Rojstvo sovjetskega sistema protiraketne obrambe. Osokin proti Kilbyju, ki je resnično izumil mikrovezje

Kazalo:

Rojstvo sovjetskega sistema protiraketne obrambe. Osokin proti Kilbyju, ki je resnično izumil mikrovezje
Rojstvo sovjetskega sistema protiraketne obrambe. Osokin proti Kilbyju, ki je resnično izumil mikrovezje

Video: Rojstvo sovjetskega sistema protiraketne obrambe. Osokin proti Kilbyju, ki je resnično izumil mikrovezje

Video: Rojstvo sovjetskega sistema protiraketne obrambe. Osokin proti Kilbyju, ki je resnično izumil mikrovezje
Video: Это 20 современных боевых танков в мире, которые просочились в общественность 2024, Marec
Anonim

Obstajajo 3 zgodnji patenti za integrirana vezja in en članek o njih.

Prvi patent (1949) je pripadal Wernerju Jacobiju, nemškemu inženirju iz podjetja Siemens AG, predlagal je uporabo mikrovezja za spet slušne aparate, a njegova ideja ni zanimala nikogar. Potem je bil slavni govor Dammerja maja 1952 (njegovi številni poskusi, da bi britansko vlado potisnil sredstva za izboljšanje svojih prototipov, so se nadaljevali do leta 1956 in se končali v ničemer). Oktobra istega leta je ugledni izumitelj Bernard More Oliver vložil patent za metodo izdelave sestavljenega tranzistorja na skupnem polprevodniškem čipu, leto kasneje pa je Harwick Johnson, potem ko je o tem razpravljal z Johnom Torkel Wallmarkom, patentiral idejo integrirano vezje …

Vsa ta dela pa so ostala zgolj teoretična, saj so na poti do monolitne sheme nastale tri tehnološke ovire.

Bo Lojek (Zgodovina polprevodniškega inženiringa, 2007) jih je opisal kot: integracijo (ni tehnološkega načina za oblikovanje elektronskih komponent v monolitnem polprevodniškem kristalu), izolacijo (ni učinkovitega načina za električno izolacijo komponent IC), povezavo (obstaja ni preprostega načina za povezovanje komponent IC na kristalu). Samo poznavanje skrivnosti povezovanja, izoliranja in povezovanja komponent s pomočjo fotolitografije je omogočilo izdelavo polnopravnega prototipa polprevodniškega IC.

ZDA

Posledično se je izkazalo, da ima v Združenih državah vsaka od treh rešitev svojega avtorja, patenti zanje pa so končali v rokah treh korporacij.

Kurt Lehovec iz podjetja Sprague Electric Company se je pozimi leta 1958 udeležil seminarja v Princetonu, kjer je Walmark predstavil svojo vizijo temeljnih problemov mikroelektronike. Na poti domov v Massachusetts je Lehovets prišel do elegantne rešitve problema izolacije - z uporabo samega pn križišča! Vodstva podjetja Sprague, zaposlenega s korporativnimi vojnami, ni zanimalo izum Legovetsa (ja, še enkrat ugotavljamo, da so neumni voditelji nadloga vseh držav, ne le v ZSSR, ampak v ZDA, zahvaljujoč veliko večjo prožnost družbe, to se ni približalo takšnim težavam, trpelo je vsaj določeno podjetje in ne celotna smer znanosti in tehnologije, kot to počnemo mi), in se je omejil na prijavo patenta na lastne stroške.

Prej, septembra 1958, je že omenjeni Jack Kilby iz družbe Texas Instruments predstavil prvi prototip IC - enosmerni tranzistorski oscilator, ki je popolnoma ponovil vezje in zamisel o Johnsonovem patentu, malo kasneje pa še dva tranzistorska sprožilca.

Kilbyjevi patenti niso obravnavali vprašanja izolacije in vezi. Izolator je bil zračna reža - rez do celotne globine kristala, za povezavo pa je uporabil tečajno montažo (!) Z zlato žico (slavna tehnologija »las«) in ja, dejansko je bila uporabljena v prvi IC iz TI, zaradi česar so bile pošastno nizkotehnološke), so bile dejansko Kilbyjeve sheme hibridne in ne monolitne.

Vendar je popolnoma rešil problem integracije in dokazal, da je mogoče vse potrebne komponente gojiti v kristalnem nizu. Pri Texas Instruments je bilo z voditelji vse v redu, takoj so spoznali, kakšen zaklad jim je prišel v roke, zato so takoj, ne da bi čakali niti na odpravo otroških bolezni, istega leta 1958 začeli surovo tehnologijo promovirati v vojsko (hkrati se nalaga vsem možnim patentom). Kot se spomnimo, je vojsko v tem času odneslo nekaj povsem drugega - mikromodule: tako vojska kot mornarica sta predlog zavrnila.

Slika
Slika

Vendar so se letalske sile nenadoma začele zanimati za to temo, prepozno je bilo za umik, treba je bilo nekako vzpostaviti proizvodnjo z uporabo neverjetno slabe "lasne" tehnologije.

Leta 1960 je TI uradno objavil, da je prvi "pravi" IC polprevodniški vezje tipa 502 komercialno na voljo. Bil je multivibrator, podjetje pa je trdilo, da je v proizvodnji, celo pojavil se je v katalogu za 450 dolarjev na kos. Resnična prodaja pa se je začela šele leta 1961, cena je bila veliko višja, zanesljivost tega plovila pa nizka. Mimogrede, te sheme imajo ogromno zgodovinsko vrednost, tako da dolgo iskanje po zahodnih forumih zbirateljev elektronike za osebo, ki ima v lasti original TI Type 502, ni bilo kronano z uspehom. Skupno jih je bilo narejenih približno 10.000, zato je njihova redkost upravičena.

Oktobra 1961 je TI izdelal prvi računalnik na mikrovezju za letalske sile (8 500 delov, od tega 587 tipov 502), vendar je bila težava skoraj ročna metoda izdelave, nizka zanesljivost in nizka odpornost proti sevanju. Računalnik je bil sestavljen na prvi liniji mikrovezji Texas Instruments SN51x. Vendar Kilbyjeva tehnologija na splošno ni bila primerna za proizvodnjo in so jo leta 1962 opustili, potem ko je v podjetje vdrl tretji udeleženec Robert Norton Noyce iz podjetja Fairchild Semiconductor.

Slika
Slika

Fairchild je imel ogromno prednost pred Kilbyjevim radijskim tehnikom. Kot se spomnimo, je podjetje ustanovila prava intelektualna elita - osem najboljših strokovnjakov s področja mikroelektronike in kvantne mehanike, ki so pobegnili iz Bell Labs pred diktaturo počasi norega Shockleyja. Ni presenetljivo, da je bil neposreden rezultat njihovega dela odkritje ravninskega procesa - tehnologije, ki so jo uporabili pri 2N1613, prvem množično proizvedenem ravninskem tranzistorju na svetu, in izpodrinili vse druge varjene in difuzijske možnosti s trga.

Robert Noyce se je spraševal, ali bi lahko isto tehnologijo uporabili pri izdelavi integriranih vezij, leta 1959 pa je samostojno ponovil pot Kilbyja in Legowitza, združil njune ideje in jih pripeljal do logičnega zaključka. Tako se je rodil fotolitografski proces, s pomočjo katerega še danes izdelujejo mikrovezja.

Slika
Slika

Noyceova skupina, ki jo vodi Jay T. Last, je leta 1960 ustvarila prvo resnično polnopravno monolitno IC. Vendar je podjetje Fairchild obstajalo na denar tveganih kapitalistov in sprva niso uspeli oceniti vrednosti ustvarjenega (spet težave s šefi). Podpredsednik je od Lasta zahteval, naj zapre projekt, rezultat je bil še en razhod in odhod njegove ekipe, zato sta se rodili še dve podjetji Amelco in Signetics.

Po tem je priročnik končno ugledal luč in leta 1961 izdal prvega resnično komercialno dostopnega IC - Micrologic. Trajalo je še eno leto, da se je razvila popolna logična serija več mikrovezji.

V tem času tekmovalci niso dremali, zato je bil vrstni red naslednji (v oklepajih leto in vrsta logike) - Texas Instruments SN51x (1961, RCTL), Signetics SE100 (1962, DTL), Motorola MC300 (1962, ECL), Motorola MC7xx, MC8xx in MC9xx (1963, RTL) Fairchild serija 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). Obstajali so tudi drugi proizvajalci, kot so Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon in Hughes, ki so zdaj pozabljeni.

Eno velikih odkritij na področju standardizacije so bile tako imenovane družine logičnih čipov. V dobi tranzistorjev je vsak proizvajalec računalnikov, od Philca do General Electric, običajno vse komponente svojih strojev izdeloval sam, vse do samih tranzistorjev. Poleg tega različna logična vezja, na primer 2I-NOT itd. jih je mogoče z njihovo pomočjo izvesti na vsaj ducat različnih načinov, od katerih ima vsak svoje prednosti - poceni in preprostost, hitrost, število tranzistorjev itd. Posledično so podjetja začela ustvarjati lastne izvedbe, ki so jih sprva uporabljali le v svojih avtomobilih.

Rojstvo sovjetskega sistema protiraketne obrambe. Osokin proti Kilbyju, ki je resnično izumil mikrovezje
Rojstvo sovjetskega sistema protiraketne obrambe. Osokin proti Kilbyju, ki je resnično izumil mikrovezje

Tako se je rodila zgodovinsko prva uporno-tranzistorska logika (RTL in njene vrste DCTL, DCUTL in RCTL, odprta leta 1952), močna in hitra logika, povezana z oddajnikom (ECL in njene vrste PECL in LVPECL, prvič uporabljena v IBM 7030 Stretch, je zavzel veliko prostora in je bil zelo vroč, vendar je bil zaradi neprekosljivih parametrov hitrosti množično uporabljen in utelešen v mikro vezjih, je bil standard superračunalnikov do zgodnjih osemdesetih let prejšnjega stoletja od Cray-1 do "Electronics SS LSI"), dioda-tranzistorska logika za uporabo v strojih preprostejša (DTL in njegove sorte CTDL in HTL so se pojavili v IBM 1401 leta 1959).

Ko so se pojavila mikrovezja, je postalo jasno, da se morajo proizvajalci odločiti na enak način - in kakšno logiko bodo uporabili v svojih čipih? In kar je najpomembneje, kakšni čipi bodo, katere elemente bodo vsebovali?

Tako so nastale logične družine. Ko je Texas Instruments izdal prvo takšno družino na svetu - SN51x (1961, RCTL), so se odločili za vrsto logike (upor -tranzistor) in katere funkcije bi bile na voljo v njihovih mikro vezjih, na primer element SN514 je implementiral NOR / NAND.

Slika
Slika

Posledično se je prvič na svetu pojavila jasna delitev na podjetja, ki proizvajajo logične družine (z lastno hitrostjo, ceno in različnim znanjem) in podjetja, ki bi jih lahko kupila in na njih sestavila računalnike lastne arhitekture.

Seveda je ostalo nekaj vertikalno integriranih podjetij, kot so Ferranti, Phillips in IBM, ki so se raje držali zamisli o izdelavi računalnika znotraj in zunaj v svojih prostorih, vendar so do sedemdesetih let prejšnjega stoletja bodisi zamrli ali pa so to prakso opustili. IBM je nazadnje padel, uporabili so popolnoma popoln razvojni cikel - od taljenja silicija do izdaje lastnih čipov in strojev na njih do leta 1981, ko je prišel IBM 5150 (bolj znan kot osebni računalnik, prednik vseh osebnih računalnikov). out - prvi računalnik z njihovo blagovno znamko in znotraj - procesor po zasnovi nekoga drugega.

Na začetku so mimogrede trmasti "ljudje v modrih oblekah" poskušali ustvariti 100% izviren domači računalnik in ga celo izdati na trg - IBM 5110 in 5120 (na prvotnem procesorju PALM je bila pravzaprav mikro različica njihovih glavnih računalnikov), a zaradi - zaradi previsoke cene in nezdružljivosti z že rojenim razredom majhnih strojev s procesorji Intel, sta bila obakrat epsko neuspešna. Zanimivo je, da njihova glavna enota doslej še ni obupala in še danes razvijajo lastno procesorsko arhitekturo. Poleg tega so jih proizvajali na popolnoma enak način popolnoma neodvisno do leta 2014, ko so svoja polprevodniška podjetja končno prodali Global Foundries. Tako je izginila zadnja linija računalnikov, izdelanih v slogu šestdesetih let - v celoti samo eno podjetje znotraj in zunaj.

Če se vrnemo k logičnim družinam, opazimo zadnjo izmed njih, ki se je pojavila že v dobi mikrovezja posebej zanje. Ni tako hiter ali tako vroč kot logika tranzistor-tranzistor (TTL, izumljen leta 1961 pri TRW). Logika TTL je bila prvi standard IC in se je v šestdesetih letih uporabljala v vseh večjih čipih.

Nato je prišla integralna logika vbrizgavanja (IIL, ki se je pojavila konec leta 1971 pri IBM-u in Philipsu, uporabljala se je v mikrovezjih 1970-1980) in največja od vseh-logika kovinsko-oksid-polprevodnik (MOS, razvita od 60. let in 80. v različici CMOS, ki je popolnoma osvojila trg, zdaj je 99% vseh sodobnih čipov CMOS).

Prvi komercialni računalnik na mikro vezjih je bil serija RCA Spectra 70 (1965), glavni bančni sistem Burroughs B2500 / 3500, izdan leta 1966, in Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). RCA je tradicionalno razvil lastna mikro vezja (CML - Current Mode Logic), Burroughs je s pomočjo Fairchilda razvil izvirno linijo mikrovezji CTL (Complementary Transistor Logic), SDS je čipe naročil pri Signetics. Tem strojem so sledili CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC - doba tranzistorskih strojev je minila.

Slika
Slika

Upoštevajte, da so bili ustvarjalci njihove slave pozabljeni ne samo v ZSSR. Podobna, precej neprijetna zgodba se je zgodila z integriranimi vezji.

Pravzaprav svet dolguje nastanek sodobnega IP -ja dobro usklajenemu delu strokovnjakov iz Fairchilda - najprej ekipe Ernie in Last, pa tudi Dammerjevi ideji in Legovetsovemu patentu. Kilby je izdelal neuspešen prototip, ki ga ni bilo mogoče spremeniti, njegovo proizvodnjo so skoraj takoj opustili, njegovo vezje pa ima za zgodovino le zbirateljsko vrednost, tehnologiji pa ni dalo ničesar. Bo Loek je o tem zapisal takole:

Kilbyjeva zamisel je bila tako nepraktična, da jo je celo TI opustil. Njegov patent je imel vrednost le kot primeren in donosen predmet pogajanj. Če Kilby ne bi delal za TI, ampak za katero koli drugo podjetje, potem njegove ideje sploh ne bi bile patentirane.

Noyce je znova odkril zamisel o Legovetsu, potem pa se je ustavil, vsa odkritja, vključno z mokro oksidacijo, metalizacijo in jedkanjem, pa so naredili drugi ljudje, izdali pa so tudi prvi pravi komercialni monolitni IC.

Posledično je zgodba do teh ljudi ostala nepoštena do konca - tudi v 60. letih so Kilby, Legovets, Noyce, Ernie in Last imenovali očete mikrovezja, v 70. letih se je seznam zmanjšal na Kilby, Legovets in Noyce, nato Kilbyju in Noyceu, vrhunec ustvarjanja mitov pa je bil prejem Nobelove nagrade leta 2000 samo od Kilbyja za izum mikro vezja.

Upoštevajte, da je bilo obdobje 1961-1967 obdobje pošastnih patentnih vojn. Vsi so se borili proti vsem, Texas Instruments z Westinghouseom, Sprague Electric Company in Fairchild, Fairchild z Raytheonom in Hughesom. Na koncu so podjetja spoznala, da nobeno od njih ne bo od sebe pobralo vseh ključnih patentov, in medtem ko sodišča trajajo - zamrznjena so in ne morejo služiti kot premoženje in prinašati denar, zato se je vse končalo z globalnim in navzkrižnim licenciranjem vseh do takrat pridobljenih tehnologij.

Če pogledamo ZSSR, ne moremo mimo drugih držav, katerih politika je bila včasih zelo čudna. Na splošno pri preučevanju te teme postane jasno, da je veliko lažje opisati ne, zakaj je razvoj integriranih vezij v ZSSR propadel, ampak zakaj so uspeli v Združenih državah, iz enega preprostega razloga - nikjer jim ni uspelo, razen v Združene države.

Naj poudarimo, da bistvo sploh ni bilo v inteligenci razvijalcev - inteligentni inženirji, odlični fiziki in briljantni računalniški vizionarji so bili povsod: od Nizozemske do Japonske. Težava je bila ena - upravljanje. Tudi v Veliki Britaniji, konzervativci (da ne omenjam laburistov, ki so tam dokončali ostanke industrije in razvoja), korporacije niso imele enake moči in neodvisnosti kot v Ameriki. Samo tam so se predstavniki podjetij enakovredno pogovarjali z oblastmi: lahko so vložili milijarde, kamor koli so želeli, z malo ali brez nadzora, se zbližali v hudih patentnih bitkah, privabili zaposlene, našli podjetja dobesedno s prstom (do istega) zahrbtna osmica , ki je vrgla Shockleyja, sledi 3/4 ameriškega polprevodniškega poslovanja, od Fairchild in Signetics do Intel in AMD).

Vsa ta podjetja so bila v stalnem gibanju: iskala so, odkrivala, zajela, uničila, vlagala - in preživela in se razvijala kot živa narava. Nikjer drugje na svetu ni bilo takšne svobode tveganja in podjetništva. Razlika bo postala še posebej očitna, ko začnemo govoriti o domači "Silicijevi dolini" - Zelenogradu, kjer so morali nič manj inteligentni inženirji, ki so bili pod jarmom Ministrstva za radijsko industrijo, 90% svojega talenta porabiti za kopiranje več let Ameriški razvoj in tisti, ki so trmasto šli naprej - Yuditsky, Kartsev, Osokin - so bili zelo hitro ukročeni in odpeljani nazaj na tirnice, ki jih je postavila stranka.

Generalissimo Stalin je o tem dobro spregovoril v intervjuju z veleposlanikom Argentine Leopoldom Bravom 7. februarja 1953 (iz knjige Stalin I. V. Dela. - T. 18. - Tver: Informacijsko -založniški center "Union", 2006):

Stalin pravi, da to samo izdaja revščino uma voditeljev Združenih držav, ki imajo veliko denarja, a malo v glavi. Hkrati ugotavlja, da ameriški predsedniki praviloma ne marajo razmišljati, ampak raje uporabljajo pomoč »možganskih trustov«, da so bili takšni zavodi zlasti pri Rooseveltu in Trumanu, ki sta očitno verjela, da če imeli so denar, ni potrebno.

Posledično je stranka razmišljala z nami, vendar so to storili inženirji. Od tod tudi rezultat.

Japonska

Praktično podobna situacija se je zgodila na Japonskem, kjer so bile tradicije državnega nadzora seveda večkrat mehkejše od sovjetskih, a precej na ravni Britanije (o tem, kaj se je zgodilo z britansko šolo mikroelektronike, smo že razpravljali).

Na Japonskem so do leta 1960 bili štirje glavni igralci v računalniškem poslu, trije so bili v 100-odstotni državni lasti. Najmočnejši - Oddelek za trgovino in industrijo (MITI) in njegova tehnična veja, Laboratorij za elektrotehniko (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) in njegovi laboratoriji za čipe; in najmanj pomemben udeleženec, izključno s finančnega vidika, Ministrstvo za izobraževanje, ki je nadziralo vsa dogajanja na prestižnih nacionalnih univerzah (zlasti v Tokiu, ki je bil v tistih letih analog Moskovske državne univerze in MIT v smislu prestiža). Končno je bil zadnji akter združeni korporacijski laboratorij največjih industrijskih podjetij.

Japonska je bila tako zelo podobna ZSSR in Veliki Britaniji, saj so vse tri države med drugo svetovno vojno močno trpele, njihov tehnični potencial pa se je zmanjšal. Poleg tega je bila Japonska okupirana do leta 1952 in je bila do leta 1973 pod strogim finančnim nadzorom Združenih držav, tečaj jena je bil do tega trenutka z medvladnimi sporazumi trdno vezan na dolar, mednarodni japonski trg pa je od takrat na splošno postal 1975 (in ja, o tem ne govorimo, da si sami to zaslužijo, le opisujemo situacijo).

Posledično so Japonci lahko ustvarili več prvovrstnih strojev za domači trg, na enak način pa je zazehala proizvodnja mikrovezja, in ko se je po letu 1975 začela njihova zlata doba, je prišlo do prave tehnične renesanse (doba okoli leta 1990)., ko so japonska tehnologija in računalniki veljali za najboljše na svetu, predmet pa zavist in sanje), se je proizvodnja prav teh čudežev zmanjšala na isto kopiranje ameriškega razvoja. Čeprav jim moramo spoštovati, niso le kopirali, ampak so razstavljali, preučevali in podrobno izboljševali vsak izdelek do zadnjega vijaka, zato so bili njihovi računalniki manjši, hitrejši in tehnološko naprednejši od ameriških prototipov. Na primer, prvi računalnik na IC -jih lastne proizvodnje Hitachi HITAC 8210 je izšel leta 1965, hkrati z RCA. Na žalost Japoncev so bili del svetovnega gospodarstva, kjer takšni triki ne prehajajo nekaznovano, zaradi patentnih in trgovinskih vojn z Združenimi državami v 80. letih pa se je njihovo gospodarstvo zrušilo v stagnacijo, kjer ostaja praktično do danes (in če se spomnite teh epskih napak s tako imenovanimi "stroji 5. generacije" …).

Hkrati sta Fairchild in TI v začetku 60. let poskušala ustanoviti proizvodne obrate na Japonskem, vendar sta naletela na ostro odpornost MITI. Leta 1962 je MITI Fairchild prepovedal vlagati v tovarno, ki je bila že kupljena na Japonskem, neizkušeni Noyce pa je poskušal vstopiti na japonski trg prek korporacije NEC. Leta 1963 je vodstvo NEC, ki naj bi delovalo pod pritiskom japonske vlade, od Fairchild -a pridobilo izjemno ugodne pogoje licenciranja, ki so nato Fairchild -u zaprli sposobnost samostojne trgovine na japonskem trgu. Šele po sklenitvi posla je Noyce izvedel, da je predsednik NEC sočasno vodil odbor MITI, ki je blokiral posel Fairchild. TI je poskušal ustanoviti proizvodni obrat na Japonskem leta 1963, potem ko je imel negativne izkušnje z družbama NEC in Sony. Dve leti MITI ni želel dokončno odgovoriti na vlogo TI (hkrati pa so ukradli njihove čipe in jih sprostili brez licence), leta 1965 pa so ZDA udarile nazaj in Japoncem grozile z embargom na uvoz elektronsko opremo, ki je kršila patente TI, in začela s prepovedjo Sonyja in Sharpa.

MITI je spoznal grožnjo in začel razmišljati, kako bi lahko prevarali bele barbare. Na koncu so zgradili več pristanišč, potisnili k prekinitvi že čakajočega dogovora med TI in Mitsubishijem (lastnikom Sharpa) in prepričali Akio Morita (ustanovitelj Sonyja), da sklene dogovor s TI "v interesu prihodnosti Japoncev" industriji. " Sprva je bil sporazum za TI skrajno neugoden, japonska podjetja pa že skoraj dvajset let sproščajo klonirana mikrovezja, ne da bi plačevala licenčnine. Japonci so že pomislili, kako čudovito so s svojim ostrim protekcionizmom prevarali gaijine, nato pa so jih Američani drugič pritisnili že leta 1989. Zaradi tega so bili Japonci prisiljeni priznati, da so 20 let kršili patente in plačati Združenim Navajajo pošastne avtorske honorarje v višini pol milijarde dolarjev na leto, kar je končno pokopalo japonsko mikroelektroniko.

Posledično je umazana igra Ministrstva za trgovino in njihov popoln nadzor nad velikimi podjetji z odloki, kaj in kako proizvajati, zapustila Japonce postrani in tako, da so bili dobesedno izgnani iz svetovne galaksije proizvajalcev računalnikov (v pravzaprav so do 80. let le oni tekmovali z Američani).

ZSSR

Končno gremo na najbolj zanimivo stvar - Sovjetsko zvezo.

Takoj recimo, da se je tam pred letom 1962 dogajalo veliko zanimivega, zdaj pa bomo upoštevali le en vidik - prava monolitna (in še več, izvirna!) Integrirana vezja.

Jurij Valentinovič Osokin se je rodil leta 1937 (za spremembo, njegovi starši niso bili sovražniki ljudstva) in je leta 1955 vstopil na elektromehansko fakulteto MPEI, na novo odprto specialnost "dielektriki in polprevodniki", ki jo je diplomiral leta 1961. Diplomo iz tranzistorjev je opravil v našem glavnem polprevodniškem centru pri Krasilovu v NII -35, od koder je odšel v tovarno polprevodniških naprav v Rigi (RZPP) za proizvodnjo tranzistorjev, sama naprava pa je bila mlada kot diplomant Osokin - nastala je šele leta 1960.

Osokino imenovanje je bila normalna praksa za novo tovarno - pripravniki RZPP so pogosto študirali na NII -35 in se usposabljali pri Svetlani. Upoštevajte, da tovarna ni imela samo usposobljenega baltskega osebja, ampak je bila tudi na obrobju, daleč od Shokina, Zelenograda in vseh obračunov, povezanih z njimi (o tem bomo govorili kasneje). Do leta 1961 je RZPP v proizvodnji že obvladal večino tranzistorjev NII-35.

Istega leta se je obrat na lastno pobudo začel kopati na področju ravninskih tehnologij in fotolitografije. Pri tem sta mu pomagala NIRE in KB-1 (kasneje "Almaz"). RZPP je v ZSSR razvil prvo avtomatsko linijo za proizvodnjo ravninskih tranzistorjev "Ausma", njen generalni oblikovalec A. S. Gotman pa se je zavedal svetle misli - ker tranzistorje še vedno vtiskujemo na čip, zakaj jih ne bi takoj sestavili iz teh tranzistorjev?

Poleg tega je Gotman predlagal revolucionarno, po standardih iz leta 1961, tehnologijo - ločiti tranzistorske kable ne do standardnih nog, ampak jih spajkati na kontaktno ploščico s spajkalnimi kroglicami, da se poenostavi nadaljnja samodejna namestitev. Pravzaprav je odprl pravi paket BGA, ki se zdaj uporablja v 90% elektronike - od prenosnih računalnikov do pametnih telefonov. Na žalost ta zamisel ni šla v serijo, saj so nastale težave s tehnološko izvedbo. Spomladi leta 1962 je glavni inženir NIRE V. I. Smirnov prosil direktorja RZPP S. A. Bergmana, naj najde drug način za izvedbo večelementnega vezja tipa 2NE-OR, univerzalnega za gradnjo digitalnih naprav.

Direktor RZPP je to nalogo zaupal mlademu inženirju Juriju Valentinoviču Osokinu. Oddelek je bil organiziran kot del tehnološkega laboratorija, laboratorija za razvoj in izdelavo fotomask, merilnega laboratorija in pilotne proizvodne linije. Takrat je bila RZPP dobavljena tehnologija za izdelavo germanijevih diod in tranzistorjev, ki je bila vzeta kot osnova za nov razvoj. In že jeseni 1962 so bili pridobljeni prvi prototipi germanija, kot so takrat rekli, trdna shema P12-2.

Osokin se je soočil s bistveno novo nalogo: implementirati dva tranzistorja in dva upora na en kristal, v ZSSR nihče ni storil nič takega, v RZPP pa ni bilo podatkov o delu Kilbyja in Noyceja. Toda Osokinova skupina je problem briljantno rešila in ne na enak način kot Američani, pri čemer niso delali s silicijem, ampak z germanijevimi mezatranzistorji! Za razliko od Texas Instruments so prebivalci Rige zanj iz treh zaporednih izpostavljenosti takoj ustvarili pravo mikro vezje in uspešen tehnični postopek, pravzaprav so to storili hkrati s skupino Noyce, na popolnoma izviren način in prejeli izdelek, ki ni nič manj vreden s komercialnega vidika.

Slika
Slika

Kako pomemben je bil prispevek Osokina samega, je bil analog Noycea (vsa tehnična dela, za katera je opravila skupina Last in Ernie) ali popolnoma izviren izumitelj?

To je skrivnost, pokrita s temo, tako kot vse, kar je povezano s sovjetsko elektroniko. Na primer, V. M. Lyakhovich, ki je delal ravno na tem NII-131, se spominja (v nadaljevanju citati iz edinstvene knjige E. M. Lyakhovicha "Jaz sem iz časa prvega"):

Maja 1960 je inženir v mojem laboratoriju, po izobrazbi fizik, Lev Iosifovich Reimerov, predlagal uporabo dvojnega tranzistorja v istem paketu z zunanjim uporom kot univerzalnega elementa 2NE-OR, kar nam je zagotovilo, da je v praksi ta predlog že predvideno v obstoječem tehnološkem procesu izdelave tranzistorjev P401 - P403, ki ga dobro pozna iz prakse v tovarni Svetlana … To je bilo skoraj vse, kar je bilo potrebno! Ključni načini delovanja tranzistorjev in najvišja stopnja poenotenja … Teden dni kasneje je Lev prinesel skico kristalne strukture, na kateri je bil dvema tranzistorjema na njunem skupnem zbiralniku dodan pn-spoj, ki je tvoril večplastni upor … Leta 1960 je Lev za svoj predlog izdal potrdilo izumitelja in prejel pozitivno odločbo za napravo št. 24864 z dne 8. marca 1962.

Ideja je bila utelešena v strojni opremi s pomočjo OV Vedeneeva, ki je takrat delal pri Svetlani:

Poleti so me poklicali na Reimerjev vhod. Prišel je na idejo, da bi tehnično in tehnološko naredil shemo "NE-ALI". Na takšni napravi: kristal germanija je pritrjen na kovinsko podlago (duralumin), na kateri nastanejo štiri plasti z npnp prevodnostjo … Delo spajanja zlatih vodnikov je dobro obvladal mladi monter Luda Turnas in jaz sem prinesel jo na delo. Dobljeni izdelek so dali na keramični piškot … Do 10 takšnih piškotov je bilo mogoče enostavno vnesti skozi vhod v tovarno, tako da ga držite v pest. Za Levo smo naredili nekaj sto takšnih piškotov.

Odstranitev skozi kontrolno točko tukaj ni omenjena naključno. Vsa dela na "trdih shemah" so bila v začetni fazi čista igra na srečo in jih je bilo mogoče zlahka zapreti, razvijalci so morali uporabiti ne le tehnične, ampak tudi organizacijske sposobnosti, značilne za ZSSR.

Prvih nekaj sto kosov je bilo tiho proizvedenih v nekaj dneh! … Potem ko smo zavrnili naprave, ki so bile sprejemljive glede parametrov, smo sestavili več najpreprostejših sprožilnih vezij in števec. Vse deluje! Tukaj je - prvo integrirano vezje!

Junija 1960.

… V laboratoriju smo na teh trdnih diagramih, nameščenih na plošče iz pleksi stekla, izdelali predstavitvene sklope tipičnih enot.

… Glavni inženir NII-131 Veniamin Ivanovič Smirnov je bil povabljen na predstavitev prvih trdnih shem in mu povedal, da je ta element univerzalen … Predstavitev trdnih shem je naredila vtis. Naše delo je bilo odobreno.

… Oktobra 1960 je s temi ročnimi deli glavni inženir NII-131, izumitelj trdnega vezja, inženir L. I. Shokin.

… V. D. Kalmykov in A. I. Shokin sta pozitivno ocenila naše delo. Opozorili so na pomen tega področja dela in predlagali, da se po potrebi obrnejo na njih.

… Takoj po poročilu ministru in podpori ministra za naše delo pri ustvarjanju in razvoju trdne sheme germanija je V. I. V prvem četrtletju leta 1961 so bila na mestu izdelana prva trdna vezja, čeprav s pomočjo prijateljev v tovarni Svetlana (spajkanje zlatih vodnikov, večkomponentne zlitine za osnovo in oddajnik).

Na prvi stopnji dela so v tovarni Svetlana pridobili večkomponentne zlitine za osnovo in oddajnik, zlate žice so odnesli tudi k Svetlani za spajkanje, saj inštitut ni imel svojega monterja in 50 mikronske zlate žice. Izkazalo se je vprašljivo, ali so bili celo eksperimentalni vzorci vgrajenih računalnikov, razviti na raziskovalnem inštitutu, opremljeni z mikrovezji in množična proizvodnja ne pride v poštev. Treba je bilo iskati serijsko tovarno.

Mi (V. I. Smirnov, L. I. Bergman za določitev možnosti uporabe te naprave v prihodnosti za serijsko proizvodnjo naših trdnih vezij. Vedeli smo, da v času Sovjetske zveze direktorji tovarn niso želeli vzeti nobene dodatne proizvodnje katerega koli izdelka. Zato smo se obrnili na RPZ, tako da smo lahko za začetek izdelali eksperimentalno serijo (500 kosov) našega "univerzalnega elementa" za tehnično pomoč, katere tehnologija izdelave in materiali so popolnoma sovpadali s tistimi uporablja na tehnološki liniji RPZ pri izdelavi tranzistorjev P401 - P403.

… Od tega trenutka se je naša invazija začela "v serijski tovarni s prenosom" dokumentacije ", narisane s kredo na tablo in ustno predstavljene s tehnologijo. Električni parametri in merilne tehnike so bili predstavljeni na eni strani A4, vendar je bila naloga razvrščanja in nadzora parametrov naša.

… Naša podjetja so imela enake številke nabiralnikov PO Box 233 (RPZ) in PO Box 233 (NII-131). Tako se je rodilo ime našega "Reimerovega elementa" - TS -233.

Podrobnosti o proizvodnji so presenetljive:

Takrat je tovarna (pa tudi druge tovarne) uporabljala ročno tehnologijo prenosa oddajnika in osnovnega materiala na germanijevo ploščo z lesenimi trni iz akacijevega cvetja in ročno spajkanje vodnikov. Vse to delo so pod mikroskopom izvajala mlada dekleta.

Na splošno glede na proizvodnost opis te sheme ni daleč od Kilbyja …

Kje je Osokinovo mesto tukaj?

Nadalje preučujemo spomine.

S prihodom fotolitografije je bilo mogoče obstoječih kristalnih dimenzij namesto slojevitega ustvariti upor za glasnost in z jedkanjem kolektorske plošče skozi fotomasko oblikovati volumski upor. LI Reimerov je prosil Yu. Osokina, naj poskusi izbrati različne fotomaske in na germanijevi plošči p-tipa poskušati dobiti volumski upor reda 300 Ohm.

… Yura je v R12-2 TS izdelal tak volumski upor in je menil, da je delo končano, saj je bil temperaturni problem rešen. Kmalu mi je Jurij Valentinovič prinesel okoli 100 trdnih vezij v obliki "kitare" z volumnskim uporom v zbiralniku, ki je bil pridobljen s posebnim jedkanjem zbiralne plasti p-tipa germanija.

… Pokazal je, da ta vozila delujejo do +70 stopinj, kolikšen je odstotek pridelka primernih in kakšen je razpon parametrov. Na inštitutu (Leningrad) smo na teh trdnih diagramih sestavili module Kvant. Vsi preskusi v območju delovne temperature so bili uspešni.

Vendar druge, na videz bolj obetavne možnosti, ni bilo tako enostavno uvesti v proizvodnjo.

Vzorci vezij in opis tehnološkega procesa so bili preneseni v RZPP, toda tam se je takrat že začela serijska proizvodnja P12-2 z volumnskim uporom. Pojav izboljšanih shem bi pomenil ustavitev proizvodnje starih, kar bi lahko motilo načrt. Poleg tega je imel Yu. V. Osokin osebne razloge, da zadrži izdajo P12-2 stare različice. Položaj je bil nadrejen težavam medresorskega usklajevanja, ker je NIRE pripadal GKRE, RZPP pa GKET. Odbori so imeli različne regulativne zahteve za izdelke, podjetje enega odbora pa praktično ni imelo vzvoda nad obratom od drugega. V finalu sta strani prišli do kompromisa-ohranjena je bila izdaja P12-2, nova hitra vezja pa so prejela indeks P12-5.

Posledično vidimo, da je bil Lev Reimerov analog Kilbyja za sovjetska mikrovezja, Jurij Osokin pa analog Jaya Lasta (čeprav je običajno uvrščen med polnopravne očete sovjetskih integriranih vezij).

Posledično je še težje razumeti zapletenost oblikovanja, tovarniških in ministrskih spletk Unije kot v korporacijskih vojnah v Ameriki, vendar je zaključek precej preprost in optimističen. Reimer je skoraj istočasno s Kilbyjem prišel na idejo o integraciji in le sovjetska birokracija ter posebnosti dela naših raziskovalnih inštitutov in oblikovalskih birojev s kopico ministrskih odobritev in prepirov so za nekaj let odložila domača mikrovezja. Hkrati so bile prve sheme skoraj enake "lasje" Type 502, izboljšal pa jih je specialist za litografijo Osokin, ki je igral vlogo domačega Jaya Last, prav tako popolnoma neodvisno od razvoja Fairchild in približno hkrati pripravlja izdajo precej sodobnega in konkurenčnega za to obdobje sedanjega IP -ja.

Če bi Nobelove nagrade podelili nekoliko bolj pošteno, bi si morali čast za ustvarjanje mikrovezja deliti Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov in Yuri Osokin. Žal na zahodu nihče sploh ni slišal za sovjetske izumitelje pred razpadom Unije.

Na splošno je bilo ameriško ustvarjanje mitov, kot je bilo že omenjeno, v nekaterih pogledih podobno sovjetskemu (pa tudi hrepenenju po imenovanju uradnih junakov in poenostavitvi zapletene zgodbe). Po izidu slavne knjige Thomasa Reida "The Chip: Kako sta dva Američana izumila mikročip in sprožila revolucijo" leta 1984, je verzija "dveh ameriških izumiteljev" postala kanonska, pozabili so celo na lastne kolege, da ne omenjam namigovati, da si je morda kdo drug kot Američan nenadoma nekje izumil!

Vendar jih v Rusiji odlikuje tudi kratek spomin, na primer v velikem in podrobnem članku na ruski Wikipediji o izumu mikrovezja - o Osokinu in njegovem razvoju ni besede (kar je, mimogrede, ni presenetljivo, da je članek preprost prevod podobnega angleško-jezikovnega, v katerem teh podatkov in ni bilo sledu).

Hkrati pa je, kar je še bolj žalostno, oče same ideje Lev Reimerov pozabljen še globlje in tudi v tistih virih, kjer je omenjeno ustvarjanje prvih resničnih sovjetskih IS, je kot njihov omenjen le Osokin edini ustvarjalec, kar je vsekakor žalostno.

Neverjetno je, da smo se v tej zgodbi z Američani pokazali popolnoma enako - nobena stran se praktično ni spomnila svojih resničnih junakov, namesto da bi ustvarila vrsto trajnih mitov. Zelo žalostno je, da je nastanek "Quantum" na splošno mogoče obnoviti le iz enega samega vira - knjige "Jaz sem iz časa prvega", ki je izšla pri založbi "Scythia -print" leta Sankt Peterburg leta 2019 z naklado 80 (!) Primerkov. Seveda je bilo za širok krog bralcev dolgo časa popolnoma nedostopno (ne da bi vedeli vsaj nekaj o Reimerovu in tej zgodbi od začetka - bilo je celo težko uganiti, kaj natančno je treba iskati na internetu, a zdaj v elektronski obliki je na voljo tukaj).

Še več, rad bi, da teh čudovitih ljudi ne bi neslavno pozabili, in upamo, da bo ta članek služil kot še en vir pri ponovni vzpostavitvi prednostnih nalog in zgodovinske pravičnosti pri težkem vprašanju ustvarjanja prvih integriranih vezij na svetu.

Strukturno so bili P12-2 (in kasnejši P12-5) izdelani v obliki klasične tablete iz okrogle kovinske skodelice s premerom 3 mm in višino 0,8 mm-Fairchild si ni izmislil takega paket do enega leta kasneje. Do konca leta 1962 je pilotna proizvodnja RZPP proizvedla približno 5 tisoč R12-2, leta 1963 pa jih je bilo narejenih več deset tisoč (na žalost so Američani do takrat že spoznali, kakšna je njihova moč in so proizvedli več kot pol milijona od njih).

Kar je smešno - v ZSSR potrošniki leta 1963 v NIRE v okviru Kvantske ROC (A. N. Pelipenko, E. M. Lyakhovich) niso vedeli, kako delati s takšnim paketom in zlasti olajšati svoje življenje, štiri P12-2 vozila - tako se je rodil morda prvi svetovni GIS za dvostopenjsko integracijo (TI je svoja prva serijska mikrovezja uporabil leta 1962 v podobni zasnovi, imenovani Litton AN / ASA27 logični modul - uporabljali so jih za sestavljanje vgrajenih radarskih računalnikov).

Presenetljivo je, da ne samo Nobelove nagrade - ampak tudi posebne časti svoje vlade, Osokin ni prejel (in Reimer tega niti ni prejel - nanj so popolnoma pozabili!), Za mikrovezja ni dobil prav nič, šele kasneje leta 1966 je bil samo za uspeh pri delu nagrajen z medaljo "Za delovno razliko", tako rekoč "na splošno". Nadalje - zrasel je do glavnega inženirja in samodejno začel prejemati statusne nagrade, ki so jih obesili skoraj vsi, ki so imeli vsaj nekaj odgovornih položajev, klasičen primer je "častna značka", ki jo je prejel leta 1970, in v čast preoblikovanja tovarne v Leta 1975 je prejel red dela Rdeče zastave na Riškem raziskovalnem inštitutu za mikronaprave (RNIIMP, glavno podjetje na novo ustanovljenega PA "Alpha").

Osokinov oddelek je prejel državno nagrado (samo latvijsko SSR, ne Leninovo, ki so jo velikodušno razdeljevali Moskovčanom), potem pa ne za mikro vezja, ampak za izboljšanje mikrovalovnih tranzistorjev. V ZSSR patentiranje izumov avtorjem ni prineslo nič drugega kot težave, nepomembno enkratno plačilo in moralno zadovoljstvo, zato mnogi izumi sploh niso bili formalizirani. Tudi Osokinu se ni mudilo, a za podjetja je bilo število izumov eden od kazalnikov, zato jih je bilo treba še formalizirati. Zato sta Osokin in Mihalovič šele leta 1966 prejela ZSSR AS št. 36845 za izum TC P12-2.

Leta 1964 je bil Kvant uporabljen v letalu tretje generacije letalskega računalnika Gnome, prvega v ZSSR (verjetno tudi prvega serijskega računalnika na svetu na mikro vezjih). Leta 1968 se je vrsta prvih IS preimenovala v 1LB021 (GIS je prejel indekse, kot sta 1HL161 in 1TP1162), nato 102LB1V. Leta 1964 je bil po naročilu NIRE zaključen razvoj R12-5 (serija 103) in modulov, ki temeljijo na njem (serija 117). Na žalost se je izkazalo, da je proizvodnjo R12-5 težko izdelati, predvsem zaradi težav pri zlitini cinka, zato se je kristal izkazal za napornega pri izdelavi: odstotek donosa je bil nizek, stroški pa visoki. Iz teh razlogov je bil TC P12-5 izdelan v majhnih količinah, toda v tem času so že potekala široka dela za razvoj ploščate silicijeve tehnologije. Obseg proizvodnje germanijevih IC v ZSSR po besedah Osokina ni natančno znan, od sredine šestdesetih let so jih proizvedli nekaj sto tisoč na leto (ZDA so, žal, že proizvedle milijone).

Sledi najbolj komičen del zgodbe.

Če želite uganiti datum izida mikrovezja, izumljenega leta 1963, se bodo v primeru ZSSR predali celo pravi fanatiki starih tehnologij. Brez bistvenih sprememb so bile serije IS in GIS 102-117 proizvedene do sredine devetdesetih let, več kot 32 let! Obseg njihovega izida pa je bil zanemarljiv - leta 1985 je bilo proizvedenih približno 6.000.000 enot, v ZDA je to za tri reda velikosti (!) Več.

Zavedajoč se absurdnosti razmer, se je Osokin leta 1989 sam obrnil na vodstvo Vojaško-industrijske komisije pri Svetu ministrov ZSSR z zahtevo, da se ta mikrovezja odstranijo iz proizvodnje zaradi njihove zastarelosti in visoke delovne intenzivnosti, vendar je prejel kategorična zavrnitev. Namestnik predsednika vojaško-industrijskega kompleksa V. L. Računalniki "Gnome" so še vedno v navigacijski kabini Il-76 (letalo pa je bilo proizvedeno leta 1971) in nekaterih drugih domačih letal.

Slika
Slika
Slika
Slika

Kar je še posebej žaljivo - plenilski morski psi kapitalizma so navdušeno pokukali drug v drugega v tehnološke rešitve.

Sovjetski odbor za državno načrtovanje je bil neizprosen - tam, kjer se je rodil, mu je prav prišel! Posledično so mikrovezja Osokin zasedla ozko nišo vgrajenih računalnikov več letal in so se kot taka uporabljala naslednjih trideset let! Niti serije BESM, niti vse vrste "Minsky" in "Nairi" - niso bile uporabljene nikjer drugje.

Še več, tudi v vgrajenih računalnikih niso bili nameščeni povsod, MiG-25 je na primer letel na analognem elektromehanskem računalniku, čeprav se je njegov razvoj končal leta 1964. Kdo je preprečil namestitev mikrovezja tam? Pogovori, da so svetilke bolj odporne na jedrsko eksplozijo?

Toda Američani niso uporabljali mikro vezja le v Geminiju in Apollu (njune posebne vojaške različice pa so odlično prenesle prehod skozi zemeljske sevalne pasove in delo v orbiti Lune). Žetone so uporabili takoj (!) Ko so postali na voljo, v polnopravni vojaški opremi. Tako je na primer slavni Grumman F-14 Tomcat postal prvo letalo na svetu, ki je leta 1970 prejelo vgrajen računalnik na osnovi LSI (pogosto ga imenujejo tudi prvi mikroprocesor, a formalno je to napačno-F-14 vgrajeni računalnik je bil sestavljen iz več mikrovezji srednje in velike integracije, torej nič manj - to so bili res popolni moduli, kot je ALU, in ne niz diskretnih ohlapnosti na katerem koli 2I -NOT).

Slika
Slika
Slika
Slika

Presenetljivo je, da Shokin, ki je v celoti odobril tehnologijo prebivalcev Rige, temu ni dal niti najmanjšega pospeška (no, razen uradne odobritve in ukaza za začetek serijske proizvodnje na RZPP), in popularizacije te teme ni bilo nikjer, vključevanje strokovnjakov z drugih raziskovalnih inštitutov in na splošno vsak razvoj z namenom, da čim prej dobimo dragocen standard za lastna mikro vezja, ki bi ga lahko neodvisno razvili in izboljšali.

Zakaj se je to zgodilo?

Shokinu ni bilo do poskusov Osokin, takrat je reševal vprašanje kloniranja ameriškega razvoja v rodnem Zelenogradu, o tem bomo govorili v naslednjem članku.

Posledično se RZPP razen P12-5 ni več ukvarjal z mikrovezji, ni razvijal te teme, druge tovarne pa se niso obrnile na njegove izkušnje, kar je bilo zelo obžalovanja vredno.

Druga težava je bila v tem, da so, kot smo že povedali, na zahodu vsa mikrovezja proizvajale logične družine, ki bi lahko zadovoljile vse potrebe. Omejili smo se na en sam modul, serija je nastala šele v okviru projekta Kvant leta 1970, nato pa je bila omejena: 1HL161, 1HL162 in 1HL163 - večnamenska digitalna vezja; 1LE161 in 1LE162 - dva in štiri logične elemente 2NE -OR; 1TP161 in 1TP1162 - en in dva sprožilca; 1UP161 je ojačevalnik moči, prav tako 1LP161 je edinstven logični element "zaviranje".

Kaj se je takrat dogajalo v Moskvi?

Tako kot je Leningrad v tridesetih - štiridesetih letih 20. stoletja postal središče polprevodnikov, je Moskva v petdesetih - šestdesetih letih prejšnjega stoletja postala središče integralnih tehnologij, saj je tam bil znameniti Zelenograd. Naslednjič se bomo pogovarjali o tem, kako je bil ustanovljen in kaj se je tam zgodilo.

Priporočena: