Aniversário: Circuito integrado completa 50 anos de vida

Há exatos 50 anos, nascia o circuito integrado, uma das mais importantes invenções do último século. Sem ele, computadores pessoais e dispositivos móveis – tão comuns em nosso dia-a-dia – não seriam possíveis.

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O circuito integrado foi co-inventado de forma independente por Jack Kilby, da Texas Instruments, e Robert Noyce, da Fairchild Semiconductor, mais ou menos na mesma época. Kilby foi o primeiro a demonstrar o circuito integrado funcionando, em 12 de setembro de 1958.

Tudo começou com o transistor, criado nos lendários Laboratórios Bell, em Nova Jersey, em 1947. Composto por um material semicondutor – isto é, que podia tanto conduzir quanto isolar uma corrente elétrica, dependendo do resultado de uma operação computacional -, ele substituiu as válvulas, com uma redução dramática em tamanho.

Antes do transistor, os computadores eram máquinas gigantescas, operadas em segredo pelos governos. O norte-americano Eniac (Electronic Numerical Integrator and Computer), que surgiu em 1946, era uma delas. Pesava 27 toneladas, media 2,6 metros de altura e 26 metros de comprimento e ocupava uma área de 63 m², dimensões necessárias para os seus 70 mil resistores e 17.468 válvulas. Bastava uma única válvula queimar para paralisar a máquina por completo – o que acontecia diversas vezes por dia.

Mas o transistor também tinha suas desvantagens. Algumas aplicações exigiam milhares de transistores conectados manualmente em circuito. Além de consumir tempo, este modelo ainda produzia equipamentos grandes e pesados demais para algumas aplicações – como aeronaves militares, por exemplo. E se um componente falhasse, todo o sistema era comprometido.

Em 1958, Jack Kilby chegou a uma solução: fabricar todos os componentes do circuito eletrônico em um único bloco monolítico feito do mesmo material. Com isso, os custos se tornaram menores, a fabricação pode ser padronizada e massificada e o desempenho melhorou. Como os componentes são pequenos e estão todos bem próximos, a velocidade de comunicação é maior e o consumo de energia é menor.

Robert Noyce, que mais tarde ajudaria a fundar a Intel, também apresentou sua idéia de circuito integrado, cerca de meio ano depois de Kilby. O projeto de Noyce resolvia alguns problemas da versão anterior, substituindo o germânio, usado no design de Kilby, pelo silício, que se tornaria o padrão da indústria.

O programa espacial Apollo e programa de lançamento de mísseis Minuteman foram os primeiros a se beneficiar da miniaturização introduzida pelos circuitos integrados, já no início da década de 60. O computador de bordo das espaçonaves Apollo foi o primeiro a incorporar circuitos integrados.

Em 1967, Kilby usou seu circuito integrado para criar uma aplicação bem mais civil: a primeira calculadora portátil. Ela podia somar, subtrair, multiplicar e dividir. Havia algumas casas decimais e era possível digitar números com até 12 algarismos. Usava uma bateria de prata-zinco e imprimia o resultado num rolinho de papel.

Ao todo, Kilby registrou mais de 60 patentes, incluindo a da impressora térmica. Ele foi o ganhador do Prêmio Nobel de Física em 2000, por sua descoberta revolucionária, entre outras honras que recebeu ao longo da sua vida. Kilby morreu em junho de 2005, aos 81 anos de idade.

Uma das mais importantes e impactantes aplicações dos circuitos integrados foi o microprocessador. O primeiro modelo comercial, batizado de 4004, foi lançado em novembro de 1971 pela Intel, co-fundada por Robert Noyce. O tataravô dos processadores ultra-rápidos e poderosos de hoje em dia, que têm milhões de transistores e fazem centenas de milhões de cálculos por segunda, tinha meros 2.300 transistores e fazia 60 mil cálculos por segundo.