잭 킬비: 아무도 일하지 않던 여름

1958년 여름, 텍사스 인스트루먼트(Texas Instruments)는 회사 휴가 기간으로 텅 비었습니다. 몇 주 전 입사한 잭 킬비(Jack Kilby)는 휴가를 쌓아두지 않았기 때문에, 달라스의 텅 빈 실험실에 남아 업계에서 '숫자의 횡포(tyranny of numbers)'라고 부르던 문제를 연구했습니다. 9월 12일, 그는 관리자들에게 오실로스코프에 연결된 게르마늄 조각을 보여주었습니다. 파형은 연속적인 사인파였습니다. 단 하나의 재료로 완전한 전자 회로가 만들어진 것이며, 그날 오후 이후의 모든 것, 즉 마이크로프로세서, 휴대폰, 인터넷이 그날의 성과에서 비롯되었습니다.

캔자스의 얼음 폭풍

잭 세인트 클레어 킬비(Jack St. Clair Kilby)는 1923년 11월 8일 미주리주 제퍼슨 시티에서 태어나 캔자스주 그레이트 벤드에서 자랐습니다. 그의 아버지는 그곳에서 주 서부 시골 지역에 흩어져 있는 고객들에게 서비스를 제공하는 작은 전기 회사를 운영했습니다. 형성기 시절 가장 중요한 사건은 전력선을 쓰러뜨린 얼음 폭풍 중에 일어났습니다. 킬비는 다른 어떤 방법으로도 연락할 수 없을 때 그의 아버지가 아마추어 무선을 사용하여 유틸리티 고객들과 연락을 유지하는 모습을 보았습니다. 그때부터 전자 공학은 추상적인 개념이 아니라 다른 모든 것이 실패했을 때 작동하는 해결책이 되었습니다.

그는 그레이트 벤드 고등학교를 졸업하고 1947년 일리노이 대학교에서 전기 공학 학사 학위를 받았습니다. 이는 그가 나중에 언급했듯이 트랜지스터가 발명되기 1년 전으로, 그 뒤를 이을 분야에 완벽하게 적합한 나이였습니다. 1948년 바바라 애너거스(Barbara Annegers)와 결혼하여 앤(Ann)과 자넷(Janet)이라는 두 딸을 두었습니다. 그는 밀워키로 가서 라디오 및 텔레비전 부품 제조업체에서 근무하며 야간에 위스콘신 대학교에서 전기 공학 석사 학위를 공부하여 1950년에 마쳤습니다.

숫자의 횡포

1950년대 업계를 사로잡았던 문제는 회로를 작동시키는 것이 아니라 크게 만드는 것이었습니다. 추가되는 모든 트랜지스터, 저항기, 커패시터는 개별적으로 제조되어 이웃 부품들에 일일이 납땜되어야 했습니다. 복잡한 기계는 수만 개의 수작업 접합부가 필요했으며, 각각은 고장의 원인이 될 수 있었습니다. 신뢰성의 한계는 확고하고 낮았습니다.

킬비는 1958년 텍사스 인스트루먼트에 입사했는데, 그 이유는 명확했습니다. 그가 말하길, 전자 부품 소형화 작업을 거의 풀타임으로 허용하기로 동의한 유일한 회사였기 때문입니다. 그 텅 빈 여름 실험실에서 그가 깨달은 통찰력은 모든 부품을 동일한 반도체 재료로 만들 수 있다면, 한 조각으로 동시에 만들 수 있고 납땜이 사라질 것이라는 점이었습니다. 그는 게르마늄 막대 위에 위상 편이 발진기를 제작하고 1958년 9월 12일에 시연했습니다. 1959년 2월 6일, 그는 소형화된 전자 회로에 대한 미국 특허 3,138,743을 출원했습니다.

그의 버전은 부품 사이에 작은 전선을 손으로 부착해야 했으며, 이는 몇 달 후 페어차일드 반도체(Fairchild Semiconductor)의 로버트 노이스(Robert Noyce)가 평평한 산화물 표면에 알루미늄 연결을 인쇄하여 해결한 '플라잉 와이어(flying-wire)' 문제였습니다. 두 회사는 수년간 소송을 벌였고 결국 교차 라이선스를 체결했습니다. 킬비는 공유된 공로를 결코 부정하지 않았으며, 통합 회로가 상업적으로 수용되는 데 노이스를 파트너로 지속적으로 인정했고, 두 사람은 1989년 찰스 스타크 드레이퍼 상(Charles Stark Draper Prize)을 공동 수상했습니다.

평범하게 만들기

킬비의 두 번째 막은 그 물건이 유용하다는 것을 증명하는 것이었습니다. 텍사스 인스트루먼트에서 그는 집적 회로를 사용한 최초의 군사 시스템과 최초의 컴퓨터를 만든 팀을 이끌었습니다. 그런 다음, 엄청난 상업적 결과가 따르는 결정으로 TI는 그에게 일반 사람들에게 칩을 보여줄 수 있는 소비자 제품을 찾는 임무를 부여했습니다. 제리 메리먼(Jerry Merryman), 제임스 밴 태슬(James Van Tassel)과 함께 그는 휴대용 전자 계산기를 공동 발명했습니다. 이 장치는 몇 년 만에 계산자를 파괴하고 수백만 명의 주머니에 집적 회로를 넣었습니다. 그는 그러한 계산기가 사용하는 열전사 프린터도 공동 발명했습니다.

1970년 그는 텍사스 인스트루먼트에서 휴직하고 독립적인 발명가로 일하며 다음 10년의 대부분을 태양광 발전을 위한 실리콘 기술 연구에 보냈습니다. 1978년부터 1984년까지 그는 텍사스 A&M 대학교(Texas A&M University)에서 전기 공학 석좌 교수로 재직했습니다. 1983년 TI에서 공식적으로 은퇴했지만 남은 생애 동안 그곳과 계속 연결되었습니다. 그는 집적 회로와 다른 7가지 발명품에 대한 특허를 보유했는데, 이는 그의 명성에 비해 적은 수이며, 그가 많은 작은 문제보다 몇 가지 큰 문제에 관심이 있었다는 것을 보여줍니다.

인정은 꾸준히 찾아왔습니다. 1967년 미국 공학 한림원(National Academy of Engineering) 선출, 1969년 리처드 닉슨(Richard Nixon)으로부터 국가 과학 훈장(National Medal of Science), 1986년 IEEE 명예 훈장(IEEE Medal of Honor), 1989년 드레이퍼 상, 1990년 조지 H. W. 부시(George H. W. Bush)로부터 국가 기술 훈장(National Medal of Technology), 1993년 교토 상(Kyoto Prize) 첨단 기술 부문 수상 등이 그것입니다. 일리노이, 위스콘신, 서던 메소디스트, 예일 대학교에서 명예 박사 학위를 받았습니다. 1995년 IEEE는 그가 살아있는 동안 그의 이름을 딴 신호 처리 메달을 제정했습니다. 그 후 2000년, 시연 42년 만에 조레스 알페로프(Zhores Alferov), 허버트 크뢰머(Herbert Kroemer)와 함께 집적 회로 발명에 대한 공로로 노벨 물리학상을 수상했습니다.

잭이 천재라 불리는 이유

킬비의 천재성은 정교화가 아니라 환원에 있었습니다. 분리된 부품의 수로 정의된 문제에 직면했을 때, 그는 부품이 꼭 분리되어야 하는지 질문했고, 반도체 재료로 저항기와 커패시터를 만듦으로써 답했습니다. 반도체 재료가 원래 잘하는 기능은 아니지만, 모든 것이 하나의 조각이 되도록 하기 위해서였습니다. 공학적 측면에서 그것은 보기 흉한 해결책이었지만 개념적 측면에서는 훌륭한 해결책이었으며, 그는 몇 주 동안 텅 빈 건물에서 혼자 그것을 찾아냈습니다.

노벨 위원회의 인증은 명확하며, 스웨덴 왕립 과학 아카데미가 산업 공학 분야에 상을 수여하는 경우는 드뭅니다. 2000년 킬비에게 수여된 상은 집적 회로가 기초 물리학과 같은 범주에 속한다는 성명서의 일부였습니다. 국가 과학 훈장과 IEEE 명예 훈장도 미국적 관점에서 같은 말을 합니다.

반론의 여지는 있으며 킬비 자신도 그것을 인정했을 것입니다. 그의 원래 장치는 제조할 수 없었습니다. 킬비의 것이 아닌 노이스의 평면 버전이 오늘날 만들어지는 모든 칩의 조상입니다. 통합의 아이디어는 이미 공중에 떠 있었고, 숫자의 횡포는 많은 연구소가 공격하고 있던 명명된 문제였으며, 킬비가 1958년에 해결하지 않았더라도 누군가가 곧 해결했을 것입니다. 그는 또한 그를 아는 사람들의 증언에 따르면, 고독한 발명가라는 프레임에 저항했던 매우 겸손한 사람이었습니다. 논쟁의 여지가 없는 것은 우선권과 배짱입니다. 그는 처음으로 그것을 만들었고, 자격이 없는 신입 사원으로서 휴가 중에 직감에 따라 해냈습니다.

유산

킬비는 2005년 6월 20일 달라스에서 81세의 나이로 암으로 사망했습니다. 그의 이름은 텍사스 인스트루먼트의 킬비 랩스(Kilby Labs), 에든버러 네이피어 대학교(Edinburgh Napier University)의 컴퓨터 센터, IEEE 메달, 1980년에 설립된 상 재단, 텍사스 대학교 달라스 캠퍼스(University of Texas at Dallas)의 동상에 남아 있습니다. 그의 원고는 서던 메소디스트 대학교의 드골리어 도서관(DeGolyer Library)으로 보내졌습니다. 더 정확한 기념비는 전자 산업 전체가 텅 빈 실험실의 오실로스코프 화면에서 몇 초간 지속된 시연에 대한 각주라는 사실입니다.