A empresa de semicondutores de outro mundo: a história da Siliconix, parte 3

Mar 27, 2023

Depois de passar cinco anos na empresa DH Baldwin Piano desenvolvendo fotocélulas para codificadores ópticos, Bill e Frances Hugle estavam prontos para um novo desafio. De acordo com os registros da família, Bill partiu para Youngwood, Pensilvânia, fora de Pittsburgh, em 1958, para ajudar a Westinghouse a montar uma nova sala limpa em sua fábrica de semicondutores naquela cidade. Frances seguiu com seus quatro filhos em fevereiro de 1960. No entanto, os Hugles não ficariam na Pensilvânia por muito tempo. No final de 1960, eles se mudaram para Thousand Oaks, Califórnia – ficando cada vez mais perto do Vale do Silício.

Grandes coisas estavam acontecendo com a Westinghouse em 1958, quando Bill Hugle começou a trabalhar nas instalações da empresa em Youngwood, fora de Pittsburgh, Pensilvânia. Miniaturização era o nome do jogo na época, e a Força Aérea dos Estados Unidos ficou muito entusiasmada com a "Eletrônica Molecular". A busca pela miniaturização começou no início dos anos 1950 com o Projeto Tinkertoy, conduzido pelo US National Bureau of Standards e financiado pela Marinha dos EUA. Para não ficar para trás, o US Army Signal Corps financiou o programa Micromodule (ou "Micromódulo") na RCA. O Projeto Tinkertoy foi baseado na tecnologia de tubos, enquanto o programa Micromodule foi baseado em transistores discretos. Ambos os programas buscaram desenvolver métodos automatizados para fabricar módulos eletrônicos pequenos e confiáveis, construídos a partir de pilhas de placas de circuito de cerâmica em miniatura e componentes eletrônicos discretos.

A Força Aérea dos EUA sonhou ainda mais alto, adotando ideias introduzidas pelo professor do MIT Arthur von Hippel, que propôs o desenvolvimento de blocos sólidos de matéria que implementariam funções eletrônicas. O professor von Hippel sugeriu que funções eletrônicas complexas poderiam ser construídas a partir de estruturas físicas únicas usando "engenharia molecular". Em vez de usar componentes eletrônicos pré-fabricados, como válvulas, transistores, resistores, capacitores e indutores, von Hippel sugeriu para construir dispositivos funcionais começando com átomos e moléculas individuais.

O conceito de "Eletrônica Molecular" do professor von Hippel ressoou com os executivos de semicondutores da Westinghouse, e a empresa começou a trabalhar com a Força Aérea dos EUA em 1957, com o objetivo de conseguir um contrato de desenvolvimento. Com a visão retrospectiva de hoje, é facilmente aparente que os circuitos integrados se encaixam precisamente na descrição de von Hippel, mas o circuito integrado não seria inventado até 1959, então essa não é a direção inicial tomada pela Westinghouse para a Força Aérea dos EUA.

A Westinghouse, uma das primeiras licenciadas das patentes de transistor do Bell Labs, já estava produzindo lingotes de silício monocristal e ultrapuro para fabricar semicondutores, com ênfase em retificadores de potência e transistores de potência. O programa de Eletrônica Molecular foi visto como uma extensão deste trabalho.

George C. Sziklai, um engenheiro da equipe do Vice-presidente Corporativo de Engenharia John A. Hutcheson, iniciou um programa para avaliar o conceito de Eletrônica Molecular de von Hippel. O plano do programa incluía ideias para um bloco que converteria 110 volts CA em 9 volts CC usando o efeito termoelétrico Seebeck e outro bloco que implementaria um circuito RC de retardo de tempo explorando uma interface capacitiva entre dois materiais resistivos diferentes.

Representantes da Westinghouse se reuniram com a equipe do Centro de Pesquisa de Cambridge da Força Aérea na Hanscom Air Force Base perto de Bedford, Massachusetts, para apresentar suas ideias para engenharia de sistemas moleculares, e a visita gerou interesse de vários ramos militares. Para continuar o ímpeto, a Westinghouse estabeleceu um Laboratório de Desenvolvimento Avançado de Estado Sólido na Youngwood Semiconductor Division para buscar a tecnologia de eletrônica molecular. Isso foi em 1958, o mesmo ano em que Bill Hugle foi para a fábrica da Westinghouse Youngwood para ajudar a montar uma sala limpa.

Em fevereiro de 1959, o Laboratório de Desenvolvimento Avançado de Estado Sólido da Westinghouse apresentou uma ''Proposta para Eletrônica Molecular: Abordagem Dendrítica'' ao Centro de Sistema Aeronáutico da Força Aérea dos EUA do Comando de Mobilidade Aérea na Base Aérea de Wright-Patterson em Dayton, Ohio. O processo de fabricação proposto criaria uma fita de germânio contínua que permitiria a fabricação de transistores e outros dispositivos a uma taxa de 6 a 12 polegadas por minuto. O rendimento desse processo de fabricação de "transistores por polegada" foi projetado com otimismo para ser "muito próximo de 100%.'' Seymour W. Herwald, da Westinghouse, previu que a abordagem dendrítica tornaria possível produzir automaticamente blocos eletrônicos funcionais, como como receptores de rádio e amplificadores, em uma fita semicondutora contínua a partir de uma poça de germânio fundido. A proposta de Westinghouse ganhou um contrato de desenvolvimento de $ 1,6 milhão da Força Aérea dos EUA em abril de 1959.