Federico Faggin: el verdadero hombre del silicio
Mientras investigaba nuestros artículos sobre la invención del circuito integrado, la calculadora y el microprocesador, seguía apareciendo un nombre, que era nuevo para mí, Federico Faggin. Sin embargo, a este lo llamé, así como a sus famosos contemporáneos Kilby, Noyce y Moore.
Faggin parece ser el corazón de muchos de los primeros avances en microprocesadores. Desempeñó un papel importante en el desarrollo de procesadores MOS durante la transición de TTL a CMOS. Fue co-creador del primer procesador disponible comercialmente, el 4004, y también del 8080. Y fue cofundador de Zilog, que introdujo la muy querida CPU Z80. A partir de ahí, hizo la transición a chips de redes neuronales, sensores de imagen y actualmente participa activamente en el estudio científico de la conciencia. Es hora de que miremos más de cerca a un hombre que es muy central, ciertamente debe estar hecho de silicio.
Aprendizaje de electrónica
Federico en Olivetti, centro a la derecha. Foto: intel4004.com
Faggin nació en 1941 en Vicenza, Italia. Desde muy joven se interesó por la tecnología, incluso asistiendo a una escuela secundaria técnica.
Después de graduarse a la edad de 19 años en 1961, le dieron un trabajo a corto plazo en el Laboratorio de Electrónica de Olivetti. Allí trabajó en una pequeña computadora de transistor digital experimental con una memoria de núcleo magnético de 12 bits y 4096 palabras y alrededor de 1000 CPU de compuerta lógica. Después de que su jefe sufriera un grave accidente automovilístico, Faggin se hizo cargo del proyecto. El trabajo fue una gran experiencia de aprendizaje para su futura carrera.
Posteriormente estudió física en la Universidad de Padua, donde se graduó con honores en 1965. Permaneció durante un año enseñando electrónica a estudiantes de 3 años.
Creación de la tecnología MOS Silicon Gate (SGT) en Fairchild
En 1967 comenzó a trabajar en SGS-Fairchild, ahora STMicroelectronics, en Italia. Allí desarrolló su primera tecnología de puerta de silicio (SGT) MOS (semiconductor de óxido metálico) y sus dos primeros circuitos integrados MOS comerciales. Luego lo enviaron a Silicon Valley en California para trabajar en Fairchild Semiconductor en 1968.
Durante la década de 1960, la lógica de los circuitos integrados se realizaba principalmente mediante TTL (Lógica de transistor-transistor). Los dos 'T se refieren al uso de transistores bipolares para la lógica seguidos de uno o más transistores para la amplificación. TTL era rápido pero ocupaba mucho espacio, lo que limitaba la cantidad que podía entrar en un IC. Los microprocesadores TTL también consumían mucha energía.
MOSFET, de CyrilB CC-BY-SA 3.0
Por otro lado, los circuitos integrados que contienen MOSFET tenían problemas de fabricación que conducían a velocidades inconsistentes y variables, así como a velocidades más bajas de lo que teóricamente era posible. Si esos problemas pudieran resolverse, entonces MOS sería un buen reemplazo para TTL en los circuitos integrados, ya que podrían exprimirse más en un espacio más pequeño. Los MOSFET también requerían mucha menos energía.
A mediados de la década de 1960, para hacer un MOSFET de compuerta de aluminio, primero se definirían y doparían las regiones de fuente y drenaje, seguidas de la máscara de compuerta que define la región de óxido delgado y, finalmente, la compuerta de aluminio sobre el óxido delgado.
Sin embargo, la máscara de la puerta inevitablemente estaría desalineada en relación con la fuente y las máscaras de drenaje. La solución para este desajuste fue hacer que la región de óxido delgado sea lo suficientemente grande para asegurar que cubra tanto la fuente como el drenaje. Pero esto condujo a la capacitancia parásita puerta a fuente y puerta a drenaje, que eran grandes y variadas y eran la fuente de los problemas rápidos.
Faggin y el resto de su equipo en Fairchild trabajaron en estos problemas entre 1966 y 1968. Parte de la solución fue definir primero el electrodo de puerta y luego usarlo como máscara para definir las regiones de fuente y puerta, minimizando las capacitancias parásitas. A esto se le llamó el método de puerta autoalineada. Sin embargo, el proceso de fabricación de puertas autoalineadas ha planteado problemas de uso de aluminio para el electrodo de la puerta. Este se disolvió en cambio en silicio amorfo. Esta solución de puerta sólida se desarrolló, pero no hasta el punto en que los circuitos integrados pudieran fabricarse con fines comerciales.
Faggin y Tom Klein en Fairchild en 1967, crédito: Fairchild Camrea & Instrument Corporation
En 1968, Faggin fue puesto a cargo del desarrollo de la tecnología de proceso Mos de compuerta autoalineada de Fairchild. Primero trabajó en una solución de grabado precisa para la puerta de silicio amorfo y luego creó la arquitectura del proceso y los pasos para fabricar los circuitos integrados. También inventó los contactos enterrados, es decir, whichnikon, que aumentó aún más la densidad con la ayuda de una capa adicional que hacía conexiones óhmicas directas entre la puerta de polisilicio y las uniones.
Estas técnicas se han convertido en la base de la tecnología de puerta de silicio (SGT) de Fairchild, que ha sido ampliamente utilizada por la industria desde entonces.
Faggin creó el primer CI de puerta de silicio, el Fairchild 3708. Este fue un reemplazo para el 3705, un CI de puerta de metal que implementaba un multicomputador analógico de 8 bits con lógica de decodificación y uno que tenían problemas para fabricar debido a requisitos estrictos. . Durante su desarrollo, refinó aún más el proceso mediante el uso de irrigación con fósforo para impregnar las impurezas y reemplazando el silicio amorfo vaporizado al vacío con silicio policristalino utilizado por la deposición en fase de vapor.
El SGT resultante significó que podían caber más componentes en el IC que con TTL y los requisitos de energía eran menores. También dio una mejora rápida de tres a cinco veces con respecto a la tecnología MOS anterior.
Fabricación de los primeros microprocesadores en Intel
Intel C4004 de Thomas Nguyen CC BY-SA 4.0
Faggin dejó Fairchild para unirse a Intel de dos años en 1970 para hacer el diseño del chip para el proyecto MCS-4 (Microcomputer System). El propósito del MCS-4 era producir cuatro chips, inicialmente para usar en una calculadora.
Uno de estos chips, el 4004, se convirtió en el primer microprocesador disponible comercialmente. El SGT que desarrolló en Fairchild le permitió configurar todo en un chip. Puede leer todos los detalles sobre los pasos y los pasos en falso de ese invento en nuestro artículo al respecto. Baste decir que tuvo éxito y en marzo de 1971, los cuatro chips estaban en pleno funcionamiento.
La metodología de proyectos de Faggin se utilizó entonces para todos los primeros microprocesadores de Intel. Esto incluyó el 8008 de 8 bits lanzado en 1972 y el 4040, una versión mejorada del 4004 en 1974, en la que Faggin asumió un papel de control.
Mientras tanto, Faggin y Masatoshi Shima, que también estaban trabajando en el 4004, desarrollaron el diseño del 8080. Fue lanzado en 1974 y fue el primer microprocesador de 8 bits de alta calidad.
Creando el Z80
En 1974, Faggin dejó Intel para cofundar Zilog con Ralph Ungermann para centrarse en la producción de microprocesadores. Allí dividió el Z80 con Shima, quien se unió a él desde Intel. El Z80 era compatible con el software del 8080 pero era más rápido y tenía el doble de registros e instrucciones.
La Z80 fue una de las CPU más populares para computadoras domésticas hasta mediados de la década de 1980, generalmente ejecutando el sistema operativo CP / M. Algunas computadoras notables fueron Heathkit H89, Osborne 1, la serie Kaypro, algunas TRS-80 y algunas de las computadoras Timex / Sinclair. El Commodore 128 usó uno junto al 8502 para compatibilidad CP / M y algunas computadoras podrían usarlo como complemento. Mi propia experiencia fue con el Dy4.
Aquí hay una CPU que definitivamente muchos lectores de La-Tecnologia tienen buenos recuerdos y aún construyen computadoras hasta el día de hoy, un ejemplo es este aspecto Z80 Raspberry Pi.
El Z80, así como el microcontrolador Z8 inventado por Faggin, todavía están en producción en la actualidad.
El contratista en serie
Después de dejar Zilog, en 1984, Faggin creó su segunda empresa emergente, Cygnet Technologies, Inc. Allí inventó el Co-System de comunicación, un dispositivo que se ubicaba entre una computadora y una línea telefónica y permitía transmitir y recibir voz y datos durante la misma. sesión.
En 1986 cofundó Synaptics con Carver Mead y se convirtió en CEO. Inicialmente hicieron I + D en redes neuronales artificiales y en 1991 produjeron el I1000, el primer rectificador de señal óptica de un solo chip. En 1994 lanzaron el panel táctil, seguido de las primeras pantallas táctiles.
Entre 2003 y 2008, Faggin fue presidente y director ejecutivo de Foveon, donde redirigió su negocio hacia sensores de imagen.
En el Museo de Historia de la Computación, por Dicklyon CC-BY-SA 4.0
Premios y día actual
Faggin ha recibido numerosos premios y galardones, incluido el Premio Marconi, el Premio Kyoto de Tecnología Avanzada, miembro del Museo de Historia de la Computación y la Medalla Nacional de Tecnología e Innovación 2009 que le otorgó el presidente Barack Obama. En 1996 fue incluido en el Salón de la Fama de los Inventores Nacionales por inventar conjuntamente el microprocesador.
En 2011, él y su esposa fundaron la Fundación Federico y Elvia Faggin, una organización sin fines de lucro que apoya la investigación sobre la conciencia a través de la investigación teórica y experimental, un interés que ha ganado desde su etapa en Synaptics. Su trabajo con la Fundación es ahora su actividad a tiempo completo.
Todavía vive en Silicon Valley, California, donde él y su esposa se mudaron de Italia en 1968. Un hogar adecuado para el hombre del silicio.
rastersoft dice:
Algo que siempre me dejó perplejo fue ... ¿por qué el Z80 usó un contador de 7 bits para el contador de actualización, en lugar de 8 bits?
RandyKC dice:
¿Igualdad? (8 bits con una paridad solo se utilizan en hardware)
zigurat29 dice:
cualquier discusión:
https://retrocomputing.stackexchange.com/questions/5917/why-do-only-the-low-7-bits-of-the-r-register-increment
La última publicación de Jeremy parece la más creíble.Ren dice:
Dado que Federico todavía respira, ¿tal vez un empleado de HaD podría preguntarle?
Ostraco dice:
"En 2011, él y su esposa fundaron la Fundación Federico y Elvia Faggin, una organización sin fines de lucro que apoya la investigación de la conciencia a través de la investigación teórica y experimental, un interés que obtuvo de su tiempo en Synaptics. Su trabajo con la Fundación es ahora su actividad de tiempo completo. "
Ese será todo un desafío.
TGT dice:
Desafío extremo. Me imagino que hacer una investigación experimental empírica sobre la conciencia es como extraer agua de una piedra. Alguien tiene que hacerlo.
Jonmayo dice:
Z80 fue un gran chip. Pero creo que Z8000 y Z80000 carecen de compatibilidad con 8080 / Z80 fue un paso en falso para Zilog. No es que IBM lo hubiera elegido para la computadora, pero una serie de sistemas compatibles con CP / M-80 de 16 / bit y 32 bits podría competir contra la computadora, ya que CP / M era efectivamente una arquitectura abierta. Quizás el MSX posterior también se mantendrá vivo por más tiempo, especialmente los costos de una variante de 16 bits han seguido disminuyendo.
jockmurphy dice:
El 8088 tampoco era compatible con versiones anteriores del 8080, así que no creo que eso sea importante. Sin embargo, IIRC IBM había hecho previamente un proyecto con el 8088 y estaba algo familiarizado con él.
Cuenta dice:
De hecho, la computadora no fue la primera experiencia de IBM con el 8088.
Jonmayo dice:
era una herramienta estándar de Intel que componía 8080 mnemónicos a 8086/8088. Portar material antiguo de 8080 a 8086 fue fácil, especialmente de CP / M-80 a CP / M-86, y hasta cierto punto DOS 2.x.
La migración de Z80 fue más difícil porque las herramientas no estaban tan ampliamente disponibles, pero incluso esas traducciones ocurrieron con herramientas internas en Microsoft.
Chris Maple dice:
El 8086/8088 tiene instrucciones múltiples. La falta de multiplicación en el Z80 puede haber sido crítica. Zilog fue desarrollando lentamente chips periféricos, especialmente no un proyecto de referencia para expandir el direccionamiento a 20 bits, como se hizo en la computadora IBM.
pag dice:
Un lugar clave, no mencionado, para el Z80 son las calculadoras gráficas TI (particularmente 83). Aún allí.
ctag dice:
No estoy seguro de cuál es la mejor manera de enviar una pista, pero en la última sección el nombre de Obama está mal escrito.
Fairchild, Intel, Zilog, Synaptics ... ¡Este tipo ha llevado una carrera bastante ocupada!
Steven Dufresne dice:
Gracias. Reparado.
Me gusta cómo todo en lo que trabajó nos tocó a la mayoría de nosotros: MOS, 8080, Z80, OCR, paneles táctiles, pantallas táctiles. ¡Compañía!
Brian dice:
Este hombre está entre los "miembros de la realeza" de la ingeniería.
¿Observa cómo algunos de nosotros, los ingenieros, tenemos que pensar que estamos construyendo el futuro? Realmente no hacemos eso. Muy pocas personas hacen algo con un impacto duradero. Considere algunos de mis proyectos listos, pero nada que ningún otro ingeniero promedio pudiera hacer. Al final del día, vuelve a casa, acaricia el trasero de su esposa y toma una cerveza, después de otro largo día sin hacer básicamente nada importante para la humanidad.
¿Cómo es eso para una perspectiva triste, pero saludable y realista?
Ostraco dice:
Ciertamente, las personas que desarrollaron Silly Putty o Crazy Glue sintieron lo mismo.
F dice:
La mayoría de los ingenieros diseñamos puentes, edificios y sistemas que mejoran la vida de las personas. Ese paso elevado de la autopista no parece gran cosa, pero muchas familias pasan unos minutos juntas todos los días porque está allí. Todos los días la gente no muere por accidentes automovilísticos o fallas médicas o descargas eléctricas domésticas porque los ingenieros están haciendo su trabajo.
JohnU dice:
Me gusta la frase "todos los días la gente no muere" ... como en algún lugar, hay un villano de Scooby-Doo que dice "Yo también podría deshacerme de él, ¡si no fuera por tus ingenieros!"
TGT dice:
Increíblemente raras son las personas que realizan un trabajo importante para la humanidad. No solo entre ingenieros. Creo que la expectativa de que la gente tenga que hacer un trabajo tan raro e importante en promedio es demasiado optimista y solo puede conducir a la anomia y la depresión. Creo que muchas culturas modernas de hoy enseñan a sus hijos que pueden hacer cualquier cosa y luego esperan que sean de clase mundial, porque ¿por qué elegirían no serlo? Y eso no es nada razonable.
Ren dice:
Eso me recuerda a la persona que atrapó a Timothy McVeigh. Oficial de la Patrulla de Carreteras, que tiró a exceso de velocidad,
que resultó cometer asesinatos en masa.
Tim Trzepacz dice:
El problema de hacer cosas que "construyen el futuro" es que eres responsable si todo sale mal.
No quiero sangre en mis manos.
Intento hacer cosas que nadie muera si fallan.
Algo parecido al inverso del concurso de La-Tecnologia: "¡Haz algo que * no * importa!"
probleminfano68 dice:
Un buen artículo, un genio que atravesó inicios inusuales y también en gran parte ignorado en la historia del microprocesador.
F dice:
Quizás La-Tecnologia pueda crear un perfil de Jerry Sanders, el fundador de AMD, otro pionero ignorado, uno de mis héroes personales.
Steven Dufresne dice:
Solo lo busqué. ¡Se enciende otro Fairchild Semiconductor! Y AMD fue creado por ingenieros que dejaron Fairchild. ¿No se acaba el número de empleados de Fairchild que han realizado un trabajo extraordinario?
probleminfano68 dice:
¡Obviamente el hecho de que la mitad de los fundadores de Intel también vinieran de Fairchild!
Y nodo dice:
en la reescritura de la historia de Intel Faggin no existe.
Nick d dice:
"Commodore 128 usó uno al lado del 8502"
Eso debe decir "6502"
¡Buen artículo! Usé mucho el Z80 pero nunca supe de Faggin.Steven Dufresne dice:
Gracias. Reparado.
Bill Sussman dice:
En realidad, es el 8502, que es una versión mejorada del 6510, que es un 6502 modificado. De todos modos, tenías razón la primera vez.
Steven Dufresne dice:
Un gemido. Lo revisé antes de "arreglarlo" antes, pero supongo que demasiado rápido. La fuente tiene 8502 y 6502 en oraciones adyacentes. Reparado. La página web se está desgastando un poco donde sigo borrando y reescribiendo, pero esta debería ser la última vez. 🙂
nick d dice:
Gracias por la corrección Bill y mis disculpas Steven.
Trabajé mucho con el Z80 a principios de los 80 y muchos de mis amigos también usaron el 6502.
Recuerdo que los chicos del 6502 (que también trabajaron con una computadora híbrida Z80 + 6502 CP / M) escribieron el código para el C128 y el Vic20, así que mi error. ¡Perdón por el dolor de cabeza!
biblioteca electrónica dice:
¿Hizo algún trabajo en el Performa 101?
Mago negro dice:
Está apuntando a Programma 101, pero me pregunto si influyó en él para decidir diseñar una CPU de uso general en lugar de una calculadora dedicada en un chip para Busicom.
JohnU dice:
Oye, HaD, ¿qué pasa con el seguimiento del linaje de varios micro como el 4004, Z80, 6502 y así sucesivamente? Aunque se consideran obsoletos, la arquitectura central y algunos periféricos todavía se convierten en micro modernos o se reutilizan a través de series completas de micro con números de pieza menos conocidos.
Por ejemplo, TI ha logrado reutilizar el TMS320 DSP durante décadas, introduciéndolo en SoC cada vez más potentes, aumentando las velocidades de reloj, etc., pero es básicamente un proyecto antiguo.
Al Z80 no le gustaba el favor de las computadoras en la década de 1980, pero aún así creció en la electrónica industrial / comercial 20 años después.
Miroslav dice:
Si, gran idea. ¿Existe una versión moderna de cualquiera que pueda usar el mismo programa ...
probleminfano68 dice:
Bueno, piense en el 8051, por ejemplo, que es el núcleo que impulsa la máquina de estado en cada dispositivo FTDI de una determinada generación. Los núcleos son tan conocidos que se copian en dispositivos de forma legítima y no. A veces lo suficientemente bueno es suficiente
Minorista de fotones dice:
Muchas tarjetas SD también tienen un núcleo 8051 modificado, que realiza el equilibrio de escritura, etc. Vea este video de 30C3: https://www.youtube.com/watch?v=ruEn7TE4YMM (Bunnie Huang, Sean Cross)
Neil dice:
El 65C02 todavía envía muchas unidades cada año, menos como DIP40, más como núcleos blandos.
TheRegnirps. dice:
Es sorprendente cómo HaD encuentra tantos genios ocultos que son las verdaderas fuentes de invención.
Miran a Isadore Biulko ("El monstruo siberiano"), el hombre que le dio a Tesla todas sus ideas y fue capaz de hacer los cálculos.
comentarista dice:
Fin del segundo párrafo, "quién es" debe ser "de quién"
Un hombre viejo dice:
Éstos no son gente de la clase de inglés, y por mis dos centavos el nombre del tipo realmente vale la pena cambiarlo. Maricón, ve ...
