Transistorns historia består inte bara av framsteg. Utvecklingen har också gått in i några återvändsgränder, som dock ur ett teknikhistoriskt perspektiv är lika intressanta att studera som succéerna.


Antalet nya miljonärer i Silicon Valley ökar med några dussin varje dag. Men dagens dollarmiljonärer och -miljardärer har inte blivit rika på grund av att de skrapat ihop en massa guld. Rikedomen grundar sig istället på kunskaper om vad man kan göra med kisel.

Den andra sidan av historien, misslyckandena och tavlorna, talar man sällan om. Det blev ödets ironi att en av de första och största i halvledarnas historia, William Shockley, också blev den som gjorde ett av de första stora misstagen.

När hans hjärntrust med Gordon Moore, Robert Noyce och sex andra begåvningar hoppade av från Shockley Semiconductor till Fairchild Semiconductor berodde det inte bara på ett personligt missnöje med den lynnige Shockley. De trodde inte heller att framtiden låg där Shockley letade.



Shockley misslyckades


Shockley var som besatt av att utveckla pnpn-dioden, en struktur med fyra halvledarskikt. Han misslyckades kapitalt.

Strukturen var alldeles för avancerad för 1950-talets teknik, och den skulle bland annat ha krävt en kvalitet på såväl material som dopning som det skulle ta industrin flera år att komma fram till. Shockley-dioden blev en flopp.

Den ska inte förväxlas med schottky-dioden, en typ av diod som bygger på likriktningsfenomen i ytskiktet mellan två material. Walter Schottky var en tysk fysiker som 1929 upptäckte det fenomen som kom att kallas för ett "hål", en brist på en elektron, i halvledarnas valensband. Tio år tidigare hade denne produktive man för övrigt uppfunnit förstärkarröret tetroden.

Om Shockleys fyrskiktsdiod blev en flopp så blev samma struktur med en tilledningstråd en succé. Det var tyristorn, som blev den första krafthalvledaren. Med tyristorn blev halvledarteknikens område utvidgat drastiskt.

Visserligen uppfanns tyristorn i USA; men andra länder tog ledningen. Världens största tyristoranläggning är en kraftöverföring med en effekt på 6 300 MW. Den finns i Brasilien är bygger på teknik som utvecklades av svenska Asea, numera ABB.

Kraftbranschen var också den första som började att utnyttja en annan gren av halvledartekniken, optoelektroniken, i stor skala.

Lysdioden, en halvledarlampa som uppfanns på 1960-talet, var långt mer effektiv och driftsäker än en glödlampa. Den visade sig vara eminent lämpad för att skicka in ljuspulser med i glasfibrer.

För kraftteknikerna var optoelektroniken som en skänk från ovan. Med den kunde man nu skicka signaler mellan punkter som låg på helt olika elektrisk potential. I början av 1980-talet var Asea faktiskt en var världens allra största köpare av optofibrer - men det var innan telekommunikationsbolagen hade fått upp ögonen för möjligheterna.



Framtiden var optisk


I slutet av 1970-talet ansågs optoelektroniken som det mest lovande framtidsområdet, nu när både halvledarminnena och mikroprocessorerna hade blivit storindustrier och mos-tekniken börjat sitt segertåg.

Framtiden troddes bli de optiska datorerna, som så småningom skulle slå ut de vanliga processorerna. Optoelektroniken skulle också ge oss hypersnabba omkopplare, switchar.

Elektronikutvecklingen tog en helt annan väg, och 1980-talet vändes många begrepp upp och ned. Visst kom optoelektroniken, men inte för beräkningar utan för kommunikation. Och visst utvecklades minnena storartat, men inte alla. "Framtidsminnet" nummer ett, bubbelminnet, blev bara en teknisk bubbla. Det slogs ut av halvledarminnena och skivminnestekniken i skön förening.

Dessutom vände man upp- och ned på betraktelsesättet att enbart stordrift var lönande för att få fram avancerade komponenter. Konstruktionsverktygen och tillverkningsprocesserna hade blivit tillgängliga även för ganska små företag. Resultatet blev en flora av kretsar som hade skräddarsytts enbart för speciella ändamål. De kallades för asic, application specific integrated circuits, det vill säga tillämpningsspecifika integrerade kretsar.

Det var också på 1980-talet man började att tala om 20/80-regeln när det gällde elektroniksystem. I kostnaden började själva elektronikkomponenterna att bli minoritetsposten, och lejonparten av kostnaden blev konstruktionsarbetet och programvaran.

Den "mjuka" delen av elektroniken, arbetsinsatsen och kunskaperna, blev dyrare och dyrare i samma takt som processorerna och minnena obönhörligen utvecklades enligt Moores lag. Gordon Moore, en av Intels grundare, hade ju i början av 1970-talet förutspått att de integrerade halvledarnas prestanda fördubblades var artonde månad.

Det som få trodde i början av 1980-talet var däremot att kiseltekniken skulle bli så totalt framgångsrik att den blev nästan allenarådande. Optoprocessorerna förblev en teoretisk tankelek. Utvecklingen av den snabba galliumarsenidtekniken blev marginaliserad när det visade sig att kiseltekniken gott och väl höll jämna steg. Mos-tekniken blev huvudnyckeln till kislets framgångar.



Vem minns fluidistorn?


Allt mer av av elektronikutvecklingen drevs på av det kalla kriget efter det att det amerikanska månprogrammet hade avslutats på 1970-talet. Det utvecklades också en hel del besynnerlig teknik. Vid ett kärnvapenkrig skulle mycket elektronik slås ut av den elektromagnetiska puls - emp - som en atombombsdetonation på hög höjd skulle medföra. Alltså satsade man på att göra den viktigaste försvarselektroniken emp-säker.

Säkrast var det förstås att ersätta halvledarna med något mer robust, men som hade samma funktion. Lösningen - i den mån den nu var det - hette fluidistorn, en komponent där en liten luftström skulle styra en stor. Fluidistorn var alltså en pneumatisk analogi till transistorn. Den blev omtalad, men i praktiken en ren kuriositet.



Ganska få floppar


I stort sett har halvledarna utvecklats utan riktigt grandiosa tekniska floppar. Flopparna kom istället när industrier och hela länder blev akterseglade för att de inte insåg elektronikens möjligheter. I Sverige rasade räknemaskintillverkaren Facit ihop med ett sällan skådat brak efter att satsat på att förfina sina mekaniska räknesnurror istället för att gå över till elektroniska.

Vår datorindustri centraliserades och dirigerades till ruiner, liksom de statsstödda i Frankrike och Japan. Det var amerikanernas smala lycka att de inte hade någon statsmakt som var mäktig nog för att hjälpa och stjälpa elektronikindustrin.

Först under det krisartade 1990-talet har Sverige segat sig upp som en elektroniknation. Det var då som elektroniken blev Sveriges största exportindustri, tack vare Ericssson mobiltelefoner. Sverige ligger också bra till när det gäller att utveckla ett av framtidens halvledarmateriel - kiselkarbiden.

Per Stymne