארלס סטארק דרייפר (Charles Stark Draper Prize) ב-1989.
להפוך את זה למובן מאליו
הפעולה השנייה של קילבי הייתה להוכיח שהדבר שימושי. בטקסס אינסטרומנטס הוא הוביל את הצוותים שבנו את המערכות הצבאיות הראשונות ואת המחשב הראשון שהשתמש במעגלים משולבים. לאחר מכן, בהחלטה בעלת חשיבות מסחרית עצומה, הטילה עליו החברה את המשימה למצוא מוצר צריכה שידגים את השבב לאנשים רגילים. יחד עם ג'רי מרימן (Jerry Merryman) וג'יימס ואן טאסל (James Van Tassel) הוא המציא במשותף את המחשבון האלקטרוני הכיסי – מכשיר שבתוך שנים ספורות חיסל את סרגל החישוב והכניס מעגל משולב לכיסיהם של מיליונים. הוא גם המציא במשותף את המדפסת הטרמית ששימשה מחשבונים כאלה.
בשנת 1970 הוא יצא לחופשה מטקסס אינסטרומנטס כדי לעבוד כממציא עצמאי, כשהוא מקדיש חלק ניכר מהעשור הבא לטכנולוגיית סיליקון לייצור אנרגיה סולארית. בין השנים 1978 ל-1984 הוא היה פרופסור מכובד להנדסת חשמל באוניברסיטת טקסס A&M. הוא פרש רשמית מטקסס אינסטרומנטס ב-1983 אך נשאר קשור אליה עד סוף ימיו. הוא החזיק בפטנטים על המעגל המשולב ועוד שבע המצאות – מספר קטן עבור אדם במעמדו, ואינדיקציה ברורה לכך שהוא התעניין בבעיות גדולות ספורות ולא בהרבה בעיות קטנות.
ההכרה הגיעה בהתמדה. בחירה לאקדמיה הלאומית להנדסה ב-1967. המדליה הלאומית למדעים מריצ'רד ניקסון ב-1969. מדליית הכבוד של ה-IEEE ב-1986. פרס דרייפר ב-1989. המדליה הלאומית לטכנולוגיה מג'ורג' ה.ו. בוש ב-1990. פרס קיוטו בטכנולוגיה מתקדמת ב-1993. תוארי דוקטור לשם כבוד מאילינוי, ויסקונסין, סאות'רן מת'ודיסט וייל. ב-1995 יצר ה-IEEE מדליית עיבוד אותות על שמו בעודו בחיים. ואז, בשנת 2000, ארבעים ושתיים שנה לאחר ההדגמה, הוענק לו פרס נובל לפיזיקה, יחד עם ז'ורס אלפרוב (Zhores Alferov) והרברט קרמר (Herbert Kroemer), על חלקו בהמצאת המעגל המשולב.
מדוע ג'ק מכונה גאון
הגאונות של קילבי הייתה רדוקטיבית ולא הרחבתית. כשעמד מול בעיה המוגדרת על ידי מספר חלקים נפרדים, הוא שאל האם החלקים צריכים להיות נפרדים בכלל – וענה על כך על ידי יצירת נגדים וקבלים מחומר מוליך-למחצה, דבר שחומר מוליך-למחצה אינו מצטיין בו, וזאת רק כדי שהכל יוכל להיות בחתיכה אחת. זה היה פתרון מכוער במונחים הנדסיים ופתרון מבריק במונחים רעיוניים, והוא מצא אותו לבדו, בבניין ריק, בתוך שבועות ספורים.
האישור של ועדת פרס נובל הוא חד-משמעי, והאקדמיה המלכותית השוודית למדעים כמעט ואינה מוקירה הנדסה תעשייתית; הפרס לקילבי בשנת 2000 היה בחלקו הצהרה שהמעגל המשולב שייך לאותה קטגוריה של פיזיקה יסודית. המדליה הלאומית למדעים ומדליית הכבוד של ה-IEEE אומרות את אותו הדבר במשלב אמריקאי.
טיעון הנגד קיים וקילבי עצמו היה מעלה אותו. ההתקן המקורי שלו לא היה בר-ייצור; הגרסה המישורית של נויס, ולא של קילבי, היא האב הקדמון של כל שבב שיוצר מאז. רעיון האינטגרציה היה באוויר – עריצות המספרים הייתה בעיה מוגדרת שמעבדות רבות תקפו, ואילו קילבי לא היה פותר אותה ב-1958, מישהו אחר היה עושה זאת זמן קצר לאחר מכן. הוא היה גם, על פי דברי אלו שהכירו אותו, אדם צנוע במיוחד שהתנגד למסגור שלו כ"ממציא בודד". מה שאינו ניתן לוויכוח הוא העדיפות והאומץ: הוא בנה את הדבר ראשון, והוא עשה זאת כעובד חדש ללא מעמד, על בסיס תחושת בטן, במהלך חופשה.
מורשת
קילבי מת מסרטן בדאלאס ב-20 ביוני 2005, בגיל שמונים ואחת. שמו מופיע על מעבדות קילבי (Kilby Labs) בטקסס אינסטרומנטס, מרכז מחשבים באוניברסיטת אדינבורו נאפייר, מדליית IEEE, קרן פרסים שהוקמה ב-1980 ופסל באוניברסיטת טקסס בדאלאס; כתבי היד שלו הועברו לספריית דגולייר (DeGolyer Library) של אוניברסיטת סאות'רן מת'ודיסט. האנדרטה המדויקת יותר היא שכל תעשיית האלקטרוניקה היא סדרה של הערות שוליים להדגמה שנמשכה שניות ספורות על מסך אוסילוסקופ במעבדה ריקה.