Jubiläum Herzlichen Glückwunsch, Transistor

Ohne ihn ist die moderne Welt undenkbar: Transistoren stecken in Radios, Autos, Küchenmaschinen und millionenfach in PCs. Die Geschichte der Technologie, die unsere Zeit prägt, begann kurz nach dem Zweiten Weltkrieg.

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Am 16. Dezember 1947 gelang ein Experiment, das die Welt verändern sollte. Die US-Forscher Walter Brattain und John Bardeen schufen den ersten funktionierenden Transistor. Jahrelang hatten die drei Wissenschaftler an einem Nachfolger für die Vakuumröhre geforscht. Der Erfolg kam, als sie bei ihren versuchen begannen, das Halbleitermaterial Germanium zu verwenden. Plötzlich, so stellten sie fest, wurde der in die Schaltung eingespeiste Wechselstrom um ein Vielfaches verstärkt: Der Transistor war erfunden.

Die Vorarbeiten zu diesem Erfolg stammten freilich von dem deutschen Physiker Julius Edgar Lilienfeld. Der hatte bereits 1928 die theoretischen Grundlagen für den Transistor entwickelt. Lilienfeld scheiterte seinerzeit aber an deren Umsetzung. Die Technik war damals einfach noch nicht so weit.

Statt aus Transistoren wurden elektronische Geräte deshalb noch jahrzehntelang aus Elektronenröhren aufgebaut. Der Volksempfänger, die ersten TV-Geräte und auch die ersten Computer gehörten dazu. Doch die Röhren brachten etliche Probleme mit sich.

160 Kilowatt für den Röhren-Computer

Die zeigten sich besonders an Vorzeigeprojekten wie dem ersten "Supercomputer" ENIAC (Electronic Numerical Integrator Analyzer and Computer). Aufgebaut aus knapp 17.500 Vakuumröhren beanspruchte der Röhren-Rechner einen Raum von fast 170 Quadratmetern, wog 30 Tonnen. Gewaltig war auch der Strombedarf: 160 Kilowatt brauchte die Maschine, um zu funktionieren. Die dabei erzeugte Abwärme muss enorm gewesen sein.

Ähnliche Probleme hatten damals auch die Telefongesellschaften. Ihnen dienten Röhren zur Vermittlung von Telefongesprächen. Angesichts steigender Nutzerzahlen suchten die Telefongesellschaften allerdings händeringend nach einem Ersatz für die heißen und anfälligen Elektronenröhren. Kein Wunder also, dass die Experimente von Brattain und Bardeen in den Labors der Telefongesellschaft Bell stattfanden.

Verschnupft reagierte damals Forscherkollege William Shockley. Aus Frust, weil ihn Brattain und Bardeen nicht über ihre Fortschritte informiert hatten, soll er sich einem Hotel eingeigelt haben. Im selbst gewählten Arbeitsexil kamen ihn aber offenbar so viele gute Ideen, dass er die Ergebnisse seiner Kollegen zu einem Produkt verfeinerte - der erste kommerzielle Transistor war entwickelt.

Silizium brachte den Durchbruch

Bis die ersten Transistorprodukte auf den Markt kamen, dauerte es allerdings noch eine Weile. Erst 1952 war es so weit, das US-Rüstungsunternehmern Raytheon brachte ein Transistorhörgerät heraus, dass man heute noch online im Semiconductormuseum bestaunen kann. Seinen Siegeszug trat der Röhren-Nachfolger allerdings erst zwei Jahre später an: Das erste Transistorradio der Welt, das Regency TR-1 kam in die Läden.

Als es dann auch noch Texas Instruments gelang, das temperaturempfindliche Germanium durch das wesentlich beständigere Silizium zu ersetzen, war der Dammbruch endgültig geschafft, der Transistor auf dem Weg zum Massenprodukt. 1957, ein Jahr nachdem den Transistor-Erfindern der Nobelpreis in Physik verliehen worden war, betrug die Jahresproduktion der elektronischen Schalterchen 29 Millionen Stück.

Die "acht Verräter"

In demselben Jahr gründeten acht ehemalige Mitarbeiter der von William Shockley gegründeten Firma Shockley Semiconductor das Startup-Unternehmen Fairchild Semiconductor. Unter Ihnen Robert Noyce und Gordon Moore, jene Männer die 1968 Intel gründen sollten. Gemeinsam entwickelten die "acht Verräter", wie Shockley sie nannte die ersten flachen Transistoren, damals "Chips" genannt. Etwa zeitgleich gelang es dem Forscher Jack Kilby bei seinem Arbeitgeber Texas Instruments den ersten integrierten Schaltkreis zu konstruieren. Mehr als einen Transistor und ein paar Kondensatoren bekam er dabei zwar nicht zusammen, für damalige Verhältnisse war aber schon das ein Riesen-Fortschritt.

Den erkannte man auch bei Fairchild und begann ebenfalls integrierte Schaltkreise zu entwickeln. Damals noch Pionierarbeit. "Wir wickelten unsere eigenen Röhren, wir zogen unserer eigenen Kristalle, es gab so viele Innovationen die jeden Tag herauskamen, dass war sehr aufregend", berichtete Murray Siegel, der erste Angestellte der "acht Verräter" bei einem Gründertreffen im Oktober. Das Santa Clara Valley, in dem Fairchild sich angesiedelt hatte, wurde zum Silicon Valley.

Ein Chip so schnell wie ein ganzer Computer

Doch Fairchild konnte seinen technischen Vorsprung nicht lange ausnutzen. Nachdem das Unternehmen jahrelang rasant wuchs und in besten Zeiten 11.000 Angestellte beschäftigte führten Fehlentscheidungen des tausende Kilometer weit weg an der Ostküste residierenden Financiers Sherman Fairchild zum Niedergang der Firma. Frustriert verließen einige der Gründer das Unternehmen, um ihre Talente anderswo besser einzusetzen.

Am erfolgreichsten dürften Gordon Moore und Robert Noyce mit Intel gewesen sein. Nachdem sie sich 1968 von Fairchild losgesagt hatten entwickelten sie den ersten kommerziell nutzbaren Mikroprozessor und legten den Grundstein für ein Mickrochip-Imperium. Ihr Erstling kam 1971 auf dem Markt, trug den wenig klangvollen Namen Intel 4004. Mit seinen 2300 Transistoren konnte er immerhin 92.000 Befehle pro Sekunde abarbeiten - und war damit angeblich ebenso schnell wie der riesige ENIAC von 1945.

Was folgte war eine Revolution der Elektronik. Gordon Moore postulierte die Gesetzmäßigkeit, dass sich die Zahl der Transistoren auf einem Prozessor etwa alle 18 Monate verdoppeln werde - und behielt bis heute Recht. Die neuesten Intel-Chips der "Penry"-Reihe versammeln bis zu 820 Millionen der einst so klobigen Halbleiter-Schalter.

Doch solche Superlative braucht es gar nicht, damit Transistoren bis heute unseren Alltag prägen. Denn so viel ist klar: Ohne den Transistor sähe unsere Welt heute anders aus. Tag für Tag werden Milliarden der mittlerweile mikroskopisch kleinen Bauteile produziert. Computer, Autos, Flugzeuge, Radios und Fernseher wären undenkbar ohne Transistoren - und vor allem natürlich das Internet.

Deshalb: Herzlichen Glückwunsch Transistor! Auf die nächsten 60.

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