В августе производитель чипов Intel раскрыл новые подробности о своем плане строительства «мегафабрики» в США, фабрики стоимостью 100 миллиардов долларов, где 10 000 рабочих будут производить новое поколение мощных процессоров, утыканных миллиардами транзисторов. В том же месяце 22-летний Сэм Зелуф объявил о своей вехе в области полупроводников. Это было сделано в одиночестве в гараже его семьи в Нью-Джерси, примерно в 30 милях от того места, где в 1947 году в Bell Labs был изготовлен первый транзистор.
С набором утилизированного и самодельного оборудования Zeloof сделал микросхему с 1200 транзисторами. Он разрезал кремниевые пластины, нарисовал на них микроскопические узоры ультрафиолетовым светом и вручную погрузил их в кислоту, документируя процесс на YouTube и в своем блоге . «Возможно, это излишняя самоуверенность, но я считаю, что другой человек понял это, поэтому я тоже могу, даже если это займет у меня больше времени», — говорит он.
Zeloof теперь надеется соответствовать масштабу революционного чипа Intel 4004 1971 года, первого коммерческого микропроцессора, который имел 2300 транзисторов и использовался в калькуляторах и других бизнес-машинах. В декабре он начал работу над синхронизирующей схемой , способной выполнять простые сложения.
За пределами гаража Zeluf пандемия вызвала глобальную нехватку полупроводников, что замедлило поставки продукции от автомобилей до игровых консолей . Это вызвало новый интерес политиков к восстановлению способности США производить собственные компьютерные чипы после десятилетий офшоринга.
Чипы, собранные в гараже, не помогут вашей PlayStation, но Зелуф говорит, что его необычное хобби убедило его в том, что общество выиграет, если производство чипов станет более доступным для изобретателей без многомиллионных бюджетов. «Этот действительно высокий барьер для входа сделает вас чрезвычайно склонным к риску, что плохо для инноваций», — говорит Зелуф.
Зелуф начал делать свои собственные микросхемы в старшей школе в 2016 году. На него произвели впечатление видео на YouTube изобретателя и предпринимателя Джери Эллсуорт, в которых она делала свои собственные транзисторы размером с большой палец , в процессе, который включал вырезание шаблонов. от виниловых наклеек и флакона от пятновыводителя ржавчины. Зелуф решил воспроизвести дизайн Эллсуорта и сделать, казалось бы, логичный следующий шаг: перейти от одиночных транзисторов к интегральным схемам, скачок, который исторически занимал около десяти лет.
«Он совершил еще один квантовый скачок, — говорит Эллсворт, ныне генеральный директор стартапа дополненной реальности под названием Tilt Five . «Очень полезно напомнить миру, что эти отрасли, которые кажутся такими далекими от досягаемости, начинались с чего-то более скромного, и вы можете сделать это самостоятельно».
Производство компьютерных чипов иногда называют самым сложным и точным производственным процессом в мире. Когда Зелуф начал вести блог о своих целях в отношении проекта, некоторые отраслевые эксперты написали ему по электронной почте, что это невозможно. «Причиной этого была честность, потому что я думал, что это будет забавно», — говорит он. «Я хотел заявить, что мы должны быть более осторожными, когда слышим, что что-то невозможно».
Семья Зелуфа поддерживала его, но в то же время проявляла осторожность. Его отец попросил друга, инженера-полупроводника, дать совет по безопасности. «Моей первой реакцией было то, что ты не можешь этого сделать. Это гараж», — говорит Марк Ротман, посвятивший 40 лет разработке чипов, а сейчас работающий в компании, разрабатывающей технологии для OLED-экранов. Первоначальная реакция Ротмана смягчилась, когда он увидел прогресс Зелуфа. «Он сделал то, что я никогда бы не подумал, что люди могут сделать».
Проект Zeloof включает в себя как историю, так и разработку. Современное производство чипов происходит на заводах, чьи дорогие системы HVAC удаляют все следы пыли, которая может повредить их оборудование стоимостью в миллиарды долларов . Зелуфу не было равных в этих технологиях, поэтому он читал патенты и учебники 1960-х и 1970-х годов, когда инженеры новаторских компаний, таких как Fairchild Semiconductor, производили микросхемы на обычных рабочих местах. «Они описывают методы с использованием лезвий X-Acto , скотча и нескольких очков, а не «У нас есть эта машина стоимостью 10 миллионов долларов размером с комнату», — говорит Зелуф.
Зелуфу также пришлось оборудовать свою лабораторию антикварным оборудованием. На eBay и других аукционных сайтах он нашел готовую партию дешевого оборудования 1970-х и 80-х годов, которое когда-то принадлежало недавно закрытым калифорнийским технологическим компаниям. Большая часть оборудования нуждалась в ремонте, но со старыми машинами легче возиться, чем с современными лабораторными. Одной из лучших находок Зелуфа был сломанный электронный микроскоп, который в начале 90-х стоил 250 000 долларов; он купил его за 1000 долларов и отремонтировал. С его помощью он проверяет свои чипы на дефекты, а также наноструктуры на крыльях бабочки .