Quel lavoro può essere fatto facilmente, se lo stai facendo ripetutamente.
Federico Faggin è un fisico, ingegnere, inventore e imprenditore italo-americano. È conosciuto soprattutto per aver progettato il primo microprocessore commerciale, l'Intel 4004. Ha guidato il progetto 4004 MCS-4 e il gruppo di progettazione durante i primi cinque anni dello sforzo di microprocessore di Intel. Faggin ha anche creato, mentre lavorava presso Fairchild Semiconductor nel 1968, la tecnologia self-aligned MOS metal–oxide–semiconductor silicon-gate SGT, che ha reso possibili i chip di memoria MOS, i sensori di immagine CCD e il microprocessore. Dopo il 4004, ha guidato lo sviluppo dell'Intel 8008 e 8080, utilizzando la sua metodologia SGT per la progettazione di chip logici casuali, essenziale per la creazione dei primi microprocessori Intel. È stato co-fondatore con Ralph Ungermann e CEO di Zilog, la prima azienda dedicata esclusivamente ai microprocessori, e ha guidato lo sviluppo dei processori Zilog Z80 e Z8. In seguito è stato co-fondatore e CEO di Cygnet Technologies, e poi di Synaptics.
Nel 2010, ha ricevuto la Medaglia Nazionale della Tecnologia e dell'Innovazione 2009, il più alto onore che gli Stati Uniti conferiscono per i risultati legati al progresso tecnologico. Nel 2011, Faggin ha fondato la Federico and Elvia Faggin Foundation per supportare lo studio scientifico della coscienza presso università e istituti di ricerca degli Stati Uniti. Nel 2015, la Faggin Foundation ha aiutato a stabilire una dotazione di 1 milione di dollari per la Faggin Family Presidential Chair in Physics of Information presso l'UC Santa Cruz per promuovere lo studio di "domande fondamentali all'interfaccia della fisica e campi correlati inclusi matematica, sistemi complessi, biofisica e scienze cognitive, con il tema unificante dell'informazione in fisica." Federico Faggin risiede nella Silicon Valley dal 1968 ed è un cittadino naturalizzato degli Stati Uniti.
Educazione e inizi della carriera
Nato a Vicenza, Italia, Federico è cresciuto in un ambiente intellettuale. Suo padre, Giuseppe Faggin, era uno studioso che scrisse molti libri accademici e tradusse, con commenti, le Enneadi di Plotino dal greco originale all'italiano moderno. Federico aveva un forte interesse per la tecnologia sin dalla prima infanzia. Ha frequentato una scuola tecnica superiore a Vicenza, l'I.T.I.S. Alessandro Rossi, e in seguito ha conseguito una laurea in fisica, summa cum laude, dall'Università di Padova.
Olivetti R&D Labs
Faggin si unì a Olivetti all'età di 19 anni. Lì ha co-progettato e guidato l'implementazione di un piccolo computer digitale a transistor con 4 K × 12 bit di memoria magnetica 1960. Il dipartimento R&D di Olivetti successivamente sviluppò, uno dei primi calcolatori elettronici da tavolo programmabili del mondo, l'Olivetti Programma 101 1964. Dopo questa prima esperienza lavorativa, Faggin ha studiato fisica all'Università di Padova e ha insegnato il corso di laboratorio di elettronica per studenti di fisica del 3º anno nell'anno accademico 1965–1966.
SGS-Fairchild
Nel 1967 si unì a SGS Fairchild, ora STMicroelectronics, in Italia, dove sviluppò la sua prima tecnologia di processo MOS con gate in metallo e progettò i suoi primi due circuiti integrati MOS commerciali. SGS lo inviò in California nel 1968. Quando Fairchild vendette SGS-Fairchild, Faggin accettò un'offerta per completare lo sviluppo della tecnologia silicon-gate con Fairchild.
Carriera nella Silicon Valley
Fairchild Semiconductor
La tecnologia silicon-gate SGT è una delle tecnologie più influenti che ha alimentato il progresso della microelettronica dal MOSFET. Senza la SGT, il primo microprocessore non avrebbe potuto essere realizzato durante 1970–1971.
Nel febbraio 1968, Federico Faggin si unì a Fairchild Semiconductor a Palo Alto dove era il project leader della tecnologia MOS silicon-gate, un MOSFET con gate self-aligned in silicio, e l'inventore della sua architettura di processo unica. La SGT divenne la base di tutti i circuiti integrati NMOS e CMOS moderni. Ha reso possibile la creazione di chip di memoria MOS durante 1969–1970, il primo microprocessore durante 1970–1971, e il primo CCD e EPROM memoria programmabile di sola lettura con gate di silicio flottante 1970-1971. La SGT sostituì la tecnologia MOS con gate in alluminio in vigore, e fu adottata a livello mondiale entro 10 anni, rendendo infine obsoleti i circuiti integrati originali costruiti con transistor bipolari.
Fairchild 3708
Presso Fairchild, Faggin ha progettato il primo circuito integrato commerciale utilizzando la tecnologia Silicon Gate con transistor MOSFET self-aligned: il Fairchild 3708. Il 3708 era un multiplexer analogico a 8 bit con logica di decodifica, sostituendo l'equivalente Fairchild 3705 che utilizzava la tecnologia metal-gate. Il 3708 era 5 volte più veloce, aveva 100 volte meno dispersione di giunzione ed era molto più affidabile del 3705, dimostrando la superiorità della SGT rispetto al MOS con gate in metallo. Vedi anche: 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 settembre 1969.
Intel
L'Intel 4004. Federico Faggin si unì a Intel da Fairchild nel 1970 come project leader e progettista della famiglia MCS-4, che includeva il 4004, il primo microprocessore single-chip al mondo. Fairchild non stava sfruttando la SGT e Faggin era tutto fuoco dal desiderio di utilizzare la sua nuova tecnologia per progettare chip avanzati.
Il 4004 1971 è stato reso possibile dalle capacità avanzate della tecnologia silicon gate SGT essendo migliorate attraverso la nuova metodologia di progettazione random logic chip che Faggin ha creato a Intel. È stata questa nuova metodologia, insieme alle sue diverse innovazioni di progettazione, che gli ha permesso di inserire il microprocessore in un piccolo chip. Un microprocessore single-chip – un'idea che ci si aspettava si verificasse molti anni in futuro – è diventato possibile nel 1971 usando SGT con due innovazioni aggiuntive: 1 "contatti sepolti" che hanno raddoppiato la densità del circuito, e 2 l'uso di carichi bootstrap con orologi a 2 fasi—precedentemente considerato impossibile con SGT— che ha migliorato la velocità 5 volte, riducendo al contempo l'area del chip di metà rispetto al MOS con gate in metallo.
La metodologia di progettazione creata da Faggin è stata utilizzata per l'implementazione di tutti i primi microprocessori Intel e successivamente anche per lo Z80 di Zilog.
L'Intel 4004 – una CPU a 4 bit su un singolo chip – era un membro di una famiglia di 4 chip personalizzati progettati per Busicom, un produttore giapponese di calcolatori. Gli altri membri della famiglia che costituiscono la famiglia MCS-4 erano: il 4001, una ROM programmabile con maschera di metallo a 2k-bit con linee di input-output programmabili; il 4002, una RAM dinamica a 320-bit con una porta di output a 4-bit; e il 4003, uno shift register statico con ingresso seriale e output seriale/parallelo a 10-bit, da utilizzare come espandibile di I/O. Faggin ha promosso l'idea di commercializzare ampiamente l'MCS-4 a clienti diversi da Busicom mostrando alla gestione Intel come i clienti potevano progettare un sistema di controllo utilizzando il 4004. Ha progettato e costruito un tester 4004 utilizzando il 4004 come controllore del tester, convincendo così Bob Noyce a rinegoziare la clausola di esclusività con Busicom che non permetteva a Intel di vendere la linea MCS-4 ad altri clienti.
Nel 2009, i quattro contributori al 4004 sono stati introdotti come Fellow del Computer History Museum. Ted Hoff, capo del Dipartimento di Ricerca Applicata, ha formulato la proposta architettonica e il set di istruzioni con l'assistenza di Stan Mazor e in collaborazione con Masatoshi Shima di Busicom. Tuttavia nessuno di loro era un progettista di chip e nessuno aveva familiarità con la nuova Silicon Gate Technology SGT. Il design in silicio era l'ingrediente essenziale mancante per realizzare un microprocessore poiché tutto il resto era già noto. Federico Faggin ha guidato il progetto in un dipartimento diverso senza il coinvolgimento di Hoff e Mazor. Faggin aveva inventato la SGT originale presso Fairchild Semiconductor nel 1968 e ha fornito ulteriori perfezionamenti e innovazioni per rendere possibile l'implementazione del 4004 in un singolo chip. Con aiuto di routine da Shima, Faggin ha completato il design del chip nel gennaio 1971.
L'Intel 2102A è una riprogettazione dell'Intel 2102 static RAM, dove Federico Faggin ha introdotto a Intel, per la prima volta, il carico di deplezione, combinando la tecnologia silicon gate con l'impianto ionico. Il design è stato eseguito verso la fine del 1973 da Federico Faggin e Dick Pashley. Il 2102A era 5 volte più veloce del 2102, aprendo una nuova direzione per Intel.
Primi microprocessori Intel
La metodologia di silicon design di Faggin è stata utilizzata per l'implementazione di tutti i primi microprocessori Intel.
L'Intel 8008 era la prima CPU a 8-bit single-chip del mondo e, come il 4004, era costruito con SGT a canale p. Lo sviluppo dell'8008 è stato originariamente assegnato a Hal Feeney nel marzo 1970 ma è stato sospeso fino al completamento del 4004. È stato ripreso nel gennaio 1971 sotto la direzione di Faggin utilizzando i circuiti di base e la metodologia che aveva sviluppato per il 4004, con Hal Feeney che ha fatto il design del chip. L'architettura CPU dell'8008 è stata originariamente creata da CTC Inc. per il terminale intelligente Datapoint 2200, in cui è stata implementata con logica IC discreta.
Il microprocessore Intel 4040 1974 era una versione molto migliorata, compatibile con il codice macchina, della CPU 4004 che gli permetteva di interfacciarsi direttamente con memorie standard e dispositivi I/O. Federico Faggin ha creato l'architettura del 4040 e ha supervisionato Tom Innes che ha eseguito il lavoro di progettazione.
Il microprocessore 8080 1974 era il primo microprocessore a 8-bit ad alte prestazioni sul mercato, utilizzando la più veloce SGT a canale n. L'8080 è stato concepito e progettato da Faggin, e progettato da Masatoshi Shima sotto la supervisione di Faggin. L'8080 era un grande miglioramento rispetto all'architettura 8008, tuttavia ha mantenuto la compatibilità software con essa. Era molto più veloce e più facile da interfacciare alla memoria esterna e ai dispositivi I/O rispetto all'8008. Le alte prestazioni e il basso costo dell'8080 hanno permesso agli sviluppatori di utilizzare i microprocessori per molte nuove applicazioni, inclusi i precursori del personal computer.
Quando Faggin ha lasciato Intel alla fine del 1974 per fondare Zilog con Ralph Ungermann, era il manager del dipartimento R&D responsabile di tutti i prodotti MOS, ad eccezione delle memorie dinamiche.
Zilog
Zilog è stata la prima azienda interamente dedicata ai microprocessori fondata da Federico Faggin e Ralph Ungermann nel novembre 1974. Faggin è stato presidente e CEO di Zilog fino alla fine del 1980 e ha concepito e progettato la CPU Z80 e la sua famiglia di componenti periferici programmabili. Ha anche co-progettato la CPU il cui project leader era Masatoshi Shima. La Z80-CPU era un grande miglioramento rispetto all'8080, tuttavia ha mantenuto la compatibilità software con essa. Molto più veloce e con più del doppio dei registri e delle istruzioni dell'8080, faceva parte di una famiglia di componenti che includeva diversi periferici intelligenti lo Z80-PIO, un controllore di input-output parallelo programmabile; lo Z80-CTC, un counter-timer programmabile; lo Z80-SIO, un controllore dell'interfaccia di comunicazione seriale programmabile, e lo Z80-DMA, un controllore di accesso diretto alla memoria programmabile. Questa famiglia di chip ha permesso la progettazione di potenti e a basso costo microcomputer con prestazioni comparabili ai minicomputer. La Z80-CPU aveva una struttura del bus e una struttura di interrupt sostanzialmente migliore rispetto all'8080 e poteva interfacciarsi direttamente con RAM dinamica, poiché includeva un controllore di memory-refresh interno. Lo Z80 è stato utilizzato in molti dei primi personal computer, nonché nei sistemi di videogiochi come MSX, ColecoVision, Sega Master System e Game Boy. Lo Z80 è ancora in produzione in volume nel 2017 come microprocessore principale in vari sistemi su chip.
Il micro controller Zilog Z8 1978 era uno dei primi microcontroller single-chip sul mercato. Ha integrato una CPU a 8-bit, RAM, ROM e strutture I/O, sufficienti per molte applicazioni di controllo. Faggin ha concepito lo Z8 nel 1974, poco dopo aver fondato Zilog, ma ha poi deciso di dare priorità allo Z80. Lo Z8 è stato progettato nel 1976–78 e è ancora in produzione in volume oggi 2017.
The Communication CoSystem
The Communication CoSystem 1984. Il Cosystem è stato concepito da Faggin e progettato e prodotto da Cygnet Technologies, Inc., la seconda società di startup di Faggin. Collegato a un personal computer e a una linea telefonica standard, il CoSystem poteva gestire automaticamente tutte le comunicazioni vocali e dati personali dell'utente, inclusa la posta elettronica, l'accesso al database, i trasferimenti dello schermo del computer durante una comunicazione vocale, il mantenimento del registro delle chiamate, ecc. Il brevetto che copre il CoSystem è altamente citato nel campo della comunicazione personale.
Synaptics
Nel 1986 Faggin ha co-fondato ed è stato CEO di Synaptics fino al 1999, diventando presidente dal 1999 al 2009. Synaptics è stata inizialmente dedicata alla R&D nelle reti neurali artificiali per applicazioni di riconoscimento di pattern utilizzando VLSI analogico. Synaptics ha introdotto l'I1000, il primo riconoscitore ottico di caratteri single-chip del mondo nel 1991. Nel 1994, Synaptics ha introdotto il touchpad per sostituire l'ingombrante trackball allora in uso nei computer portatili. Il touchpad è stato ampiamente adottato dall'industria. Synaptics ha inoltre introdotto i primi touchscreen che sono stati infine adottati per telefoni intelligenti e tablet; applicazioni che ora dominano il mercato. Faggin ha avuto l'idea generale del prodotto e ha guidato un gruppo di ingegneri che hanno ulteriormente affinato l'idea attraverso molte sessioni di brainstorming. Faggin è co-inventore di dieci brevetti assegnati a Synaptics. È presidente emer
