Transistor au silicium : la preuve par l’huile chaude

Dayton, Ohio, 10 mai 1954. Fin d’après-midi.

À la conférence nationale de l’Institute of Radio Engineers sur l’électronique aéroportée, la session consacrée aux dispositifs au silicium s’éternise (IEEE Spectrum). Les orateurs défilent avec le même message, poli et documenté. Le silicium ferait un meilleur transistor que le germanium, d’accord. Personne ne devrait pourtant en espérer un avant plusieurs années (PBS).

Gordon Teal monte sur l’estrade. Il dirige la recherche de Texas Instruments, une société de Dallas que beaucoup de participants associent encore à la prospection pétrolière. L’entreprise est née sous le nom de Geophysical Service Inc., un fabricant de sismographes pour l’industrie du pétrole (IEEE Spectrum). Teal lit un exposé au titre soporifique, « Some Recent Developments in Silicon and Germanium Materials and Devices ». Puis il glisse, presque en passant, qu’il ne partage pas le pessimisme de ses collègues, et qu’il a justement quelques transistors au silicium dans sa poche.

Il les sort et précise que Texas Instruments en a trois types en production (IEEE Spectrum). En production. Pas sur une paillasse de laboratoire.

Dans la salle, des ingénieurs se regardent. Quelqu’un, au premier rang, se demande s’il a bien entendu.

Une salle qui avait déjà conclu

Pour mesurer la stupeur, il faut revenir au problème que tout le monde connaissait par cœur. En 1954, les transistors du commerce sont en germanium. Le germanium se purifie et se cristallise plus facilement que le silicium, c’est le matériau des premiers transistors. Son défaut est connu de tous les ingénieurs de la défense : il décroche quand la température monte. Les transistors au silicium, eux, fonctionnent à des températures bien plus élevées, et l’armée américaine les réclame (Transistor Museum).

Dans le nez d’un missile, dans le cockpit d’un avion à réaction, un composant qui lâche à la chaleur est un composant inutilisable.

Le problème du silicium était ailleurs : il est beaucoup plus difficile à purifier et à faire cristalliser que le germanium (National Academies). Les experts de Dayton avaient donc raison sur le diagnostic. Ils se sont trompés sur le calendrier.

Ce matin-là, la salle avait conclu à partir de ce qu’elle savait. C’est le fonctionnement normal d’un cerveau humain : il produit la réponse la plus probable avec les informations disponibles, puis il la défend. Je décris ce mécanisme sous le nom de biais de statu quo, avec ses phrases signatures : « On a toujours fait comme ça », « On a déjà essayé », « Si c’était possible, d’autres l’auraient fait avant nous » (Mon livre, chapitre 6).

Un bécher, un tourne-disque et une clarinette

Teal savait qu’une affirmation pareille, lancée devant des ingénieurs sceptiques, ne survivrait pas à la pause café. Il avait donc préparé autre chose qu’un transparent.

Sur la table : un tourne-disque, un amplificateur et un bécher d’huile chaude. Le disque, c’est « Summit Ridge Drive », d’Artie Shaw. La clarinette remplit la salle.

Teal plonge dans l’huile un amplificateur équipé de transistors au germanium. La musique s’arrête net. Il recommence avec un amplificateur équipé des nouveaux transistors au silicium. La clarinette continue de jouer, imperturbable (National Academies).

Aucun graphique. Aucune courbe de courant de fuite. Un morceau de jazz qui meurt, puis un morceau de jazz qui survit.

À la fin de son intervention, Teal signale que des copies de son article attendent près de la porte du fond. La salle se rue vers la sortie, au point que le dernier orateur de la session se retrouve sans public. Quelques minutes plus tard, dans le hall, un ingénieur de Raytheon crie dans un téléphone que le Texas a le transistor au silicium (IEEE Spectrum).

Je vous laisse imaginer ce dernier orateur. Préparer un exposé pendant des semaines pour parler à des chaises vides, voilà une expérience qui forge l’humilité.

Bell Labs avait inventé, Texas Instruments a innové

Le récit habituel s’arrête là : le petit texan aurait battu toute l’industrie. Il faut le corriger, et la correction est plus utile que le mythe.

Le premier transistor au silicium fonctionnel est sorti des laboratoires de Bell Labs, dans le New Jersey. En janvier 1954, le chimiste Morris Tanenbaum en avait fabriqué un, grâce à une variante de la technique de croissance de jonctions mise au point par Morgan Sparks et un certain Gordon Teal (Computer History Museum). Tanenbaum trouvait cependant que son dispositif ne paraissait pas intéressant à fabriquer en série (IEEE Spectrum).

Bell Labs avait l’invention. Texas Instruments a fait le reste : la production, la mise sur le marché, les clients. L’équipe de Dallas a obtenu son premier transistor au silicium réussi le 14 avril 1954, avec du silicium de haute pureté fourni par DuPont et la technique des jonctions tirées (Computer History Museum). Quatre semaines plus tard, quand Teal parlait de sa poche à Dayton, la production avait déjà démarré (PBS).

Cette distinction, je la martèle dans mes conférences. Une invention est une création nouvelle. Une innovation suppose une mise en œuvre, une mise sur le marché ou une mise en exploitation. Sans mise en œuvre, on ne peut pas parler d’innovation (Mon livre, chapitre 3).

Le résultat se mesure. Le transistor de TI aux trois longues pattes est devenu célèbre et a fait de l’entreprise texane le seul fournisseur de transistors au silicium pendant plusieurs années (IEEE Spectrum). Avec peu de concurrence, TI a dominé ce marché jusqu’à ce que le silicium devienne le matériau préféré de l’industrie, à la fin de la décennie (Computer History Museum).

Détail savoureux : la même année, Texas Instruments conçoit la Regency TR-1, la première radio à transistors commercialisée. Elle fonctionne au germanium, parce que le silicium coûte alors beaucoup trop cher (Wikipedia). TI savait exactement à qui vendre sa prouesse : aux clients qui payaient pour la tenue en température. L’entreprise a réservé le silicium au marché où il résolvait un problème réel, et elle a laissé le germanium aux transistors bon marché.

Le mythe du génie solitaire

L’histoire retient Gordon Teal, l’homme au bécher. Elle oublie presque toujours Willis Adcock.

À Dallas, Teal avait recruté une équipe de scientifiques et d’ingénieurs dirigée par le chimiste Willis Adcock (Computer History Museum). C’est Adcock qui a fait croître le premier lingot de silicium qui a rendu le transistor possible, et l’article présenté à Dayton portait la signature d’Adcock et de Teal (National Academies).

Teal lui-même n’était pas sorti de nulle part. Chez Bell Labs, avec le technicien Ernie Buehler, il faisait déjà croître des monocristaux de silicium dopés en 1951 (IEEE Spectrum). Il a rapporté au Texas un savoir-faire, et il l’a confié à une équipe.

Derrière l’équipe, il y avait un dirigeant qui a parié. Le 14 avril, Teal montre un transistor au silicium fonctionnel à Pat Haggerty, vice-président de TI. Haggerty comprend que le premier à vendre ces transistors gagnera la partie, et l’entreprise passe à l’action sans attendre (PBS).

J’insiste sur ce point parce que le mythe de l’innovateur-héros fait des dégâts dans les entreprises. Il pousse les dirigeants à chercher le génie providentiel au lieu de construire l’équipe. Il est temps de l’oublier : il y a toujours une équipe qui mène un projet à bon port, guidée par un leader (Mon livre, chapitre 2). L’histoire donne ensuite le titre d’innovateur au leader, et le reste de l’équipe disparaît des photos.

La démonstration vaut tous les slides

Revenons dans la salle de Dayton. Teal avait le contenu technique. Il avait l’article, les mesures, la crédibilité de ses années chez Bell Labs. Ce qui a fait basculer l’auditoire, c’est une minute de clarinette.

Pourquoi ça marche ? Parce que l’auditoire n’a plus rien à croire. Il a vu. Face à toute nouveauté, le cerveau de vos interlocuteurs pose d’abord une question de survie : qu’est-ce que ça change pour moi, est-ce que je prends un risque ? Une démonstration répond à cette question avant même que le débat commence. Un tableau de chiffres, lui, ouvre le débat.

Dans mes conférences, le public vit chaque biais cognitif en direct, sous forme d’expérimentation. Je n’ai rien inventé : Teal faisait la même chose avec un bécher en 1954. C’est tout le sujet du pilier communication, présentations et prises de décision du système Intelligence Innovationnelle® (Mon livre, chapitre 10).

Faites l’exercice. Pensez au dernier projet que vous avez défendu devant votre comité de direction. Combien de slides ? Combien de démonstrations ? Sur une échelle de 0 à 5, à quel point vos présentations font-elles vivre la preuve au lieu de la décrire ? Soyez honnête. Je ne suis pas toujours à 5 moi-même.

Ce que votre comité de direction appelle « impossible »

Les ingénieurs de Dayton étaient compétents et informés. Ils raisonnaient avec les meilleures données de leur époque, et c’est précisément ce qui les a piégés. Leur expertise portait sur ce qui avait été tenté jusque-là. Elle ne disait rien de ce qu’une équipe de Dallas avait réussi quatre semaines plus tôt.

Notre succès passé peut être notre plus grand ennemi. Bell Labs avait inventé le transistor, puis fabriqué le premier transistor au silicium. Ce palmarès rendait improbable, aux yeux de tous, qu’un ancien fabricant d’instruments pétroliers passe devant sur la production. Le biais était confortable. Il était aussi faux.

Que faire lundi matin ? Quand quelqu’un affirme dans votre organisation qu’une chose est impossible, demandez-lui sur quelle expérimentation il s’appuie. Très souvent, la réponse est une absence d’expérimentation. Exigez des démonstrations, même imparfaites, avant les grandes présentations. Et cherchez qui, hors de votre secteur, a peut-être déjà résolu votre problème sans vous prévenir.

L’essentiel

Retenez quatre choses :

• Une invention reste au laboratoire tant que personne ne la produit. Bell Labs avait le premier transistor au silicium, Texas Instruments a eu le marché.
• Une démonstration convainc là où un exposé ouvre le débat.
• Le consensus des experts décrit le passé. Il ne vous dit pas ce qu’une équipe déterminée a peut-être déjà réussi.
• Derrière chaque héros d’une histoire d’innovation, cherchez l’équipe. Teal avait Adcock, Buehler, Haggerty et le silicium de DuPont.

Alors, qu’avez-vous dans votre poche que personne n’a encore vu fonctionner ? Innover ou agoniser, c’est vous qui voyez !

Références

• (Mon livre) https://philippeboulanger.com/fr/livre/
• (IEEE Spectrum) https://spectrum.ieee.org/the-lost-history-of-the-transistor
• (National Academies) https://nap.nationalacademies.org/read/12473/chapter/52
• (National Academies) https://www.nationalacademies.org/read/12473/chapter/2
• (Computer History Museum) https://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1954-Silicon.html
• (Computer History Museum) https://www.computerhistory.org/collections/catalog/102711691
• (PBS) https://www.pbs.org/transistor/science/events/silicont1.html
• (Transistor Museum) https://www.semiconductormuseum.com/PhotoGallery/PhotoGallery_901.htm
• (Wikipedia) https://en.wikipedia.org/wiki/Texas_Instruments