The transistor

Par Kaveh Hosseini

En décembre 1947, dans un laboratoire de Murray Hill, dans le New Jersey, trois hommes rendirent le tube à vide obsolète sans encore le savoir. John Bardeen, théoricien, et Walter Brattain, expérimentateur, tentaient de construire un amplificateur à effet de champ dans du germanium, et le 16 décembre leur engin, un éclat de germanium sur lequel deux contacts d'or étaient pressés l'un près de l'autre, amplifia un signal électrique. C'était laid, fragile, capricieux. C'était le transistor à pointes, premier dispositif capable d'amplifier et de commuter des signaux électroniques dans la matière solide, sans filament chauffé, sans ampoule de verre, sans temps de chauffe, pour une fraction de la taille et de la puissance. Leur patron, William Shockley, avait théorisé l'effet de champ sans parvenir à le réaliser ; piqué d'avoir été tenu à l'écart de la percée, il rentra chez lui pour les fêtes et inventa la meilleure version, le transistor à jonction, un sandwich de couches semiconductrices qui devint le fondement pratique de l'industrie. Tous trois travaillaient aux Bell Telephone Laboratories, le bras de recherche d'AT&T, qui leur avait posé le problème parce que le réseau téléphonique se noyait dans des tubes à vide peu fiables et gourmands en énergie. Bell annonça le transistor en juin 1948 avec une modestie étudiée ; la presse s'en aperçut à peine. Puis le monde rattrapa son retard. Le transistor à jonction rendit les prothèses auditives discrètes, les radios de poche et les ordinateurs envisageables à grande échelle ; les ingénieurs de Texas Instruments construisirent la première radio à transistors, la Regency TR-1, en 1954, et la version de Sony conquit le monde. Bardeen, Brattain et Shockley partagèrent le prix Nobel de physique 1956. Bardeen co-inventa ensuite la théorie de la supraconductivité et remporta un second Nobel, seul lauréat de deux Nobel de physique. Shockley partit fonder sa propre société de semiconducteurs en Californie, semant, par les défections de ses employés mécontents, toute la Silicon Valley. Brattain resta dans la recherche et l'enseignement. Le transistor qu'ils construisirent se fabrique aujourd'hui par billions, l'objet le plus produit de l'histoire humaine, et chacun d'eux descend de cet éclat de germanium. L'annonce de juin 1948 fut presque comiquement discrète : les Bell Labs invitèrent la presse, démontrèrent le transistor amplifiant une voix, et regardèrent les journaux enterrer l'information à l'intérieur. L'armée comprit aussitôt et classifia les détails ; tous les autres mirent des années. Le transistor à jonction de Shockley, breveté et annoncé en 1951, fut la version qui compta commercialement, plus facile à fabriquer et plus fiable que le fragile dispositif à pointes. En 1956, Shockley quitta Bell pour fonder Shockley Semiconductor à Mountain View, en Californie, attirant de brillants jeunes ingénieurs avec la promesse de l'avenir puis les faisant fuir par sa paranoïa et sa mauvaise gestion. En 1957, huit d'entre eux, les « huit traîtres », démissionnèrent pour fonder Fairchild Semiconductor, la société qui inventerait le circuit intégré et le procédé planaire ; les anciens de Fairchild fondèrent ensuite Intel, AMD et la moitié de la Silicon Valley. Bardeen, le seul des trois dont l'ego n'était pas investi dans les affaires, retourna à l'université de l'Illinois où, avec Leon Cooper et Robert Schrieffer, il perça le mystère de la supraconductivité, la théorie BCS, et remporta son second Nobel en 1972, toujours le seul double lauréat de physique de l'histoire. Brattain resta chez Bell, puis enseigna au Whitman College. Le transistor à pointes lui-même fut obsolète en une décennie, mais ses descendants se comptent aujourd'hui en billions fabriqués chaque année, et l'industrie qu'il fonda emploie des millions de personnes.

Impact sur la civilisation

Le transistor est le fondement physique de l'ère de l'information. En remplaçant le tube à vide par un grain de semiconducteur, il rendit l'électronique petite, froide, fiable et bon marché, donc omniprésente : sans lui, pas d'ordinateurs dignes de ce nom, pas d'internet, pas de téléphones mobiles, pas de numérique du tout. C'est la raison pour laquelle la seconde moitié du XXe siècle ne ressemble en rien à la première. Le dispositif créa aussi l'industrie des semiconducteurs, l'industrie la plus lourde de conséquences stratégiques de la planète, et la géographie économique de la Silicon Valley, de Taïwan et de Shenzhen. Bardeen, Brattain et Shockley n'améliorèrent pas seulement l'amplificateur ; ils changèrent le substrat de la civilisation, du verre et du fil chaud vers le cristal, et tout l'électronique depuis est bâti sur ce cristal. Le transistor réorganisa aussi la géographie de l'innovation. Le modèle des Bell Labs, un monopole régulé finançant une recherche ouverte, produisit le dispositif ; le modèle de la Silicon Valley, des start-up essaimant de start-up, le commercialisa. Le passage de relais d'un modèle à l'autre, via l'échec de la société de Shockley et les transfuges de Fairchild, devint le modèle de la manière dont la technologie profonde atteint le marché. Chaque partage d'actions de start-up et chaque essaimage financé par le capital-risque descendent, culturellement sinon juridiquement, des huit traîtres quittant Shockley Semiconductor en 1957.