Os níveis atuais de integração em informática e eletrônica são extraordinários. Hoje podemos falar de «sistemas em um chip», praticamente prontos para uso sob múltiplos formatos. No entanto, essa visão tecnológica tem quase um século sobre os ombros, e o circuito integrado representa sua máxima expressão. Analisar a história do primeiro circuito integrado é um processo fascinante, com alguns dados conflitantes e vários nomes envolvidos…
O primeiro circuito integrado: «Válvulas e impostos»
O conceito de «tudo em um» pode se transformar em um pesadelo quando desenvolvido mal, dando origem a produtos medíocres ou com qualidade inferior. Mas a eletrônica compreendeu rapidamente seus potenciais benefícios. No início, nem tínhamos PCBs para trabalhar: os circuitos eram construídos «ponto a ponto» e essencialmente flutuavam dentro de um invólucro. As velhas rádios valvuladas são excelentes exemplos, e um dos primeiros grandes casos de integração chegou através delas, com a válvula Loewe 3NF.
A empresa Loewe-Audion GmbH (que ainda existe como Loewe na Alemanha) criou essa válvula em 1926, combinando um total de três triodos, dois capacitores e quatro resistências em um mesmo «pacote». Ao adicionar componentes passivos, a Loewe conseguiu reduzir o número de pinos na válvula para seis, mas isso aumentou a complexidade do projeto. Cada componente teve de ser encapsulado em sua própria «mini-válvula» para evitar a contaminação do vácuo.
Há outro aspecto interessante além do técnico: a Loewe fabricou a 3NF como uma forma de evadir impostos e melhorar sua competitividade. Naquela época, as rádios alemãs pagavam impostos de acordo com o número de válvulas que utilizavam. A Loewe começou a oferecer rádios baseadas na 3NF, mas o alto nível de integração gerou um novo problema: se um filamento falhasse, toda a rádio parava de funcionar. A Loewe respondeu com um serviço de reparação para substituir filamentos danificados.
Da teoria à fabricação
Nas décadas seguintes, vários especialistas exploraram a ideia do «circuito integrado». O engenheiro alemão Werner Jacobi, da Siemens, publicou em 1949 a patente de seu amplificador «Halbleiterverstärker». O engenheiro inglês Geoffrey Dummer foi um dos primeiros a compartilhar com o público o potencial dessa tecnologia, e algo semelhante aconteceu com os engenheiros Jack Morton, da Bell, Sidney Darlington e Yasuo Tarui, com seu transistor quadrupolo.
Uma das bases elementares para o desenvolvimento do circuito integrado foi estabelecida graças ao processo de passivação do cientista egípcio Mohamed M. Atalla, que estabiliza superfícies de silício via oxidação térmica. Com isso, chegou-se ao chamado processo planar, criado por Jean Hoerni, da Fairchild Semiconductor, no início de 1959, e ao «isolamento da junção p-n». O processo foi estendido a transistores independentes por Kurt Kehovec, da Sprague Electric, e Robert Noyce, da Fairchild, em 1959 (ambos separadamente).
Kilby e Noyce
Em 1958, o engenheiro Jack Kilby se juntou às fileiras da Texas Instruments, e foi lá que ele conseguiu expandir sua ideia do circuito integrado, além de criar o primeiro protótipo em setembro desse ano. Kilby solicitou uma patente em 6 de fevereiro de 1959, na qual descreve uma lâmina ou bolacha de material semicondutor em que os componentes do circuito eletrônico estão integrados.
Paralelamente a Kilby, Robert Noyce continuou trabalhando em sua própria versão do circuito integrado e, em julho de 1959, apresentou a patente para sua «Semiconductor Device and Lead Structure», derivada do processo planar de Hoerni. O resultado final foi o primeiro circuito integrado monolítico de silício, enquanto o circuito integrado de Kilby possuía uma configuração híbrida e era baseado em germânio. Do ponto de vista prático, o design de Noyce demonstrou ser superior, e quase todos os chips modernos utilizam a estrutura monolítica.
O primeiro circuito integrado: uma invenção, muitos nomes
Em resumo, falar do primeiro circuito integrado é complicado pela grande quantidade de nomes e desenvolvimentos envolvidos. Se nos guiarmos por parâmetros práticos e comerciais, qualquer um diria que a válvula da Loewe foi a primeira. Anos depois, a Fairchild e a Texas Instruments se enfrentaram por suas patentes relacionadas a circuitos integrados durante anos, mas finalmente conseguiram estabelecer um acordo especial entre as duas empresas.
Kilby e Noyce têm sido, em linhas gerais, igualmente reconhecidos como coinventores: ambos receberam a National Medal of Science, e Kilby ganhou o Prêmio Nobel em 2000, embora muitos acreditem que ele o teria compartilhado com Noyce se este estivesse vivo. Noyce sofreu um ataque cardíaco em junho de 1990, e Kilby partiu em junho de 2005. Verdadeiros gigantes que deixaram sua marca e criaram os pilares fundamentais da eletrônica moderna.
Fontes: NASA, Computer History Museum (veja quem inventou o CI e o conceito de circuito integrado monolítico), Mike's Electric Stuff.
