異世界から来た半導体会社 シリコニクス物語 前編

May 12, 2023

1940 年代から、ビル ヒューグルとフランシス サーナット ヒューグルはテクノロジー企業を設立し、半導体ビジネスにますます参入しました。 彼らは一緒に高精度の光学式エンコーダの開発を開始し、半導体メーカーである Siliconix と Stewart-Warner Microcircuits を設立し、米国の東海岸と西海岸の両方で半導体製造装置を開発しました。 その過程で、夫婦は何度もビジネス上の逆転を経験し、いくつかの人生を埋めるのに十分な法的および政治的陰謀に耐えましたが、彼らの物語は本質的に語られていません。 今まで。

元々は半導体装置材料協会として知られていた SEMI のために Don Hoefler が作成した初期の半導体メーカーの有名なグラフを見ると、トランジスタと IC の製造の歴史の初期に 2 つの異常値が見つかるでしょう。 (ヘフラー氏が 1971 年にエレクトロニック ニュースに「シリコン バレー USA」というタイトルの複数回の記事シリーズを執筆したときに、「シリコン バレー」という用語を生み出したことは有名です。) これら 2 つの半導体製造の異常値は、Siliconix と Stewart-Warner Microcircuits です。 ヘフラー氏のチャートでは、これらの企業は、チャート上の他の24の半導体企業と同様に、フェアチャイルド・セミコンダクターからスピンアウトしたのではなく、どこからともなく出現したように見えます。 しかし、この2つの半導体メーカーは突然現れたわけではありません。 これらは、フェアチャイルドがそれらの作成においてそれほど大きな役割を果たしていなかった並行するチップ製造世界のおかげで存在しています。

シリコンバレーのスタートアップの系譜には、Siliconix と Stewart-Warner Microcircuits が単独で登場します。 チャートには何と書かれているかに関わらず、両方ともビル・ヒューグルとフランシス・ヒューグルによって始められたものである。 画像クレジット: SEMI

この物語はシリコンバレーではなく、第二次世界大戦末期のシカゴから始まります。 ビル・ヒューグルとフランシス・サーナトは高校時代の恋人同士で、ビルは1944年に卒業する数カ月前に結婚を申し込んだ。二人は一緒にシカゴ大学に通った。 ビルは 1946 年 3 月に大学を卒業し、フランシスは 3 か月後に卒業しました。 二人とも化学の PhB (哲学士) の学位を取得しました。 彼らは 1947 年 6 月に結婚しました。これは、ベル研究所のウォルター ブラッテンとジョン バーディーンが最初の点接触トランジスタを製造したのとほぼ同時期です。 ビルは、夫婦が結婚してから 1 か月後に南シカゴのリンデ・エア・プロダクツ社で化学者として働き始めました。

当時、リンデは無色の人工サファイアを製造していました。 宝石があらゆる種類の機械器具、文字盤、時計、時計の軸受として使用されていたため、同社は戦時中にそのビジネスを発展させました。 ヨーロッパでの戦争が激化するにつれて天然宝石の国際サプライチェーンに疑問が生じたため、米国政府は 1940 年から国内の人造宝石製造の発展を奨励しました。 リンデは 2 年をかけて、天然に存在するコランダム (酸化アルミニウム) の結晶を水素/酸素炉で高温で溶かし、宝石のインゴットまたはブールを製造する人工サファイアの製造プロセスを完成させました。

リンデは 1943 年 2 月には、「…そして我々はサファイアを作った」という見出しを掲げた雑誌広告を掲載しました。 広告の本文ではサファイアの製造プロセスを説明し、同社がそのプロセスの開発に2年を費やした経緯を説明していた。 広告のメイン画像には、水素/酸素炉内で溶けたコランダムの輝くブールが示されており、将来的には宝石品質の宝石が誕生することが約束されています。 読者に米国の戦時公債と切手を購入するよう求めるキャッチフレーズが広告の最後に表示された。 この広告は、会社がビル・ヒューグルを雇用するよりも 4 年以上前に発表されました。

リンデは、1800 年代に開発されたベルヌイユ火炎溶融プロセスと呼ばれるプロセスを使用して人工サファイアを製造しました。このプロセスは、制御された水素酸素炉を使用して結晶材料を溶解します。 適切な量​​の化学不純物（ブルースターサファイアを生成する二酸化チタンと鉄、またはルビーを生成するクロム）を導入すると、宝石に色と個性が加わります。 楽器のベアリング用の宝石を作成する場合、色や特徴は特に重要ではありません。 実際、リンデ社の広告では、無色のサファイアはより硬いベアリングを作ると主張していますが、これらの特性はジュエリー用の人造宝石を製造する際に非常に重要です。

1948 年、フランシスとビル ヒューグルは、フランシスの父ネイサン サーナトからの当初の資金援助を受けて、シカゴにハイコ エイムズを設立しました。 夫婦はジュエリー用の人造宝石、特にスター サファイアとルビーを作ることを計画しました。 一方、ビルはリンデ・エア・プロダクツ社で働き続けたため、フランシスは同社の研究開発部長となり、ビルは同社の「コンサルタント」となった。 フランシスは、宝石を製造するための自動ベルヌイユ火炎溶融炉を設計、構築しました。

ヒューグル家はスタートアップ事業を拡大するために投資家を探し始め、ニューヨークの弁護士で私立探偵のジョン・G（スティーブ）・ブローディという投資家を見つけた。 1948 年 10 月、Hyco-Ames は Stuart Laboratories となり、Hyco-Ames から宝石製造の使命と設備を継承しました。 ビルはリンデ社を辞任し、スチュアート研究所の副社長兼ゼネラルマネージャーに就任しました。 フランシスは同社の研究開発ディレクターに就任しました。 ブローディは会社の取締役になりました。 1949 年 2 月、ビル、フランシス、スチュアート研究所はニュージャージー州ノース バーゲンの商業施設に移転しました。

ビルとフランシスは、人工宝石の製造プロセスを改善する準備として、ブルックリン工科大学で結晶学と X 線回折の大学院クラスを受講し始めました。 同月、スティーブ・ブローディが盗聴共謀罪で起訴されたのは有名だ。 同氏と従業員4人は、マンハッタン区のヒューゴ・ロジャース区長とブルックリンの自動車ディーラーの株主に対する盗聴詐欺に関与した疑いで告発されている。 ブローディ氏は無罪となったが、危機から抜け出せたわけではない。 同氏とその従業員は、ブリストル・マイヤーズ、ERスクイブ、ノードラー・アート・ギャラリー、ペプシコーラ取締役会長など複数の企業の電話も盗聴していたようだ。 彼は最終的には盗聴容疑で有罪判決を受けることになる。

1949 年 11 月、ヒューグル家の宝石製造の取り組みにおいて 2 つの重要な出来事が起こりました。 まず、スチュアート研究所は宝飾品品質のスター サファイアの製造に成功しました。 年末の目録には「188個のスタールビーと6000カラットのブール」と記載されていた。 この朗報を相殺する形で、米国特許商標庁は同月、人工サファイア製造プロセスの特許をリンデ・エア・プロダクツに発行した。

スチュアート研究所は 1950 年 2 月に宝石の大量生産を開始し、その 1 か月後にリンデはビル ヒューグルに対して特許侵害の訴訟を起こしました。 6月までに、潜在的な顧客が訴訟のことを知ったため、Stuart Labsの売上は減少し始めた。 1950 年末か 1951 年の初めまでに、スチュアート ラボは売上不振のため事業を停止しました。

特許訴訟の弁護において、ビル・ヒューグルの弁護士は、リンデ法特許は数十年前の1883年に開発されたベルヌイユ法に基づいているため無効であると主張した。弁護士はまた、スチュアート研究所版のプロセスは大幅に変更されているとも主張した。リンデで生産されたものよりもはるかに優れた透明度を備えた優れた合成宝石を改良し生産しました。

ニュージャージー州連邦地方裁判所は、この事件の真相を明らかにした。 1951年5月、裁判所はスチュアート・ラボ社と、その時までにリンデ社を吸収していたユニオン・カーバイド社に不利な判決を下した。 法廷の結論は非常に簡潔でした。

1. 人工サファイアの製造に関するバーディックとグレンの特許第 2,488,507 号は有効でした。

2. バーディックとグレンの特許第 2,488,507 号は、被告のビル ヒューグルによって侵害されました。

ビル・ヒューグルはこの訴訟に対して控訴し、1年後に米国控訴裁判所第3巡回区は下級裁判所の判決を支持した。 しかし、この時までにスチュアート研究所はすでに存在しなくなっていました。

スチュアート研究所は事業としては壊滅的な失敗に終わりましたが、フランシスとビル・ヒューグルはこのベンチャーから多くの貴重な専門知識を得ました。 ゲルマニウム結晶の成長は、概念としてはサファイアのブールの製造と非常によく似ており、爆発的に成長する半導体産業によって突然需要が生じました。 ヒューグル夫妻はまた、材料の特性を改善するために成長したクリスタルブールをアニールすることについて多くのことを学びました。 さらに、彼らは、半導体業界で「ドーピング」と呼ばれる、結晶に正確な量の不純物を追加する方法を学びました。これは、トランジスタやIC製造用のn型およびp型半導体材料を作成する際に不可欠です。

Stuart Labs はすぐに Stuart Industries に形を変え、ニューヨークの精密電子機器メーカーである Standard Electronic Research Corporation (SERC) などのエレクトロニクス業界の企業向けに非宝石クリスタルの製造を開始しました。 同時に、ビルとフランシスはフルタイムの雇用主を探し始めました。

夫婦は協力して働くことに熱心だったので、夫婦両方が同時に働けるポジションを見つけたいと考えていくつかの企業に手紙を書きました。 彼らは、IBM、Battelle Labs、Hughes Aircraft、Texas Instruments などから拒否通知を受け取りました。 これらの企業はいずれもカップルを積極的に採用しませんでした。 語られなかったが、当時、独身かどうかにかかわらず、企業が女性のエンジニアや科学者を雇用することは稀だった。 それにも関わらず、1953 年の初めに、困難にもかかわらず、ヒューグル一家はオハイオ州シンシナティに意欲的な雇用主を見つけました。

ヒューグル夫妻を雇った会社は、以前にも書いた DH Baldwin Piano Company でした。 ボールドウィンはベル研究所のトランジスタ特許ライセンスの最初の購入者の1人であったが、同社はそれらの特許を使用してトランジスタを製造したことはなかった。 1950 年代初頭までに、ボールドウィンはウィンストン コックが作成した特許取得済みのサブトラクティブ シンセシス設計に基づいて真空管ベースの電子オルガンを構築していました。 (「75 歳のトランジスタ: 最初のメーカー、パート 2」および「ウィンストン・コック: 適切な場所、適切なタイミング、適切なアイデア」を参照してください。) ヒューグル夫妻はまだそのことを知りませんでしたが、彼らの仕事はまったく異なる方向に進もうとしていました。それは彼らの将来の半導体ベンチャーに大いに役立つだろう。

彼らは米国の間違った海岸に住んでいて、おそらく 10 年か 20 年早かったにもかかわらず、ヒューグル家はすでにシリコンバレーの主要な指令である「早く失敗せよ」を実行することに成功していました。

注：フランシスとビル・ヒューグルのこの歴史はインターネット上にほとんど文書化されておらず、この一連の記事はヒューグル夫妻の孫であるジェイク・ルーミス氏とTechSearchの創設者であるヤン・ヴァルダマン氏の支援と援助なしには不可能だったでしょう。フランシス・ヒューグルの名でIEEE奨学金プログラムの創設に尽力し、ジェイク・ルーミスの母親とフランシス・ヒューグルの娘リンダ・ヒューグルが資金の一部を提供した。