Deze 22-jarige bouwt chips in de garage van zijn ouders.

In augustus onthulde chipmaker Intel nieuwe details over zijn plan om een ​​’megafactory’ te bouwen in de VS, een fabriek van 100 miljard dollar waar 10.000 arbeiders een nieuwe generatie krachtige processors zullen produceren die bezaaid zijn met miljarden transistors. Diezelfde maand kondigde de 22-jarige Sam Zeluf zijn halfgeleidermijlpaal aan. Dit deed hij alleen in de garage van zijn familie in New Jersey, ongeveer 50 kilometer van de plek waar de eerste transistor in 1947 in Bell Labs werd vervaardigd.

Met een verzameling geborgen en zelfgemaakte hardware maakte Zeloof een chip met 1200 transistors. Hij sneed siliciumwafels, schilderde er microscopisch kleine patronen op met ultraviolet licht en doopte ze met de hand in zuur, waarbij hij het proces documenteerde op YouTube en op zijn blog . “Het is misschien overmoed, maar ik heb de mentaliteit dat de ander het doorheeft, dus ik kan het ook, ook al doe ik er langer over”, zegt hij.

Zeloof hoopt nu de schaal te evenaren van Intel’s revolutionaire 4004-chip uit 1971, de eerste commerciële microprocessor met 2.300 transistors die werd gebruikt in rekenmachines en andere zakelijke machines. In december begon hij te werken aan een timingcircuit dat eenvoudige toevoegingen kon uitvoeren.

Buiten de garage van Zeluf heeft de pandemie een wereldwijd tekort aan halfgeleiders veroorzaakt, waardoor de levering van producten, van auto’s tot videogameconsoles, is vertraagd . Dit wekte hernieuwde belangstelling van politici voor het opnieuw opbouwen van de capaciteit van de VS om zijn eigen computerchips te produceren na decennia van offshoring.

In de garage gebouwde chips zullen je PlayStation niet helpen, maar Zeluf zegt dat zijn ongebruikelijke hobby hem ervan overtuigde dat de samenleving er baat bij zou hebben als de productie van chips toegankelijker zou worden voor uitvinders zonder budgetten van meerdere miljoenen dollars. “Door deze zeer hoge toetredingsdrempel word je extreem risicomijdend, wat slecht is voor innovatie”, zegt Zeluf.

Zeluf begon in 2016 op de middelbare school met het maken van zijn eigen chips. Hij was onder de indruk van YouTube-video’s van uitvinder en ondernemer Jeri Ellsworth waarin ze haar eigen duimgrote transistors maakte , waarbij ze onder meer sjablonen uitsneed. van vinylstickers en een fles roestvlekverwijderaar. Zeluf besloot het ontwerp van Ellsworth te repliceren en een schijnbaar logische volgende stap te nemen: de overstap van enkele transistors naar geïntegreerde schakelingen, een sprong die historisch gezien ongeveer tien jaar duurde.

“Hij nam weer een enorme sprong voorwaarts”, zegt Ellsworth, nu de CEO van een augmented reality-startup genaamd Tilt Five . “Het is van grote waarde om de wereld eraan te herinneren dat deze industrieën die zo ver buiten bereik lijken te zijn begonnen met iets bescheidener, en dat je het zelf kunt doen.”

De productie van computerchips wordt wel eens omschreven als het meest complexe en precieze fabricageproces ter wereld. Toen Zeluf begon te bloggen over zijn doelen voor het project, e-mailden enkele experts uit de industrie hem dat dit niet mogelijk was. “De reden daarvoor was eerlijkheid, omdat ik dacht dat het grappig zou zijn”, zegt hij. “Ik wilde aangeven dat we voorzichtiger moeten zijn als we horen dat iets onmogelijk is.”

De familie van Zeluf steunde hem, maar was tegelijkertijd voorzichtig. Zijn vader vroeg een bevriende halfgeleideringenieur om veiligheidsadvies. “Mijn eerste reactie was dat je het niet kunt. Het is een garage”, zegt Mark Rothman, die al 40 jaar bezig is met het ontwerpen van chips en nu werkt voor een bedrijf dat technologie ontwikkelt voor OLED-schermen. Rothmans eerste reactie verzachtte toen hij Zelufs vooruitgang zag. “Hij deed iets waarvan ik nooit had gedacht dat mensen het zouden kunnen.”

Het Zeloof-project omvat zowel geschiedenis als engineering. Moderne chipproductie vindt plaats in fabrieken waarvan de dure HVAC-systemen elk spoor van stof verwijderen dat hun apparatuur van een miljard dollar zou kunnen beschadigen . Zeluf was geen partij voor deze technologieën, dus las hij patenten en leerboeken uit de jaren zestig en zeventig, toen ingenieurs van baanbrekende bedrijven als Fairchild Semiconductor chips maakten op gewone werkplekken. “Ze beschrijven methoden met behulp van X-Acto- mesjes, tape en een paar glazen, niet ‘We hebben een machine van $ 10 miljoen ter grootte van een kamer'”, zegt Zeluf.

Zeluf moest ook zijn lab inrichten met antieke apparatuur. Op eBay en andere veilingsites vond hij een kant-en-klare partij goedkope apparatuur uit de jaren 70 en 80 die ooit toebehoorde aan onlangs gesloten Californische technologiebedrijven. Veel van de apparatuur was aan reparatie toe, maar oudere machines zijn gemakkelijker te manipuleren dan moderne laboratoriummachines. Een van de beste vondsten van Zeluf was een kapotte elektronenmicroscoop die begin jaren 90 $ 250.000 kostte; hij kocht het voor $ 1.000 en renoveerde het. Hij gebruikt het om zijn chips te controleren op defecten, evenals de nanostructuren op vlindervleugels .