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 hizo importantes contribuciones a la electrónica moderna . Es mejor conocido por inventar el MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico, o transistor MOS) en 1959 (junto con su colega Dawon Kahng ), que junto con los procesos anteriores de pasivación de superficies 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 de la Fama de los Inventores Nacionales por sus importantes contribuciones a la tecnología de semiconductores y a la seguridad de los datos.
Nacido en Port Said , Egipto, se educó en la Universidad de El Cairo en Egipto y luego en la Universidad Purdue en Estados Unidos, antes de unirse a Bell Labs en 1949 y posteriormente adoptar el más anglicismo " John " o " Martin " M. Atalla como nombres profesionales. Hizo varias contribuciones importantes a la tecnología de semiconductores en Bell Labs, incluido el desarrollo del proceso de pasivación de superficies y su demostración del MOSFET con Kahng en 1959.
Inicialmente, su trabajo en MOSFET fue pasado por alto en Bell, lo que lo llevó a renunciar a Bell y 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 Microwave & División de optoelectrónica en 1969. Su trabajo en HP y Fairchild incluyó investigaciones sobre tecnologías de diodo Schottky , arseniuro de galio (GaAs), fosfuro de arseniuro de galio (GaAsP), arseniuro de indio (InAs) y diodos emisores de luz (LED). Más tarde abandonó la industria de los semiconductores y se convirtió en empresario de criptografía y seguridad de datos . En 1972, fundó Atalla Corporation y presentó una patente para un sistema de seguridad remoto de Número de identificación personal (PIN). En 1973, lanzó el primer módulo de seguridad de hardware , el "Atalla Box", que cifraba mensajes PIN y de cajeros automáticos , y pasó a proteger la mayoría de las transacciones en cajeros automáticos del mundo. Posteriormente fundó la empresa de seguridad de Internet TriStrata Security en la década de 1990. Murió en Atherton , California , el 30 de diciembre de 2009.
Mohamed Mohamed Atalla [2] [3] [4] nació en Puerto Said , Reino de Egipto . [5] Estudió en la Universidad de El Cairo en Egipto, donde recibió su título de Licenciado en Ciencias . Posteriormente se mudó a los Estados Unidos para estudiar ingeniería mecánica en la Universidad Purdue . Allí obtuvo 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 necesaria ] y su tesis de doctorado se tituló "Flujo compresible de alta velocidad en difusores cuadrados". [3]
Después de completar su doctorado en la Universidad Purdue , Atalla trabajó 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 relés electromecánicos . [8] y trabajó en redes telefónicas de circuitos conmutados . [9] Con la aparición de los transistores , Atalla fue trasladado al laboratorio de Murray Hill , donde comenzó a dirigir un pequeño equipo de investigación de transistores en 1956. [8] A pesar de tener experiencia en ingeniería mecánica y no tener educación formal en química física , demostró ser un aprendiz rápido en química física y física de semiconductores , y finalmente demostró 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 los dispositivos semiconductores de silicio . [7] Finalmente adoptó los seudónimos de alias "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 senior en el equipo. Al principio, su trabajo 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 empleados y a que el propio líder del equipo, Atalla, provenía de la ingeniería mecánica, a diferencia de 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 solos, [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 objetivo inicial de la investigación de Atalla fue resolver el problema de los estados de la superficie 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 los enlaces colgantes que se producen porque hay enlaces insaturados presentes en la superficie. [13] Esto impidió que la electricidad penetrara de manera confiable en la superficie para alcanzar la capa de silicio semiconductor. [7] [14] Debido al problema del estado de la superficie, el germanio fue el material semiconductor dominante elegido para transistores y otros dispositivos semiconductores en la primera industria de semiconductores , ya que el germanio era capaz de tener una mayor movilidad de portador . [15] [16]
Logró un gran avance con el desarrollo del proceso de pasivación de superficies . [7] Este es el proceso mediante el cual una superficie semiconductora 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 superficies fue desarrollado por primera vez por Atalla a finales de los años cincuenta. [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 del silicio , [17] y descubrió la importante cualidad de las películas de SiO 2 para preservar la energía eléctrica. características de las uniones p-n y evitar que estas características eléctricas se deterioren por el ambiente 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 que se encuentra 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 superficies fue un paso crítico que hizo posible la ubicuidad de los circuitos integrados de silicio y luego se volvió crítico para la industria de los semiconductores. [7] [14] Para el proceso de pasivación de superficies, desarrolló el método de oxidación térmica , que supuso 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 los semiconductores vio la importancia potencial del método de oxidación superficial de Atalla, y RCA lo llamó un "hito en el campo de la superficie". [8] El mismo año, hizo más ajustes al proceso con sus colegas Eileen Tannenbaum y Edwin Joseph Scheibner, antes de publicar sus resultados en mayo de 1959. [23] [24] Según el ingeniero de Fairchild Semiconductor , Chih-Tang Sah , el El proceso de pasivación de superficies desarrollado por Atalla y su equipo "abrió el camino" que condujo al desarrollo del circuito integrado de silicio. [25] [23] La técnica de pasivación del transistor de silicio de Atalla mediante óxido térmico [26] fue la base de varios inventos importantes en 1959: el MOSFET (transistor MOS) de Atalla y Dawon Kahng en Bell Labs, el proceso planar de Jean Hoerni en Fairchild Semiconductores . [22] [25] [27]
Sobre la base de su investigación pionera anterior [28] sobre los procesos de pasivación de superficies y oxidación térmica, [20] Atalla desarrolló el proceso semiconductor de óxido metálico (MOS). [7] Atalla luego propuso que 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 un dispositivo práctico– se construyera con óxido de metal y silicio. Atalla asignó la tarea de ayudarle a Dawon Kahng , un científico coreano que se había unido recientemente a su grupo. [7] Eso llevó a la invención del MOSFET (transistor de efecto de campo semiconductor de óxido metálico) 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 mayor densidad que los transistores de unión bipolar , [34] el MOSFET hizo posible construir chips de circuito integrado (IC) de alta densidad . [35]
En 1960, Atalla y Kahng fabricaron el primer MOSFET con un espesor de óxido de puerta de 100 nm , junto con una longitud de puerta de 20 µm . [36] En 1962, Atalla y Kahng fabricaron un transistor de unión de metal base -semiconductor de nanocapa (unión M-S). Este dispositivo tiene una capa metálica de espesor nanométrico intercalada entre dos capas semiconductoras, donde el metal forma la base y los semiconductores forman el emisor y el colector. Con su baja resistencia y cortos tiempos de tránsito en la delgada base de nanocapa metálica, el dispositivo era capaz de operar con una alta frecuencia en comparación con los transistores bipolares . Su trabajo pionero implicó depositar capas metálicas (la base) sobre sustratos semiconductores monocristalinos (el colector), siendo el emisor una pieza semiconductora cristalina con una parte superior o una esquina roma presionada contra la capa metálica (el punto de contacto). 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 en la tecnología MOS, Atalla y Kahng realizaron un trabajo pionero en dispositivos 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 estructura de triodo de "electrón caliente" con emisor de metal semiconductor. [40] Fue uno de los primeros transistores con base metálica . [41] El diodo Schottky pasó a asumir un papel destacado en las aplicaciones de mezclador . [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 películas metálicas de alto vacío [43] y fabricaron contactos estables evaporados / pulverizados , [44] [45] publicando sus resultados en enero de 1963. [46] Su trabajo fue un gran avance en la unión metal-semiconductor [44] y Investigación de barreras 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 Semiconductor Lab durante la década de 1960, lanzó un programa de investigación de 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 barredoras y analizadores de red que impulsaban una 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 director general de la división de Microondas y Optoelectrónica, [47] desde sus inicios en mayo de 1969 hasta noviembre de 1971. [48] Continuó su trabajo en diodos emisores de luz (LED), proponiendo que podría usarse para luces indicadoras y lectores ópticos en 1971. [49] Posteriormente dejó Fairchild en 1972. [38]
Dejó la industria de los 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 en la actualidad. Al mismo tiempo, Atalla contribuyó al desarrollo del sistema de número de identificación personal (PIN), que se ha desarrollado, entre otros, en la industria bancaria como estándar de identificación.
El trabajo de Atalla a principios de los años 1970 propició el uso de módulos de seguridad hardware . Su "Atalla Box", un sistema de seguridad que cifra PIN y mensajes de cajeros automáticos, y protege dispositivos fuera de línea con una clave generadora de PIN imposible de adivinar. [54] Lanzó comercialmente la "Atalla Box" en 1973. [54] El producto se lanzó como Identikey. Era un lector de tarjetas y un sistema de identificación de clientes , que proporcionaba un terminal con capacidades de tarjeta plástica y PIN. El sistema fue diseñado para permitir que los bancos y las instituciones de ahorro pasen de un programa de libretas a un entorno de tarjetas plásticas . El sistema Identikey constaba de una consola lectora de tarjetas, dos teclados PIN para el cliente , un controlador inteligente y un paquete de interfaz electrónica incorporado. [55] El dispositivo constaba de dos teclados, uno para el cliente y otro para el cajero. Permitía al cliente introducir un código secreto, que el dispositivo transforma, mediante un microprocesador , en otro código para el cajero. [56] Durante una transacción , el lector de tarjetas leyó el número de cuenta del cliente . Este proceso reemplazó la entrada manual y evitó posibles errores al pulsar las teclas. Permitió a los usuarios reemplazar los métodos tradicionales de verificación de clientes, como la verificación de firmas y las preguntas de prueba, por un sistema PIN seguro. [55]
Una innovación clave de Atalla Box fue el bloque de claves , necesario 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 dentro de los estándares del Estándar de seguridad de datos de la industria de tarjetas de pago (PCI DSS) y 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 del IBM 3624 posterior . [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 referido como el "padre del PIN" [5] [59] [60] y como el padre de la tecnología de seguridad de la información . [61]
Atalla Box protegió más del 90% de todas las redes de cajeros automáticos en funcionamiento en 1998, [62] y aseguró el 85% de todas las transacciones en cajeros automáticos en todo el mundo en 2006. [63] Los productos Atalla todavía protegen la mayoría de las transacciones en cajeros automáticos del mundo, a partir de 2006. 2014. [53]
En 1972, Atalla presentó la patente estadounidense 3.938.091 para un sistema de verificación remota de PIN, que utilizaba técnicas de encriptación para garantizar la seguridad del enlace telefónico al ingresar 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 Cajas de Ahorros Mutuales (NAMSB) en enero de 1976, Atalla anunció una actualización de su sistema Identikey, llamado Interchange Identikey. Agregó las capacidades de procesar transacciones en línea y lidiar con la seguridad de la red . Diseñado con el objetivo de realizar transacciones bancarias en línea , el sistema Identikey se extendió a operaciones de instalaciones compartidas. Era consistente y compatible con varias redes de conmutación , y era capaz de restablecerse 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 realizar transacciones en línea, junto con los productos de Bunker Ramo Corporation presentados en la misma conferencia NAMSB. [56] En 1979, Atalla introdujo el primer procesador de seguridad de red (NSP). [64]
En 1987, Atalla Corporation se fusionó con Tandem Computers . Atalla se retiró en 1990.
Desde 2013, los productos Atalla protegen cada día 250 millones de transacciones con tarjeta . [50]
No pasó mucho tiempo hasta que varios ejecutivos de grandes bancos lo persuadieron para que desarrollara sistemas de seguridad para que Internet funcionara. Les preocupaba el hecho de que ningún marco útil para el comercio electrónico hubiera sido posible 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 banco Wells Fargo, William Zuendt, en 1993, Atalla comenzó a desarrollar una nueva tecnología de seguridad en 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 de ladrones o espías corporativos. , TriStrata adoptó un enfoque diferente. Su sistema de seguridad envuelve 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 sólo se puede 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 era el presidente de A4 System desde 2003. [5]
Vivió en Atherton , California . Atalla murió el 30 de diciembre de 2009 en Atherton. [66]
Atalla recibió la Medalla Stuart Ballantine (ahora 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 Alumno Distinguido de la Universidad 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 y a la seguridad de los datos. [7] Se le conoció 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]
Hoerni también asistió a una reunión de la Sociedad Electroquímica en 1958, donde Mohamed "John" Atalla presentó un artículo sobre la pasivación de 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 sus títulos de maestría y doctorado asistió a la Universidad Purdue.
Aquellos de nosotros activos en la investigación de materiales y dispositivos de silicio durante 1956-1960 consideramos que este exitoso esfuerzo del grupo Bell Labs dirigido por Atalla para estabilizar la superficie de silicio era el avance tecnológico más importante y significativo, que abrió el camino que condujo a la tecnología de circuitos integrados de silicio. desarrollos en la segunda fase y producción en volumen en la tercera fase.
El Dr. Atalla fue director general de la división de Microondas y Optoelectrónica desde sus inicios en mayo de 1969 hasta noviembre de 1971, cuando se incorporó al Grupo de Componentes Semiconductores.
Su jefe, John Atalla – predecesor de Greene en Hewlett-Packard – ve las primeras aplicaciones de los LED en pantallas pequeñas, principalmente para luces indicadoras.
Debido a su compatibilidad con los circuitos integrados, estos emisores de luz pueden resultar valiosos en la detección de fallas.
"La fiabilidad ya ha quedado demostrada fuera de toda duda", continúa Atalla.
"No se necesitan fuentes de alimentación especiales. El diseño no requiere tiempo, simplemente 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 gran volumen.
Tres científicos recibieron la Medalla Stuart Ballantine del Instituto Franklin en 1975 [...] Martin M. Atalla, presidente de Atalla Technovations en California, y Dawon Kahng de Bell Laboratories fueron elegidos "por sus contribuciones a la tecnología de semiconductores de silicio-dióxido de silicio". , y para el desarrollo del transistor de efecto de campo de puerta aislada MOS.