Trois hommes aux Bell Labs, décembre 1947 — le commutateur qui remplaça la lampe et bâtit l’ère numérique.
Le transistor est un commutateur à semi-conducteur inventé aux Bell Labs en décembre 1947 par John Bardeen, Walter Brattain et William Shockley — Nobel de physique 1956. Il remplaça la lampe à vide — encombrante, brûlante, fragile — comme brique de base de l'électronique — minuscule, froid, fiable — et rendit possibles circuit intégré, ordinateur et smartphone.
Le 23 décembre 1947, l'équipe fit la démonstration du premier transistor à pointes : un éclat de germanium muni de deux contacts en or qui amplifiait un signal électrique. C'était laid et capricieux, mais ça marchait — et en une décennie les transistors équipaient prothèses auditives, radios et ordinateurs, réduisant l'électronique de la taille d'une pièce à celle d'une poche.
La lampe à vide — ces ampoules de verre incandescentes qui amplifiaient et commutaient les signaux — fit tourner l'électronique de la première moitié du XXe siècle : radio, radar, l'ordinateur ENIAC et ses 17 468 lampes. Mais les lampes claquaient comme des ampoules, engloutissaient l'énergie et tombaient en panne sans cesse ; les opérateurs de l'ENIAC promenaient des chariots de pièces de rechange dans la salle des machines. Un meilleur commutateur était l'invention la plus désirée de l'industrie.
Les Bell Labs, bras de recherche d'AT&T, en avaient besoin pour le réseau téléphonique : des amplificateurs tous les quelques dizaines de kilomètres maintenaient les appels longue distance en vie, et les lampes les rendaient coûteux et peu fiables. Le groupe de physique du solide — Shockley à sa tête, Bardeen le théoricien, Brattain l'expérimentateur — reçut pour mission de trouver un amplificateur à semi-conducteur.
La percée vint d'un échec : en tentant de construire un dispositif à effet de champ, Bardeen et Brattain pressèrent au contraire deux contacts en or infiniment proches sur un cristal de germanium — et le signal ressortit plus fort qu'il n'était entré. Le 23 décembre 1947, ils montrèrent aux dirigeants une voix amplifiée à travers l'éclat de germanium. Le transistor — transfer resistor — naquit quelques jours avant Noël.
Shockley, vexé d'être écarté de l'invention de sa propre équipe, se retira un mois et en ressortit avec le transistor à jonction, supérieur et plus facile à fabriquer. Les trois hommes partagèrent le Nobel 1956, à une époque où ils se parlaient à peine — l'ambition de Shockley avait aigri l'association, et il partirait fonder sa propre compagnie de semi-conducteurs, vouée à l'échec.
Le vrai destin du transistor était la compagnie : câbler à la main des milliers de transistors individuels était absurde, si bien qu'en 1958-1959 Jack Kilby chez Texas Instruments et Robert Noyce chez Fairchild construisirent indépendamment le circuit intégré — des circuits entiers gravés sur une pastille de silicium. Kilby reçut le Nobel 2000 ; Noyce, mort entre-temps, gagna l'immortalité comme cofondateur d'Intel.
Le microprocesseur 4004 d'Intel (1971) entassait 2 300 transistors sur une puce. Puis vint la miniaturisation implacable : l'observation de Gordon Moore en 1965 — le doublement du nombre de transistors environ tous les deux ans — devint l'ordre de marche de l'industrie, et la prédiction la plus productive de l'histoire des affaires.
Une puce de téléphone moderne contient des dizaines de milliards de transistors, commutant chacun des milliards de fois par seconde, pour moins que le prix d'un café — l'objet le plus fabriqué de l'histoire humaine. Les transistors font tourner l'internet, le réseau électrique, les scanners médicaux, les voitures, les satellites : toute la civilisation numérique est l'éclat de germanium de Bardeen, Brattain et Shockley, multiplié par des billions.
La lampe à vide ne survit que dans les amplis de guitare et les fours à micro-ondes, maintenue en vie par des musiciens qui adorent sa distorsion chaude. Tout le reste — tout ce qui a un écran, un signal ou une pensée — tourne au transistor.
