Unos meses antes de que Federico Faggin comenzara a trabajar en Intel, la compañía de calculadoras japonesa Busicom le había encargado a la empresa el desarrollo de unos cuantos chips. El ingeniero Ted Hoff, uno de los primeros empleados de Intel, creyó que los circuitos integrados propuestos por Busicom eran demasiado complejos, ya que requerían miles de transistores, e ideó un chip de 4 bits que ejecutara las funciones de la calculadora. El por entonces CEO de Intel, Robert Noyce, le dio permiso para continuar trabajando en el proyecto. Junto a otro ingeniero, Stanley Mazor, crearon la arquitectura básica, el diagrama de bloques, el set de instrucciones del microprocesador.
Otros ingenieros también trataban de desentrañar por entonces cómo crear un microprocesador. El mismo Federico Faggin opina que “no fue un paso tan extraordinario, era simplemente tomar lo que el cliente quería hacer y hacerlo mejor en ese momento, sencillamente porque la tecnología de puerta de silicio de Intel permitía colocar el doble de transistores en el mismo chip y usando una RAM dinámica podías reducir aún más el número de transistores”. Pero hasta que él llegó a Intel, el proyecto para Busicom estuvo parado durante meses. Faggin estaba feliz porque pensaba que era el momento correcto para construir una CPU en un chip, pero al mismo tiempo estaba preocupado porque Intel había prometido un tiempo de entrega muy corto.
Intel lo había contratado demasiado tarde para cumplir lo pactado, y tampoco había valorado la dificultad del proyecto. De hecho, al día siguiente a su incorporación, él, Hoff y Mazor recibieron la visita de Masatoshi Shima, un ingeniero de Busicom, que se encontró con la noticia del escaso tiempo con el que disponían. Faggin se puso manos a la obra, y durante meses trabajó a conciencia, quedándose en Intel hasta altas horas de la noche para lograr su meta. No solo tenía que dar vida a ese chip, sino que el pack incluía el desarrollo del 4001 (una memoria ROM), el 4002 (una RAM) y el 4003 (un dispositivo de entrada/salida). Shima, el ingeniero de Busicom, durante seis meses estuvo en Intel ayudándole y comprobando sus avances.
Para 1971, Faggin había desarrollado toda la familia de chips e Intel los presentaba anunciando una nueva era de la electrónica integrada. Aunque es difícil determinar la contribución que hizo cada uno, lo cierto es que no solo Federico Faggin, sino también Ted Hoff y Stan Manzor, han pasado a la historia, conjuntamente, como los padres del microprocesador.
El Intel 4004 fue lanzado en un paquete de 16 pines CERDIP el 15 de noviembre de 1971. El 4004 fue el primer procesador de computadora diseñado y fabricado por Intel, que previamente se dedicaba a hacer semiconductores de chips de memoria. En su anterior empleo, en Fairchild, Faggin había desarrollado una tecnología pionera llamada Silicon Gate Technology (SGT) y también había diseñado el primer circuito integrado MOS usando la tecnología SGT (el Fairchild 3708), demostrando la viabilidad de la nueva tecnología. Tan pronto como empezó a trabajar para Intel, Faggin creó una nueva metodología de «Random Logic Design» con silicon gate, que no existía previamente, y la utilizó para encajar el microprocesador en un único chip. Su metodología fue usada en todos los primeros diseños de microprocesadores de Intel (8008, 4040, 8080).
Masatoshi Shima, que asistió a Faggin durante el desarrollo de la familia 4004, más tarde escribió el software para la calculadora Busicom y se unió a la compañía Zilog, fundada por Federico Faggin a finales de 1974 y la primera compañía dedicada exclusivamente a microprocesadores, para el desarrollo y diseño del microprocesador Z80, uno de los tres chips que provocaron la revolución de las home computers en los años 80’s.
