Federico Faggin
Chez Fairchild Semiconductor, il participe à la mise au point de la technologie MOS à grille de silicium, essentielle à la miniaturisation des circuits intégrés. Puis, chez Intel, il dirige la réalisation du 4004, premier microprocesseur commercialisé sur une seule puce.
Son parcours se poursuit avec les Intel 8008 et 8080, puis avec la fondation de Zilog et le développement du Z80, l’un des processeurs emblématiques de la micro-informatique des années 1980.
L’histoire de Federico Faggin permet ainsi de suivre, presque étape par étape, le passage du transistor au microprocesseur puis au micro-ordinateur.
Des premiers circuits à la physique
Federico Faggin s’intéresse très tôt à l’électronique. Après une formation technique à Vicence, il entre chez Olivetti à seulement 19 ans.
Il y travaille sur un petit ordinateur utilisant des transistors. Cette première expérience lui permet d’aborder l’informatique directement par le matériel : comment des composants électroniques peuvent-ils réaliser les opérations d’un ordinateur ?
Il reprend ensuite ses études et obtient en 1965 un diplôme de physique à l’université de Padoue. Il se spécialise progressivement dans les semi-conducteurs, puis rejoint SGS-Fairchild en Italie avant de partir pour les États-Unis.
1968 : la grille de silicium change la fabrication des circuits
En 1968, Federico Faggin rejoint Fairchild Semiconductor en Californie.
Il y travaille sur la Silicon Gate Technology, une technologie MOS utilisant une grille en silicium polycristallin.
Dans un transistor MOS, la grille commande le passage du courant. La technologie développée chez Fairchild permet notamment d’aligner très précisément cette grille avec les autres parties du transistor : on parle de grille auto-alignée.
Cette amélioration permet de fabriquer des transistors plus petits, plus rapides et plus faciles à intégrer dans des circuits complexes.
Le progrès semble très spécialisé, mais son importance est considérable : pour réunir les fonctions d’un processeur sur une seule puce, il faut justement être capable de fabriquer beaucoup de transistors dans un espace très réduit.
L’expérience acquise par Faggin chez Fairchild va donc devenir déterminante.
1970 : Intel et le projet Busicom
En 1970, Federico Faggin rejoint Intel, créée seulement deux ans auparavant.
Intel travaille alors pour la société japonaise Busicom, qui souhaite développer une nouvelle génération de calculatrices électroniques.
Le projet initial repose sur plusieurs circuits spécialisés. Ted Hoff et Stanley Mazor proposent cependant une approche plus générale : utiliser un processeur programmable capable d’exécuter différentes fonctions selon les instructions reçues.
Le concept est séduisant, mais il reste à transformer cette architecture en circuits réellement fabricables.
C’est précisément pour cette mission que Federico Faggin est recruté.
Grâce à son expérience de la technologie MOS à grille de silicium, il prend en charge la réalisation de la famille de circuits MCS-4. Il travaille notamment avec l’ingénieur japonais Masatoshi Shima.
Au cœur de cet ensemble se trouve le composant qui fera entrer Faggin dans l’histoire : l’Intel 4004.
1971 : l’Intel 4004, un processeur sur une seule puce
Intel commercialise le 4004 en 1971.
Ce processeur 4 bits contient environ 2 300 transistors. Sa puissance est très faible selon les standards actuels, mais son importance historique ne réside pas dans ses performances.
Pour la première fois dans un produit commercial, les fonctions principales d’une unité centrale programmable sont réunies dans un seul circuit intégré.
Un constructeur peut désormais acheter un processeur fabriqué en série, lui ajouter de la mémoire et des circuits d’entrées-sorties, puis définir son comportement grâce au programme.
Le processeur devient ainsi un composant généraliste.
Le 4004 reste principalement destiné aux calculatrices et aux systèmes spécialisés. Pourtant, il démontre qu’un principe essentiel est désormais réalisable industriellement : le processeur peut tenir sur une puce de silicium.
Du 4004 à l’Intel 8080
Intel poursuit rapidement cette évolution.
En 1972, l’Intel 8008 passe à une architecture 8 bits. Malgré plusieurs limitations techniques, il permet déjà de construire de véritables petits ordinateurs.
En France, la société R2E l’utilise notamment en 1973 dans le Micral N.
En 1974, Intel franchit une nouvelle étape avec le 8080, dont Federico Faggin joue un rôle central dans le développement.
Le 8080 est un processeur 8 bits capable d’adresser jusqu’à 64 Ko de mémoire. Il est surtout beaucoup mieux adapté à la construction d’un ordinateur généraliste.
Le microprocesseur cesse alors progressivement d’être un composant réservé aux calculatrices ou aux systèmes industriels.
L’Intel 8080 et la naissance d’une nouvelle industrie
Le potentiel du 8080 apparaît clairement avec l’Altair 8800.
Autour de ces nouvelles machines se développe rapidement un véritable écosystème : cartes mémoire, périphériques, langages de programmation et systèmes d’exploitation comme CP/M.
Le microprocesseur devient le centre d’une nouvelle industrie informatique.
Mais au moment même où cette révolution commence, Federico Faggin décide de quitter Intel.
1974 : Federico Faggin fonde Zilog
À la fin de 1974, Federico Faggin quitte Intel et fonde Zilog avec Ralph Ungermann.
L’objectif est de développer un processeur plus complet que l’Intel 8080 tout en conservant une forte compatibilité avec les logiciels déjà conçus pour celui-ci.
Ce choix est stratégique. Les utilisateurs commencent à disposer d’un véritable patrimoine logiciel. Un nouveau processeur capable d’exécuter ces programmes peut profiter immédiatement de cet écosystème.
Le projet donne naissance au Zilog Z80.
1976 : le Zilog Z80
En 1976, Zilog commercialise le Z80.
Le processeur est développé sous la direction de Federico Faggin avec une petite équipe dans laquelle Masatoshi Shima joue une nouvelle fois un rôle important.
Le Z80 reste largement compatible avec le logiciel écrit pour l’Intel 8080, mais il ajoute de nouveaux registres, davantage d’instructions, une gestion plus élaborée des interruptions et plusieurs améliorations facilitant la conception des ordinateurs.
Il intègre notamment un mécanisme facilitant le rafraîchissement des mémoires DRAM, ce qui permet de réduire le nombre de circuits externes nécessaires.
Cette combinaison de compatibilité, de simplicité et de performances contribue fortement à son succès.
Le Z80 au cœur de la micro-informatique
Le succès du Z80 dépasse largement le marché professionnel.
Il équipe de nombreuses machines utilisant CP/M puis devient l’un des processeurs emblématiques de la micro-informatique familiale.
On le retrouve notamment dans les ZX Spectrum, de nombreux ordinateurs MSX, les Amstrad PCW et la gamme Amstrad CPC.
Un processeur commercialisé en 1976 reste ainsi massivement utilisé pendant toute la décennie suivante.
En moins de dix ans, Federico Faggin est donc passé d’une technologie permettant de fabriquer de meilleurs transistors à la conception de processeurs présents dans des millions de machines.
Après Zilog : de Cygnet à Synaptics
Federico Faggin quitte ensuite Zilog et participe à plusieurs nouvelles entreprises technologiques.
Il fonde notamment Cygnet Technologies, puis cofonde Synaptics en 1986.
Synaptics se spécialise dans les interfaces entre l’être humain et l’ordinateur et contribuera notamment au développement des technologies utilisées dans les pavés tactiles des ordinateurs portables.
Le domaine semble éloigné du microprocesseur, mais une continuité demeure : après avoir participé à la miniaturisation du calcul, Faggin s’intéresse à la manière dont l’utilisateur interagit avec cette puissance informatique.
Pourquoi Federico Faggin est-il important ?
Présenter Federico Faggin comme « l’inventeur du microprocesseur » serait trop simplificateur.
La naissance du 4004 résulte d’un travail collectif dans lequel interviennent notamment Ted Hoff, Stanley Mazor, Masatoshi Shima et Federico Faggin.
L’importance particulière de Faggin vient plutôt de la continuité de son parcours :
- développement de la technologie MOS à grille de silicium ;
- réalisation de l’Intel 4004 ;
- participation aux premières générations de microprocesseurs Intel ;
- rôle central dans le développement de l’Intel 8080 ;
- fondation de Zilog ;
- développement du Z80.
Son parcours relie ainsi trois niveaux fondamentaux de l’histoire de l’informatique : la physique des semi-conducteurs, la conception des circuits intégrés et l’architecture des microprocesseurs.
C’est cette capacité à passer de la fabrication du transistor à la conception de processeurs complets qui donne à Federico Faggin une place particulière dans l’histoire de la micro-informatique.
Pour aller plus loin
- Intel 4004 : le premier microprocesseur commercial
- Intel 8008 : le passage au 8 bits
- Micral N : le micro-ordinateur français basé sur l’Intel 8008
- Intel 8080 : un processeur décisif pour la micro-informatique
- Altair 8800 : le micro-ordinateur qui popularise l’Intel 8080
- Zilog : l’entreprise fondée par Federico Faggin
- Zilog Z80 : un processeur emblématique des années 1980
