70. Ausgabe, 3. Quartal 2018

Ein einsamer Sommer im Labor

Jack Kilby entwickelte 1958 den ersten integrierten Schaltkreis der Welt

Hätte es Jack Kilby nicht gegeben, wären unsere Fernsehgeräte größer als ein Bus, unsere Handys schwerer als eine Kiste Kartoffeln und unsere Mikrowelle eine Kaminstelle. Seine Erfindung machte den Taschenrechner und unsere moderne Mikroelektronik möglich. Wir erinnern an ihn.

Jack Kilby hat in seinem jungen Leben schon eine Menge erreicht. Vor allem aber hat er studiert. Der Mann aus Missouri ist ein kluges Köpfchen. An der Universität Illinois macht er 1947 seinen Bachelor, drei Jahre später an der Universität Wisconsin den Master. Nebenbei arbeitet er für Industrieunternehmen wie Globe Union oder Centrallab. 1958 heuert er bei „Texas Instruments“ an, einer Firma, die Transistor-Radios herstellt und damit dick im Geschäft ist. Transistoren sind zu der Zeit der neuste Schrei der Technik: Sie haben die teuren, großen und anfälligen Röhren ersetzt.

Für Jack Kilby, mit 35 ein durchaus gestandener Mann, ist „Texas Instruments“ eine neue Herausforderung. Männer wie er brauchen das. In den Staaten ist es in den 50er Jahren üblich, dass die „Neuen“ im ersten Jahr keinen Anspruch auf Urlaub haben. Sie halten in den Sommerferien die Stallwache in den verwaisten Firmen. Während andere Bücher lesen oder die Beine hochlegen, genießt Kilby die Zeit allein im Labor. Er verbringt den Sommer dort mit Kaffee und kühnen Ideen. Später erinnert er sich so daran: „Ich war mit meinen Gedanken und meinen Fantasien allein.“ Ob ihn die Ruhe oder die Langeweile auf seine im Grunde simple Idee bringen, ist heute nicht mehr zu sagen.

 Auf jeden Fall hat sich Kilby zu einer These: „Wenn alle Schaltungselemente wie Widerstände, Kondensatoren oder Transistoren aus demselben Material bestünden, dann könnte man sie doch auf einem einzigen Chip unterbringen.“ Denn Kilby stellt wie viele Elektroniker seiner Zeit fest, dass die Radios immer größer werden.
Der Grund: Neue Schaltungen haben immer mehr Komponenten, die sich immer schwieriger verdrahten lassen. Kilby vermutet, dass die Verwendung von Halbleitern diese Spirale beenden könnte. Am 24. Juli 1958 schreibt er in sein Labortagebuch, dass er nun versucht, Transistoren, Widerstände und Kondensatoren zu einem Bauteil zusammenzufügen.

Keine sechs Wochen später hatte Kilby eine Lösung gefunden. Am 12. September 1958 präsentiert er seinem Chef das erste Exemplar einer funktionierenden Schaltung auf einem Halbleiter. Zu sehen ist nicht viel mehr als ein Stück Germanium mit einigen Kabeln auf einem Stück Glas, etwa so groß wie eine Büroklammer. Doch als Kilby einen Schalter drückt, machen sie bei „Texas Instruments“ große Augen:
Auf dem Oszilloskop erscheint eine endlose Sinuskurve. Damit ist für jeden Umstehenden sichtbar, dass es Kilby geschafft hat. Am 6. Februar 1959 meldet er mit dem Patent US 3.138.743 den ersten integrierten Schaltkreis an.

Zunächst ist es nur ein Stück Papier und alles andere als ein kommerzieller Erfolg. Daraufhin verhilft Kilby seiner Erfindung selbst zum Durchbruch, als er 1966 einen Mini-Schaltkreis beim Bau der ersten Taschenrechner einsetzt. Der Siegeszug als Massenprodukt macht nicht nur das Unternehmen weltberühmt und reich, es ist auch der Beginn einer unglaublich rasanten technischen Entwicklung hin zu immer kleineren und leistungsfähigeren „Chips“. Als Kilbys Konzept einmal akzeptiert ist, beginnen hunderte, später tausende der besten Ingenieure der Welt, mit daran zu arbeiten. Das US-Mondprogramm und der Kalte Krieg beflügeln die Entwicklung leistungsfähiger integrierter Schaltungen. Das Pentagon benutzt Kilbys Mikrochip in den frühen 1960er Jahren, um die Schnelligkeit von Rechnern und Waffensystemen zu steigern. Die Zahl der Transistoren, die in die Chips integriert werden, wächst von Jahr zu Jahr. Waren es bei Kilbys ersten Modellen gerade einmal zwei Komponenten, so sind heutzutage rund zehn Milliarden Transistoren auf einer Fläche von etwa eineinhalb mal eineinhalb Zentimetern untergebracht.

Der pfiffige Amerikaner sieht nur noch fasziniert zu, was aus seiner Idee wird. Staunend sagt er später: „Es ist, als ob der Biber zum Hasen sagt, während die beiden auf den riesigen Hoover-Staudamm am Colorado starren: ‚Nein, den habe ich nicht selbst gebaut. Aber das Ding basiert auf einer Idee von mir.“

Mehr als 40 Jahre nach dem einsamen Sommer im Labor bekommt Kilby im Jahr 2000 den Nobelpreis für Physik. Zum Glück erlebt er die Ehrung seines Lebenswerkes noch. Am 20. Juni 2005 stirbt er mit 81 Jahren in Dallas.

Autor: juj

Christian Schröter (l.) und Christian Klingenberg, United Planet GmbH, stellten an ihrem Stand auf der KITU-Messe, den digitalen Arbeitsplatz Intrexx, vor. Den gibt’s jetzt auch fürs Smartphone.