Der 22-Jährige baut Chips in der Garage seiner Eltern.

Im August enthüllte der Chiphersteller Intel neue Details zu seinem Plan, in den USA eine „Megafabrik“ zu bauen, eine 100-Milliarden-Dollar-Fabrik, in der 10.000 Arbeiter eine neue Generation leistungsstarker Prozessoren mit Milliarden von Transistoren produzieren werden. Im selben Monat gab der 22-jährige Sam Zeluf seinen Halbleiter-Meilenstein bekannt. Dies geschah allein in der Garage seiner Familie in New Jersey, etwa 30 Meilen von der Stelle entfernt, an der 1947 in den Bell Labs der erste Transistor hergestellt wurde.

Mit einer Sammlung geborgener und selbstgebauter Hardware stellte Zeloof einen Chip mit 1200 Transistoren her. Er schnitt Siliziumwafer in Scheiben, malte mit ultraviolettem Licht mikroskopische Muster darauf und tauchte sie von Hand in Säure. Den Vorgang dokumentierte er auf YouTube und in seinem Blog . „Es mag übertriebenes Selbstvertrauen sein, aber ich habe die Einstellung, dass die andere Person es herausgefunden hat, also kann ich es auch, auch wenn es länger dauert“, sagt er.

Zeloof hofft nun, die Größe des revolutionären 4004-Chips von Intel aus dem Jahr 1971 zu erreichen, dem ersten kommerziellen Mikroprozessor mit 2.300 Transistoren, der in Taschenrechnern und anderen Geschäftsmaschinen verwendet wurde. Im Dezember begann er mit der Arbeit an einer Zeitschaltung , die einfache Additionen durchführen kann.

Außerhalb von Zelufs Garage hat die Pandemie zu einem weltweiten Mangel an Halbleitern geführt und die Versorgung mit Produkten von Autos bis hin zu Videospielkonsolen verlangsamt . Dies weckte bei Politikern erneutes Interesse daran, die Fähigkeit der USA zur Herstellung eigener Computerchips nach jahrzehntelanger Verlagerung ins Ausland wieder aufzubauen.

In der Garage hergestellte Chips helfen Ihrer PlayStation nicht, aber Zeluf sagt, sein ausgefallenes Hobby habe ihn davon überzeugt, dass die Gesellschaft davon profitieren würde, wenn die Chipproduktion für Erfinder ohne Budgets von mehreren Millionen Dollar zugänglicher würde. „Diese wirklich hohe Eintrittsbarriere macht Sie extrem risikoscheu, was sich negativ auf Innovationen auswirkt“, sagt Zeluf.

Zeluf begann 2016 in der High School, seine eigenen Chips herzustellen. Er war beeindruckt von YouTube-Videos der Erfinderin und Unternehmerin Jeri Ellsworth, in denen sie ihre eigenen daumengroßen Transistoren herstellte , in einem Prozess, bei dem sie Schablonen ausschnitten. aus Vinylaufklebern und einer Flasche Rostfleckenentferner. Zeluf beschloss, Ellsworths Design zu reproduzieren und den scheinbar logischen nächsten Schritt zu gehen: den Übergang von Einzeltransistoren zu integrierten Schaltkreisen, ein Sprung, der in der Vergangenheit etwa ein Jahrzehnt dauerte.

„Er hat einen weiteren Quantensprung gemacht“, sagt Ellsworth, heute CEO eines Augmented-Reality-Startups namens Tilt Five . „Es ist von großem Wert, die Welt daran zu erinnern, dass diese Branchen, die so unerreichbar scheinen, mit etwas Bescheidenerem begonnen haben, und Sie können es selbst tun.“

Die Herstellung von Computerchips wird manchmal als der komplexeste und präziseste Herstellungsprozess der Welt bezeichnet. Als Zeluf anfing, über seine Ziele für das Projekt zu bloggen, schickten ihm einige Branchenexperten eine E-Mail, dass dies nicht möglich sei. „Der Grund dafür war Ehrlichkeit, weil ich dachte, es wäre lustig“, sagt er. „Ich wollte zum Ausdruck bringen, dass wir vorsichtiger sein sollten, wenn wir hören, dass etwas unmöglich ist.“

Zelufs Familie unterstützte ihn, war aber gleichzeitig vorsichtig. Sein Vater bat einen befreundeten Halbleiteringenieur um Sicherheitsratschläge. „Meine erste Reaktion war, dass man das nicht kann. „Es ist eine Garage“, sagt Mark Rothman, der 40 Jahre lang Chips entwickelt hat und jetzt für ein Unternehmen arbeitet, das Technologie für OLED-Bildschirme entwickelt. Rothmans anfängliche Reaktion milderte sich, als er Zelufs Fortschritte sah. „Er hat etwas getan, von dem ich nie gedacht hätte, dass Menschen es tun könnten.“

Das Zeloof-Projekt umfasst sowohl Geschichte als auch Technik. Die moderne Chipherstellung findet in Fabriken statt, deren teure HVAC-Systeme jede Spur von Staub entfernen, die ihre milliardenschweren Geräte beschädigen könnte . Zeluf war diesen Technologien nicht gewachsen, deshalb las er Patente und Lehrbücher aus den 1960er und 1970er Jahren, als Ingenieure von Pionierunternehmen wie Fairchild Semiconductor Chips an gewöhnlichen Arbeitsplätzen herstellten. „Sie beschreiben Methoden mit X-Acto- Klingen, Klebeband und ein paar Gläsern, nicht ‚Wir haben diese 10-Millionen-Dollar-Maschine von der Größe eines Raumes‘“, sagt Zeluf.

Auch Zeluf musste sein Labor mit antiken Geräten ausstatten. Bei eBay und anderen Auktionsseiten fand er eine fertige Lieferung billiger Geräte aus den 1970er und 1980er Jahren, die einst kürzlich geschlossenen kalifornischen Technologieunternehmen gehörten. Ein Großteil der Geräte war reparaturbedürftig, aber mit älteren Geräten kann man leichter herumspielen als mit modernen Laborgeräten. Einer von Zelufs besten Funden war ein kaputtes Elektronenmikroskop, das Anfang der 90er Jahre 250.000 Dollar kostete; Er kaufte es für 1.000 Dollar und renovierte es. Damit überprüft er seine Chips auf Defekte sowie die Nanostrukturen auf Schmetterlingsflügeln .