A series of articles on “Microelectronics and Silicon Valley - Part 11     

Địa thế của vùng Silicon Valley

Trần Trí Năng
 (University of Minnesota & Ecosolar International)

Silicon Valley’s transformation to a hi-tech Mecca happened more by random events than by design, and was a long time in the making. (Jay Schalin)

Chúng tôi đă tŕnh bày liên tục trong 10 số qua về những hoạt động liên quan đến vùng Silicon Valley, một trung tâm điện tử và internet lớn nhất thế giới với hơn 22 ngàn hăng thuộc loại high- tech kể cả những tên rất quen thuộc trong nhiều gia đ́nh như Intel, HP, Apple và eBay [1]. Một câu hỏi mà chúng ta nên đặt ra và tự trả lời là Silicon Valley có tự lúc nào và lư do tại sao nhiều vùng ở Mỹ, điển h́nh là Route 128 và nhiều nước trên thế giới không thành công trong việc tạo lập một trung tâm kỹ nghệ có tầm cỡ Silicon Valley. Trong số này, chúng tôi xin giới thiệu về địa l‎ư và sự bành trướng địa h́nh của vùng Silicon Valley theo thời gian.

Từ khóa: Silicon Valley, Gold Rush, the Valley of the Heart’s Delight, Varian Associates, Hewlett-Packard, Leland Stanford, Fred Terman, Stanford University, San Francisco Bay Area counties, Santa Clara County, Silicon Valley Joint Venture Index.

1. Câu chuyện bên lề thay lời tựa

Chúng tôi đến thăm Pearl Harbor nhân ngày kỷ niệm quân đội hoàng gia Nhật tấn công Mỹ ngày chủ nhật, 7 tháng 12, năm 1941. Trung tâm chính của khu vực này là USS Arizona Memorial được xây vào năm 1962 ở nơi tàu USS Arizona (BB-39) bị đánh ch́m và là nơi an nghỉ của 1,102 lính Mỹ . Ṭa nhà này dài 184 foot (56 m), có kiến trúc với hai đỉnh cao nối liền bởi khoảng thủng ở chính giữa. Theo ông Alfred Preis, kiến trúc sư xây ṭa nhà, hai đỉnh cao tượng trưng cho niềm kiêu hănh của Mỹ trước chiến tranh và sự b́nh phục trở lại sau chiến tranh; đoạn thủng ở giữa tượng trưng cho t́nh trạng trầm cảm bất ngờ xảy ra tại nước này sau cuộc tấn công bất ngờ ở Pearl Harbor [2]. Không khí ở đây khá trầm mặc. Đoàn du khách tiếp tục đi ngang qua những ṿng hoa mặc niệm [H́nh 2, bên trái] và dừng lại trước đài tưởng niệm với danh sách những người quá cố. Lá cờ Mỹ treo nửa chừng tung bay trong gió lúc nhẹ nhàng, lúc mănh liệt như tâm sự hỗn mang của những người đến đây hôm nay. Đưa tiễn, đón mời những ǵ đến và đi. Trong niềm khắc khoải nghẹn ngào của một thảm kịch con người.  

          

H́nh 1: USS Arizona Memorial [2] (h́nh bên trái) và hoàng hôn về trên Pearl Harbor (h́nh bên phải).

 

            

Hinh 2  . Vài ṿng hoa tưởng niệm những người thân (h́nh bên trái); và “Tears of Arizona “ (hinh bên phải).  

Đă hơn 70 năm rồi mà từ trên cao của ṭa nhà memorial, tôi c̣n có thể thấy vết dầu vẫn c̣n rỉ ra từ chiến hạm [H́nh 2, bên phải]. Vết dầu này thỉnh thoảng được gọi là “nước mắt của Arizona/the tears of the Arizona” hay “nước mắt màu đen/black tears”. 

“… Giọt nước mắt màu đen
Chảy ra từ ḷng biển
Tan tóc màu tang muôn ngàn biểu hiện
Khóc cho đau thương thảm kịch của con người. 

Bảy mươi năm trôi qua bao thay đổi trong đời
Biển vẫn khóc, vẫn quặn đau cùng quá khứ
Vết nhức c̣n sâu, chứng nhân lịch sử
Mở rộng ṿng tay chào đón những nụ cười. 

Biển vẫn màu xanh, vẫn vồn vă gọi mời
Trong t́nh tự thân thương những con người mới đến
Nắng vỡ thênh thang muôn ngàn sắc hiện
Tàu dừa xanh ngă bóng rộn cơn mơ…” 

Ánh mặt trời c̣n sót lại trong ngày phảng phất trên mặt biển, rọi sáng biên giới phân chia giữa sự hoang tàn, đổ nát và sự vươn lên hùng mạnh giữa hai con tàu [H́nh 3, bên trái]. Và ngay trong sự hoang tàng, người ta vẫn có thể t́m được một vài màu xanh của vài loại cây đang sống [H́nh 3, bên phải] .. Ḍng sinh diệt mặc khải trong sự vô thường.

Đang suy nghĩ mông lung, tôi chợt nhớ lại hai câu thơ của thiền sư Măn Giác : 

“…Mạc vị xuân tàn hoa lạc tận
Đ́nh tiền tạc dạ nhất chi mai…”
“…Chớ bảo xuân tàn hoa rụng hết
Đêm qua sân trước một cành mai…”

(Thiền sư Măn Giác) 

           

H́nh 3 : Ánh mặt trời chiếu rọi trên mặt biển làm biên giới giữa sự phá hoại và sự gầy đựng (h́nh bên trái).
Vài mảng màu xanh của nhánh cây trên chiếc tàu bị đánh đắm (h́nh bên phải).  

Phảng phất đâu đây muôn ngàn khuôn mặt với những hoàn cảnh kinh tế và những địa vị xă hội khác nhau : có người vui vẻ nói cười; có người trầm lặng suy tư. Tranh đấu, bon chen rồi cuối cùng cũng như những ḍng sông hội nhập về biển rộng. Rồi tất cả đều giống nhau…Chủng tộc, sắc màu chẳng qua chỉ là những lớp son hào nhoáng bên ngoài để cho đời “lợi dụng”!  

“…Trong ḷng vết tích hoang tàn và đổ nát
Vài cây xanh đang trổ nụ, đơm bông
Tử tử, sinh sinh lẫn quẫn trong ṿng
Sinh diệt, vô thường. Xác thân hữu hạn…” 

Rời USS Arizona Memorial, chúng tôi đi dọc theo con đường dẫn đến chiếc cầu trước mặt. Đứng đó một hồi lâu theo đuổi theo làn sóng xoáy lăn tăng, rồi nh́n những con tàu quân sự đang cập bến. Một cảm giác lâng lâng như đang xoắn sâu vào đầu. Ngày mai những con tàu này sẽ đi về đâu và góp phần ǵ trong việc xây đựng hay tàn phá theo những ly lẽ thông thường “ai đúng, ai sai” hay “ly kẻ mạnh bao giờ cũng thắng”?  

“… Mặt trời chiều phất phơ vài đốm sáng
Mang lại yêu thương, nồng ấm của một ngày
Biển lặng yên, em bé má hây hây
Cười toe toét, b́nh sửa tươi bên me…” 

Vài thế hệ đă trôi qua sau biến cố Pearl Harbor. Du khách về đây để t́m lại những ǵ đă qua và hy vọng vết thương lịch sử này sẽ không xảy ra nữa. T́nh nhân loại, t́nh người, niềm tin, sự thông cảm sẽ là những hành trang đưa con người gần nhau và thông cảm nhau hơn. Tại sao không xích lại gần nhau và thông cảm nhau hơn v́ chắc chắn chiến tranh sẽ đưa nhân loại đến hoang tàn, hủy diệt? 

2. Vài nét về Silicon Valley

2-1 Những mẫu chuyện liên quan đến Silicon Valley đề cập trong những số trước

- Trong ba người lănh giải Nobel về phát minh transistors (Bardeen, Brattain và Shockley), chỉ có Shockley là muốn mở hăng riêng để sản xuất transistors. Bắt đầu từ đầu thập niên 50’s, Shockley ít c̣n làm việc ở Bell Labs. Ông đi nhiều nơi để t́m cơ hội mới. Ông xin “leave of absence” ở Bell Labs vào năm 1953 về dạy ở Caltech (California Institute of Technology) được khoảng 4 tháng và sau đó làm cố vấn cho Weapons Systems Evaluation Group của Pentagon. Vào mùa đông 1954-1955, trong lúc dạy ở Stanford, ông t́m cách thiết lập cơ cấu để sản xuất hàng loạt transistors và Shockley diodes. Ông t́m được đối tác Raytheon quan tâm đến đề án của ông nhưng rồi kế hoạch này cũng kết thúc một tháng sau đó.

Trong lúc không t́m được hướng đi nào thỏa măn, Shockley cuối cùng may mắn được cơ hội gặp và nói chuyện với Arnold Beckman (cũng học ở Caltech ngày xưa), người sáng lập và tổng giám đốc Beckman Instruments. Vào đầu tháng 9, hai người gặp nhau tại Newport Beach, California. Shockley và Beckman đồng y tạo nên một division mới (Shockley Semiconductor) trong hệ Beckman Instruments để sản xuất “diffused-base transistors”. Beckman mặc dù biết rằng Shockley không thể thành công trong thế giới kinh doanh, nhưng ông không muốn kỹ thuật mới về transistors này lại lọt vào tay những hăng cạnh tranh với hăng ông. Beckman đồng ư hổ trợ tài chánh cho Shockley với điều kiện là trong hai năm phải có sản xuất hàng loạt về transistors ; và phí tổn năm đầu tiên vào khoảng 300.000 USD. Vào năm 1955, Shockley và Beckman hợp đồng. Beckman muốn Shockley mở hăng tại vùng Nam California gần Beckman Instruments; nhưng Shockley muốn về vùng gần Palo Alto nơi mẹ ông đang sống và nơi ông đă lớn lên và có liên hệ trong công việc nhất là GS Fred Terman của Stanford.

-V́ không thể nào t́m được những người trong Bell Labs muốn làm việc với Shockley [1], hết cách, ông “ criss-cross” nhiều nơi khác để tuyển dụng nhân viên có tài ngoài Bell Labs. Kết cuộc, có tám người (the Fairchild Eight sau này) đồng ư theo ông về vùng bắc California làm việc: Julius Blank, Victor Grinich, Eugene Kleiner, Jean Hoerni, Jay Last, Vic Jones, Gordon Moore and Robert Noyce.

- Nhóm “The Fairchild Eight” hay c̣n được biết với cái tên “The Traitoreous Eight” tùy theo góc cạnh nh́n hoặc từ phía ông Fairchild hay từ ông Shockley dùng để ám chỉ tám chuyên gia đă rời Shockley Semiconductor để mở hăng Fairchild Semiconductor vào ngày 18 tháng 9 năm 1957. Đối với nhiều người trong cộng đồng vi mạch, đây cũng là ngày sinh nhật của Silicon Valley. Danh từ “The Farchild Eight” hay “The Traitorous Eight” thực sự không phát ra từ miệng của Fairchild hay Shockley mà do giới báo chí đặt ra khoảng mười năm sau khi Fairchild Semiconductor được thành lập. Tám chuyên gia này thực ra là những “accidental entrepreneur” đă thành công chẳng những trong lănh vực kỹ thuật mà c̣n trong lănh vực kinh doanh và venture capital nữa. “Bad leadership” của Shockley đă làm họ rời Shockley Semiconductor để thành lập Fairchild Semiconductor; rồi “bad leadership” ở Fairchild trong việc từ chối cung cấp “investment options” như là h́nh thức để công nhận sự góp phần của nhân viên vào sự thành công của hăng đă khiến nhiều người rời Fairchild; trong số đó Robert Noyce và Gordon Moore. Nếu Shockley là một trong những “grandfather” của Silicon Valley, th́ có hơn 400 hăng đă bắt nguồn một cách trực tiếp hay gián tiếp từ những “ founding fathers/Fairchild Eight” này.

- Fairchild Semiconductor được thành lập bởi “California Group” với sự tài trợ của Sherman Fairchild, một nhà phát minh và cũng là một kỹ nghệ gia. “California Group” gồm có The Faichild Eight cộng thêm Arthur Rock và Afred Boyle của Hayden Stone investment firm. Fairchild sản xuất sản phẩm thương mại silicon mesa transistors đầu tiên và phát minh planar technology, một trong những mấu chốt kỹ thuật căn bản để tạo ra mạch tích hợp (integrated circuits). Giữa tháng 10, trụ sở đặt tại tại 844 East Charleston Road, Mountain View, nằm ở phía bắc khoảng vài miles từ hăng Shockley Semiconductor.

-Vào tháng 12 năm 1957, Hoerni viết những ư nghĩ của ông về planar technology trong quyển sổ tay thí nghiệm với nhan đề “Method of protecting exposed p-n junctions at the surface of silicon transistors by oxide masking techniques”. Câu đầu tiên của Hoerni là :This general idea underlying this invention is the building up of an oxide layer prior to diffusion of dopant atoms at the places on the surface of the transistor at which p-n junctions are expected to emerge from the body of the semiconductor. The oxide layer so obtained is an integrant (sic) part of the device and will protect the otherwise exposed junctions from contamination and possible electrical leakage due to subsequent handling, cleaning, [and] canning of the device”. Lợi điểm khác của phương pháp Hoerni là những đường dây dẫn điện có thể kết nối hữu hiệu và tất cả mọi công đoạn chế tạo có thể thực hiện trên cùng một phía của tấm nền silíc . Đây là lợi điểm rất quan trọng trong việc chế tạo IC sau này. Vào thời điểm Hoerni đề nghị ư tưởng này, Fairchild không có khả năng để thực hiện. Thêm vào đó, lúc đó tất cả mọi năng lực và thời gian của Fairchild đều dồn vào việc sản xuất mesa transistors- mục tiêu đầu tiên của hăng . Và sau khi kỹ thuật về khuếch tán (diffusion từ Bell Labs.), oxide masking (từ Bell Labs) và photolithography được thiết lập, Hoerni trở lại thực hiện ư tưởng ban đầu của ḿnh. Với sự giúp đỡ kỹ thuật của Jay Last, vào tháng ba năm 1959; Hoerni chế tạo thành công prototype planar transistors và tránh được những yếu điểm của mesa transistors và c̣n làm cho linh kiện điện tử nhẹ, nhỏ hơn và giá thành sẽ rẻ hơn.

- Ở Fairchild, Vào ngày 23 tháng 1 năm 1959, với sự thúc dục của luật sư phụ trách về bằng sáng chế và với mô h́nh và sự thành công về planar technology của Hoerni, Noyce viết vào trong sổ tay thí nghiệm của ông nhan đề “Method of isolating multiple devices” đề nghi tất cả transistors được nối kết với nhau theo quy tŕnh chế tạo nguyên khối (monolithic approach) và những linh kiện điện tử được giữ cách nhau bằng lớp silicon oxide. Giải pháp này giải quyết được những yếu điểm trong phát minh của Kilby của Texas Instruments. Bob Noyce t́m cách kết nối bằng cách tích hợp các linh kiện điện tử và mạch liên kết với nhau và cách biệt những bộ phận này bằng lớp silicon oxide. Noyce cũng đề nghị đặt trên lớp silicon oxide các mạch tiếp nối bằng nhôm (aluminum interconnections) giữa hai thành phần điện tử và để cách điện với tấm nền silíc nằm phía dưới..

- Robert Noyce và Gordon Moore rời Fairchild Semiconductor vào năm 1968 để mở hăng Intel, sau này trở thành chipmakers lớn nhất thế giới. Bốn người trong nhóm “The Fairchild Eight” [1] Jean Hoerni, Eugene Kleiner, Jay Last và Sheldon Roberts rời Fairchild năm 1961 lập ra hăng Amelco. Kế tiếp theo, Victor Grinich rời Fairchild vào năm 1968 về dạy ở Stanford và Berkeley và Julius Blank quyết định đi làm chuyên gia tư vấn vào năm 1969. Thêm vào đó, một số hăng khác cũng được thành lập do một số nhân viên từ Fairchild, trong số đó có AMD, National Semiconductor, LSI Logic, Altera và Xilinx. Về lănh vực tài chánh, venture capital được thành lập bởi nhân viên cũ của Faichild kể cả Kleiner và Perkins- những người đă đóng vai tṛ quan trọng ở Sequoia Capital, một cơ quan lớn về lănh vực hổ trợ tài chánh trong vùng (nên nhớ là trước đó không có venture capital ở vùng West Coast; hầu hết nằm ở vùng East Coast!). Sự phát triển dây chuyền bắt đầu từ Fairchild làm nền tảng cho sự thành h́nh của Silicon Valley sau này : Noyce là mentor của Steve Jobs; Steve lại trở thành advisor cho Google founders (Sergey Brin và Larry Page). Về phương diện kỹ thuật, bốn đóng góp then chốt của Fairchild trong công nghệ vi mạch là: silicon mesa transistors, planar technology, integrated circuits và MOS transistors.  

2-2 Địa thế của Silicon Valley

H́nh 4. Welcome to Silicon Vally [2]

Với California’s Gold Rush 1849, trong ṿng một năm số người dân di cư vào tiểu bang California gia tăng 100,000 người từ con số 1,000 vào năm 1848 gia tăng đến trên 100,000 người vào năm 1849. Gold Rush bắt đầu từ South Fork River và vàng lần đầu tiên t́m được bởi James Marshall ở Coloma gần Sacramento (từ freeway 80 đi dọc theo highway 49). Hiện có bức tượng của ông này ở Coloma. Hiện tại vùng Coloma có tổ chức lễ khám phá vàng (gold discovery festival) vào ngày 24 tháng giêng mỗi năm.

 

H́nh 5. Lích sử của Silicon Valley [3]. 

Silicon Valley tọa lạc chung quanh Stanford University, trải rộng từ phía đông của San Francisco Bay, qua phía tây của Santa Cruz Mountains và nằm về phía đông nam của Coast Range. Vào đầu thế kỷ 20th, đây là một vùng trồng trái cây như trái mơ (apricot), mận (plum) và trái anh đào đỏ (cherry), được biết với cái tên “the Valley of Heart’s Delight”. Theo tài liệu của Carolyn Tainai [4], th́ 60 năm trước, Stanford University gặp phải vấn đề về tài chánh trong kế hoạch phát triển nhanh chóng trường để đáp ứng nhu cầu đ̣i hỏi sau chiến tranh, ban lănh đạo của trường quyết định chuyển nhượng môt phần đất trong số 8.000 acres của trường -do Leland Stanford, thống đốc của California chuyển nhượng lúc trước- cho những các hăng xưởng trong ṿng 99 năm. Từ đó manh nha ra “Stanford Industrial Park” vào thập niên 50’s. Mục đích chính là tạo trung tâm kỹ nghệ cao và tạo cơ hội để những hăng xưởng này làm việc với trường theo chủ trương của GS Fred Terman [1], phân khoa điện của đai học. Ông muốn sinh viên tốt nghiệp ở lại vùng Cali thay v́ phải đi khoảng 3.000 miles về làm việc ở vùng East Coast. Khách hàng đầu tiên kư khế ước với University of Stanford là Varian Associates vào năm 1951; và sau đó những hăng đời vào ṭa nhà đầu tiên của trung tâm là Eastman Kodak, General Electric, Preformed Line Products, Admiral Corporation, Shockley Semiconductor của Beckman Instruments, Lockheed, Hewlett-Packard và nhiều hăng khác theo sau đó [4] 

H́nh 6. Bắt đầu từ Santa Clara county, Silicon Valley bành trướng sang những quận khác trong vùng [3].

 

Silicon Valley Map 2000

. H́nh 7: Vùng Silicon Valley [3, 5]- Tái liệu từ Joint Venture, Silicon Valley Network.

Địa thế của Silicon Valley thay đổi theo thời gian. Vùng này giờ gồm Santa Clara County cộng thêm San Mateo, Alameda và Santa Cruz counties [H́nh 6]. Để phản ảnh trung thực hơn, vùng Silicon Valley, the 2011 Index, bao gồm cả San Mateo County. Những thành phố sau đây nằm trong vùng Silicon Valley: Campbell, Cupertino, Gilroy, Los Altos, Los Altos Hills, Los Gatos, Milpitas, Monte Sereno, Morgan Hill, Mountain View, Palo Alto, San Jose, Santa Clara, Saratoga, Sunnyvale, Fremont, Newark, Union,Atherton, Belmont, Brisbane, Broadmoor, Burlingame, Colma, Daly City, East Palo Alto, Foster City, Half Moon Bay, Hillsborough, Menlo Park, Millbrae, Pacifica, Portola Valley, Redwood City, San Bruno, San Carlos, San Mateo, South San Francisco, Woodside và Scotts Valley [H́nh 7].  

3. Lời kết

Vùng Silicon Valley càng ngày càng lớn mạnh với hơn hai triệu người, trong số đó khoảng một triệu người sống ở San Jose (thống kê 2009). Về số người với cấp bằng đại học hay cao hơn, người Á Châu chiếm tỉ lệ cao nhất (57%), tiếp theo là người da trắng (51%). Trong số tới chúng tôi sẽ tŕnh bày về lịch sử và những hoạt động của vùng Silicon Valley trước khi Shockley Semiconductor được thành lập vào năm 1957 

 

4. Tài liệu tham khảo

[1] Xin tham khảo những bài viết trước đang trong ERCT của cùng tác giả.
[2]  http://en.wikipedia.org/wiki/USS_Arizona_Memoria

[3] Dong-Hyuk Ju and K. Knight, 201
[4] Carolyn Tainai: “Fred Terman,The father of Silicon Valley”, 1995.

[5] The Silicon Valley Joint Venture  Index 2011