50 Jahre Fairchild Semiconductor The Shockley Eight – Unternehmer wider Willen

Redakteur: Gerd Kucera

Vor genau einem halben Jahrhundert verließen die sogenannten „verrräterischen Acht“ ihren Chef William Shockley und dessen Shockley Semiconductor Laboratories. Die Meinungsverschiedenheiten waren nicht mehr auszuräumen. Die hochtalentierten Wissenschaftler verfolgten ab sofort ihre Ziele auf eigene Rechnung: Fairchild Semiconductor war geboren.

Firmen zum Thema

The Shockley Eight: Gordon Moore, Sheldon Roberts, Eugene Kleiner, Robert Noyce, Victor Grinich, Julius Blank, Jean Hoerni und Jay Last (v.l.n.r.)
The Shockley Eight: Gordon Moore, Sheldon Roberts, Eugene Kleiner, Robert Noyce, Victor Grinich, Julius Blank, Jean Hoerni und Jay Last (v.l.n.r.)
( Archiv: Vogel Business Media )

Die Wurzeln der Fairchild-Story reichen bis in die 40-er Jahre zurück. William Shockley, John Bardeen und Walter Brattain hatten damals bereits in den AT&T Bell Laboratories den Transistor erfunden, den sie dann gemeinsam 1947 der Öffentlichkeit präsentierten. Bardeen und Brattain brachten den Point-Contact-Transistor Ende 1948 zur Serienreife, während sich Shockley auf eine Junction-Variante konzentrierte.

Von seiner Weiterentwicklung derart überzeugt, verließ dieser die Bell Labs, um 1955 im Santa Clara Valley die Shockley Semiconductor Laboratories aufzubauen. Er rekrutierte zwölf junge Wissenschaftler, die sich der Verwendung von Germanium und Silizium zur Transistorherstellung widmen sollten.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 5 Bildern

Zukunftsperspektiven - PNPN-Diode versus Transistor

Zwar erhielt Shockley, zusammen mit Bardeen und Brattain, für die gemeinsame Innovation 1956 den Nobelpreis in Physik, aber Shockleys Begeisterung für die reine Forschung war nicht mehr die selbe. Und auch sein Management-Stil fand mittlerweile nicht mehr ungeteilten Beifall. Bald hatte Shockley das Vertrauen in seine Mitarbeiter verloren. So durfte im Labor nichts mehr ohne sein Wissen geschehen. Erste Anzeichen von übersteigerter Überwachungsmentalität tauchten auf, als Shockley glaubte, die AT&T-Kollegen Bardeen und Brattain wollten ihn ausbooten. Bei der örtlichen Polizei ersuchte er später sogar um Auskunft über seine Angestellten.

Schließlich glaubte Shockley, die Zukunft läge in der Entwicklung einer Vier-Lagen-Diode (PNPN-Diode), die schneller und vielseitiger sei als ein Transistor. Ein Jahr nach dem Start seiner Firma hatte Shockley kein vermarktungsfähiges Produkt, wohl aber eine verärgerte Belegschaft.

Mit dem Planartransistor entsteht eine ganz neue Industrie

Als Gordon Moore, Sheldon Roberts, Eugene Kleiner, Robert Noyce, Victor Grinich, Julius Blank, Jean Hoerni und Jay Last (8 der 12 rekrutierten Wissenschaftler, siehe Gruppenfoto v.l.n.r.) sich mit ihrem Chef wohl auch hinsichtlich der Produktlinie überwarfen, verließen sie kurzerhand das Unternehmen und steckten 4000 $ Erspartes in die Entwicklung einer eigenen Methode zur Massenfertigung von Siliziumtransistoren. Unter Verwendung einer Diffusionstechnik und eines chemischen Ätzverfahrens sollten mehrere Mesatransistoren auf einem einzelnen Wafer herstellbar sein (bis dato konnten Point-Contact-Transistoren nur einzeln gefertigt werden). Das technische Potenzial solcher Mesatransitoren war enorm, wie sich zeigte, verlangte aber auch hohe Investitionen.

„Technologie-Transfer“ in einem Brillo-Putzmittelkarton

Der Fotografie-Pionier Fairchild Camera and Instrument Corporation (er gehörte dem Multi-Entrepreneur Sherman Fairchild) investierte 1,5 Mio. $ in diese Idee unter der Voraussetzung, eine Option zum Kauf der Firma zu erhalten. So startete am 1. Oktober 1957 die Fairchild Semiconductor mit dem Ziel der Entwicklung und Fertigung diffundierter Siliziumtransistoren und anderer Halbleiter.

In nur 6 Monaten war die Firma der „Shockley-Eight“ profitabel. Nicht zuletzt aufgrund einer Bestellung von 100 Transistoren zum Preis von 150 $ das Stück durch die International Business Machines Corporation. Jay Last verpackte die Order in einen Putzmittelkarton des Herstellers Brillo, den er sich vom Supermarkt um die Ecke besorgte. Ab 1959 nutzte IBM die neue Technologie in ihren aktuellen Entwicklungen und ersetzte Vakuumröhren durch Transistoren.

Aufbruch in neue Märkte mit und Technologien

Robert Noyce und Gorden Moore gaben mit der Herstellung des ersten Planartransistors der Technikentwicklung einen entscheidenden Impuls. Firmengründungen gehörten fortan im Santa Clara Valley (dem späteren Silicon Valley) zur Tagesordnung und waren auf die Shockley/Fairchild-Aktivitäten zurückzuführen.

1968 zogen sich Noyce und Moore aus Fairchild zurück und gründeten die Integrated Technology (Intel). Der seit knapp einem Jahr als Assistent in der Forschung und Entwicklung bei Fairchild tätige Andi Grove folgte kurz danach zu Intel und wurde später zum Chairman des Unternehmens.

Das erste Produkt der späteren Shockley Transistor Company wurde dann doch noch eine PNPN-Diode. Der als Shockley- oder auch 4-Lagen-Diode bezeichnete Halbleiter sollte Milliarden mechanischer Cross-Point-Schalter in der Telefonausrüstung ersetzen. STC war aber nie profitabel und wurde 1960 von einem Halbleiterhersteller namens Clevite übernommen.

Der neue Fokus: Energieeinsparung und Effizienzerhöhung

Mit dem 50-jährigen Jubiläum feiert der Halbleiterhersteller auch den zehnten Geburtstag der „neuen Fairchild“. Dazu Alfred Hesener, Marketing Director Europe: „Nach dem Neuanfang 1997 als branchenerster Anbieter von Multi-Market-Halbleitern mit Logik-, Speicher- und diskreter Technologie firmieren wir heute als The Power Franchise und sind weltweiter Lieferant von Bauelementen zur Optimierung von Systemleistung.“

In den USA ist der Begriff Franchise auch in einem anderen Kontext gebräuchlich als hierzulande. Dort bezeichnet er eine Person oder Firma mit besonderer Expertise. Im Fall Fairchild meint das insbesondere auch das Power-Management, um etwa Vorgaben zum Strom- und Energieverbrauch zu erfüllen. Beispielsweise in der Beleuchtungstechnik mit Linear- oder Kompakt-Fluoreszenzleuchten. Letztere werden allgemein auch als Energiesparlampen bezeichnet und schicken sich an, die traditionelle Glühbirne a la Edison abzulösen. Denn diese verschwendet gut 95% ihrer aufgenommenen elektrischen Leistung als Verlustwärme. Nur etwa 5% wandelt sie in sichtbares Licht um.

Die Kompaktleuchtstoffröhre (Energiesparleuchte, Fluoreszenzröhre, CFL) hingegen verbraucht bei identischer Lichtausbeute nur zirka ein Fünftel der Energie und produziert nur ein Sechstel der Verlustwärme. Zwar benötigt die Herstellung der Energiesparlampe aufgrund des komplexeren Aufbaus 10 mal mehr Energie als eine Glühbirne, doch in der Gesamtenergiebilanz gleicht sie das durch ihre bis zu 12 mal längere Lebensdauer aus.

Hochintegrierter Ballast-IC für Energiesparlampen

Um Vorschaltgeräte für Kompakt-Fluoreszenzlampen zu vereinfachen und die Komponentenzahl zu reduzieren hat Fairchild die Ballast-ICs FAN7710 und FAN7711 entwickelt. Laut Fairchild ist FAN7710 der derzeit am höchsten integrierte Ballast-IC auf dem Markt. Speziell zum Einsatz in CFL-Designs (Compact Fluorescent Lamps) entwickelt. Er optimiert das Betriebsverhalten, vereinfacht das Design und kommt den räumlichen Einschränkungen bei Energiesparleuchten entgegen.

Kleinere Platine, weniger Verluste, besseres Temperaturverhalten

In einem 8-DIP-Gehäuse kombiniert der FAN7710 eine High-Side-625-V-Gate-Driver-Schaltung, zwei 550-V-MOSFETs, einen Frequenzregelkreis und einen Shunt-Regler sowie zusätzliche Leistungsmerkmale wie aktive ZVS-Regelung und Open-Lamp-Erkennung. Weil sich bei Einsatz des Chips die Gesamtkomponentenzahl verringert, vereinfacht sich aus das Schaltungsdesign. Weniger Platinenfläche, weniger Verlustleistung und bessere Temperaturcharakteristik und höhere Zuverlässigkeit der Vorschaltgeräte sind der Nutzen.

Zusätzlich zum FAN7710 gibt es den Baustein FAN7711, der sich sowohl für die Entwicklung linearer Fluoreszenzlampen (LFL) als auch für CFL-Anwendungen eignet. Dieser Ballast-IC enthält alles, was FAN7710 bietet, mit Ausnahme der zwei MOSFETs. Dadurch ist er für LFL-Designs besser geeignet. FAN7711 gibt es sowohl im 8-DIP- als auch im 8-SOP-Gehäuse.

(ID:217270)