New wafer with microchips. By Matthias Rietschel, Reuters.

Un chip è un dispositivo elettronico che viene prodotto, per la prima volta, a fine anni ‘40. Questo piccolo oggetto si è poi evoluto fino a diventare una struttura sempre più complessa, da circuito integrato di uno e poi pochi transistor fino ai wafer attuali, che sono la base dei nostri circuiti. Oggi, i circuiti integrati hanno decine di miliardi di transistor in superfici dell’ordine di centimetri quadrati. La storia scientifica dei microchip è dunque, soprattutto, una storia di miniaturizzazione spinta. 

Le vicende della microelettronica si intrecciano con quelle belliche già nel corso della II guerra mondiale, nascendo dalle necessità di decodificare i messaggi cifrati scambiati dai nemici, in particolare dai nazisti. È la ben nota storia della macchina Enigma e del gruppo di matematici impegnati nella decrittazione a Bletchley Park (puoi approfondire qui Pionieri e sperimentatori: la grande corsa degli anni '30 e '40. Poi scoppia la guerra) 

Da lì poi l'elettronica cresce e si sviluppa e si sposta sulla costa est degli Stati Uniti, dove un paio d’anni dopo la fine della guerra viene prodotto il primo transistor. Attorno a questo oggetto, dagli anni ‘70 in poi, si sviluppano giochi di potere su scala globale e oggi la microelettronica è senza dubbio uno dei settori di punta non solo a livello tecno-scientifico. Anzi, la microelettronica è al centro di un vivace e complesso mercato globale e di relazioni e poteri geopolitici in grande competizione tra loro.

Di microelettronica e geopolitica si occupano, intrecciando le proprie competenze ingegneristiche e storiche, Alessandro Paccagnella, docente di elettronica al Dipartimento di ingegneria dell’informazione, e David Burigana, storico del Dipartimento di scienze politiche, giuridiche e studi Internazionali, all’Università di Padova. Proprio per dare spazio e approfondimento alle molteplici dimensioni che ruotano attorno al settore della microelettronica, i due docenti hanno avviato nel corso di quest’anno un corso interdipartimentale denominato Microelectronics and globalization.

Da oggi, per 5 puntate, vi racconteremo, insieme a questi due esperti, la storia dei microchip, il loro ruolo nel mercato e nello sviluppo contemporaneo, in Europa e nel mondo, e le complesse questioni geografiche, politiche, commerciali, e perfino etiche e ambientali che ci stanno attorno. Lo facciamo dalle sale di due musei dell’Università di Padova, il Museo di geografia e il Museo di fisica, che ci hanno permesso di utilizzare i loro spazi e le loro collezioni come sfondo e come complemento alla storia che vogliamo raccontare e che per questo ringraziamo. 

In questa prima puntata della serie ci concentriamo sull'identikit dell'oggetto microchip nato, come anticipavamo qui sopra, nel corso della II guerra mondiale. Grazie alla scelta americana di puntare massicciamente sulla scienza e la tecnologia come asse di sviluppo del paese nella fase post bellica, con massicci investimenti sia in risorse economiche che in persone, si arriva velocemente nel dopoguerra ai primi transistor che nascono dall’esigenza di migliorare la capacità di connessione nelle telecomunicazioni dell’epoca, già piuttosto consistenti nel contesto americano. C'era già stato un enorme salto tecnologico, nei decenni precedenti, con il passaggio dall’uso di connessioni manuali (pensiamo ai primi centralini dove erano persone, le centraliniste, a mettere fisicamente in collegamento le persone che volevano parlare al telefono) a commutatori elettromeccanici. I transistor permettono di iniziare a usare componenti elettronici, aumentando la complessità, la capacità di comunicazione e connessione, e poi successivamente la capacità di calcolo, e via dicendo.

I primi prodotti della microelettronica nascono in ambiente privato, industriale, e non in centri di ricerca pubblici. Nei primi anni sono diverse le applicazioni di questi nuovi oggetti, talvolta anche molto lontane dai settori nei quali sono stati concepiti, e si sviluppa un grande interesse anche da parte di inventori e hobbisti. Dai primi prototipi arriviamo agli anni ‘60 e alla cosiddetta legge di Moore che ha definito il ritmo della miniaturizzazione nel tempo: ogni due anni si sono realizzati transistor sempre più piccoli, aumentando, raddoppiando, così il numero dei transistor interni in un singolo circuito integrato. Con lo sviluppo dei circuiti integrati diventa sempre più evidente che le applicazioni sono molteplici in settori strategici: non più solo in quello militare ma nella ricerca spaziale e nello sviluppo di diversi oggetti di interesse commerciale. A partire da quegli oggetti che permettono le comunicazioni: prima le iconiche radioline, a transistor appunto, e poi, man mano, tutti gli oggetti che oggi riempiono la nostra vita quotidiana.

Non è dunque un argomento per soli esperti. la microelettronica. È centrale nella nostra vita. Se scomparissero i microchip, torneremo indietro di decenni: non potremmo registrare video e audio; non potremmo usare i cellulari, i gps, le fotocamere digitali ma anche tutti gli elettrodomestici che ormai sono a gestione elettronica, piccoli e grandi, domestici e industriali. E, naturalmente, i computer.