Există 3 brevete timpurii pentru circuite integrate și un articol despre ele.
Primul brevet (1949) i-a aparținut lui Werner Jacobi, un inginer german de la Siemens AG, el a propus utilizarea microcircuitelor pentru, din nou, aparate auditive, dar nimeni nu a fost interesat de ideea sa. Apoi a avut loc faimosul discurs al lui Dammer în mai 1952 (numeroasele sale încercări de a împinge fondurile pentru îmbunătățirea prototipurilor sale de la guvernul britanic au continuat până în 1956 și nu s-au încheiat în nimic). În octombrie același an, inventatorul proeminent Bernard More Oliver a depus un brevet pentru o metodă de fabricare a unui tranzistor compozit pe un cip semiconductor comun, iar un an mai târziu Harwick Johnson, după ce a discutat acest lucru cu John Torkel Wallmark, a brevetat ideea un circuit integrat …
Toate aceste lucrări, însă, au rămas pur teoretice, deoarece trei bariere tehnologice au apărut în drumul către o schemă monolitică.
Bo Lojek (History of Semiconductor Engineering, 2007) le-a descris ca: integrare (nu există o modalitate tehnologică de a forma componente electronice într-un cristal semiconductor monolitic), izolare (nu există o modalitate eficientă de a izola electric componentele IC), conexiune (există nici o modalitate ușoară de a conecta componentele IC pe cristal). Numai cunoașterea secretelor integrării, izolării și conectării componentelor folosind fotolitografie a făcut posibilă crearea unui prototip deplin al unui IC semiconductor.
Statele Unite ale Americii
Drept urmare, s-a dovedit că în Statele Unite, fiecare dintre cele trei soluții avea propriul autor, iar brevetele pentru acestea au ajuns în mâinile a trei corporații.
Kurt Lehovec de la Sprague Electric Company a participat la un seminar la Princeton în iarna anului 1958, unde Walmark și-a prezentat viziunea asupra problemelor fundamentale ale microelectronicii. În drumul său spre Massachusetts, Lehovets a venit cu o soluție elegantă la problema izolării - folosind joncțiunea pn în sine! Conducerea Sprague, ocupată cu războaie corporative, nu a fost interesată de invenția Legovets (da, încă o dată observăm că liderii proști sunt flagelul tuturor țărilor, nu numai în URSS, cu toate acestea, în SUA, datorită mult mai mare flexibilitate a societății, acest lucru nu s-a apropiat de astfel de probleme, cel puțin a suferit o anumită firmă, și nu întreaga direcție a științei și tehnologiei, așa cum facem noi), și s-a limitat la o cerere de brevet pe cheltuiala sa.
Mai devreme, în septembrie 1958, deja menționatul Jack Kilby de la Texas Instruments a prezentat primul prototip al IC - un oscilator cu un singur tranzistor, care repetă complet circuitul și ideea brevetului Johnson, și puțin mai târziu - un declanșator cu doi tranzistori..
Brevetele lui Kilby nu au abordat problema izolării și lipirii. Izolatorul a fost un spațiu de aer - o tăietură la toată adâncimea cristalului, iar pentru conexiune a folosit o montare articulată (!) Cu sârmă de aur (faimoasa tehnologie „păr”, și da, a fost de fapt folosit în prima IC-urile de la TI, care le-au făcut monstruos cu tehnologie scăzută), de fapt, schemele lui Kilby erau mai degrabă hibride decât monolitice.
Dar el a rezolvat complet problema integrării și a dovedit că toate componentele necesare pot fi cultivate într-o matrice de cristal. La Texas Instruments, totul a fost în regulă cu liderii, și-au dat seama imediat ce fel de comoară le-a căzut în mâini, așa că imediat, fără să aștepte nici măcar corectarea bolilor copiilor, în același 1958 au început să promoveze tehnologia brută în armată. (în același timp impunându-se tuturor brevetelor imaginabile). După cum ne amintim, armata în acest moment a fost dusă de ceva complet diferit - micromodule: atât armata, cât și marina au respins propunerea.
Cu toate acestea, Forțele Aeriene s-au interesat brusc de subiect, era prea târziu să se retragă, era necesar să se stabilească cumva producția folosind tehnologia „părului” incredibil de slabă.
În 1960, TI a anunțat oficial că primul circuit IC „real” de tip 502 Solid Circuit Solid este disponibil comercial. A fost un multivibrator, iar compania a susținut că este în producție, ba chiar a apărut în catalog pentru 450 USD bucata. Cu toate acestea, vânzările reale au început abia în 1961, prețul a fost mult mai mare, iar fiabilitatea acestei ambarcațiuni a fost scăzută. Acum, apropo, aceste scheme au o valoare istorică colosală, atât de mult încât o lungă căutare în forumurile occidentale a colecționarilor de electronice pentru o persoană care deține originalul TI Type 502 nu a fost încununată de succes. În total, au fost realizate aproximativ 10.000 dintre ele, deci raritatea lor este justificată.
În octombrie 1961, TI a construit primul computer pe microcircuite pentru Forțele Aeriene (8.500 de părți din care 587 erau de tip 502), dar problema era o metodă de fabricație aproape manuală, fiabilitate redusă și rezistență scăzută la radiații. Computerul a fost asamblat pe prima linie de microcircuite Texas Instruments SN51x din lume. Cu toate acestea, tehnologia Kilby nu era în general potrivită pentru producție și a fost abandonată în 1962 după ce un al treilea participant, Robert Norton Noyce de la Fairchild Semiconductor, a intrat în afaceri.
Fairchild a avut un avantaj colosal asupra tehnicianului radio al lui Kilby. După cum ne amintim, compania a fost înființată de o adevărată elită intelectuală - opt dintre cei mai buni specialiști în domeniul microelectronicii și mecanicii cuantice, care au scăpat de la Bell Labs din dictatura Shockley, care a luat-o razna încet. În mod surprinzător, rezultatul imediat al muncii lor a fost descoperirea procesului planar - o tehnologie pe care au aplicat-o pe 2N1613, primul tranzistor planar produs în masă din lume și înlocuind toate celelalte opțiuni sudate și de difuzie de pe piață.
Robert Noyce s-a întrebat dacă aceeași tehnologie ar putea fi aplicată producției de circuite integrate, iar în 1959 a repetat în mod independent calea lui Kilby și Legowitz, combinând ideile lor și aducându-le la concluzia lor logică. Așa s-a născut procesul fotolitografic, cu ajutorul căruia se realizează și astăzi microcircuite.
Grupul lui Noyce, condus de Jay T. Last, a creat primul adevărat IC monolitic cu drepturi depline în 1960. Cu toate acestea, compania Fairchild a existat pe banii capitaliștilor de risc și la început nu au reușit să evalueze valoarea a ceea ce a fost creat (din nou, necazul cu șefii). Vicepreședintele a cerut de la Last să închidă proiectul, rezultatul a fost o altă divizare și plecarea echipei sale, așa că s-au născut încă două companii Amelco și Signetics.
După aceea, manualul a văzut în cele din urmă lumina și, în 1961, a lansat primul IC cu adevărat disponibil comercial - Micrologic. A mai durat un an pentru a dezvolta o serie logică completă de mai multe microcircuite.
În acest timp, concurenții nu au dormit și, ca rezultat, ordinea a fost după cum urmează (între paranteze anul și tipul de logică) - Texas Instruments SN51x (1961, RCTL), Signetics SE100 (1962, DTL), Motorola MC300 (1962, ECL), Motorola MC7xx, MC8xx și MC9xx (1963, RTL) Fairchild Series 930 (1963, DTL), Amelco 30xCJ (1963, RTL), Ferranti MicroNOR I (1963, DTL), Sylvania SUHL (1963, TTL), Texas Instruments SN54xx (1964, TTL), Ferranti MicroNOR II (1965, DTL), Texas Instruments SN74xx (1966, TTL), Philips FC ICS (1967, DTL), Fairchild 9300 (1968, TTL MSI), Signetics 8200 (1968)), RCA CD4000 (1968, CMOS), Intel 3101 (1968, TTL). Au existat alți producători precum Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon și Hughes, acum uitați.
Una dintre marile descoperiri în domeniul standardizării a fost așa-numitele familii de cipuri logice. În era tranzistoarelor, fiecare producător de computere, de la Philco la General Electric, fabrica de obicei toate componentele mașinilor lor chiar până la tranzistori. În plus, diverse circuite logice precum 2I-NOT etc. pot fi implementate cu ajutorul lor în cel puțin o duzină de moduri diferite, fiecare dintre ele având propriile sale avantaje - ieftin și simplitate, viteză, număr de tranzistoare etc. Drept urmare, companiile au început să vină cu propriile implementări, care inițial erau utilizate doar în mașinile lor.
Așa s-a născut istoric prima logică rezistor-tranzistor (RTL și tipurile sale DCTL, DCUTL și RCTL, deschise în 1952), logică puternică și rapidă conectată la emițător (ECL și tipurile sale PECL și LVPECL, utilizate pentru prima dată în IBM 7030 Stretch, a ocupat mult spațiu și a fost foarte fierbinte, dar, din cauza parametrilor de viteză de neegalat, a fost folosit masiv și încorporat în microcircuite, a fost standardul supercomputerelor până la începutul anilor 1980 de la Cray-1 la „Electronics SS LSI”), logică diodă-tranzistor pentru utilizare în mașini mai simple (DTL și soiurile sale CTDL și HTL au apărut în IBM 1401 în 1959).
Până la apariția microcircuitelor, a devenit clar că producătorii trebuie să aleagă în același mod - și ce tip de logică va fi utilizat în interiorul cipurilor lor? Și cel mai important, ce fel de jetoane vor fi, ce elemente vor conține?
Așa s-au născut familiile logice. Când Texas Instruments a lansat prima astfel de familie din lume - SN51x (1961, RCTL), au decis asupra tipului de logică (rezistor-tranzistor) și ce funcții ar fi disponibile în microcircuitele lor, de exemplu, elementul SN514 implementat NOR / NAND.
Ca rezultat, pentru prima dată în lume, a existat o diviziune clară în companii producătoare de familii logice (cu viteza, prețul și diferitele lor cunoștințe) și companii care le-ar putea cumpăra și asambla calculatoare cu propria lor arhitectură..
Bineînțeles, au rămas câteva companii integrate pe verticală, cum ar fi Ferranti, Phillips și IBM, care au preferat să se mențină la ideea de a face un computer în interiorul și în exteriorul propriilor facilități, dar până în anii 1970, fie au dispărut, fie au abandonat această practică.. IBM a fost ultimul care a căzut, au folosit un ciclu de dezvoltare absolut complet - de la topirea siliciului până la lansarea propriilor cipuri și mașini pe ele până în 1981, când a venit IBM 5150 (mai cunoscut sub numele de Personal Computer, strămoșul tuturor computerelor). out - primul computer care poartă marca lor comercială și în interior - un procesor după designul altcuiva.
Inițial, apropo, „oamenii în costume albastre” încăpățânați au încercat să creeze un PC de origine 100% original și chiar l-au lansat pe piață - IBM 5110 și 5120 (pe procesorul PALM original, de fapt, era o versiune micro a mainframe-urile lor), dar de la - din cauza prețului prohibitiv și a incompatibilității cu clasa deja născută a mașinilor mici cu procesoare Intel, de ambele ori au avut un eșec epic. Ce este amuzant este că divizia lor mainframe nu a renunțat până acum și încă își dezvoltă propria arhitectură de procesor până în prezent. Mai mult decât atât, le-au produs în același mod absolut independent până în 2014, când și-au vândut în cele din urmă companiile de semiconductori către Global Foundries. Așadar, ultima linie de computere, produse în stilul anilor 1960, a dispărut - în întregime de o singură companie din interior și din exterior.
Revenind la familiile logice, observăm ultima dintre ele, care a apărut deja în era microcircuitelor special pentru ele. Nu este la fel de rapid sau la fel de fierbinte ca logica tranzistor-tranzistor (TTL, inventat în 1961 la TRW). Logica TTL a fost primul standard IC și a fost utilizată în toate cipurile majore din anii 1960.
Apoi a venit logica de injecție integrală (IIL, apărută la sfârșitul anului 1971 la IBM și Philips, a fost utilizată în microcircuite din anii 1970-1980) și cea mai mare dintre toate - logica metal-oxid-semiconductoare (MOS, dezvoltată din anii 60 și până la Al 80-lea în versiunea CMOS, care a capturat complet piața, acum 99% din toate cipurile moderne sunt CMOS).
Primul computer comercial pe microcircuite a fost seria RCA Spectra 70 (1965), mainframe-ul mic Burroughs B2500 / 3500 lansat în 1966 și Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). RCA și-a dezvoltat în mod tradițional propriile microcircuite (CML - Current Mode Logic), Burroughs a folosit ajutorul Fairchild pentru a dezvolta o linie originală de microcircuite CTL (Complementary Transistor Logic), SDS a comandat cipurile de la Signetics. Aceste mașini au fost urmate de CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC - era mașinilor cu tranzistoare a dispărut.
Rețineți că creatorii gloriei lor au fost uitați nu numai în URSS. O poveste similară, destul de neplăcută, s-a întâmplat cu circuitele integrate.
De fapt, lumea datorează apariția IP-ului modern muncii bine coordonate a profesioniștilor de la Fairchild - în primul rând, echipei Ernie și Last, precum și ideii lui Dammer și brevetului Legovets. Kilby a produs un prototip nereușit, care a fost imposibil de modificat, producția sa a fost abandonată aproape imediat, iar microcircuitul său are doar o valoare de colecție pentru istorie, nu a dat nimic tehnologiei. Bo Loek a scris despre asta în acest fel:
Ideea lui Kilby era atât de impracticabilă încât chiar și TI a abandonat-o. Brevetul său a avut valoare doar ca subiect convenabil și profitabil al negocierii. Dacă Kilby ar lucra nu pentru TI, ci pentru orice altă companie, atunci ideile sale nu ar fi fost brevetate deloc.
Noyce a redescoperit ideea Legovets, dar apoi a renunțat la muncă și toate descoperirile, inclusiv oxidarea umedă, metalizarea și gravarea, au fost făcute de alți oameni și au lansat și primul IC monolitic comercial real.
Drept urmare, povestea a rămas nedreaptă cu acești oameni până la sfârșit - chiar și în anii 60, Kilby, Legovets, Noyce, Ernie și Last au fost numiți părinții microcircuitelor, în anii 70 lista a fost redusă la Kilby, Legovets și Noyce, apoi pentru Kilby și Noyce, iar culmea miturilor a fost primirea Premiului Nobel din 2000 de către Kilby numai pentru invenția microcircuitului.
Rețineți că 1961-1967 a fost era războaielor monstruoase de brevete. Toată lumea s-a luptat cu toată lumea, Texas Instruments cu Westinghouse, Sprague Electric Company și Fairchild, Fairchild cu Raytheon și Hughes. În cele din urmă, companiile și-au dat seama că niciuna dintre ele nu va colecta toate brevetele cheie de la ei înșiși și, în timp ce instanțele durează - sunt înghețate și nu pot servi drept active și aduc bani, așa că totul a ajuns la o licență globală și încrucișată dintre toate obținute până atunci.tehnologii.
În ceea ce privește considerarea URSS, nu se poate să nu observăm alte țări ale căror politici erau uneori extrem de ciudate. În general, studiind acest subiect, devine clar că este mult mai ușor să descriem nu de ce a eșuat dezvoltarea circuitelor integrate în URSS, ci de ce au reușit în Statele Unite, dintr-un singur motiv simplu - nu au reușit nicăieri decât în Statele Unite.
Să subliniem că ideea nu a fost deloc în inteligența dezvoltatorilor - ingineri inteligenți, fizicieni excelenți și vizionari geniali în computer erau peste tot: din Olanda până în Japonia. Problema era un lucru - managementul. Chiar și în Marea Britanie, conservatorii (ca să nu mai vorbim de laboriști, care au terminat rămășițele industriei și dezvoltării acolo), corporațiile nu aveau aceeași putere și independență ca în America. Doar acolo reprezentanții întreprinderilor au discutat cu autoritățile pe picior de egalitate: puteau investi miliarde oriunde doreau cu puțin sau deloc control, puteau converge în lupte acerbe cu brevetele, ademeni angajații, găseau noi companii la un moment dat (la același opt perfid care l-a aruncat pe Shockley, urmărește înapoi 3/4 din activitatea actuală a Americii cu semiconductori, de la Fairchild și Signetics la Intel și AMD).
Toate aceste companii erau în continuă mișcare de viață: au căutat, au descoperit, au capturat, au distrus, au investit - și au supraviețuit și au evoluat ca natura vie. Nicăieri altundeva în lume nu a existat o astfel de libertate de risc și de întreprindere. Diferența va deveni deosebit de evidentă atunci când vom începe să vorbim despre „Silicon Valley” internă - Zelenograd, unde ingineri nu mai puțin inteligenți, aflându-se sub jugul Ministerului Industriei Radio, au trebuit să cheltuiască 90% din talentul lor pe copierea de câțiva ani Evoluțiile americane și cei care s-au încăpățânat să meargă înainte - Yuditsky, Kartsev, Osokin - au fost foarte repede îmblânzite și conduse înapoi pe șinele așezate de partid.
Generalissimo Stalin însuși a vorbit bine despre acest lucru într-un interviu cu ambasadorul Argentinei Leopoldo Bravo la 7 februarie 1953 (din cartea lui Stalin I. V. Works. - T. 18. - Tver: Centrul de informare și publicare „Uniunea”, 2006):
Stalin spune că acest lucru trădează doar sărăcia minții liderilor Statelor Unite, care au mulți bani, dar puțin în cap. El observă în același timp că președinților americani, de regulă, nu le place să gândească, ci preferă să folosească ajutorul „trusturilor creierului”, că astfel de încrederi, în special, au fost alături de Roosevelt și Truman, care se pare că, dacă aveau bani, nu erau necesari.
Drept urmare, partidul s-a gândit cu noi, dar inginerii au făcut-o. De aici rezultatul.
Japonia
O situație practic similară s-a întâmplat în Japonia, unde tradițiile controlului de stat erau, desigur, de multe ori mai moi decât cele sovietice, dar destul de la nivelul Marii Britanii (am discutat deja ce s-a întâmplat cu școala britanică de microelectronică).
În Japonia, până în 1960, existau patru jucători majori în industria computerelor, dintre care trei erau 100% proprietate guvernamentală. Cele mai puternice - Departamentul de comerț și industrie (MITI) și brațul său tehnic, Laboratorul de inginerie electrică (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) și laboratoarele sale de cipuri; și cel mai puțin semnificativ participant, din punct de vedere pur financiar, Ministerul Educației, care a controlat toate evoluțiile din cadrul prestigioaselor universități naționale (în special la Tokyo, un analog al Universității de Stat din Moscova și MIT în termeni de prestigiu în acei ani). În cele din urmă, ultimul jucător a fost laboratoarele corporative combinate ale celor mai mari firme industriale.
Japonia era, de asemenea, atât de asemănătoare cu URSS și Marea Britanie, încât toate cele trei țări au suferit semnificativ în timpul celui de-al doilea război mondial, iar potențialul lor tehnic a fost redus. Și Japonia, în plus, a fost în ocupație până în 1952 și sub un control financiar strâns al Statelor Unite până în 1973, rata de schimb a yenului până în acel moment a fost fixată rigid de dolar prin acordurile interguvernamentale, iar piața internațională japoneză a devenit în general de atunci 1975 (și da, nu vorbim despre faptul că ei înșiși o merită, descriem doar situația).
Drept urmare, japonezii au reușit să creeze mai multe mașini de primă clasă pentru piața internă, dar în același mod, producția de microcircuite a căscat și, când a început epoca lor de aur după 1975, o adevărată renaștere tehnică (era în jurul anului 1990, când tehnologia și computerele japoneze erau considerate cele mai bune din lume și subiectul invidia și visele), producerea acestor minuni a fost redusă la aceeași copiere a dezvoltărilor americane. Deși trebuie să le dăm datoria, nu numai că au copiat, dar au demontat, studiat și îmbunătățit orice produs în detaliu până la ultimul șurub, ca urmare, computerele lor erau mai mici, mai rapide și mai avansate tehnologic decât prototipurile americane. De exemplu, primul computer pe circuite integrate de producție proprie Hitachi HITAC 8210 a ieșit în 1965, simultan cu RCA. Din păcate pentru japonezi, aceștia făceau parte din economia mondială, unde astfel de trucuri nu trec impun, iar ca urmare a războaielor de brevete și comerciale cu Statele Unite din anii 80, economia lor s-a prăbușit în stagnare, unde rămâne practic până astăzi (și dacă le amintești de eșecul epic cu așa-numitele „mașini de generația a 5-a” …).
În același timp, atât Fairchild, cât și TI au încercat să stabilească facilități de producție în Japonia la începutul anilor '60, dar s-au confruntat cu o rezistență dură din partea MITI. În 1962, MITI a interzis Fairchild să investească într-o fabrică deja cumpărată în Japonia, iar Noyce, fără experiență, a încercat să intre pe piața japoneză prin corporația NEC. În 1963, conducerea NEC, care ar fi acționat sub presiunea guvernului japonez, a obținut de la Fairchild condiții de licență extrem de favorabile, care ulterior au închis capacitatea Fairchild de a tranzacționa independent pe piața japoneză. Abia după încheierea acordului, Noyce a aflat că președintele NEC a prezidat simultan comitetul MITI care bloca acordurile Fairchild. TI a încercat să înființeze o instalație de producție în Japonia în 1963, după ce a avut experiență negativă cu NEC și Sony. Timp de doi ani, MITI a refuzat să dea un răspuns clar la cererea TI (în timp ce le fura cipurile cu putere și eliberare fără licență), iar în 1965 Statele Unite au atacat, amenințându-i pe japonezi cu un embargo asupra importului de echipamente electronice care au încălcat brevetele TI și, pentru început, au interzis Sony și Sharp.
MITI și-a dat seama de amenințare și a început să se gândească cum ar putea păcăli pe barbarii albi. În cele din urmă, au construit un port multiplu, împins să rupă un acord deja în așteptare între TI și Mitsubishi (proprietarul Sharp) și l-au convins pe Akio Morita (fondatorul Sony) să încheie un acord cu TI „în interesul viitorului japonezilor industrie. La început, acordul a fost extrem de dezavantajos pentru TI și de aproape douăzeci de ani companiile japoneze au lansat microcircuite clonate fără a plăti redevențe. Japonezii s-au gândit deja cât de minunat i-au înșelat pe gaijini cu protecționismul lor dur, iar apoi americanii i-au presat a doua oară deja în 1989. Drept urmare, japonezii au fost nevoiți să admită că au încălcat brevetele timp de 20 de ani și au plătit United Statele redevențe monstruoase de o jumătate de miliard de dolari pe an, care au îngropat în cele din urmă microelectronica japoneză.
Drept urmare, jocul murdar al Ministerului Comerțului și controlul lor total asupra companiilor mari, cu decrete despre ce și cum să producă, i-au lăsat pe japonezi lateral și astfel încât au fost literalmente alungați din galaxia mondială a producătorilor de computere (în de fapt, până în anii 80, doar ei concurau cu americanii).
URSS
În cele din urmă, să trecem la cel mai interesant lucru - Uniunea Sovietică.
Să spunem imediat că o mulțime de lucruri interesante se petreceau acolo înainte de 1962, dar acum vom lua în considerare doar un singur aspect - circuite integrate monolitice reale (și, mai mult decât atât, originale!).
Yuri Valentinovich Osokin s-a născut în 1937 (pentru o schimbare, părinții săi nu erau dușmani ai poporului) și în 1955 a intrat în facultatea electromecanică a MPEI, specialitatea proaspăt deschisă „dielectrici și semiconductori”, pe care a absolvit-o în 1961. A făcut o diplomă în tranzistori în centrul nostru principal de semiconductori de lângă Krasilov în NII-35, de unde a mers la Riga Semiconductor Device Plant (RZPP) pentru a produce tranzistori, iar fabrica în sine era la fel de tânără ca absolventul Osokin - a fost creată abia în 1960.
La numirea lui Osokin a existat o practică normală pentru o nouă fabrică - cursanții RZPP au studiat adesea la NII-35 și s-au instruit la Svetlana. Rețineți că fabrica nu numai că deținea personal calificat baltic, dar era situată și la periferie, departe de Shokin, Zelenograd și de toate confruntările asociate acestora (vom vorbi despre asta mai târziu). În 1961, RZPP stăpânise deja în producție majoritatea tranzistoarelor NII-35.
În același an, planta, din proprie inițiativă, a început să sape în domeniul tehnologiilor plane și al fotolitografiei. În aceasta a fost asistat de NIRE și KB-1 (mai târziu „Almaz”). RZPP a dezvoltat primul din linia automată a URSS pentru producerea tranzistoarelor plane "Ausma", iar proiectantul său general A. S. Gotman s-a născut într-un gând luminos - întrucât încă ștampilăm tranzistoarele pe un cip, de ce să nu le asamblăm imediat din aceste tranzistoare?
În plus, Gotman a propus o tehnologie revoluționară, conform standardelor din 1961, pentru a separa cablurile tranzistorului nu de picioarele standard, ci de a le lipi pe un tampon de contact cu bile de lipit pe acesta, pentru a simplifica instalarea automată suplimentară. De fapt, el a deschis un adevărat pachet BGA, care este acum utilizat în 90% din electronice - de la laptopuri la smartphone-uri. Din păcate, această idee nu a intrat în serie, deoarece au existat probleme cu implementarea tehnologică. În primăvara anului 1962, inginerul șef al NIRE V. I. Smirnov i-a cerut directorului RZPP S. A. Bergman să găsească o altă modalitate de a implementa un circuit cu mai multe elemente de tip 2NE-OR, universal pentru construirea de dispozitive digitale.
Directorul RZPP a încredințat această sarcină tânărului inginer Yuri Valentinovich Osokin. Un departament a fost organizat ca parte a unui laborator tehnologic, un laborator pentru dezvoltarea și fabricarea fotomascurilor, un laborator de măsurare și o linie de producție pilot. În acel moment, o tehnologie pentru fabricarea diodelor și tranzistoarelor de germaniu a fost furnizată către RZPP și a fost luată ca bază pentru o nouă dezvoltare. Și deja în toamna anului 1962, s-au obținut primele prototipuri de germaniu, așa cum se spunea la acea vreme, schema solidă P12-2.
Osokin s-a confruntat cu o sarcină fundamental nouă: să implementeze două tranzistoare și două rezistențe pe un cristal, în URSS nimeni nu a făcut așa ceva și nu au existat informații despre munca lui Kilby și Noyce în RZPP. Dar grupul lui Osokin a rezolvat în mod strălucit problema și nu în același mod în care au făcut-o americanii, lucrând nu cu siliciu, ci cu mezatransistori de germaniu! Spre deosebire de Texas Instruments, oamenii din Riga au creat imediat atât un microcircuit real, cât și un proces tehnic de succes pentru acesta din trei expuneri consecutive, de fapt, au făcut-o simultan cu grupul Noyce, într-un mod absolut original și au primit un produs nu mai puțin valoros din punct de vedere comercial.
Cât de semnificativă a fost contribuția lui Osokin însuși, a fost el un analog al lui Noyce (toată munca tehnică pentru care a jucat grupul lui Last și Ernie) sau un inventator complet original?
Acesta este un mister acoperit de întuneric, la fel ca tot ce are legătură cu electronica sovietică. De exemplu, V. M. Lyakhovich, care a lucrat chiar în acel NII-131, își amintește (în continuare, citate din cartea unică a lui E. M. Lyakhovich „Eu sunt de pe vremea primului”):
În mai 1960, un inginer din laboratorul meu, fizician de pregătire, Lev Iosifovich Reimerov, a propus să folosească un tranzistor dublu în același pachet cu un rezistor extern ca element universal al 2NE-OR, asigurându-ne că, în practică, această propunere este deja furnizat în procesul tehnologic existent de fabricare a tranzistoarelor P401 - P403, pe care îl cunoaște bine din practica sa de la fabrica de la Svetlana … Asta era aproape tot ce era necesar! Moduri de operare cheie ale tranzistoarelor și cel mai înalt nivel de unificare … Și o săptămână mai târziu, Lev a adus o schiță a structurii cristaline, pe care s-a adăugat o joncțiune pn la doi tranzistori pe colectorul lor comun, formând un rezistor stratificat … În 1960, Lev a emis un certificat de inventator pentru propunerea sa și a primit o decizie pozitivă pentru dispozitivul nr. 24864 din 8 martie 1962.
Ideea a fost întruchipată în hardware cu ajutorul lui OV Vedeneev, care la acea vreme lucra la Svetlana:
Vara, am fost chemat la intrarea Reimerului. El a venit cu o idee de a face din punct de vedere tehnic și tehnologic o schemă „NU-SAU”. Pe un astfel de dispozitiv: un cristal de germaniu este atașat pe o bază metalică (duraluminiu), pe care sunt create patru straturi cu conductivitate npnp … Lucrarea de fuzionare a cablurilor de aur a fost bine stăpânită de un tânăr instalator, Luda Turnas, și am adus ea să lucreze. Produsul rezultat a fost plasat pe un biscuit din ceramică … Până la 10 astfel de biscuiți ar putea fi ușor de realizat prin intrarea în fabrică, pur și simplu ținându-l într-un pumn. Am făcut câteva sute de astfel de biscuiți pentru Leva.
Eliminarea prin punctul de control nu este menționată aici întâmplător. Toate lucrările privind „schemele dure” în etapa inițială erau un joc pur și puteau fi închise cu ușurință, dezvoltatorii trebuind să folosească nu numai abilități tehnice, ci și organizaționale tipice URSS.
Primele câteva sute de piese au fost produse în liniște în câteva zile! … După respingerea dispozitivelor acceptabile din punct de vedere al parametrilor, am asamblat mai multe circuite de declanșare simple și un contor. Totul funcționează! Iată-l - primul circuit integrat!
Iunie 1960.
… În laborator, am realizat ansambluri demonstrative ale unităților tipice pe aceste diagrame solide, așezate pe panouri de plexiglas.
… Inginerul șef al NII-131, Veniamin Ivanovici Smirnov, a fost invitat la demonstrația primelor scheme solide și i-a spus că acest element este universal … Demonstrația schemelor solide a făcut o impresie. Munca noastră a fost aprobată.
… În octombrie 1960, cu aceste meserii, inginerul șef al NII-131, inventatorul circuitului solid, inginerul L. I. Shokin.
… V. D. Kalmykov și A. I. Shokin au evaluat pozitiv munca depusă de noi. Aceștia au remarcat importanța acestui domeniu de lucru și au sugerat contactarea acestora pentru ajutor, dacă este necesar.
… Imediat după raportul către ministru și sprijinul ministrului pentru munca noastră privind crearea și dezvoltarea unei scheme solide de germaniu, V. I. În primul trimestru din 1961, primele noastre circuite solide au fost fabricate la fața locului, deși cu ajutorul prietenilor de la uzina Svetlana (lipirea cablurilor de aur, aliaje multicomponente pentru bază și emițător).
La prima etapă de lucru, au fost obținute aliaje multicomponente pentru bază și emițător la fabrica de la Svetlana, cablurile de aur au fost duse și la Svetlana pentru lipire, deoarece institutul nu avea propriul instalator și sârmă de aur de 50 microni. S-a dovedit a fi îndoielnic dacă chiar și eșantioane experimentale de computere de bord, dezvoltate la institutul de cercetare, au fost echipate cu microcircuite, iar producția de masă a fost exclusă. A fost necesar să se caute o plantă de serie.
Noi (V. I. Smirnov, L. I. Bergman va stabili posibilitatea utilizării acestei instalații în viitor pentru producția în serie a circuitelor noastre solide. Știam că, în epoca sovietică, directorii fabricilor erau reticenți să ia orice producție suplimentară a oricărui produs. Prin urmare, am apelat la RPZ, astfel încât, pentru început, un lot experimental (500 de bucăți) din „elementul nostru universal” să poată fi fabricat pentru noi pentru a oferi asistență tehnică, a cărei tehnologie de fabricație și a materialelor au coincis complet cu cele utilizat pe linia tehnologică RPZ la fabricarea tranzistoarelor P401 - P403.
… Din acel moment, invazia noastră a început „pe fabrica de serie cu transferul„ documentației”desenate cu cretă pe o tablă și prezentate oral prin tehnologie. Parametrii electrici și tehnicile de măsurare au fost prezentate pe o singură pagină A4, dar sarcina de sortare și control a parametrilor a fost a noastră.
… Întreprinderile noastre aveau aceleași numere de căsuțe poștale, PO Box 233 (RPZ) și PO Box 233 (NII-131). De aici s-a născut numele „elementului lui Reimerov” - TS-233.
Detaliile de fabricație sunt izbitoare:
În acel moment, fabrica (precum și alte fabrici) folosea o tehnologie manuală de transfer al emițătorului și materialului de bază pe o placă de germaniu cu vârfuri de lemn dintr-un copac de flori de salcâm și lipirea manuală a cablurilor. Toate aceste lucrări au fost efectuate la microscop de fete tinere.
În general, în ceea ce privește fabricabilitatea, descrierea acestei scheme nu este departe de Kilby …
Unde este locul lui Osokin aici?
Studiem mai departe memoriile.
Odată cu apariția fotolitografiei, a devenit posibil să se creeze un rezistor de volum în loc de unul stratificat la dimensiunile cristaline existente și să se formeze un rezistor de volum prin gravarea plăcii colectoare printr-un fotomască. LI Reimerov l-a rugat pe Yu. Osokin să încerce să selecteze diferite fotomase și să încerce să obțină un rezistor de volum de ordinul a 300 Ohm pe o placă de germaniu de tip p.
… Yura a realizat un astfel de rezistor de volum în R12-2 TS și a considerat că lucrarea a fost terminată, deoarece problema temperaturii fusese rezolvată. În curând, Yuri Valentinovich mi-a adus aproximativ 100 de circuite solide sub forma unei „chitare” cu rezistor de volum în colector, care a fost obținut prin gravarea specială a stratului colector de germaniu de tip p.
… El a arătat că aceste vehicule funcționează până la +70 grade, care este procentul randamentului celor potrivite și care este gama de parametri. La institut (Leningrad) am asamblat modulele Kvant pe aceste diagrame solide. Toate testele în intervalul de temperatură de funcționare au avut succes.
Dar nu a fost atât de ușor să lansăm a doua opțiune, aparent mai promițătoare, în producție.
Probele de circuite și o descriere a procesului tehnologic au fost transferate către RZPP, dar acolo, până la acel moment, începuse deja producția în serie a P12-2 cu un rezistor de volum. Apariția schemelor îmbunătățite ar însemna oprirea producției celor vechi, ceea ce ar putea perturba planul. În plus, după toate probabilitățile, Yu. V. Osokin a avut motive personale pentru a păstra lansarea P12-2 a vechii versiuni. Situația a fost suprapusă problemelor de coordonare interdepartamentală, deoarece NIRE aparținea GKRE, iar RZPP GKET. Comitetele aveau cerințe de reglementare diferite pentru produse, iar întreprinderea unui comitet nu avea practic niciun efect de pârghie asupra fabricii de la altul. În finală, părțile au ajuns la un compromis - versiunea P12-2 a fost păstrată, iar noile circuite de mare viteză au primit indicele P12-5.
Drept urmare, vedem că Lev Reimerov era un analog al lui Kilby pentru microcircuitele sovietice, iar Yuri Osokin era un analog al lui Jay Last (deși este de obicei clasat printre părinții cu drepturi depline ai circuitelor integrate sovietice).
Drept urmare, este și mai dificil să înțelegem complexitățile intrigilor de proiectare, fabrică și ministeriale ale Uniunii decât în războaiele corporative din America, totuși, concluzia este destul de simplă și optimistă. Reimer a venit cu ideea integrării aproape simultan cu Kilby și doar birocrația sovietică și particularitățile muncii institutelor noastre de cercetare și birourilor de proiectare, cu o grămadă de aprobări ministeriale și certuri, au întârziat microcircuitele interne pentru câțiva ani. În același timp, primele scheme erau aproape aceleași cu „părul” tip 502 și au fost îmbunătățite de specialistul în litografie Osokin, care a jucat rolul lui Jay Last, de asemenea complet independent de evoluțiile Fairchild și aproximativ în același timp, pregătind lansarea unui produs destul de modern și competitiv pentru perioada respectivă a prezentei PI.
Dacă premiile Nobel au fost acordate puțin mai corect, atunci Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov și Yuri Osokin ar fi trebuit să împărtășească onoarea de a crea microcircuitul. Din păcate, în Occident, nimeni nu a auzit nici măcar de inventatorii sovietici înainte de prăbușirea Uniunii.
În general, fabricarea miturilor americane, după cum sa menționat deja, în unele aspecte a fost similară cu cea sovietică (precum și pofta de numire a eroilor oficiali și simplificarea unei povești complexe). După lansarea faimoasei cărți de Thomas Reid „Chip: How Two Americans Invented the Microchip and Lanced a Revolution” în 1984, versiunea „doi inventatori americani” a devenit canon, chiar au uitat de proprii colegi, ca să nu mai vorbim să sugerăm că altcineva decât americanii ar fi putut deodată să inventeze ceva undeva!
Cu toate acestea, în Rusia se disting și printr-o scurtă amintire, de exemplu, într-un articol imens și detaliat de pe Wikipedia rusă despre invenția microcircuitelor - nu există un cuvânt despre Osokin și evoluțiile sale (care, apropo, este nu este surprinzător, articolul este o traducere simplă a unei traduceri similare în limba engleză, în care aceste informații și nu a existat nici o urmă).
În același timp, ceea ce este și mai trist, tatăl ideii în sine, Lev Reimerov, este uitat și mai profund și chiar în acele surse în care este menționată crearea primelor IS sovietice reale, numai Osokin este notat ca fiind unic creator, ceea ce este cu siguranță trist.
Este uimitor că în această poveste, eu și americanii ne-am arătat exact la fel - niciuna dintre părți nu și-a amintit practic eroii lor reali, în loc să creeze o serie de mituri de durată. Este foarte trist că crearea „Quantum”, în general, a devenit posibilă restaurarea doar dintr-o singură sursă - chiar cartea „Eu sunt de pe vremea primului”, publicată de editura „Scythia-print” în Sankt Petersburg în 2019 cu un tiraj de 80 (!) De instanțe. Bineînțeles, pentru o gamă largă de cititori a fost absolut inaccesibil pentru o lungă perioadă de timp (neștiind cel puțin ceva despre Reimerov și această poveste de la început - a fost chiar dificil de ghicit ce anume trebuie căutat pe net, dar acum este disponibil în format electronic aici).
Cu atât mai mult, aș dori ca acești oameni minunați să nu fie uitați fără glorie și sperăm că acest articol va servi ca o altă sursă în restabilirea priorităților și a justiției istorice în problema dificilă a creării primelor circuite integrate din lume.
Structural, P12-2 (și P12-5 ulterior) au fost realizate sub forma unei tablete clasice realizate dintr-o cupă rotundă din metal cu un diametru de 3 mm și o înălțime de 0,8 mm - Fairchild nu a venit cu o astfel de pachet până la un an mai târziu. Până la sfârșitul anului 1962, producția pilot de RZPP a produs aproximativ 5 mii R12-2, iar în 1963 au fost făcute câteva zeci de mii (din păcate, americanii își dăduseră deja seama care era puterea lor și producuseră mai mult de jumătate de milion dintre ei).
Ce este amuzant - în URSS, consumatorii nu știau cum să lucreze cu un astfel de pachet și, în mod specific, să-și ușureze viața, în 1963 în NIRE în cadrul ROC Kvant (A. N. Pelipenko, E. M. Lyakhovich) patru P12-2 vehicule - așa s-a născut poate primul GIS din lume cu integrare pe două niveluri (TI a folosit primul său microcircuit serial în 1962 într-un design similar numit modulul logic Litton AN / ASA27 - au fost folosite pentru asamblarea computerelor radar de la bord).
În mod uimitor, nu numai Premiul Nobel - ci chiar onoruri speciale din partea guvernului său, Osokin nu a primit (și Reimer nici măcar nu a primit acest lucru - au uitat complet de el!), El nu a primit deloc nimic pentru microcircuite, doar mai târziu în 1966 i s-a acordat o medalie „Pentru distincție de muncă”, ca să spunem așa, „pe o bază generală”, doar pentru succesul în muncă. Mai departe - a crescut până la inginerul șef și a început automat să primească premii de statut, care au fost închise de aproape toată lumea care deținea cel puțin unele posturi responsabile, un exemplu clasic este „Insigna de onoare”, pe care i-a fost acordată în 1970 și în cinstea transformării plantei în În 1975 a primit Ordinul Bannerului Roșu al Muncii la Institutul de Cercetare a Microdispozițiilor de la Riga (RNIIMP, întreprinderea principală a nou-creatului AP "Alpha").
Departamentul lui Osokin a primit un premiu de stat (doar SSR leton, nu al lui Lenin, care au fost distribuite cu generozitate moscoviților), și apoi nu pentru microcircuite, ci pentru îmbunătățirea tranzistoarelor cu microunde. În URSS, brevetarea invențiilor către autori nu a dat altceva decât probleme, o plată nesemnificativă de o singură dată și satisfacție morală, așa că multe invenții nu au fost deloc formalizate. De asemenea, Osokin nu se grăbea, dar pentru întreprinderi numărul invențiilor era unul dintre indicatori, așa că acestea trebuiau încă formalizate. Prin urmare, URSS AS Nr. 36845 pentru invenția TC P12-2 a fost primită de Osokin și Mikhalovich abia în 1966.
În 1964, Kvant a fost utilizat în computerul de bord de la a treia generație Gnome, primul din URSS (de asemenea, posibil, primul computer serial din lume pe microcircuite). În 1968, o serie de prime IS-uri a fost redenumită 1LB021 (GIS a primit indici precum 1HL161 și 1TP1162), apoi 102LB1V. În 1964, la ordinul NIRE, a fost finalizată dezvoltarea R12-5 (seria 103) și a modulelor bazate pe acesta (seria 117). Din păcate, Р12-5 s-a dovedit a fi dificil de fabricat, în principal datorită dificultății aliajelor de zinc, cristalul s-a dovedit a fi laborios de fabricat: procentul de randament a fost scăzut, iar costul a fost ridicat. Din aceste motive, TC P12-5 a fost produs în volume mici, dar până în acest moment se lucra deja pe un front larg pentru dezvoltarea tehnologiei de siliciu plan. Volumul producției de IC de germaniu în URSS nu este exact cunoscut, potrivit lui Osokin, de la mijlocul anilor '60, acestea fiind produse cu câteva sute de mii pe an (Statele Unite, din păcate, au produs deja milioane).
Urmează partea cea mai comică a poveștii.
Dacă cereți să ghiciți data de sfârșit pentru eliberarea microcircuitului inventat în 1963, atunci, în cazul URSS, chiar fanatici adevărați ai vechilor tehnologii se vor preda. Fără modificări semnificative, seria IS și GIS 102-117 au fost produse până la mijlocul anilor 1990, timp de peste 32 de ani! Volumul lansării lor a fost totuși neglijabil - în 1985 au fost produse aproximativ 6.000.000 de unități, în SUA este de trei ordine de mărime (!) Mai mult.
Dându-și seama de absurditatea situației, Osokin însuși a apelat în 1989 la conducerea Comisiei militare-industriale din cadrul Consiliului de Miniștri al URSS cu o cerere de eliminare a acestor microcircuite din producție din cauza caducității lor și a intensității ridicate a forței de muncă, dar a primit o refuz categoric. Vicepreședinte al complexului militar-industrial V. L. Calculatoarele „Gnome” se află încă în cabina navigatorului Il-76 (iar avionul în sine a fost produs în 1971) și în alte aeronave interne.
Ceea ce este deosebit de jignitor - rechinii răpitori ai capitalismului s-au uitat cu entuziasm la soluțiile tehnologice reciproce.
Comitetul sovietic de planificare a statului a fost implacabil - acolo unde sa născut, a venit la îndemână acolo! Drept urmare, microcircuitele Osokin au ocupat o nișă îngustă a computerelor de la bordul mai multor avioane și, ca atare, au fost utilizate în următorii treizeci de ani! Nici seria BESM, nici felul de „Minsky” și „Nairi” - nu au fost folosite nicăieri altundeva.
Mai mult, chiar și în computerele de bord nu au fost instalate peste tot, MiG-25, de exemplu, a zburat pe un computer electromecanic analog, deși dezvoltarea sa s-a încheiat în 1964. Cine a împiedicat instalarea microcircuitelor acolo? Conversațiile că lămpile sunt mai rezistente la o explozie nucleară?
Dar americanii au folosit microcircuite nu numai în Gemeni și Apollo (iar versiunile lor militare speciale au suportat perfect trecerea prin centurile de radiații ale Pământului și lucrează pe orbita Lunii). Au folosit cipurile cât mai curând (!) Pe măsură ce au devenit disponibile, în echipament militar deplin. De exemplu, celebrul Grumman F-14 Tomcat a devenit primul avion din lume, care în 1970 a primit un computer de bord bazat pe un LSI (este adesea numit primul microprocesor, dar formal acest lucru este incorect - F-14 computerul de bord consta din mai multe microcircuite de integrare medie și mare, deci nu mai puțin - acestea au fost module complete complete, cum ar fi ALU, și nu un set de slăbiciuni discrete pe orice 2I-NOT).
Este surprinzător faptul că Shokin, aprobând pe deplin tehnologia oamenilor din Riga, nu i-a dat nici cea mai mică accelerare (bine, cu excepția aprobării oficiale și a ordinului de a începe producția în serie la RZPP) și nicăieri nu a fost popularizată această temă, implicarea specialiștilor din alte institute de cercetare și, în general, a fiecărei dezvoltări cu scopul de a obține cât mai curând un standard prețios pentru propriile noastre microcircuite, care ar putea fi dezvoltat și îmbunătățit independent.
De ce s-a întâmplat?
Shokin nu a fost la înălțimea experimentelor Osokin, în acel moment rezolva problema clonării dezvoltărilor americane în Zelenogradul său natal, despre acest lucru vom vorbi în articolul următor.
Drept urmare, în afară de P12-5, RZPP nu s-a mai ocupat de microcircuite, nu a dezvoltat acest subiect și alte fabrici nu s-au orientat spre experiența sa, ceea ce a fost foarte regretabil.
O altă problemă a fost că, așa cum am spus deja, în Occident, toate microcircuitele au fost produse de familii logice care ar putea satisface orice nevoie. Ne-am limitat la un singur modul, seria s-a născut doar în cadrul proiectului Kvant în 1970 și apoi a fost limitată: 1HL161, 1HL162 și 1HL163 - circuite digitale multifuncționale; 1LE161 și 1LE162 - două și patru elemente logice 2NE-OR; 1TP161 și 1TP1162 - unul și doi declanșatori; 1UP161 este un amplificator de putere, precum și 1LP161 este un element logic unic de „inhibare”.
Ce se întâmpla la Moscova în acel moment?
Așa cum Leningradul a devenit centrul semiconductoarelor în anii 1930 - 1940, Moscova a devenit centrul tehnologiilor integrale în anii 1950-1960, deoarece faimosul Zelenograd se afla acolo. Vom vorbi despre cum a fost fondată și ce s-a întâmplat acolo data viitoare.
