Mohamed M. Atalla ( árabe : محمد عطاالله ; 4 de agosto de 1924 - 30 de diciembre de 2009) fue un ingeniero, físico , criptógrafo , inventor y empresario egipcio-estadounidense . Fue un pionero de los semiconductores que realizó importantes contribuciones a la electrónica moderna . Es más conocido por inventar, junto con su colega Dawon Kahng , el MOSFET (transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor, o transistor MOS) en 1959, que junto con los procesos de pasivación de superficies anteriores de Atalla , tuvo un impacto significativo en el desarrollo de la industria electrónica . También es conocido como el fundador de la empresa de seguridad de datos Atalla Corporation (ahora Utimaco Atalla ), fundada en 1972. Recibió la Medalla Stuart Ballantine (ahora Medalla Benjamin Franklin en física) y fue incluido en el Salón Nacional de la Fama de Inventores por sus importantes contribuciones a la tecnología de semiconductores, así como a la seguridad de datos.
Nacido en Port Said , Egipto, estudió en la Universidad de El Cairo en Egipto y luego en la Universidad de Purdue en los Estados Unidos, antes de unirse a Bell Labs en 1949 y luego adoptar los nombres profesionales más anglicanizados " John " o " Martin " M. Atalla . Hizo varias contribuciones importantes a la tecnología de semiconductores en Bell Labs, incluido su desarrollo del proceso de pasivación de superficies y su demostración del MOSFET con Kahng en 1959.
Su trabajo en MOSFET fue inicialmente pasado por alto en Bell, lo que llevó a su renuncia de Bell y a unirse a Hewlett-Packard (HP), fundando su Semiconductor Lab en 1962 y luego HP Labs en 1966, antes de irse para unirse a Fairchild Semiconductor , fundando su división Microwave & Optoelectronics en 1969. Su trabajo en HP y Fairchild incluyó investigación sobre diodos Schottky , arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de arseniuro de galio (GaAsP), arseniuro de indio (InAs) y tecnologías de diodos emisores de luz (LED). Más tarde dejó la industria de semiconductores y se convirtió en empresario en criptografía y seguridad de datos . En 1972, fundó Atalla Corporation y presentó una patente para un sistema de seguridad de número de identificación personal (PIN) remoto. En 1973, lanzó el primer módulo de seguridad de hardware , el "Atalla Box", que encriptaba los mensajes PIN y de los cajeros automáticos , y luego protegió la mayoría de las transacciones en cajeros automáticos del mundo. Más tarde, en la década de 1990, fundó la empresa de seguridad de Internet TriStrata Security. Murió en Atherton , California , el 30 de diciembre de 2009.
Mohamed Mohamed Atalla [2] [3] [4] nació en Port Said , Reino de Egipto . [5] Estudió en la Universidad de El Cairo en Egipto, donde recibió su licenciatura en Ciencias . Más tarde se mudó a los Estados Unidos para estudiar ingeniería mecánica en la Universidad de Purdue . Allí, recibió su maestría ( MSc ) en 1947 y su doctorado ( PhD ) en 1949, ambos en ingeniería mecánica . [5] Su tesis de maestría se tituló "Flujo de alta velocidad en difusores cuadrados" [6] [ cita completa requerida ] y su tesis de doctorado se tituló "Flujo compresible de alta velocidad en difusores cuadrados". [3]
Después de completar su doctorado en la Universidad de Purdue , Atalla fue empleado en Bell Telephone Laboratories (BTL) en 1949. [7] En 1950, comenzó a trabajar en las operaciones de Bell en la ciudad de Nueva York , donde trabajó en problemas relacionados con la confiabilidad de los relés electromecánicos , [8] y trabajó en redes telefónicas conmutadas por circuitos . [9] Con la aparición de los transistores , Atalla fue trasladado al laboratorio de Murray Hill , donde comenzó a liderar un pequeño equipo de investigación de transistores en 1956. [8] A pesar de provenir de un entorno de ingeniería mecánica y no tener educación formal en química física , demostró ser un aprendiz rápido en química física y física de semiconductores , demostrando finalmente un alto nivel de habilidad en estos campos. [10] Investigó, entre otras cosas, las propiedades superficiales de los semiconductores de silicio y el uso de sílice como capa protectora de dispositivos semiconductores de silicio . [7] Finalmente adoptó los seudónimos " Martin" M. Atalla o "John" M. Atalla para su carrera profesional. [4]
Entre 1956 y 1960, Atalla dirigió un pequeño equipo de varios investigadores de BTL, entre ellos Eileen Tannenbaum, Edwin Joseph Scheibner y Dawon Kahng . [11] Eran nuevos reclutas en BTL, como él mismo, sin investigadores de alto nivel en el equipo. Su trabajo inicialmente no fue tomado en serio por la alta dirección de BTL y su propietario AT&T , debido a que el equipo estaba formado por nuevos reclutas, y debido a que el propio líder del equipo, Atalla, provenía de un entorno de ingeniería mecánica, en contraste con los físicos , químicos físicos y matemáticos que fueron tomados más en serio, a pesar de que Atalla demostró habilidades avanzadas en química física y física de semiconductores. [10]
A pesar de trabajar principalmente por su cuenta, [10] Atalla y su equipo lograron avances significativos en la tecnología de semiconductores. [11] Según el ingeniero de Fairchild Semiconductor Chih-Tang Sah , el trabajo de Atalla y su equipo durante 1956-1960 fue "el avance tecnológico más importante y significativo" en la tecnología de semiconductores de silicio. [11]
Un enfoque inicial de la investigación de Atalla fue resolver el problema de los estados superficiales del silicio . En ese momento, la conductividad eléctrica de los materiales semiconductores como el germanio y el silicio estaba limitada por estados superficiales cuánticos inestables , [12] donde los electrones quedan atrapados en la superficie, debido a enlaces colgantes que se producen porque hay enlaces insaturados presentes en la superficie. [13] Esto impedía que la electricidad penetrara de manera confiable la superficie para alcanzar la capa semiconductora de silicio. [7] [14] Debido al problema del estado superficial, el germanio fue el material semiconductor dominante de elección para transistores y otros dispositivos semiconductores en la industria de semiconductores temprana , ya que el germanio era capaz de una mayor movilidad de portadores . [15] [16]
Hizo un gran avance con su desarrollo del proceso de pasivación de superficie . [7] Este es el proceso por el cual una superficie de semiconductor se vuelve inerte y no cambia las propiedades del semiconductor como resultado de la interacción con el aire u otros materiales en contacto con la superficie o el borde del cristal . El proceso de pasivación de superficie fue desarrollado por primera vez por Atalla a fines de la década de 1950. [7] [17] Descubrió que la formación de una capa de dióxido de silicio (SiO 2 ) cultivada térmicamente reducía en gran medida la concentración de estados electrónicos en la superficie de silicio , [17] y descubrió la importante cualidad de las películas de SiO 2 para preservar las características eléctricas de las uniones p–n y evitar que estas características eléctricas se deterioren por el entorno ambiental gaseoso. [18] Descubrió que las capas de óxido de silicio podrían usarse para estabilizar eléctricamente las superficies de silicio . [19] Desarrolló el proceso de pasivación de superficie, un nuevo método de fabricación de dispositivos semiconductores que implica recubrir una oblea de silicio con una capa aislante de óxido de silicio para que la electricidad pueda penetrar de manera confiable hasta el silicio conductor debajo. Al hacer crecer una capa de dióxido de silicio sobre una oblea de silicio, Atalla pudo superar los estados superficiales que impedían que la electricidad llegara a la capa semiconductora. Su método de pasivación de la superficie fue un paso crítico que hizo posible la ubicuidad de los circuitos integrados de silicio , y más tarde se volvió fundamental para la industria de los semiconductores. [7] [14] Para el proceso de pasivación de la superficie, desarrolló el método de oxidación térmica , que fue un gran avance en la tecnología de semiconductores de silicio. [20]
Atalla publicó por primera vez sus hallazgos en memorandos BTL durante 1957, antes de presentar su trabajo en una reunión de la Sociedad Electroquímica en 1958, [21] [22] la Conferencia de Investigación de Dispositivos Semiconductores de Ingenieros de Radio. [8] La industria de semiconductores vio la importancia potencial del método de oxidación de superficie de Atalla, y RCA lo calificó como un "hito en el campo de superficies". [8] El mismo año, realizó más refinamientos al proceso con sus colegas Eileen Tannenbaum y Edwin Joseph Scheibner, antes de que publicaran sus resultados en mayo de 1959. [23] [24] Según el ingeniero de Fairchild Semiconductor Chih-Tang Sah , el proceso de pasivación de superficie desarrollado por Atalla y su equipo "abrió el camino" que condujo al desarrollo del circuito integrado de silicio. [25] [23] La técnica de pasivación de transistores de silicio de Atalla por óxido térmico [26] fue la base de varias invenciones importantes en 1959: el MOSFET (transistor MOS) de Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs, el proceso planar de Jean Hoerni en Fairchild Semiconductor . [22] [25] [27]
Basándose en sus investigaciones pioneras anteriores [28] sobre los procesos de pasivación de superficies y oxidación térmica, [20] Atalla desarrolló el proceso de metal-óxido-semiconductor (MOS). [7] Atalla propuso entonces que se construyera un transistor de efecto de campo (un concepto concebido por primera vez en la década de 1920 y confirmado experimentalmente en la década de 1940, pero que no se logró como dispositivo práctico) a partir de metal-óxido-silicio. Atalla asignó la tarea de ayudarlo a Dawon Kahng , un científico coreano que se había unido recientemente a su grupo. [7] Esto condujo a la invención del MOSFET (transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor) por Atalla y Kahng, [29] [30] en noviembre de 1959. [8] Atalla y Kahng demostraron por primera vez el MOSFET a principios de 1960. [31] [32] Con su alta escalabilidad , [33] y un consumo de energía mucho menor y una mayor densidad que los transistores de unión bipolar , [34] el MOSFET hizo posible construir chips de circuitos integrados (CI) de alta densidad . [35]
En 1960, Atalla y Kahng fabricaron el primer MOSFET con un espesor de óxido de compuerta de 100 nm , junto con una longitud de compuerta de 20 μm . [36] En 1962, Atalla y Kahng fabricaron un transistor de unión metal-semiconductor (unión M-S) con base de nanocapas . Este dispositivo tiene una capa metálica con espesor nanométrico intercalada entre dos capas semiconductoras, con el metal formando la base y los semiconductores formando el emisor y el colector. Con su baja resistencia y tiempos de tránsito cortos en la base de nanocapa metálica delgada, el dispositivo era capaz de operar a alta frecuencia en comparación con los transistores bipolares . Su trabajo pionero implicó depositar capas de metal (la base) sobre sustratos semiconductores de cristal único (el colector), siendo el emisor una pieza semiconductora cristalina con una parte superior o una esquina roma presionada contra la capa metálica (el contacto puntual). Depositaron películas delgadas de oro (Au) con un espesor de 10 nm sobre germanio de tipo n (n-Ge), mientras que el punto de contacto era silicio de tipo n (n-Si). [37] Atalla renunció a BTL en 1962. [30]
Ampliando su trabajo sobre la tecnología MOS, Atalla y Kahng realizaron a continuación un trabajo pionero sobre dispositivos de portadores calientes , que utilizaban lo que más tarde se llamaría una barrera Schottky . [38] El diodo Schottky , también conocido como diodo de barrera Schottky, fue teorizado durante años, pero se realizó por primera vez en la práctica como resultado del trabajo de Atalla y Kahng durante 1960-1961. [39] Publicaron sus resultados en 1962 y llamaron a su dispositivo la estructura de triodo de "electrón caliente" con emisor de metal-semiconductor. [40] Fue uno de los primeros transistores de base metálica . [41] El diodo Schottky pasó a asumir un papel destacado en las aplicaciones de mezcladores . [39]
En 1962, Atalla se unió a Hewlett-Packard , donde cofundó Hewlett-Packard and Associates (HP Associates), que proporcionó a Hewlett-Packard capacidades fundamentales de estado sólido . [5] Fue Director de Investigación de Semiconductores en HP Associates, [30] y el primer gerente del Laboratorio de Semiconductores de HP. [42]
Continuó investigando sobre diodos Schottky mientras trabajaba con Robert J. Archer en HP Associates. Desarrollaron tecnología de deposición de película metálica de alto vacío [43] y fabricaron contactos evaporados / pulverizados estables [44] [45], publicando sus resultados en enero de 1963. [46] Su trabajo fue un gran avance en la unión metal-semiconductor [44] y la investigación de la barrera Schottky , ya que superó la mayoría de los problemas de fabricación inherentes a los diodos de contacto puntual e hizo posible construir diodos Schottky prácticos. [43]
En el Laboratorio de Semiconductores durante la década de 1960, lanzó un programa de investigación en ciencia de materiales que proporcionó una tecnología base para dispositivos de arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de arseniuro de galio (GaAsP) y arseniuro de indio (InAs). Estos dispositivos se convirtieron en la tecnología central utilizada por la División de Microondas de HP para desarrollar barridos y analizadores de red que impulsaban la frecuencia de 20 a 40 GHz, lo que le dio a HP más del 90% del mercado de comunicaciones militares . [42]
Atalla ayudó a crear HP Labs en 1966. Dirigió su división de estado sólido. [5]
En 1969, dejó HP y se unió a Fairchild Semiconductor . [38] Fue vicepresidente y gerente general de la división Microwave & Optoelectronics, [47] desde su inicio en mayo de 1969 hasta noviembre de 1971. [48] Continuó su trabajo en diodos emisores de luz (LED), proponiendo que podrían usarse para luces indicadoras y lectores ópticos en 1971. [49] Más tarde dejó Fairchild en 1972. [38]
Dejó la industria de semiconductores en 1972 y comenzó una nueva carrera como empresario en seguridad de datos [38] y criptografía . [50] En 1972, [50] fundó Atalla Technovation, [51] más tarde llamada Atalla Corporation , que se ocupaba de los problemas de seguridad de las instituciones bancarias y financieras . [52]
Inventó el primer módulo de seguridad de hardware (HSM), [53] el llamado " Atalla Box ", un sistema de seguridad que protege la mayoría de las transacciones de los cajeros automáticos actuales. Al mismo tiempo, Atalla contribuyó al desarrollo del sistema de número de identificación personal (PIN), que se ha convertido, entre otros, en el sector bancario como estándar de identificación.
El trabajo de Atalla a principios de los años 1970 condujo al uso de módulos de seguridad de hardware . Su "Atalla Box", un sistema de seguridad que encripta mensajes PIN y ATM, y protege dispositivos fuera de línea con una clave generadora de PIN indescifrable. [54] Lanzó comercialmente la "Atalla Box" en 1973. [54] El producto fue lanzado como Identikey. Era un lector de tarjetas y un sistema de identificación de clientes , que proporcionaba una terminal con capacidades de tarjeta plástica y PIN. El sistema fue diseñado para permitir que los bancos e instituciones de ahorro cambien a un entorno de tarjeta plástica desde un programa de libreta . El sistema Identikey consistía en una consola de lectura de tarjetas, dos teclados PIN para clientes , un controlador inteligente y un paquete de interfaz electrónica incorporado. [55] El dispositivo consistía en dos teclados, uno para el cliente y otro para el cajero. Permitía al cliente escribir un código secreto, que es transformado por el dispositivo, utilizando un microprocesador , en otro código para el cajero. [56] Durante una transacción , el número de cuenta del cliente era leído por el lector de tarjetas . Este proceso reemplazó la entrada manual y evitó posibles errores de pulsación de teclas. Permitió a los usuarios reemplazar los métodos tradicionales de verificación de clientes, como la verificación de firma y las preguntas de prueba, por un sistema de PIN seguro. [55]
Una innovación clave de Atalla Box fue el bloque de claves , que se requiere para intercambiar de forma segura claves simétricas o PIN con otros actores de la industria bancaria. Este intercambio seguro se realiza utilizando el formato Atalla Key Block (AKB), que se encuentra en la raíz de todos los formatos de bloques criptográficos utilizados en el Estándar de seguridad de datos de la industria de tarjetas de pago (PCI DSS) y los estándares del Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI). [57]
Temerosos de que Atalla dominara el mercado, los bancos y las compañías de tarjetas de crédito comenzaron a trabajar en un estándar internacional. [ 54] Su proceso de verificación de PIN era similar al posterior IBM 3624. [58] Atalla fue uno de los primeros competidores de IBM en el mercado bancario, y fue citado como una influencia por los empleados de IBM que trabajaron en el Estándar de cifrado de datos (DES). [51] En reconocimiento a su trabajo en el sistema PIN de gestión de seguridad de la información , Atalla ha sido denominado el "Padre del PIN" [5] [59] [60] y como un padre de la tecnología de seguridad de la información . [61]
La Atalla Box protegía más del 90% de todas las redes de cajeros automáticos en funcionamiento en 1998, [62] y aseguraba el 85% de todas las transacciones de cajeros automáticos en todo el mundo en 2006. [63] Los productos Atalla todavía aseguran la mayoría de las transacciones de cajeros automáticos del mundo en 2014. [53]
En 1972, Atalla presentó la patente estadounidense 3.938.091 para un sistema de verificación remota de PIN, que utilizaba técnicas de cifrado para garantizar la seguridad de la conexión telefónica al introducir información de identificación personal, que se transmitiría como datos cifrados a través de redes de telecomunicaciones a una ubicación remota para su verificación. Este fue un precursor de la banca telefónica , la seguridad en Internet y el comercio electrónico . [51]
En la conferencia de la Asociación Nacional de Bancos de Ahorro Mutuos (NAMSB) en enero de 1976, Atalla anunció una actualización de su sistema Identikey, llamado Interchange Identikey. Añadió las capacidades de procesar transacciones en línea y lidiar con la seguridad de la red . Diseñado con el objetivo de llevar las transacciones bancarias en línea , el sistema Identikey se extendió a las operaciones de instalaciones compartidas. Era consistente y compatible con varias redes de conmutación , y era capaz de reiniciarse electrónicamente a cualquiera de los 64.000 algoritmos no lineales irreversibles según lo indicado por la información de los datos de la tarjeta . El dispositivo Interchange Identikey se lanzó en marzo de 1976. Fue uno de los primeros productos diseñados para lidiar con las transacciones en línea, junto con los productos de Bunker Ramo Corporation presentados en la misma conferencia de la NAMSB. [56] En 1979, Atalla presentó el primer procesador de seguridad de red (NSP). [64]
En 1987, Atalla Corporation se fusionó con Tandem Computers . Atalla se retiró en 1990.
A partir de 2013, 250 millones de transacciones con tarjetas están protegidas por productos Atalla todos los días. [50]
No pasó mucho tiempo hasta que varios ejecutivos de grandes bancos lo convencieron de desarrollar sistemas de seguridad para que Internet funcionara. Estaban preocupados por el hecho de que no habría sido posible ningún marco útil para el comercio electrónico en ese momento sin la innovación en la industria de la seguridad informática y de redes. [5] A raíz de una solicitud del ex presidente del Wells Fargo Bank, William Zuendt, en 1993, Atalla comenzó a desarrollar una nueva tecnología de seguridad de Internet , que permitía a las empresas codificar y transmitir archivos informáticos seguros, correo electrónico y vídeo y audio digitales a través de Internet. [59]
Como resultado de estas actividades, fundó la empresa TriStrata Security en 1996. [65] A diferencia de la mayoría de los sistemas de seguridad informática convencionales de la época, que construían muros alrededor de toda la red informática de una empresa para proteger la información contenida en su interior de los ladrones o espías corporativos, TriStrata adoptó un enfoque diferente. Su sistema de seguridad envolvía un sobre seguro y cifrado alrededor de piezas individuales de información (como un archivo de procesamiento de textos , una base de datos de clientes o un correo electrónico) que solo se pueden abrir y descifrar con un permiso electrónico, lo que permite a las empresas controlar qué usuarios tienen acceso a esta información y los permisos necesarios. [59] Se consideró un nuevo enfoque para la seguridad empresarial en ese momento. [5]
Atalla fue presidente de A4 System desde 2003. [5]
Vivía en Atherton , California . Atalla murió el 30 de diciembre de 2009 en Atherton. [66]
Atalla recibió la Medalla Stuart Ballantine (ahora la Medalla Benjamin Franklin en física) en los Premios del Instituto Franklin de 1975 , por sus importantes contribuciones a la tecnología de semiconductores de silicio y su invención del MOSFET. [67] [68] En 2003, Atalla recibió un doctorado de ex alumno distinguido de la Universidad de Purdue . [5]
En 2009, fue incluido en el Salón Nacional de la Fama de los Inventores por sus importantes contribuciones a la tecnología de semiconductores, así como a la seguridad de los datos. [7] Se le conocía como uno de los "Sultanes del silicio" junto con varios otros pioneros de los semiconductores. [32]
En 2014, la invención del MOSFET en 1959 se incluyó en la lista de hitos del IEEE en electrónica. [69] En 2015, Atalla fue incluido en el Cuadro de Honor de TI de la Sociedad de Historia de TI por sus importantes contribuciones a la tecnología de la información . [70]
también asistió a una reunión de la Sociedad Electroquímica en 1958, donde Mohamed "John" Atalla presentó un artículo sobre la pasivación de las uniones PN por óxido. [...] Mohamed M. Atalla, alias Martin o John Atalla, se graduó en la Universidad de El Cairo en Egipto y para obtener su maestría y doctorado asistió a la Universidad de Purdue.
Aquellos de nosotros activos en la investigación de dispositivos y materiales de silicio durante 1956-1960 consideramos este esfuerzo exitoso del grupo de Bell Labs dirigido por Atalla para estabilizar la superficie de silicio como el avance tecnológico más importante y significativo, que abrió el camino que condujo a los desarrollos de tecnología de circuitos integrados de silicio en la segunda fase y a la producción en volumen en la tercera fase.
El Dr. Atalla fue gerente general de la división de Microondas y Optoelectrónica desde su creación en mayo de 1969 hasta noviembre de 1971, cuando se incorporó al Grupo de Componentes Semiconductores.
Su director, John Atalla (predecesor de Greene en Hewlett-Packard) ve aplicaciones tempranas para los LED en pantallas pequeñas, principalmente para luces indicadoras. Debido a su compatibilidad con circuitos integrados, estos emisores de luz pueden ser valiosos en la detección de fallas. "La confiabilidad ya ha sido demostrada más allá de toda duda", continúa Atalla. "No se requieren fuentes de alimentación especiales. El diseño no lleva tiempo, solo se coloca el diodo. Por lo tanto, la introducción se convierte en una cuestión estrictamente económica".
Perspectivas brillantes para los lectores ópticos
Atalla es particularmente optimista sobre las aplicaciones de diodos en lectores ópticos de alto volumen.
por sus contribuciones a la tecnología de semiconductores de silicio-dióxido de silicio, y por el desarrollo del transistor de efecto de campo de puerta aislada MOS".