Dolina Krzemowa i jej kontrowersyjny promotor

Skąd się wziął bezprecedensowy sukces Doliny Krzemowej? Początek tej legendarnej „wylęgarni awangardowych firm" związany był z faktem, że w okresie II wojny światowej najbardziej zaawansowane ośrodki technologiczne i badawcze USA postanowiono przenieść w bezpieczniejsze miejsce. Konkretnie zdecydowano się przenieść je ze wschodniego wybrzeża USA – gdzie formowały się one od początku XX stulecia w powiązaniu z uczelniami Bostonu, zwłaszcza ze słynną MIT – jak najdalej na zachód. Chodziło o ich ochronę na wypadek inwazji III Rzeszy na USA. Inwazji, która wcale nie była nieprawdopodobna i oczywiście zagrażała właśnie ze wschodu.

Na „schronisko" dla najnowszych technologii wybrano północną część Doliny Santa Clara. Za taką lokalizacją przemawiały sąsiedztwo dobrego Uniwersytetu Stanforda, bliskość metropolii San Francisco, bardzo przyjemny klimat i niskie ceny nieruchomości, gdyż był to teren typowo rolniczy – w miejscach, gdzie dziś lokują się firmy o światowym zasięgu i miliardowym budżecie, były gaje pomarańczowe lub plantacje karczochów.

Ta transformacja użytków rolnych w najbardziej produktywny rejon firm zaawansowanych technologii nie dokonała się jednak sama. Niezbędne były geniusz i praca wielu ludzi, którym współczesna cywilizacja wyjątkowo wiele zawdzięcza. W tym felietonie chcę opowiedzieć o człowieku, bez którego zapewne nie byłoby Doliny Krzemowej i wielu urządzeń technicznych używanych przez miliony ludzi na całym świecie. O laureacie Nagrody Nobla oraz najwyższych odznaczeń państwowych i międzynarodowych, który umarł jednak w biedzie i niesławie z powodu swoich kontrowersyjnych zachowań i poglądów politycznych.

William Bradford Shockley

Osiągnięciem Shockleya było to, że właśnie on wprowadził krzem do elektroniki. O rewolucji, jaką w elektronice wywołały urządzenia półprzewodnikowe, pisałem w felietonie „Ziarno półprzewodnika zastąpiło lampę elektronową" („Rzecz o Historii", 20 września 2019 r.). Dzisiaj, gdy prawie wszystkie układy półprzewodnikowe buduje się na bazie krzemu, reguła półprzewodnik = krzem wydaje się oczywista. Tymczasem na początku rozwoju mikroelektroniki wcale tak nie było. Pierwsze urządzenia półprzewodnikowe budowano z germanu – pierwiastka mającego gorsze właściwości jako półprzewodnik (mała odporność na wyższe temperatury), ale łatwiejszego technologicznie.

Shockley najpierw odegrał kluczową rolę w powstaniu pierwszych tranzystorów germanowych, za co w 1956 r. dostał Nagrodę Nobla. Koncepcję opracował w 1948 r., a prototyp udało się zbudować w 1950 r. Potem – pracując w Laboratoriach Bella (Bell Labs) – inspirował badania, które doprowadziły do opracowania (w 1955 r.) tranzystorów krzemowych mogących pracować z bardzo dużą częstotliwością (ponad 100 MHz). Niestety w czasie, kiedy jego współpracownicy w Bell Labs osiągali sukcesy swymi krzemowymi tranzystorami, Shockley przebywał w Waszyngtonie, gdzie w 1954 r. skusiło go stanowisko dyrektora naukowego zespołu ds. analizy systemów broni. Utrzymywał wprawdzie kontakt korespondencyjny i telefoniczny ze swoim zespołem w Bell Labs, ale jako twórca krzemowego tranzystora zapisał swoje nazwisko w historii nauki Morris Tennenbaum.

Shockley rozczarował się wkrótce jałowością swoich działań w Pentagonie i postanowił wrócić do nauki. Nie chciał jednak wracać do Bell Labs, bo twierdził, że „ta firma niewystarczająco wynagradza swoich najbardziej twórczych pracowników". Nietrudno się domyślić, kogo miał na myśli. Postanowił stworzyć własną firmę opartą na zasadach wynagradzania za wyniki.

W 1955 r. próbował zainteresować kapitalistów swoim pomysłem firmy opartej głównie na intelektualnej produktywności pracowników i zajmującej się wyłącznie technologią półprzewodnikową. Spędził miesiąc na rozmowach z towarzystwem kapitałowym Laurance'a Rockefellera, ale sukcesu nie osiągnął. Udało mu się natomiast przekonać do stworzenia tego unikatowego przedsięwzięcia Arnolda Beckmana, właściciela dużej firmy produkującej przyrządy analityczne do kontroli procesów przemysłowych.

O lokalizacji firmy w Dolinie Krzemowej (która była jeszcze wtedy wyłącznie rolnicza) zadecydowały dwa fakty. W tamtej okolicy mieszkała matka Shockleya, a ponadto Frederick Terman, dziekan Wydziału Inżynierii i prorektor Uniwersytetu Stanforda, udzielił entuzjastycznego wsparcia przedsiębiorstwu Shockleya i Beckmana.

Najważniejsi byli oczywiście ludzie. Shockley próbował pozyskać do swojej firmy dawnych współpracowników z Bell Labs, ale spotkał się z odmową. Po latach, gdy dziennikarze pytali Iana Rossa z Bell Labs, czemu on i koledzy nie weszli do przedsiębiorstwa Shockleya, ten powiedział: „Za dobrze go znaliśmy!".

Budowa firmy

Nie znali Shockleya inni werbowani pracownicy, znali natomiast jego sławę największego twórcy w elektronice półprzewodnikowej. Dlatego gdy Shockley zadzwonił z propozycją do Roberta Noyce'a, pracującego w firmie Philco nad rozwojem tranzystorów, ten relacjonował swoim znajomym: „To było tak, jakbym podniósł słuchawkę i zaczął rozmawiać z Panem Bogiem!". Innym pozyskanym geniuszem był Gordon Moore z Laboratorium Fizyki Stosowanej pod Waszyngtonem. To on stworzył potem (wraz z Robertem Noyce'em) firmę Intel i to z jego nazwiskiem związane zostało potem sławne prawo Moore'a.

Firma Shockley Semiconductor Laboratory powstała w starym blaszanym baraku w miejscowości Mountain View. Barak wyglądał obskurnie, ale w środku powstawała technologia, która miała zrewolucjonizować elektronikę. Na początku wielkim atutem przedsiębiorstwa były bliskie kontakty Shockleya z Bell Labs, skąd pozyskiwano wiele kluczowych pomysłów. W 1956 r. Shockley otrzymał Nagrodę Nobla (wspólnie z Bardeenem i Brattainem), ale ten jego osobisty sukces nie przełożył się na powodzenie prowadzonej przezeń firmy.

Pogoń za następnym sukcesem

Firma Shockley Semiconductor Laboratory mogła korzystać z sukcesu przy budowie tranzystorów krzemowych wytwarzanych metodą dyfuzji (zaczerpniętą z Bell Labs), ale niespokojny duch Shockleya skłonił go do ponownego postawienia wszystkiego na jedną kartę: zajął się doskonaleniem swojego nowego wynalazku, diody czterowarstwowej, zwanej do dziś diodą Shockleya. To okazało się jednak za trudne i firma popadła w kłopoty. Noyce, Moore i inni chcieli dalej doskonalić zwykłe tranzystory, ale Shockley był bardzo apodyktyczny w swoich dążeniach. Zaczęły się konflikty.

W połowie maja 1957 r. do firmy przyjechał główny inwestor, Beckman. Chciał uzdrowić sytuację, bo wydatki na badania znacząco przekraczały zyski, ale Shockley nie dał się przekonać. Podobno wybiegł z sali obrad, krzycząc: „Jak ci się nie podoba to, co tu robimy, to mogę zabrać cały zespół i dostać pieniądze gdzie indziej!". Beckman usiłował łagodzić sytuację, ale nie udało się. 18 września 1957 r. Noyce, Moore i inni kluczowi pracownicy złożyli dymisję.

Impuls z kosmosu

19 września 1957 r. dawni pracownicy Shockleya podpisali kontrakt z firmą Fairchild Camera and Instruments Co. z Nowego Jorku. Firma kupiła dla nowych pracowników porządny budynek o milę na północ od baraku Shockleya i zobowiązała się zainwestować 1,8 mln USD w ich badania, które miały mieć związek z techniką rakietową i satelitarną (chociaż żadnych satelitów jeszcze nie było). Firma Fairchild Semiconductor mogłaby się spokojnie rozwijać i zapewne wkrótce osiągnęłaby sukces za sprawą talentów jej pracowników, ale nastąpiło wydarzenie, które dało tej firmie impuls rozwojowy nieporównywalny z niczym, co było wcześniej i co było potem.

4 października 1957 r. ZSRR umieścił na orbicie okołoziemskiej pierwszego sztucznego satelitę. Rosjanie wyprzedzili Amerykę w najnowszej technologii! Fakt ten wywołał w USA prawdziwą histerię, objawiającą się m.in. gwałtownym wzrostem zamówień na układy elektroniczne związane z rakietami i techniką satelitarną, którą w USA usiłowano błyskawicznie rozwinąć.

Pieniądze płynęły strumieniami! W dodatku w 1959 r. Noyce wynalazł sposób wytwarzania układów scalonych (patent uzyskał w 1961 r., chociaż w tym obszarze ubiegł go Jack Kilby – ale o tym pisałem w poprzednim odcinku cyklu), dzięki czemu firma Fairchild kwitła i rozwijała się, a wraz z nią cała Dolina Krzemowa.

Niepowodzenia Shockleya

W tym samym czasie Shockley usiłował uporczywie rozwinąć i wdrożyć do produkcji koncepcję diody czterowarstwowej, lecz nigdy nie osiągnął zysków, podczas gdy jego byli podwładni zyskiwali status milionerów i miliarderów. W 1960 r. Beckman zrezygnował z dalszej współpracy i sprzedał całą firmę Shockleya, przerzucaną potem z rąk do rąk jak gorący kartofel. W 1963 r. Shockley zrezygnował z funkcji prezesa i przyjął oferowane przez Termana stanowisko profesora na Uniwersytecie Stanforda.