Cuộc tranh chấp bằng sáng chế vi mạch giữa Jack Kilby và Robert Noyce là một trong những vụ kiện nổi tiếng nhất lịch sử công nghệ, kéo dài suốt những năm sáu mươi. Năm 2000, Kilby lên bục nhận Nobel Vật lý "vì phần của ông" trong phát minh ra vi mạch, trong khi người từng thắng ông ở toà đã mất mười năm trước. Vậy rốt cuộc ai đã phát minh ra con chip trong túi bạn?

Tóm tắt nhanh

Không có một người duy nhất. Kilby, ở Texas Instruments, chứng minh năm 1958 rằng mọi linh kiện có thể nằm trong một khối bán dẫn. Noyce, ở Fairchild, nghĩ ra năm 1959 cách nối chúng bằng đường kim loại in trên lớp oxit phẳng. Hai đóng góp này nối tiếp nhau, nhưng luật sáng chế chỉ hỏi ai có trước, nên toà án buộc phải chọn một bên thắng. Ngoài toà, câu chuyện đã được giải quyết bằng thoả thuận cấp phép chéo năm 1966, giải Draper năm 1989 và Nobel năm 2000.

Diễn biến chính

Cuối thập niên 1950: sự chuyên chế của những con số

Năm 1958, Jack Morton của Phòng thí nghiệm Bell gọi nỗi ám ảnh của ngành điện tử là "sự chuyên chế của những con số". Máy càng mạnh thì càng cần nhiều linh kiện, nhiều mối hàn, và chỉ một mối hàn hỏng là cả máy dừng.

Thời Chiến tranh Lạnh, quân đội Mỹ rót tiền vào nhiều hướng giải quyết. Lục quân chọn chương trình Micro-Module, xếp linh kiện thành các tấm vuông chồng lên nhau. Cách này gọn hơn, nhưng linh kiện, dây và mối hàn vẫn là những thứ rời. Texas Instruments cũng theo đuổi chương trình này.

Mùa hè 1958: Kilby và ý tưởng nguyên khối

Jack Kilby từng trượt kỳ thi vào MIT, tốt nghiệp Đại học Illinois năm 1947 rồi làm hơn mười năm cho một hãng linh kiện nhỏ ở Milwaukee. Tháng Năm 1958 ông vào Texas Instruments ở Dallas và, theo lời ông kể sau này, ngay từ đầu đã không ưa chương trình vi mô-đun.

Là người mới, ông chưa có ngày phép nên bị bỏ lại một mình khi cả công ty nghỉ hè. Ngày 24 tháng Bảy 1958, ông ghi vào sổ tay ý tưởng làm điện trở, tụ điện và transistor từ cùng một chất bán dẫn, trong cùng một khối. Sếp ông, Willis Adcock, yêu cầu chứng minh từng linh kiện chạy được trước; ngày 28 tháng Tám, bản ráp tạm bằng dây đã hoạt động.

12 tháng Chín 1958: mạch nguyên khối chạy

Trên một mẩu gecmani nhỏ, Kilby nối nguồn điện và máy hiện sóng. Đường thẳng trên màn hình uốn thành làn sóng lặp lại hơn một triệu lần mỗi giây: một bộ dao động hoàn chỉnh trong một khối bán dẫn. Nhưng các linh kiện vẫn được nối với nhau bằng những sợi dây vàng gắn tay, cong lơ lửng. Chính Kilby sau này đùa rằng giá biết phải đem nó đi khoe cả đời, ông đã làm cho nó đẹp hơn một chút.

Ngày 6 tháng Hai 1959, Texas Instruments nộp đơn xin bằng sáng chế. Gần cuối đơn có một đoạn ngắn nói rằng có thể đặt (laid down) vật liệu dẫn điện lên lớp cách điện thay cho dây vàng. Đoạn này sau trở thành tâm điểm vụ kiện.

1957–1960: Hoerni, Noyce và dây dẫn in

Robert Noyce là một trong tám nhà khoa học rời Shockley năm 1957 để lập Fairchild Semiconductor. Cũng năm đó, ngày 1 tháng Mười Hai, Jean Hoerni ghi lại ý tưởng giữ nguyên lớp oxit trên mặt silic để che các mối nối bên dưới. Tháng Giêng 1959, Hoerni trình bày ý tưởng cho Noyce và luật sư của công ty.

Ngày 23 tháng Giêng 1959, Noyce viết vào sổ tay rằng nên làm nhiều linh kiện trên cùng một miếng silic và để việc nối chúng thành một phần của quá trình sản xuất. Với lớp oxit phẳng làm nền, có thể khoét cửa sổ xuống từng linh kiện rồi phủ nhôm khắc thành đường dẫn: không dây bay, không mỏ hàn. Sau đó Noyce gần như chưa làm gì thêm, cho đến khi Texas Instruments công bố mạch rắn của Kilby ở hội chợ ngành tại New York tháng Ba 1959. Đơn của Noyce nộp cuối tháng Bảy 1959, và đến tháng Năm 1960 vi mạch planar đầu tiên chạy được.

1961–1969: hai lá đơn, một vụ kiện

Đơn của Kilby nộp trước gần sáu tháng, nhưng bằng của Noyce được cấp trước vào mùa xuân 1961. Tháng Giêng 1962, phía Kilby nộp đơn bổ sung, mô tả dải vàng bám dính trên lớp oxit, gần như chép lại điều bằng của Noyce bảo hộ. Từ đó, hai bên tranh nhau quyền ưu tiên, và mấu chốt là hai chữ "laid down" trong đơn gốc có hàm nghĩa "bám dính" hay không.

Hai bên lật từ điển, và chuyên gia của chính phía Kilby ví dụ rằng đặt hộp diêm xuống không có nghĩa là dính vào bàn, còn rải nhựa đường thì phải dính xuống nền. Hội đồng xét tranh chấp ban đầu xử Kilby thắng bốn điểm. Phía Noyce kháng cáo, và ngày 6 tháng Mười Một 1969, Toà Phúc thẩm Hải quan và Sáng chế đảo ngược quyết định, cho rằng Kilby không chứng minh được "laid down" tất yếu bao hàm sự bám dính. Toà Tối cao sau đó từ chối xem xét.

1966, 1989 và 2000: những câu trả lời ngoài toà

Mùa hè 1966, khi vụ kiện còn chạy, lãnh đạo hai công ty đã thoả thuận công nhận bằng của nhau và cùng cấp phép cho cả ngành. Phán quyết 1969 vì vậy gần như không đổi được gì về tiền và thị trường.

Năm 1989, Viện Hàn lâm Kỹ thuật Hoa Kỳ trao giải Draper đầu tiên cho cả hai, mỗi người một nửa. Noyce mất một năm sau. Năm 2000, một mình Kilby nhận Nobel ở Stockholm.

Điều còn tranh cãi hoặc cần thận trọng

  • Câu "năm 1969 toà xác định Noyce phát minh ra vi mạch" là sai về bản chất: toà chỉ xét một số điểm cụ thể, còn bằng của Kilby vẫn đứng vững.
  • Cảnh trình diễn ngày 12 tháng Chín 1958, từ cái nhún vai của Adcock tới việc ai đứng quanh bàn, đến từ lời kể nhiều năm sau. Mẩu thử cũng là gecmani với dây rời, chưa phải con chip silic phẳng như ngày nay.
  • Câu Kilby nói về Noyce ở Stockholm chủ yếu đến qua lời kể lại của gia đình và báo chí, chưa có nguyên văn chắc chắn. Câu Noyce nói rằng người ta không trao Nobel cho ngành kỹ thuật cũng là giai thoại.
  • Các chuyện đời thường như cha Kilby và trận bão băng, Noyce đánh bại cha ở bóng bàn hay bắt trộm lợn của thị trưởng đều là giai thoại theo lời kể của người viết tiểu sử.
  • Không chỉ có hai người: lớp oxit là của Hoerni, cách cách ly linh kiện nằm trong bằng của Kurt Lehovec, và có sử gia cho rằng phải kể ít nhất bốn cái tên.

Vì sao câu chuyện này đáng nhớ?

Kilby chứng minh làm được, Noyce tìm ra cách làm ra hàng loạt. Hai bước này không tranh nhau một chỗ mà nối tiếp nhau, nhưng luật sáng chế cần một người thắng nên đã cắt đôi lịch sử rồi trao cả cho một bên. Tám năm kiện tụng rốt cuộc chỉ trả lời đúng một câu hỏi: "laid down" có nghĩa là bám dính hay không.

Chiếc điện thoại trong túi bạn chứa hàng tỉ transistor, nối với nhau bằng những đường kim loại in trên lớp cách điện, là hậu duệ xa của cả mẩu gecmani lẫn trang sổ tay năm ấy. Lịch sử công nghệ thường có nhiều tác giả hơn những cái tên trên bằng sáng chế.

Câu hỏi thường gặp

Ai phát minh ra vi mạch: Jack Kilby hay Robert Noyce?

Cả hai có đóng góp nối tiếp nhau. Kilby chứng minh được ý tưởng nguyên khối chạy được, còn Noyce nghĩ ra cách nối linh kiện bằng đường kim loại in trên lớp oxit. Luật sáng chế chỉ hỏi ai có trước, nên mới có một bên thắng ở toà.

Toà năm 1969 có phán Noyce là người phát minh ra vi mạch không?

Không. Toà Phúc thẩm Hải quan và Sáng chế chỉ xét các điểm trong bằng của Noyce về đường kim loại bám trên lớp oxit. Bằng sáng chế của Kilby vẫn đứng vững.

Hai chữ "laid down" quan trọng ở chỗ nào?

Đó là đoạn duy nhất trong đơn gốc năm 1959 của Kilby nói tới việc đặt kim loại lên lớp cách điện. Phía Kilby phải chứng minh nó có nghĩa là "bám dính", và toà cho rằng ông không chứng minh được.

Vì sao Kilby nhận Nobel năm 2000 còn Noyce thì không?

Noyce đã mất năm 1990, mà Nobel không trao cho người đã khuất. Lời tuyên dương ghi giải trao cho Kilby vì phần của ông trong phát minh ra vi mạch.

Hai công ty đã giải quyết tranh chấp ngoài toà thế nào?

Mùa hè năm 1966, lãnh đạo Texas Instruments và Fairchild thoả thuận công nhận bằng của nhau, cho nhau quyền sử dụng và cùng cấp phép cho cả ngành.

Có ai khác đóng góp vào vi mạch ngoài Kilby và Noyce không?

Có. Theo kịch bản, lớp oxit là ý tưởng của Jean Hoerni, còn cách cách ly linh kiện nằm trong bằng của Kurt Lehovec. Một số sử gia cho rằng phải kể ít nhất bốn cái tên.

Nguồn tham khảo

Bài viết tóm tắt từ video của kênh; nội dung mang tính giới thiệu.