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Apr 26, 2023

La empresa de semiconductores que vino de otro mundo: la historia de Siliconix, parte 1

A partir de la década de 1940, Bill Hugle y Frances Sarnat Hugle fundaron la tecnología

A partir de la década de 1940, Bill Hugle y Frances Sarnat Hugle fundaron empresas de tecnología que los atrajeron cada vez más al negocio de los semiconductores. Juntos iniciaron el desarrollo de codificadores ópticos de precisión, fundaron los fabricantes de semiconductores Siliconix y Stewart-Warner Microcircuits y desarrollaron equipos de fabricación de semiconductores en las costas este y oeste de EE. UU. En el camino, la pareja soportó muchos reveses comerciales y suficientes intrigas legales y políticas para llenar varias vidas, pero su historia es esencialmente inédita. Hasta ahora.

Si observa el famoso cuadro de los primeros fabricantes de semiconductores creado por Don Hoefler para SEMI, originalmente conocido como el Instituto de Materiales y Equipos de Semiconductores, detectará dos valores atípicos al principio de la historia de la fabricación de transistores y circuitos integrados. (Hoefler acuñó el término "Silicon Valley" cuando escribió una serie de artículos de varias partes para Electronic News en 1971 titulada "Silicon Valley USA".) Esos dos valores atípicos en la fabricación de semiconductores son Siliconix y Stewart-Warner Microcircuits. En el gráfico de Hoefler, estas empresas parecen surgir de la nada en lugar de salir de Fairchild Semiconductor, al igual que otras 24 empresas de semiconductores en el gráfico. Sin embargo, estos dos fabricantes de semiconductores no aparecieron de la nada. Existen debido a un universo paralelo de fabricación de chips, uno en el que Fairchild no desempeñó un papel tan importante en su creación.

En la genealogía de las startups de Silicon Valley, Siliconix y Stewart-Warner Microcircuits aparecen solas. A pesar de lo que dice en el cuadro, ambos fueron iniciados por Bill y Frances Hugle. Crédito de la imagen: SEMI

Esta historia comienza en Chicago, cerca del final de la Segunda Guerra Mundial, y no en Silicon Valley. Bill Hugle y Frances Sarnat eran novios en la escuela secundaria y Bill le propuso matrimonio meses antes de graduarse en 1944. Los dos asistieron juntos a la Universidad de Chicago. Bill se graduó de la universidad en marzo de 1946 y Frances se graduó tres meses después. Ambos recibieron títulos de PhB (Licenciatura en Filosofía) en química. Se casaron en junio de 1947, casi al mismo tiempo que Walter Brattain y John Bardeen en Bell Labs construyeron el primer transistor de contacto puntual. Bill comenzó a trabajar como químico para Linde Air Products Company en el sur de Chicago un mes después de que la pareja se casara.

En ese momento, Linde fabricaba zafiros artificiales sin color. La empresa desarrolló ese negocio durante la guerra porque las piedras preciosas se usaban como rodamientos en todo tipo de instrumentos mecánicos, esferas, relojes y relojes. A partir de 1940, el gobierno de los Estados Unidos alentó el desarrollo de la fabricación nacional de gemas artificiales porque la cadena de suministro internacional de gemas naturales se estaba volviendo cuestionable a medida que aumentaba la guerra en Europa. Linde dedicó dos años a perfeccionar el proceso de fabricación de zafiros artificiales, que funde cristales de corindón (óxido de aluminio) naturales utilizando altas temperaturas en un horno de hidrógeno/oxígeno para producir un lingote o bola de piedras preciosas.

Linde publicó anuncios en revistas ya en febrero de 1943 con un titular que proclamaba "... e hicimos un zafiro". El texto del cuerpo del anuncio describía el proceso de fabricación del zafiro y explicaba cómo la empresa pasó dos años desarrollando el proceso. La imagen principal del anuncio mostraba una bola resplandeciente de corindón fundido dentro de un horno de hidrógeno/oxígeno, y una promesa de gemas con calidad de joyería en el futuro. Al final del anuncio aparecía un eslogan que pedía al lector que comprara bonos y sellos de guerra estadounidenses. Este anuncio es anterior al empleo de Bill Hugle en la empresa por más de cuatro años.

Linde fabricó zafiros artificiales utilizando un proceso desarrollado en la década de 1800 llamado proceso de fusión de llama de Verneuil, que utiliza un horno controlado de hidrógeno y oxígeno para fundir el material cristalino. La introducción de la cantidad correcta de impurezas químicas (dióxido de titanio y hierro para producir zafiros estrella azules o cromo para crear rubíes) agrega color y carácter a las piedras preciosas. El color y el carácter no son particularmente importantes si está haciendo piedras preciosas para cojinetes de instrumentos; de hecho, el anuncio de Linde afirma que los zafiros incoloros hacen que los rodamientos sean más duros, pero estas características son extremadamente importantes cuando se fabrican piedras preciosas artificiales para joyería.

En 1948, Frances y Bill Hugle fundaron Hyco-Ames en Chicago con el respaldo financiero inicial del padre de Frances, Nathan Sarnat. La pareja planeaba hacer piedras preciosas artificiales para joyería, específicamente zafiros estrella y rubíes. Mientras tanto, Bill siguió trabajando para Linde Air Products, por lo que Frances se convirtió en directora de I+D de la empresa y Bill se convirtió en "consultor" de la empresa. Frances diseñó y construyó un horno de fusión de llama Verneuil automatizado para fabricar las gemas.

Los Hugle comenzaron a buscar un inversionista para expandir el negocio inicial y encontraron uno: el abogado e investigador privado de Nueva York John G (Steve) Broady. En octubre de 1948, Hyco-Ames se convirtió en Stuart Laboratories y heredó la misión y el equipo de fabricación de piedras preciosas de Hyco-Ames. Bill renunció a Linde para convertirse en vicepresidente y gerente general de Stuart Labs. Frances se convirtió en directora de I+D de la empresa. Broady se convirtió en director de la empresa. En febrero de 1949, Bill, Frances y Stuart Labs se mudaron a una instalación comercial en North Bergen, Nueva Jersey.

Bill y Frances comenzaron a tomar clases de posgrado en cristalografía y difracción de rayos X en el Instituto Politécnico de Brooklyn como preparación para mejorar el proceso de fabricación de piedras preciosas artificiales. Ese mismo mes, Steve Broady fue acusado de cargos de conspiración de escuchas telefónicas. Él y cuatro de sus empleados están acusados ​​de participar en una estafa de escuchas telefónicas contra el presidente del condado de Manhattan, Hugo Rogers, y los accionistas de un concesionario de automóviles de Brooklyn. Broady fue absuelto de los cargos, pero no estaba fuera de peligro. Parece que él y sus empleados también intervinieron los teléfonos de varias compañías, incluidas Bristol-Meyers, ER Squibb, Knoedler Art Galleries y el presidente de la junta directiva de Pepsi-Cola. Eventualmente sería condenado por cargos de escuchas telefónicas.

En noviembre de 1949, ocurrieron dos eventos significativos en el esfuerzo de fabricación de gemas de Hugles. Primero, Stuart Labs logró fabricar zafiros estrella con calidad de joyería. Un inventario de fin de año enumeraba "188 rubíes estrella y 6000 quilates de boule". Como contrapeso a esta buena noticia, la Oficina de Marcas y Patentes de EE. UU. emitió una patente para el proceso de fabricación de zafiro artificial a Linde Air Products ese mismo mes.

Stuart Labs comenzó la producción masiva de piedras preciosas en febrero de 1950 y Linde presentó una demanda por infracción de patente contra Bill Hugle un mes después. En junio, las ventas de Stuart Labs comenzaron a sufrir porque los clientes potenciales se enteraron de la demanda. A fines de 1950 o principios de 1951, Stuart Labs dejó de operar debido a la falta de ventas.

En defensa de la demanda de patentes, el abogado de Bill Hugle argumentó que la patente del proceso de Linde no era válida porque se basaba en el método Verneuil, que se desarrolló décadas antes, en 1883. El abogado también afirmó que la versión del proceso de Stuart Labs era ampliamente mejoró y produjo piedras preciosas sintéticas superiores de mucha mejor claridad que las producidas en Linde.

El Tribunal de Distrito de EE. UU. de Nueva Jersey puso fin a este asunto. En mayo de 1951, el tribunal falló contra Stuart Labs y Union Carbide, que había absorbido a Linde en ese momento. Las conclusiones del tribunal fueron bastante breves:

1. La Patente de Burdick y Glenn No. 2,488,507 para hacer zafiros artificiales era válida.

2. La Patente de Burdick y Glenn No. 2,488,507 fue violada por el demandado, Bill Hugle.

Bill Hugle apeló el caso y el Tribunal de Apelaciones del Tercer Circuito de EE. UU. confirmó la decisión del tribunal inferior un año después. Sin embargo, en ese momento, Stuart Labs ya había dejado de existir.

Aunque Stuart Labs fue un fracaso comercial catastrófico, Frances y Bill Hugle obtuvieron mucha experiencia valiosa de la empresa. El cultivo de cristales de germanio, bastante similar en concepto a la fabricación de bolas de zafiro, fue repentinamente demandado por la industria de los semiconductores, que estaba en auge. Los Hugle también habían aprendido mucho sobre el recocido de bolas de cristal cultivadas para mejorar las características del material. Además, aprendieron a agregar cantidades precisas de impurezas a los cristales, lo que la industria de los semiconductores llama "dopaje", que es esencial cuando se crean materiales semiconductores de tipo n y p para la fabricación de transistores y circuitos integrados.

Stuart Labs se transformó rápidamente en Stuart Industries y comenzó a fabricar cristales sin piedras preciosas para empresas de la industria electrónica, incluida Standard Electronic Research Corporation (SERC), un fabricante de instrumentos electrónicos de precisión de Nueva York. Al mismo tiempo, Bill y Frances comenzaron a buscar un empleador de tiempo completo.

La pareja estaba comprometida a trabajar juntos, por lo que escribieron a varias empresas con la esperanza de encontrar puestos para ambos cónyuges al mismo tiempo. Recibieron cartas de rechazo de IBM, Battelle Labs, Hughes Aircraft y Texas Instruments, entre otros. Ninguna de estas empresas estaba dispuesta a contratar parejas. Aunque no se dijo, era raro en ese momento que las empresas contrataran a mujeres ingenieras y científicas, solteras o no. Sin embargo, a principios de 1953, a pesar de las probabilidades, los Hugle encontraron un empleador dispuesto ubicado en Cincinnati, Ohio.

La empresa que contrató a los Hugles fue DH Baldwin Piano Company, sobre la que he escrito antes. Baldwin fue uno de los compradores originales de una licencia de patente de transistor de Bell Labs, aunque la empresa nunca fabricó transistores utilizando esas patentes. A principios de la década de 1950, Baldwin estaba construyendo órganos electrónicos a base de válvulas basados ​​en un diseño de síntesis sustractiva patentado creado por Winston Kock. (Consulte "El transistor a los 75: los primeros creadores, parte 2" y "Winston Kock: el lugar correcto, el momento correcto, la idea correcta"). dirección que los ayudaría enormemente en sus futuras empresas de semiconductores.

Aunque vivían en la costa equivocada de EE. UU. y tal vez se habían adelantado una o dos décadas, los Hugle ya habían implementado con éxito la directriz principal de Silicon Valley: fallar rápido.

Nota: esta historia de Frances y Bill Hugle está escasamente documentada en Internet, y esta serie de artículos no hubiera sido posible sin la ayuda y asistencia del nieto de los Hugles, Jake Loomis, y el fundador de TechSearch, Jan Vardaman, quien fue fundamental en la creación de un programa de becas IEEE a nombre de Frances Hugle, que fue financiado en parte por la madre de Jake Loomis y la hija de Frances Hugle, Linda Hugle.