ジャック・キルビー：誰も働いていなかった夏

1958年の夏、テキサス・インスツルメンツ社は会社の休暇のために空になっていました。数週間前に入社したばかりのジャック・キルビー（Jack Kilby）は休暇を蓄積しておらず、ダラスの無人の研究所に残り、「数の専制」と呼ばれる業界の問題に取り組んでいました。9月12日、彼はオシロスコープに接続されたゲルマニウムの断片を上司に見せました。トレースは連続した正弦波でした。1つの材料から完全な電子回路が作られたのです。それ以来のすべて――マイクロプロセッサ、携帯電話、インターネット――はこの日の午後から始まっています。

カンザスの氷嵐

ジャック・セント・クレア・キルビー（Jack St. Clair Kilby）は1923年11月8日にミズーリ州ジェファーソンシティで生まれ、カンザス州グレートベンドで育ちました。彼の父は、州の農村部に散らばる顧客にサービスを提供する小さな電力会社を経営していました。形成期の出来事は、送電線を倒した氷嵐の際に起こりました。キルビーは、他の何を使っても届かない状況で、父親がアマチュア無線を使って顧客と連絡を取り合うのを見ました。その時から、電子工学は抽象的なものではなく、他のすべてが失敗した時に機能するものであると考えるようになりました。

彼はグレートベンド高校を卒業後、1947年にイリノイ大学で電気工学の学士号を取得しました。彼自身が後に述べたように、それはトランジスタが発明される前の年であり、その後の分野においてまさに適切な年齢でした。1948年にバーバラ・アンネガースと結婚し、アンとジャネットという2人の娘が生まれました。彼はミルウォーキーでラジオやテレビ部品の製造業に就職し、夜間にウィスコンシン大学で電気工学の修士号を取得するため勉強し、1950年に修了しました。

数の専制

1950年代に業界を悩ませていた問題は、回路を機能させることではなく、大きくすることでした。追加のトランジスタ、抵抗器、コンデンサはすべて個別に製造され、隣接するものに個別にハンダ付けされなければなりませんでした。複雑な機械には数万のハンドメイドの接合部が必要で、それぞれが故障の原因となりました。信頼性の天井は硬く、低いものでした。

キルビーが1958年にテキサス・インスツルメンツに入社したのには明確な理由がありました。彼によれば、電子部品の小型化について、ほぼフルタイムで取り組むことを認めてくれた唯一の会社だったからです。あの空の夏の研究室で彼が至った洞察は、すべての部品を同じ半導体材料から作ることができるなら、一度に、1つの部品として作ることができ、ハンダ付けが不要になるというものでした。彼はゲルマニウムの棒で位相シフト発振器を製作し、1958年9月12日にデモンストレーションを行いました。1959年2月6日、彼は小型化された電子回路に関する米国特許第3,138,743号を申請しました。

彼のバージョンでは、部品同士を手作業で接続するための小さなワイヤが必要でした。フェアチャイルドセミコンダクターのロバート・ノイス（Robert Noyce）が数ヶ月後に解決した「フライング・ワイヤ」問題です。ノイスは平らな酸化物表面にアルミニウムの接続を印刷することで解決しました。両社は何年も争いましたが、最終的に相互ライセンス契約を結びました。キルビーは共有の功績を決して否定しませんでした。彼は常にノイスを集積回路を商業的に受け入れさせるためのパートナーとして評価し、1989年には2人でチャールズ・スターク・ドレイパー賞を受賞しました。

普通のものにする

キルビーの第二の功績は、その製品が有用であることを証明することでした。テキサス・インスツルメンツで、彼は集積回路を使用した最初の軍事システムと最初のコンピュータを構築するチームを率いました。その後、非常に商業的価値の高い決定として、テキサス・インスツルメンツは彼に、一般の人々にチップを示す消費財を見つけるよう命じました。ジェリー・メリマンやジェームズ・ヴァン・タッセルと共に、彼はポケットサイズの電子計算機を共同発明しました。これは数年で計算尺を排除し、何百万ものポケットに集積回路を入れることになりました。また、そうした電卓が使用する感熱プリンタも共同発明しました。

1970年、彼は独立した発明家として働くためにテキサス・インスツルメンツを休職し、その後10年間の大部分を太陽光発電のためのシリコン技術に費やしました。1978年から1984年まで、テキサスA&M大学で電気工学の特別教授を務めました。1983年にテキサス・インスツルメンツを正式に退職しましたが、生涯を通じて同社と繋がりを持ち続けました。彼は集積回路や他の7つの発明の特許を保持していました。これは彼の業績にしては少ない数であり、彼が多くの小さな問題ではなく、少数の大きな問題に関心を持っていたことの証左です。

評価は着実に高まりました。1967年には全米技術アカデミーに選出。1969年にはリチャード・ニクソンからアメリカ国家科学賞を授与されました。1986年にはIEEE栄誉賞、1989年にはドレイパー賞、1990年にはジョージ・H・W・ブッシュからアメリカ国家技術賞を授与されました。1993年には京都賞先端技術部門を受賞。イリノイ大学、ウィスコンシン大学、南メソジスト大学、イェール大学から名誉博士号を授与されました。1995年、IEEEは彼が生前に見ることができるように、彼の名を冠した信号処理メダルを創設しました。そして2000年、デモンストレーションから42年後、集積回路の発明における貢献により、ジョレス・アルフェロフおよびハーバート・クレーマーと共同でノーベル物理学賞を受賞しました。

なぜジャックは天才と呼ばれるのか

キルビーの天才性は、精緻化よりも還元にありました。分離された部品の数によって定義される問題に直面したとき、彼はその部品が本当に分離している必要があるのかと問いかけました。そして、すべてを1つの部品にするために、半導体材料には向かない抵抗器やコンデンサを半導体材料から作ることで答えを出しました。それは工学的には不格好な解決策であり、概念的には素晴らしい解決策でした。彼はそれを数週間で、空の建物の中でたった一人で見つけ出したのです。

ノーベル賞委員会の評価は明白であり、スウェーデン王立科学アカデミーが産業工学を称えることは稀です。2000年のキルビーへの授賞は、集積回路が基礎物理学と同じカテゴリーに属するという声明でもありました。アメリカ国家科学賞やIEEE栄誉賞も、アメリカの基準において同様のことを述べています。

反論も存在し、キルビー自身もそれを認めていたでしょう。彼の最初のデバイスは製造可能ではありませんでした。キルビーのものではなく、ノイスのプレーナー型バージョンこそが、その後のすべてのチップの祖先です。統合のアイデアは空気中に漂っていました。数の専制は多くの研究所が取り組んでいた既知の問題であり、もしキルビーが1958年に解決していなかったとしても、誰かがすぐに解決していたでしょう。また、彼を知る人々によると、彼は単独の発明者という枠組みを拒む、非常に謙虚な人でした。争えないのは優先権と度胸です。彼は最初にそれを作り、地位のない新入社員として、直感に従い、休暇中にやってのけたのです。

遺産

キルビーは2005年6月20日、ダラスにて癌のため81歳で亡くなりました。テキサス・インスツルメンツの「キルビー研究所」、エディンバラ・ネピア大学のコンピュータセンター、IEEEメダル、1980年に設立された賞の財団、そしてテキサス大学ダラス校の銅像に彼の名が残っています。彼の原稿は南メソジスト大学のデゴイヤー図書館に寄贈されました。より正確な記念碑は、エレクトロニクス業界全体が、空の実験室でオシロスコープの画面に数秒間映し出されたデモンストレーションに対する一連の脚注であるということです。