Diese Arbeit kann leicht erledigt werden, wenn man dies wiederholt tut.
Federico Faggin ist ein italienisch-amerikanischer Physiker, Ingenieur, Erfinder und Unternehmer. Er ist vor allem für die Gestaltung des ersten kommerziellen Mikroprozessors, des Intel 4004, bekannt. Er leitete das 4004 MCS-4-Projekt und die Designgruppe während der ersten fünf Jahre von Intels Mikroprozessor-Anstrengungen. Faggin schuf auch 1968 während seiner Tätigkeit bei Fairchild Semiconductor die selbstausgerichtete MOS-Metalloxid-Halbleiter-Silizium-Gate-Technologie SGT, die MOS-Halbleiterspeicherchips, CCD-Bildsensoren und den Mikroprozessor ermöglichte. Nach dem 4004 leitete er die Entwicklung des Intel 8008 und 8080 mit seiner SGT-Methodik für das Design von Random-Logic-Chips, die für die Schaffung früher Intel-Mikroprozessoren unerlässlich war. Er war Mitgründer zusammen mit Ralph Ungermann und CEO von Zilog, dem ersten Unternehmen, das sich ausschließlich Mikroprozessoren widmete, und leitete die Entwicklung der Zilog Z80 und Z8-Prozessoren. Später war er Mitgründer und CEO von Cygnet Technologies und dann Synaptics.
2010 erhielt er die National Medal of Technology and Innovation 2009, die höchste Auszeichnung, die die Vereinigten Staaten für Leistungen im Zusammenhang mit technologischen Fortschritten vergibt. 2011 gründete Faggin die Federico and Elvia Faggin Foundation zur Unterstützung der wissenschaftlichen Erforschung des Bewusstseins an amerikanischen Universitäten und Forschungsinstituten. 2015 half die Faggin Foundation bei der Gründung einer 1-Million-Dollar-Stiftung für den Faggin Family Presidential Chair in der Physik der Information an der UC Santa Cruz, um die Forschung von „grundlegenden Fragen an der Schnittstelle von Physik und verwandten Feldern einschließlich Mathematik, komplexer Systeme, Biophysik und kognitiver Wissenschaft, mit dem einheitlichen Thema Information in der Physik" zu fördern. Federico Faggin ist seit 1968 Einwohner des Silicon Valley und ein naturalisierter US-Bürger.
Ausbildung und frühe Karriere
Federico wurde in Vicenza, Italien, geboren und wuchs in einem intellektuellen Umfeld auf. Sein Vater Giuseppe Faggin war ein Gelehrter, der viele akademische Bücher schrieb und die Enneaden des Plotinus aus dem Altgriechischen ins moderne Italienische übersetzte und kommentierte. Federico interessierte sich schon früh für Technologie. Er besuchte eine technische Oberschule in Vicenza, die I.T.I.S. Alessandro Rossi, und erwarb später einen Laurea-Abschluss in Physik, summa cum laude, von der Universität Padua.
Olivetti F&E-Labors
Faggin trat Olivetti im Alter von 19 Jahren bei. Dort war er Co-Designer und leitete die Implementierung eines kleinen digitalen Transistorcomputers mit 4 K × 12 Bit magnetischem Speicher 1960. Die Olivetti F&E-Abteilung entwickelte anschließend einen der weltweit ersten programmierbaren Desktop-Elektronenrechner, den Olivetti Programma 101 1964. Nach dieser ersten Berufserfahrung studierte Faggin Physik an der Universität Padua und unterrichtete das Elektroniklabor für Physikstudenten des 3. Jahres im akademischen Jahr 1965–1966.
SGS-Fairchild
1967 trat er SGS Fairchild, jetzt STMicroelectronics, in Italien bei, wo er die erste MOS-Metall-Gate-Prozesstechnologie entwickelte und ihre ersten zwei kommerziellen MOS-integrierten Schaltkreise entwarf. SGS schickte ihn 1968 nach Kalifornien. Als Fairchild SGS-Fairchild verkaufte, nahm Faggin ein Angebot an, die Entwicklung der Silicon-Gate-Technologie mit Fairchild abzuschließen.
Silicon Valley Karriere
Fairchild Semiconductor
Die Silicon-Gate-Technologie SGT ist eine der einflussreichsten Technologien, die den Fortschritt der Mikroelektronik seit dem MOSFET vorangetrieben hat. Ohne die SGT hätte der erste Mikroprozessor 1970–1971 nicht hergestellt werden können.
Im Februar 1968 trat Federico Faggin Fairchild Semiconductor in Palo Alto bei, wo er Projektleiter der MOS-Silicon-Gate-Technologie war, einem MOSFET mit einem selbstausgerichteten Silizium-Gate, und Erfinder seiner einzigartigen Prozessarchitektur. Die SGT wurde zur Grundlage aller modernen NMOS- und CMOS-integrierten Schaltkreise. Sie ermöglichte die Herstellung von MOS-Halbleiterspeicherchips 1969–1970, des ersten Mikroprozessors 1970–1971 und des ersten CCD und EPROM, das elektrisch programmierbar schreibbar ist, mit schwebendem Silizium-Gate 1970–1971. Die SGT ersetzte die vorhandene Aluminium-Gate-MOS-Technologie und wurde weltweit innerhalb von 10 Jahren übernommen, wodurch schließlich die ursprünglichen integrierten Schaltkreise mit bipolaren Transistoren obsolet wurden.
Fairchild 3708
Bei Fairchild entwarf Faggin den ersten kommerziellen integrierten Schaltkreis mit Silicon-Gate-Technologie mit selbstausgerichteten MOSFET-Transistoren: den Fairchild 3708. Der 3708 war ein 8-Bit-Analog-Multiplexer mit Dekodierungslogik und ersetzte den äquivalenten Fairchild 3705, der Metall-Gate-Technologie verwendete. Der 3708 war fünfmal schneller, hatte 100-fach weniger Sperrschicht-Leckstrom und war zuverlässiger als der 3705, was die Überlegenheit von SGT gegenüber Metall-Gate-MOS demonstrierte. Siehe auch: Faggin, F., Klein T. 1969. „A Faster Generation of MOS Devices With Low Threshold Is Riding The Crest of the New Wave, Silicon-Gate IC's." Electronics, 29. September 1969.
Intel
Der Intel 4004. Federico Faggin trat 1970 als Projektleiter und Designer der MCS-4-Familie zu Intel über, die den 4004, den weltweit ersten Single-Chip-Mikroprozessor, umfasste. Fairchild nutzte die SGT nicht aus und Faggin brannte vor dem Wunsch, seine neue Technologie zum Entwurf fortschrittlicher Chips zu nutzen.
Der 4004 1971 wurde durch die erweiterten Fähigkeiten der Silicon-Gate-Technologie SGT ermöglicht, die durch die neuartige Random-Logic-Chip-Design-Methodik verbessert wurde, die Faggin bei Intel schuf. Es war diese neue Methodik, zusammen mit seinen mehreren Design-Innovationen, die es ihm ermöglichte, den Mikroprozessor auf einen kleinen Chip zu passen. Ein Single-Chip-Mikroprozessor – eine Idee, von der erwartet wurde, dass sie viele Jahre in der Zukunft auftritt – wurde 1971 möglich, indem SGT mit zwei zusätzlichen Innovationen verwendet wurde: 1 „vergrabene Kontakte", die die Schaltungsdichte verdoppelten, und 2 die Verwendung von Bootstrap-Lasten mit 2-Phasen-Takten – zuvor mit SGT für unmöglich befunden – die die Geschwindigkeit fünffach verbesserten, während die Chipfläche um die Hälfte verglichen mit Metall-Gate-MOS reduziert wurde.
Die von Faggin erstellte Design-Methodik wurde für die Implementierung aller frühen Mikroprozessoren von Intel und später auch des Z80 von Zilog verwendet.
Der Intel 4004 – eine 4-Bit-CPU auf einem einzigen Chip – war ein Mitglied einer Familie von 4 Custom-Chips, die für Busicom, einen japanischen Taschenrechnerhersteller, entworfen wurden. Die anderen Mitglieder der Familie der MCS-4-Familie waren: der 4001, ein 2k-Bit-Metall-Maske programmierbares ROM mit programmierbaren Ein-/Ausgabeleitungen; der 4002, ein 320-Bit dynamisches RAM mit einer 4-Bit-Ausgangsanschluss; und der 4003, ein 10-Bit-Serien-Ein- und Serien-/Parallelausgang, statisches Schieberegister zur Verwendung als E/A-Expander. Faggin förderte die Idee, die MCS-4 breit an Kunden außer Busicom zu vermarkten, indem er der Intel-Geschäftsführung zeigte, wie Kunden ein Steuersystem mit dem 4004 entwerfen könnten. Er entwarf und baute einen 4004-Tester mit dem 4004 als Controller des Testers und überzeugte dadurch Bob Noyce, die Ausschließlichkeitsklausel mit Busicom neu zu verhandeln, die Intel nicht erlaubte, die MCS-4-Linie an andere Kunden zu verkaufen.
2009 wurden die vier Mitwirkenden des 4004 als Fellows des Computer History Museum aufgenommen. Ted Hoff, Leiter der Abteilung für Anwendungsforschung, formulierte den Architekturvorschlag und den Befehlssatz mit Unterstützung von Stan Mazor und in Zusammenarbeit mit Masatoshi Shima von Busicom. Keiner von ihnen war jedoch ein Chip-Designer und keiner war mit der neuen Silicon-Gate-Technologie SGT vertraut. Das Silizium-Design war der wesentliche fehlende Bestandteil zur Herstellung eines Mikroprozessors, da alles andere bereits bekannt war. Federico Faggin leitete das Projekt in einer anderen Abteilung ohne die Beteiligung von Hoff und Mazor. Faggin hatte die ursprüngliche SGT 1968 bei Fairchild Semiconductor erfunden und lieferte zusätzliche Verbesserungen und Erfindungen, um die Implementierung des 4004 auf einem einzigen Chip zu ermöglichen. Mit routinemäßiger Hilfe von Shima schloss Faggin das Chip-Design im Januar 1971 ab.
Der Intel 2102A ist eine Neugestaltung des Intel 2102 Static RAM, bei dem Federico Faggin zum ersten Mal bei Intel die Depletion Load einführte und die Silicon-Gate-Technologie mit Ionenimplantation kombinierte. Das Design wurde Ende 1973 von Federico Faggin und Dick Pashley durchgeführt. Der 2102A war fünfmal schneller als der 2102 und eröffnete eine neue Richtung für Intel.
Frühe Intel-Mikroprozessoren
Faggnis Silicon-Design-Methodik wurde für die Implementierung aller frühen Intel-Mikroprozessoren verwendet.
Der Intel 8008 war der weltweit erste Single-Chip-8-Bit-CPU und wurde wie der 4004 mit p-Kanal-SGT gebaut. Die 8008-Entwicklung wurde ursprünglich im März 1970 Hal Feeney zugewiesen, aber ausgesetzt, bis der 4004 abgeschlossen war. Sie wurde im Januar 1971 unter Faggnis Leitung mit den Grundschaltungen und der Methodik, die er für den 4004 entwickelt hatte, wieder aufgenommen, wobei Hal Feeney das Chip-Design durchführte. Die CPU-Architektur des 8008 wurde ursprünglich von CTC Inc. für das Datapoint 2200 intelligente Terminal erstellt, in dem sie in diskreter IC-Logik implementiert wurde.
Der Intel 4040-Mikroprozessor 1974 war eine viel verbesserte, maschinencode-kompatible Version der 4004-CPU, die es ihr ermöglichte, direkt mit Standardspeichern und E/A-Geräten zu kommunizieren. Federico Faggin schuf die Architektur des 4040 und beaufsichtigte Tom Innes, der die Design-Arbeit durchführte.
Der 8080-Mikroprozessor 1974 war der erste Hochleistungs-8-Bit-Mikroprozessor auf dem Markt und verwendet die schnellere n-Kanal-SGT. Der 8080 wurde von Faggin konzipiert und entworfen und von Masatoshi Shima unter Faggnis Aufsicht entworfen. Der 8080 war eine große Verbesserung gegenüber der 8008-Architektur, behielt aber Softwarekompatibilität mit ihm. Er war viel schneller und leichter zu verbinden mit externem Speicher und E/A-Geräten als der 8008. Die hohe Leistung und die niedrigen Kosten des 8080 ermöglichten es Entwicklern, Mikroprozessoren für viele neue Anwendungen zu verwenden, einschließlich der Vorläufer des Personal Computers.
Als Faggin Ende 1974 Intel verließ, um Zilog mit Ralph Ungermann zu gründen, war er Manager der F&E-Abteilung, der für alle MOS-Produkte außer dynamischen Speichern verantwortlich war.
Zilog
Zilog war das erste Unternehmen, das sich ganz Mikroprozessoren widmete und von Federico Faggin und Ralph Ungermann im November 1974 gegründet wurde. Faggin war Zilog-Präsident und CEO bis Ende 1980 und konzipierte und entwarf die Z80-CPU und ihre Familie von programmierbaren Peripheriebausteinen. Er war auch Co-Designer der CPU, deren Projektleiter Masatoshi Shima war. Die Z80-CPU war eine große Verbesserung gegenüber dem 8080, behielt aber Softwarekompatibilität mit ihm. Viel schneller und mit mehr als doppelt so vielen Registern und Befehlen des 8080 war es Teil einer Familie von Komponenten, die mehrere intelligente Peripheriebausteinen umfassten: den Z80-PIO, einen programmierbaren parallelen Ein-/Ausgangscontroller; den Z80-CTC, einen programmierbaren Zähler-Timer; den Z80-SIO, einen programmierbaren seriellen Kommunikationsschnittstellen-Controller, und den Z80-DMA, einen programmierbaren Direct-Memory-Access-Controller. Diese Chip-Familie ermöglichte den Entwurf von leistungsstarken und kostengünstigen Mikrocomputern mit einer Leistung, die mit Minicomputern vergleichbar ist. Der Z80-CPU hatte eine wesentlich bessere Bus-Struktur und Interrupt-Struktur als der 8080 und konnte direkt mit dynamischem RAM kommunizieren, da er einen internen Speicher-Refresh-Controller enthielt. Der Z80 wurde in vielen frühen Personal Computern sowie in Videospiel-Systemen wie MSX, ColecoVision, Sega Master System und Game Boy verwendet. Der Z80 ist 2017 noch in Massenproduktion als Kern-Mikroprozessor in verschiedenen Systemen auf einem Chip.
Der Zilog Z8 Mikrocontroller 1978 war einer der ersten Single-Chip-Mikrocontroller auf dem Markt. Er integrierte eine 8-Bit-CPU, RAM, ROM und E/A-Einrichtungen, ausreichend für viele Steueranwendungen. Faggin konzipierte den Z8 1974, kurz nachdem er Zilog gründete, entschied sich dann aber dafür, dem Z80 Priorität zu geben. Der Z8 wurde 1976–78 entworfen und ist heute 2017 noch in Massenproduktion.
Das Communication CoSystem
Das Communication CoSystem 1984. Das Cosystem wurde von Faggin konzipiert und von Cygnet Technologies, Inc., dem zweiten Startup-Unternehmen von Faggin, entworfen und hergestellt. Angeschlossen an einen Personal Computer und an eine Standard-Telefonleitung konnte das CoSystem automatisch alle persönlichen Sprach- und Datenkommunikationen des Benutzers verwalten, einschließlich elektronischer Post, Datenbankzugriff, Computerbildschirmübertragungen während einer Sprachkommunikation, Anrufprotokollerstellung, usw. Das Patent, das das CoSystem abdeckt, wird im Bereich der persönlichen Kommunikation häufig zitiert.
Synaptics
1986 gründete Faggin Synaptics mit und war CEO bis 1999, woraufhin er von 1999 bis 2009 Vorsitzender wurde. Synaptics widmete sich zunächst Forschungs- und Entwicklungsarbeiten in künstlichen neuronalen Netzen für Mustererkennungsanwendungen mit analogem VLSI. Synaptics führte 1991 den I1000 ein, den weltweit ersten Single-Chip-Optischer-Zeichenerkenner. 1994 führte Synaptics das Touchpad ein, um das umständliche Trackball zu ersetzen, das damals in Laptops verwendet wurde. Das Touchpad wurde breit von der Industrie übernommen. Synaptics führte auch die frühen Touchscreens ein, die schließlich für intelligente Telefone und Tablets übernommen wurden; Anwendungen, die jetzt den Markt dominieren. Faggin kam auf die allgemeine Produktidee und leitete eine Gruppe von Ingenieuren, die die Idee durch viele Brainstorming-Sitzungen weiter verfeinerten. Faggin ist Co-Erfinder von zehn Patenten, die Synaptics zugewiesen sind. Er ist Vorsitzender emer
