جاك كيلبي.. مخترع الشريحة الإلكترونية
ولادته ونشأته:
ولد جاك كيلبي في 8 نوفمبر 1923 بمدينة جيفرسون بولاية ميسوري الأمريكية لأب يمتلك شركة كهربائية صغيرة؛ ما أشعل في ابنه شغفه بالإلكترونيات.
خلال الحرب العالمية الثانية، خدم كيلبي في الجيش كفني متمركز في الهند. ومنذ سن مبكرة، كان الفتى، مثل والده، مدمنًا للراديو.
بداية حياته العلمية والمهنية:
أكمل كيلبي تعليمه الأولي في مدرسة Great Bend الثانوية، ليحصل عام 1947 على بكالوريوس الهندسة الكهربائية من جامعة إلينوي، ثم بعدها بثلاث سنوات، حصل على الماجستير من جامعة ويسكونسن في ميلووكي.
أثناء دراسته للماجستير في الهندسة الكهربائية، عمل جاك كيلبي في Centralab في ميلووكي، بصفتها شركة تصنيع إلكترونية؛ حيث شارك في صنع أجزاء من أجهزة الراديو والتلفزيون والمُعِينات السمعية.
بدأ جاك كيلبي في مجال الإلكترونيات باستخدام راديو هواة؛ عندما كان في المدرسة الثانوية، وكان على شركة كانساس للطاقة- التي كان والده رئيسًا لها- الاعتماد على مشغلي الراديو الهواة للاتصالات، بعد عاصفة ثلجية عطلت الخدمة العادية.
بعد التخرج، انضم كيلبي إلى قسم Centralab التابع لشركة Globe Union، Inc.، بميلووكي في ويسكونسن؛ حيث كُلِّف بتصميم وتطوير دوائر إلكترونية مصغرة، وكان يدرس حينها في جامعة ويسكونسن. وفي عام 1952، أرسلت Centralab كيلبي إلى مقر شركة Bell Laboratories في موراي هيل، نيو جيرسي، للتعرف على الترانزستور، الذي اخترع في Bell عام 1947 والذي اشترت Centralab ترخيصًا لتصنيعه.
بدأ كيلبي العمل على ترانزستورات الجرمانيوم لاستخدامها في المعينات السمعية، وسرعان ما أدرك حاجته إلى موارد شركة أكبر لتحقيق هدف تصغير الدوائر. وفي عام 1958 تحول إلى شركة مرخصة أخرى لشركة Bell، وهي Texas Instruments Incorporated في دالاس، تكساس.
اختراع الدائرة الإلكترونية:
بعد وقت قصير من وصوله إلى شركة Texas Instruments (TI)، أدرك كيلبي أنه بدلاً من توصيل مكونات منفصلة، يمكن إنشاء مجموعة إلكترونية كاملة كوحدة واحدة من مادة واحدة شبه موصلة، عن طريق تراكبها بشوائب مختلفة لتكرار المكونات الإلكترونية الفردية؛ مثل المقاومات والمكثفات والترانزستورات.
سرعان ما امتلك كيلبي نموذجًا أوليًا يعمل بحجم طابع بريدي مصنوع من الجرمانيوم، وفي فبراير 1959 قدمت شركة TI طلب براءة اختراع لهذه “الدائرة الإلكترونية المصغرة”؛ أول دائرة متكاملة في العالم.
بعد أربعة أشهر، قدم روبرت نويس من شركة Fairchild Semiconductor Corporation طلب براءة اختراع لنفس الجهاز بشكل أساسي، ولكن بناءً على إجراء تصنيع مختلف.
ولكن بعد عشر سنوات، بعد فترة طويلة من امتلاك شركاتهم لتقنيات متعددة التراخيص، منحت المحاكم كيلبي الفضل في فكرة الدائرة المتكاملة، ولكنها منحت نويس براءة الاختراع لعملية التصنيع المستوية، وهي طريقة لتبخير خطوط المعدن الموصّل (الأسلاك) مباشرة على شريحة سيليكون.
اختراعات أخرى:
على الرغم من أن الدائرة المتكاملة الأصلية (IC) كانت أهم اختراع كيلبي، إلا أنها كانت واحدة فقط من أكثر من 50 براءة اختراع حصل عليها.
تتعلق بعض براءات اختراع كيلبي بتحسين تصميم وتصنيع IC، بما في ذلك تلك الخاصة بأول كمبيوتر تجريبي يعمل بنظام IC والذي أنشأه TI للقوات الجوية الأمريكية في عام 1961 وللحسابات المرحلية التي صممها TI وسلمتها إلى القوات الجوية في عام 1962 لاستخدامها في نظام توجيه الصواريخ الباليستية Minuteman.
في عام 1965 اخترع جاك كيلبي الطابعة الحرارية القائمة على أشباه الموصلات، وفي عام 1967، صمم أول آلة حاسبة إلكترونية تعتمد على IC، وهي Pocketronic، وأكسب نفسه و TI براءة الاختراع الأساسية التي تقع في قلب جميع حاسبات الجيب.
تطلب Pocketronic العشرات من الدوائر المتكاملة؛ ما جعل تصنيعها معقدًا ومكلفًا للغاية للمستهلكين، ولكن بحلول عام 1972، خفضت TI عدد الدوائر المتكاملة الضرورية إلى واحد.
كانت المقدمة في ذلك العام لآلة حاسبة الجيب TI Datamath بمثابة بداية اندماج IC في نسيج الحياة اليومية. بحلول عام 1976، كانت آلة حاسبة الجيب قد جعلت من قاعدة الشريحة قطعة متحف.
