Kursy • Poradniki • Inspirujące DIY • Forum
Pod koniec II Wojny Światowej Japonia usilnie szukała sposobu na odwrócenie losów konfliktu na Pacyfiku.
Podobnie jak nazistowskie Niemcy chwaliły się kolejnym wunderwaffe, tak i w kraju kwitnącej wiśni powstawały projekty mające być panaceum na wszelkie problemy.
Jednym z takich projektów były bomby kierowane Ke-Go, czyli zrzucana z samolotu konstrukcja, bazująca na podczerwieni. W pierwotnym założeniu bomba miała samoistnie wykrywać źródła ciepła i dzięki ośmiu skrzydłom korygować swój lot, tak aby precyzyjnie uderzać w cel.
Nad projektem Ke-Go pracowali między innymi Akio Morita i Masaru Ibuka. Dwójka ta spotkała się po raz pierwszy w 1944 roku. Ibuka był już wówczas doświadczonym inżynierem, którego firma dostarczała wojsku lampowe woltomierze oraz komponenty do budowy radarów.
Znacznie młodszego Morite, mimo że nie miał on większego doświadczenia technicznego, wcześniej dosłużył się jedynie stopnia porucznika w cesarskiej marynarce, przydzielono do tego samego zespołu, którego technologia miała uratować Japonię.
Japońska samonaprowadzająca bomba Ke-Go
Jednak co typowe dla upadających mocarstw, cudowna broń, jaką miały być samonaprowadzające bomby okazały się porażką. Pierwsze testy ujawniły, że tylko pięć lub sześć z pięćdziesięciu zrzuconych bomb, trafiło w cel. Wówczas zdecydowano o rozpoczęciu prac nad kolejną wersją Ke-Go, ale wojna skończyła się szybciej niż powstał pierwszy jej prototyp.
Pracujący w tym samym zespole Ibuka i Morita spędzili ze sobą wiele czasu, czego efektem była dobra znajomość, która w późniejszym czasie miała zaowocować powstaniem jednej z najbardziej rozpoznawalnych firm technologicznych i to właśnie tą historią zajmiemy się dzisiaj.
Po kapitulacji Japonii Ibuka wraz z zespołem inżynierów pracujących w jego firmie wrócił do Tokio. Ostatnie miesiące wojny spędzili oni na prowincji, chroniąc się przed nalotami na Japońską stolice, które w 1945 roku były nader częste.
Masaru Ibuka i Akio Morita
Sytuacja w zrujnowanym kraju była bardzo ciężka, nikt nie potrzebował już produkowanych przez Ibuke elektronicznych sprzętów, Japończyk nie chciał jednak porzucać własnego przedsiębiorstwa.
Uważał on, że jego największym atutem jest niewielki zespół, który udało mu się zbudować. Początkowo płacił on swoim pracownikom z własnej kieszeni, z pieniędzy, które zarabiał na zbieraniu ryżu i ziemniaków.
Nie chcąc porzucać firmy, Ibuke planował się przebranżowić, rozważał on wiele pomysłów od prowadzenia niewielkiego sklepiku po gastronomię, jednak dość szybko pojawiła się nisza, w której znalazł on swoje miejsce. Japończyk wraz ze swoim zespołem zaczął naprawiać i sprzedawać stare radioodbiorniki. Dzięki temu o jego firmie wspomniano w krótkim felietonie, który pojawił się w gazecie Asahi Shimbun.
Gazeta Asahi Shimbun
Jednym z czytelników Asahi Shimbun był też Akio Morita, czyli dawny znajomy Ibuke. Jako że on również mieszkał w Tokio, postanowił odnowić dawną znajomość, która skończyła się wraz z końcem projektu Ke-Go.
Ibuke dość szybko zaproponował pracę staremu znajomemu, tan jednak planował karierę nauczyciela. Ta jednak dość szybko została przekreślona decyzją amerykańskiej kwatery okupacyjnej, która zakazała byłym oficerom pracy w szkołach i na uniwersytetach. I tym sposobem los dwójki znajomych ponownie się połączył.
Akio Morita
Obaj panowie postanowili założyć nową, wspólną firmę - Tokyo Tsushin Kogyo Kabushiki Kaisha, co dosłownie można przetłumaczyć jako Tokijska Firma Inżynierii Telekomunikacyjnej. Przyszłość zapowiadała się świetnie, głównie przez fakt, że rodzina Mority postanowiła wesprzeć biznes byłego wojskowego kwotą około 60 000 dolarów, co było naprawdę sporą sumą.
Zastanawiające może być, skąd w zrujnowanym państwie rodzina Mority wzięła taką kwotę, ale odpowiedź jest dość prosta. Byli oni właścicielami jednej z największych i najstarszych, działających od ponad 300 lat destylarni sake, dzięki czemu nie narzekali na brak funduszy. Co więcej, nawet w późniejszych latach, gdy Tokyo Tsushin Kogyo Kabushiki Kaisha brakowało pieniędzy, pojawiała się rodzina Mority, która w pewnym momencie posiadała 17% udziałów w tym przedsięwzięciu.
Bez Mority Ibuka nie sprzedałby żadnego ze swoich wynalazków, a bez Ibuki Morita nie miałby nic do sprzedania. Tak po latach opisywano tandem, który stworzyli Japończycy. I trzeba przyznać, było w tym sporo prawdy, bo panowie świetnie się dogadywali.
Masaru Ibuka i Akio Morita
Ibuka był dość cichym i wycofanym inżynierem, który udowodnił swoją wartość już wcześniej, prowadząc własny biznes. Jego celem było tworzenie elektroniki dla zwykłych ludzi, choć brakowało mu dobrego wyczucia, czego ci ludzie chcieli.
Znana jest historia, jeszcze sprzed pojawienia się Mority, w której Japończyk zaprojektował przypominający beczkę garnek do gotowania ryżu. W sumie powstało sto takich garnków, ale żaden z nich się nie sprzedał, czego przyczyną mogło być to, że nie do końca radził sobie z gotowaniem ryżu.
Z drugiej strony Morita był swego rodzaju przeciwieństwem Ibuki, znacznie bardziej ekstrawertyczny i otwarty, wszędzie byłego pełno. W późniejszych latach mówiono, że to właśnie on w dużej mierze zarządza firmą, podejmując wszystkie kluczowe decyzje.
Garnek do gotowania ryżu zaprojektowany przez Masaru Ibuka
Powstałe w Tokio przedsiębiorstwo zaczynało od naprawy i sprzedaży starych radioodbiorników, ale nie był to szczyt marzeń dwójki założycieli. Ich celem było zbudowanie czegoś swojego.
Jednym z ich pierwszych sukcesów była produkcja lampowych woltomierzy. Nie był to nowy projekt, bo Ibuka dostarczał już tego typu konstrukcje japońskiej armii w czasie wojny, ale tym razem urządzenia dedykowane było szkołom, laboratoriom i prywatnym użytkownikom.
Sprzedaż na poziomie 30 do 40 sztuk miesięcznie wraz z nadal funkcjonującym serwisem radioodbiorników pozwoliła firmie zarabiać, na tyle dużo, aby zając się kolejnymi projektami. Były to między innymi urządzenia i komponenty dedykowane do sprzętu radiowo telewizyjnego dla firmy NHK. Jednak to nadal nie było „to”.
Masaru Ibuka i Akio Morita
W tamtym czasie dwójka założycieli natknęła się przypadkowo na prosty magnetofon, wykorzystujący papierowe taśmy jako nośnik danych. Obaj dość zgodnie uznali, że to właśnie ten sprzęt podbije rynek konsumencki.
Firma kupiła podobne urządzenie i z pomocą tak zwanej inżynierii wstecznej zaprojektowała własny magnetofon. Jego działanie w dużej mierze zależało od jakości taśmy, na której zapisane były dane. Wykonanie jej z tworzywa, było praktycznie niemożliwe, bo było to niezwykle drogie i powszechnie niedostępne.
Dlatego tak jak w oryginale zdecydowano się na papier pokrywany tlenkiem żelaza i zabezpieczany lakierem. Początkowo jakość taśm była tragiczna, a nagrany na nich dźwięk nijak nie przypominał puszczanego testowo „Moshi Moshi”.
Proces produkcji GT-3
Z czasem jednak zespołowi udało się opanować proces tworzenia papierowych nośników danych. Pierwszy magnetofon sprzedawany był w sklepie Oden na dworcu kolejowym w Tokio, gdzie odtwarzana była melodia, mająca przyciągnąć potencjalnych klientów.
Niestety tak jak garnek do ryżu, tak i magnetofon nie sprzedawał się najlepiej, choć przyniósł on firmie pewne zyski. Urządzeniem zainteresowali się rządowi urzędnicy, dzięki czemu podpisano kontrakt na całkiem sporo urządzeń dostarczonych instytucjom publicznym.
Brak powszechnego sukcesu magnetofonu irytował dwójkę założycieli, jednak dość trafnie zdiagnozowali oni przyczynę takiego stanu rzeczy. Magnetofon był zbyt skomplikowany i zbyt drogi, aby mógł sobie na niego pozwolić zwykły mieszkaniec kraju kwitnącej wiśni. Recepta była tylko jedna – zmniejszyć koszty.
Na przełomie lat 50. i 60. jedną z opcji uproszczenia elektroniki było zastosowanie tranzystora - produktu dopiero co rodzącego się, a dziś stanowiącego fundament olbrzymiego przemysłu półprzewodnikowego. Japończycy w tamtym czasie mieli tak naprawdę tylko jedną opcję - zakup licencji. Ta musiała pochodzić oczywiście ze Stanów Zjednoczonych z RCA lub Western Electric, firmy ściśle związanej z dobrze znanym Bell Labs.
Fragment notatek Williama Shockleya
Pierwszym zaprezentowanym światu tranzystorem w Bell Labs była tak zwana konstrukcja punktowa. Potrafiła ona wzmacniać sygnały podobnie jak lampa próżniowa, ale brakowało jej stabilności. Dlatego szybko zapowiedziano konstrukcję złączową, nadającą się znacznie lepiej do użytku komercyjnego.
Tematem tranzystorów dość szybko zainteresowało się również przedsiębiorstwo RCA, tworząc własną konstrukcję, bazującą na dwóch niewielkich kulkach indu z umieszczonym między nimi plastrem germanu. Konstrukcja ta okazała się strzałem w dziesiątkę.
Logo firmy RCA z 1921 roku
RCA już od 1952 roku oferowało tranzystorowy „patent”. W rzeczywistości był to niezwykle rozbudowany pakiet, firma oferowała nie tylko technologie, ale też bazę wiedzy o wytwarzaniu półprzewodników.
Zasadniczo zgłaszając się do RCA, moglibyśmy uzyskać dosłownie wszystko – wiedzę jak zaprojektować tranzystor, jak go wyprodukować, jak go wykorzystać i jak go sprzedać. Oczywiście technologia ta nie należała do najtańszych, ale w pierwszym zorganizowanym przez RCA sympozjum wzięło udział aż osiemdziesiąt firm.
Western Electric działało w nieco inny sposób. Oferowano przede wszystkim gotowe już tranzystory, ale jeśli ktoś chciał, mógł kupić też dokumentację techniczną. W rzeczywistości, był to po prostu stos papierów przekazywanych przez WE wraz z informacją „Baw się sam, my Ci nie pomożemy tak jak RCA”. Model ten wyglądał bardzo podobnie jak wczesne licencjonowanie Uniksa, bazujące na tej samej zasadzie – użytkownik dostaje wszystko, ale radzić musi sobie sam.
Logo firmy Western Electric
Ibuka udał się do Stanów Zjednoczonych po raz pierwszy w 1952 roku, a jego celem było przede wszystkim zaznajomienie się z amerykańskim rynkiem magnetofonów. Będąc jednak w Nowym Jorku, spotkał się ze swoim znajomym Shido Yamade, pracującym jako makler giełdowy.
Dowiedział się od niego, że za 25 tysięcy dolarów można uzyskać licencję na tranzystor od Western Electric. Jak wspominał sam bohater, w tamtym czasie jego wiedza o tranzystorach była dość niewielka, jednak wiedział o ich istnieniu i potencjale, dlatego postanowił skontaktować się z WE.
Powiązana z Bell Labs firma kierując się pewną podejrzliwością, zadawała Ibuce dość sporo pytań, interesowała ich historia firmy, raporty finansowe i potencjalne wykorzystanie tranzystora. Jednak mimo początkowej niechęci Amerykanie godzą się sprzedać swój patent na tranzystory.
Masaru Ibuka
25 tysięcy dolarów to całkiem sporo, w dzisiejszych czasach byłoby to około 300 tysięcy, dlatego też Ibuka wraca natychmiast do Japonii, aby zgromadzić potrzebą kwotę.
Nie jest to łatwe, bo dostępność dolara była wówczas dość mała, dlatego Japończyk udał się do MITI, czyli najwyższego organu Japońskiej polityki przemysłowej. Co zabawne w pierwszym momencie został on wyśmiany, jak to możliwe, że mała firma bez doświadczenia w produkcji lamp elektronowych chce produkować tajemnicze tranzystory, ale po wyjaśnieniu całej sytuacji jeden z założycieli otrzymuje niezbędną gotówkę.
Choć zakup tranzystorowej licencji motywowany był chęcią uproszczenia magnetofonu, Ibuka dość szybko wpadł na nowy pomysł – radio. Urządzenie bazujące na półprzewodnikach mogłoby być niewielkie, wręcz kieszonkowe i to właśnie ten projekt maiłby potencjał zawojować rynek konsumencki.
Na drugą rundę rozmów z Western Electric rusza ledwie znający angielski Morita. Jak wspominał później Frank Mascarich wiceprezes ds. licencjonowania w WE, Japończyk wywarł pozytywne wrażenie, był nieco roztargniony, ale wydawał się naprawdę wierzyć w wizję japońskiej produkcji tranzystorów. Dlatego też mimo wcześniejszych podejrzeń umowa zostaje podpisana.
Akio Morita
Morita wraca do Japonii z paczką półprzewodnikowych elementów i książką „Transistor Technology” napisaną w Bell Labs. W tym samym czasie w Tokio powstał już zespół złożony z pięciu osób pod przewodnictwem Kazuo Iwame, którego zadaniem było przygotowanie gruntu pod przyszłą produkcję.
Niestety pierwsze wyprodukowane elementy nie są zbyt dobre, brak im kluczowych parametrów, a ich powtarzalność jest znikoma, przez co nie można zastosować ich w tranzystorowym radiu. Japończycy zwracają się z tym problemem za ocean, ale odpowiedź Western Electric jest dla nich sporym zaskoczeniem.
„Przecież mieliście produkować aparaty słuchowe”, nie jest to wielkim zaskoczeniem, bo pierwszymi urządzeniami bazującymi na tranzystorach były właśnie aparaty słuchowe, jednak nie to było celem zespołu z Tokio. Niestety dalsze tłumaczenia WE nie napawają optymizmem, Ibuka i Morita dowiadują się, ze wcześniej już dwustu innych licencjobiorców próbowało produkować radia, ale żadnemu z nich się to nie udało.
Trzy tomy książki "Transistor Technology"
To jednak nie uśmierca entuzjazmu Japończyków. Na kolejną podróż za ocean wybiera się Ibuka wraz z Iwamem. Ich celem było odwiedzenie jak największej ilości fabryk, które zajmują się półprzewodnikami.
Efektem tych wizyt są cztery teczki dokumentów nazywanych raportem Iwamy. Te na bieżąco wysyłane były do Japonii, gdzie zespół analizował wszystkie zebrane informacje w porównaniu z tymi zawartymi w otrzymanym od Western Electric patencie.
Tranzystorowe radio, które zamierzano produkować w Japonii, miało być odbiornikiem superheterodynowym. Czyli dokładnie tym samym co wszystkie współczesne odbiorniki FM.
Ibuka prezentujący linie do produkcji tranzystorów
Stacja radiowa nadaje sygnał, który odbierany jest przez urządzenie, a następnie wzmacniany i mieszany z dodatkowymi sygnałami pochodzącymi z lokalnego oscylatora. W ten sposób powstaje tak zwana częstotliwość pośrednia przekształcana dalej w emitowany przez głośnik dźwięk.
Tranzystory w tego typu konstrukcji musiała charakteryzować bardzo dobra wydajność przy wysokich częstotliwościach i w tym tkwił główny problem. Choć półprzewodnik działał w „zwyczajnych” warunkach, to wraz ze wzrostem częstotliwości pojawiały się co raz większe zniekształcenia. Dlatego też inżynierowie postanowili ulepszyć proces produkcji udostępniony przez Western Electric.
W tamtym czasie zasadniczo istniały dwa sposoby wytwarzania tranzystorów złączowych. W pierwszym z nich, wspomnianym już wcześniej, między dwie krople indu wstawiano german tworząc półprzewodnikową kanapkę.
Iwama poznał ten proces przy okazji wizytacji amerykańskich fabryk, ale z góry go odrzucił, twierdząc, że metoda ta nadaje się tylko do małoseryjnych produkcji, a chcąc budować tranzystory na szeroką skalę należy zastosować rozwiązania znane z Bell Labs.
Inżynierowie Tokijskiej Spółki Telekomunikacyjnej w 1946 r
Metoda Czochralskiego, opracowana co ciekawe przez polskiego chemika Jana Czochralskiego w 1916 roku jest jedną z najpowszechniej stosowanych metod wytwarzania monokryształów półmetali, metali i ich stopów. Z tego też rozwiązania korzystano w Bell Labs, w czasie, gdy kryształ „rósł”, domieszkowano go innymi pierwiastkami, otrzymując w ten sposób obszary o większej ilości dodatnich lub ujemnych nośników energii.
Prof. Jan Czochralski
Iwama obserwował pracę maszyn tworzących tranzystory z pojedynczego kryształu germanu podczas wizyty w Stanach, skrupulatnie notując informacje o ich budowie i działaniu, tak aby móc odtworzyć je w Japonii. Dodatkowo zwrócił się też do samego Western Electric o udostępnienie dokumentacji, prośba ta jednak została odrzucona.
Po powrocie do kraju rozpoczęto modyfikacje stworzonej wcześniej linii produkcyjnej tak, aby, jak najbardziej przypominała ona rozwiązania amerykańskie. Skończyło się to połowicznym sukcesem, wytwarzane tranzystory PNP działały, ale nadal nie nadawały się do zastosowania w radioodbiorniku. Potrzebne było inne rozwiązanie.
Sytuacja wydawała się bez wyjścia, Tokijska firma zdobyła licencję, uruchomiła produkcję tranzystorów, inwestując w to olbrzymie pieniądze, a efektem były jako tako działające elementy, które nie za bardzo było w czym zastosować. Dlatego zaczęto szukać sposobów i rozwiązań, które mogłyby odwrócić bieg historii - brzmi to znajomo.
Produkcja tranzystorów metodą Czochralskiego w Raythone rok 1956
Jednym z pomysłów było odwrócenie polaryzacji, skoro tranzystor PNP nie działa dość dobrze, to zbudujmy NPN. Teoretyzowano wówczas, że tego typu półprzewodnik może być szybszy i przez to bardziej wydajny przy większych częstotliwościach. Opierało się to na założeniu, że ujemne nośniki ładunku poruszają się szybciej niż elektronowe dziury.
Pracom nad nowym tranzystorem zajął się Tetsuo Tsukamoto, pochodzący z Tajwanu Japończyk. Eksperymentował on z domieszkowaniem, stosując fosfor i antymon lub ind.
Jednak mimo wielu prób Tsukamoto nie potrafił powtórzyć sukcesu, wydawało się, że powstała próbka była dziełem przypadku. Poza tym analizując dokładnie wszelkie materiały zdobyte w Bell Labs, znaleziono informację mówiącą, że domieszkowanie fosforem nie działa i należy wykorzystywać inne pierwiastki. Jednak mimo to Tsukamoto się nie poddał i po około trzech tygodniach, opracował stabilną metodę domieszkowania fosforem, tworząc tym samym działający tranzystor NPN.
Zaskoczeni tą informacją Ibuka i Morita, postawili wszystko na jedną kartę, rozpoczynając masową produkcję półprzewodników domieszkowanych fosforem. Jednocześnie stosując je w swoim projekcie radia. Słuszność ich koncepcji zdawały się potwierdzać informacje zza oceanu o pierwszym tranzystorowym radioodbiorniku wyprodukowanym przez Texas Instruments.
Radio TR-55.
Na początku 1955 roku japońskie urządzenie było gotowe. Zastosowano w nim trzy tranzystory domieszkowane fosforem i dwie klasyczne konstrukcje złączowe. Opracowane przez Tsukamoto elementy nadal miewały pewne problemy, przez co tranzystory trzeba było testować przed umieszczeniem ich w gotowym radioodbiorniku, ale były to typowe choroby wieku dziecięcego, które z czasem wyeliminowano.
W sierpniu 1955 roku na półki sklepowe trafia TR-55, bo pod taką nazwą sprzedawano urządzenia za cenę około 980 dolarów. Początków klienci narzekali nieco na jakość dźwięku, porównując kieszonkowy radioodbiornik do znacznie większych i droższych konstrukcji lampowych, ale z czasem cena i mobilność okazała się aż nadto atrakcyjna.
W tym samym czasie Ibuka i Morita uznali, że długa i skomplikowana japońska nazwa ich firmy nie ma większego sensu, zwłaszcza że planowali oni sprzedawać swoje produkty poza krajem kwitnącej wiśni i w ten sposób powstało dobrze dziś znane wszystkim Sony.
Źródła: [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14]
Dokumentacja techniczna (nota katalogowa) to dokument, który opisuje element elektroniczny. Są tam podane m.in. liczne parametry, wykresy... Czytaj dalej »
Przeczytaj powiązane artykuły oraz aktualnie popularne wpisy lub losuj inny artykuł »
Dołącz do 30 tysięcy osób, które otrzymują powiadomienia o nowych artykułach! Zapisz się, a otrzymasz PDF-y ze ściągami (m.in. na temat mocy, tranzystorów, diod i schematów) oraz listę inspirujących DIY z Arduino i RPi.
Trwa ładowanie komentarzy...