See 22-aastane ehitab oma vanemate garaažis kiipe.

Augustis avaldas kiibitootja Intel uusi üksikasju oma plaani kohta ehitada USA-sse “megatehas”, 100 miljardi dollari suurune tehas, kus 10 000 töötajat hakkavad tootma uue põlvkonna võimsaid protsessoreid, mis on täis miljardite transistoridega. Samal kuul teatas 22-aastane Sam Zeluf oma pooljuhtide verstapostist. Seda tehti üksi tema pere garaažis New Jerseys, umbes 30 miili kaugusel kohast, kus 1947. aastal Bell Labsis esimene transistor toodeti.

Päästetud ja omatehtud riistvara kollektsiooniga valmistas Zeloof 1200 transistoriga kiibi. Ta viilutas räniplaadid, maalis neile ultraviolettvalgusega mikroskoopilised mustrid ja kastis need käsitsi happesse, dokumenteerides protsessi YouTube’is ja oma ajaveebis . “See võib olla liigne enesekindlus, aga mul on mentaliteet, et teine ​​inimene on sellest aru saanud, nii et ka mina saan hakkama, isegi kui mul läheb kauem aega,” ütleb ta.

Zeloof loodab nüüd ühtida Inteli revolutsioonilise 1971. aasta 4004 kiibi mastaabiga, mis on esimene kaubanduslik mikroprotsessor, millel oli 2300 transistorit ja mida kasutati kalkulaatorites ja muudes ärimasinates. Detsembris alustas ta tööd ajastusahela kallal , mis suudab teha lihtsaid täiendusi.

Väljaspool Zelufi garaaži on pandeemia põhjustanud ülemaailmse pooljuhtide puuduse, mis aeglustab toodete tarnimist autodest videomängukonsoolideni . See tekitas poliitikute uue huvi pärast aastakümneid kestnud offshoring’i taastamist USA suutlikkuse vastu toota oma arvutikiipe.

Garaažis ehitatud kiibid ei aita teie PlayStationit, kuid Zelufi sõnul veenis tema harjumatu hobi teda, et ühiskonnale oleks kasu, kui kiibi tootmine muutuks leiutajatele kättesaadavamaks ilma mitme miljoni dollarise eelarveta. “See tõesti kõrge sisenemisbarjäär muudab teid väga riskikartlikuks, mis on innovatsioonile halb,” ütleb Zeluf.

Zeluf hakkas 2016. aastal keskkoolis ise kiipe valmistama. Talle avaldasid muljet leiutaja ja ettevõtja Jeri Ellsworthi YouTube’i videod, milles ta valmistas oma pöidlasuurused transistorid protsessis, mis hõlmas mallide väljalõikamist. vinüülkleebistest ja roosteplekieemaldaja pudelist. Zeluf otsustas korrata Ellsworthi disaini ja astuda loogilisena tunduva järgmise sammuna: liikuda üksikutelt transistoridelt integraallülitustele – hüpe, mis ajalooliselt võttis aega umbes kümme aastat.

“Ta tegi järjekordse kvanthüppe,” ütleb Ellsworth, nüüdseks liitreaalsuse idufirma Tilt Five tegevjuht . “On suur väärtus maailmale meelde tuletada, et need tööstusharud, mis tunduvad nii kättesaamatud, said alguse millestki veidi tagasihoidlikumast ja saate seda ise teha.”

Arvutikiipide tootmist kirjeldatakse mõnikord kui kõige keerukamat ja täpsemat tootmisprotsessi maailmas. Kui Zeluf hakkas oma projekti eesmärkidest blogi pidama, saatsid mõned valdkonnaeksperdid talle meili, et see pole võimalik. “Selle põhjuseks oli ausus, sest ma arvasin, et see oleks naljakas,” ütleb ta. “Tahtsin öelda, et peaksime olema ettevaatlikumad, kui kuuleme, et midagi on võimatu.”

Zelufi perekond toetas teda, kuid samal ajal olid nad ettevaatlikud. Tema isa küsis pooljuhtinsenerist sõbralt ohutusnõuandeid. “Minu esimene reaktsioon oli, et te ei saa seda teha. See on garaaž,” ütleb Mark Rothman, kes on 40 aastat kiipide disainimisega tegelenud ja töötab nüüd ettevõttes, mis arendab OLED-ekraanide tehnoloogiat. Rothmani esialgne reaktsioon leebus, kui ta nägi Zelufi edusamme. “Ta tegi midagi, mida ma poleks kunagi arvanud, et inimesed suudavad.”

Zeloofi projekt hõlmab nii ajalugu kui ka inseneritööd. Kaasaegne kiipide tootmine toimub tehastes, mille kallid HVAC-süsteemid eemaldavad kõik tolmujäägid, mis võivad kahjustada nende miljardi dollari väärtuses seadmeid . Zelufile ei sobinud need tehnoloogiad, seetõttu luges ta patente ja õpikuid 1960. ja 1970. aastatest, mil selliste teedrajavate ettevõtete nagu Fairchild Semiconductor insenerid valmistasid tavalistes töökohtades kiipe. “Nad kirjeldavad meetodeid, mis kasutavad X-Acto labasid, teipi ja mõnda klaasi, mitte” Meil ​​on see 10 miljoni dollari suurune masin, mis on ruumi suurune,” ütleb Zeluf.

Zeluf pidi ka oma labori antiikseadmetega sisustama. eBayst ja teistelt oksjonisaitidelt leidis ta valmis saadetise odavatest 1970. ja 80. aastate seadmetest, mis kunagi kuulusid hiljuti suletud California tehnoloogiaettevõtetele. Suur osa seadmetest vajas remonti, kuid vanemate masinatega on lihtsam jamada kui tänapäevaste laboriseadmetega. Üks Zelufi parimaid leide oli katkine elektronmikroskoop, mis 90ndate alguses maksis 250 000 dollarit; ta ostis selle 1000 dollari eest ja renoveeris selle. Ta kasutab seda oma kiipide defektide ja liblika tiibade nanostruktuuride kontrollimiseks .