Postoje 3 rana patenta za integrirana kola i jedan članak o njima.
Prvi patent (1949.) pripadao je Werneru Jacobiju, njemačkom inženjeru iz Siemens AG, koji je predložio upotrebu mikrovezica za, opet, slušne aparate, ali nikoga nije zanimala njegova ideja. Zatim je uslijedio slavni Dammerov govor u svibnju 1952. (njegovi brojni pokušaji da britanskom vladom izbaci sredstva za poboljšanje svojih prototipova nastavili su se sve do 1956. i završili su ništa). U oktobru iste godine istaknuti izumitelj Bernard More Oliver podnio je patent za metodu izrade kompozitnog tranzistora na zajedničkom poluvodičkom čipu, a godinu dana kasnije Harwick Johnson, nakon što je o tome razgovarao s Johnom Torkel Wallmarkom, patentirao je ideju integrisano kolo …
Svi su ti radovi, međutim, ostali čisto teorijski, jer su se na putu prema monolitnoj shemi pojavile tri tehnološke barijere.
Bo Lojek (History of Semiconductor Engineering, 2007) opisao ih je kao: integraciju (ne postoji tehnološki način za formiranje elektroničkih komponenti u monolitnom poluvodičkom kristalu), izolaciju (ne postoji efikasan način za električnu izolaciju IC komponenti), vezu (postoji nema lakog načina povezivanja IC komponenti na kristal). Samo poznavanje tajni integracije, izolacije i povezivanja komponenti pomoću fotolitografije omogućilo je stvaranje punopravnog prototipa poluvodičke IC.
SAD
Kao rezultat toga, pokazalo se da je u Sjedinjenim Državama svako od tri rješenja imalo svog autora, a patenti za njih završili su u rukama tri korporacije.
Kurt Lehovec iz kompanije Sprague Electric prisustvovao je seminaru u Princetonu u zimu 1958. godine, gdje je Walmark predstavio svoju viziju osnovnih problema mikroelektronike. Na svom putu kući u Massachusetts, Lehovets je smislio elegantno rješenje problema izolacije - koristeći sam pn spoj! Uprava Spraguea, zauzeta korporativnim ratovima, nije bila zainteresirana za izum Legovetsa (da, još jednom napominjemo da su glupi lideri pošast svih zemalja, ne samo u SSSR -u, međutim, u SAD -u, zahvaljujući mnogo veća fleksibilnost društva, to se nije ni približilo takvim problemima, barem je pretrpjela određena firma, a ne čitav smjer znanosti i tehnologije, kao što to radimo mi), te se ograničio na prijavu patenta o svom trošku.
Ranije, u septembru 1958., već spomenuti Jack Kilby iz Texas Instruments predstavio je prvi prototip IC -a - jednotranzistorski oscilator, koji je u potpunosti ponovio krug i ideju Johnsonovog patenta, a nešto kasnije - okidač s dva tranzistora.
Kilbyjevi patenti nisu rješavali pitanje izolacije i vezivanja. Izolator je bio zračni otvor - rez do cijele dubine kristala, a za povezivanje je koristio zglobnu montažu (!) Sa zlatnom žicom (poznata tehnologija "kose", i da, zapravo se koristio u prvoj IC-ovi iz TI-a, što ih je učinilo čudovišno niskotehnološkim), zapravo, Kilbyjeve sheme bile su hibridne, a ne monolitne.
No, on je u potpunosti riješio problem integracije i dokazao da se sve potrebne komponente mogu uzgojiti u kristalnom nizu. U Texas Instrumentsu sve je bilo u redu s vođama, odmah su shvatili kakvo je blago palo u njihove ruke, pa su odmah, čak ni čekajući ispravljanje dječjih tegoba, iste 1958. godine počeli sirovu tehnologiju promovirati u vojsku (istovremeno se nameće svim mogućim patentima). Kao što se sjećamo, vojsku je u to vrijeme ponijelo nešto sasvim drugo - mikromodule: i vojska i mornarica odbile su prijedlog.
Međutim, zračne snage su se odjednom zainteresirale za tu temu, bilo je prekasno za povlačenje, bilo je potrebno nekako uspostaviti proizvodnju koristeći nevjerojatno lošu tehnologiju "kose".
Godine 1960. TI je službeno objavio da je prva "prava" IC 502 kruta kola sa krugom na svijetu komercijalno dostupna. Bio je to multivibrator, a kompanija je tvrdila da je u proizvodnji, čak se pojavila i u katalogu za 450 dolara po komadu. Međutim, prava prodaja počela je tek 1961. godine, cijena je bila mnogo veća, a pouzdanost ovog plovila niska. Usput, ove su sheme od ogromne povijesne vrijednosti, toliko da dugo traženje na zapadnim forumima kolekcionara elektronike za osobom koja posjeduje originalni TI Type 502 nije okrunjeno uspjehom. Ukupno ih je napravljeno oko 10.000, pa je njihova rijetkost opravdana.
U oktobru 1961. godine TI je izgradio prvi računar na mikrovezima za Vazduhoplovstvo (8 500 dijelova, od kojih je 587 bilo tipa 502), ali problem je bio gotovo ručni način proizvodnje, niska pouzdanost i niska otpornost na zračenje. Računar je sastavljen na prvoj svjetskoj liniji Texas Instruments SN51x mikro kola. Međutim, Kilbyjeva tehnologija općenito nije bila prikladna za proizvodnju i napuštena je 1962. nakon što je treći sudionik, Robert Norton Noyce iz tvrtke Fairchild Semiconductor, provalio u posao.
Fairchild je imao kolosalno vodstvo nad Kilbyjevim radiotehničarom. Podsjećamo, kompaniju je osnovala prava intelektualna elita - osam najboljih stručnjaka u području mikroelektronike i kvantne mehanike, koji su pobjegli iz Bell Labsa iz diktature polako ludog Shockleyja. Ne iznenađuje da je neposredni rezultat njihovog rada bilo otkriće ravnog procesa - tehnologije koju su primijenili na 2N1613, prvom planetarnom tranzistoru masovne proizvodnje u svijetu, istisnuvši sve ostale zavarene i difuzijske mogućnosti s tržišta.
Robert Noyce pitao se može li se ista tehnologija primijeniti na proizvodnju integriranih sklopova, pa je 1959. samostalno ponovio put Kilbyja i Legowitza, kombinirajući njihove ideje i dovodeći ih do logičkog zaključka. Tako je rođen fotolitografski proces uz pomoć kojeg se i danas stvaraju mikro kola.
Noyceova grupa, koju vodi Jay T. Last, stvorila je prvi pravi punopravni monolitni IC 1960. Međutim, kompanija Fairchild postojala je na novcu rizičnih kapitalista, i isprva nisu uspjeli procijeniti vrijednost stvorenog (opet, nevolje sa šefovima). Potpredsjednik je od Lasta zatražio zatvaranje projekta, rezultat je bio još jedan raskol i odlazak njegovog tima, pa su rođene još dvije kompanije Amelco i Signetics.
Nakon toga, priručnik je konačno ugledao svjetlo i 1961. godine objavio je prvi zaista komercijalno dostupan IC - Micrologic. Bilo je potrebno još godinu dana da se razvije punopravna logička serija od nekoliko mikro sklopova.
Za to vrijeme konkurenti nisu drijemali, pa je rezultat bio sljedeći (u zagradama godina i vrsta logike) - Texas Instruments SN51x (1961, RCTL), Signetics SE100 (1962, DTL), Motorola MC300 (1962, ECL), Motorola MC7xx, MC8xx i 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). Bilo je i drugih proizvođača kao što su Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon i Hughes, sada zaboravljeni.
Jedno od velikih otkrića na području standardizacije bile su takozvane porodice logičkih čipova. U doba tranzistora, svaki proizvođač računara, od Philca do General Electric -a, obično je sam izrađivao sve komponente svojih mašina, sve do samih tranzistora. Osim toga, različita logička kola poput 2I-NOT itd. mogu se uz njihovu pomoć implementirati na najmanje desetak različitih načina, od kojih svaki ima svoje prednosti - jeftinoću i jednostavnost, brzinu, broj tranzistora itd. Kao rezultat toga, kompanije su počele osmišljavati vlastite implementacije, koje su se u početku koristile samo u svojim automobilima.
Tako je rođena povijesno prva otpornički-tranzistorska logika (RTL i njeni tipovi DCTL, DCUTL i RCTL, otvorena 1952.), moćna i brza logika povezana s odašiljačem (ECL i njeni tipovi PECL i LVPECL, prvi put korišteni u IBM 7030 Istezalo se, zauzimalo je puno prostora i bilo je jako vruće, ali zbog neprevaziđenih parametara brzine, masovno se koristilo i utjelovljivalo u mikro krugovima, bio je standard superračunala do ranih 1980-ih od Cray-1 do "Electronics SS LSI"), dioda-tranzistorska logika za jednostavniju upotrebu u mašinama (DTL i njegove sorte CTDL i HTL pojavile su se u IBM 1401 1959. godine).
Do trenutka kada su se pojavila mikro kola, postalo je jasno da proizvođači moraju izabrati na isti način - i koja će se vrsta logike koristiti unutar njihovih čipova? I što je najvažnije, kakvi će to čipovi biti, koje će elemente sadržavati?
Tako su nastale logične porodice. Kada je Texas Instruments izdao prvu takvu porodicu na svijetu - SN51x (1961, RCTL), odlučili su se za vrstu logike (otpornik -tranzistor) i koje će funkcije biti dostupne u njihovim mikro krugovima, na primjer, element SN514 implementiran NOR / NAND.
Kao rezultat toga, po prvi put u svijetu postojala je jasna podjela na kompanije koje proizvode logične porodice (sa svojom brzinom, cijenom i različitim znanjem) i kompanije koje su ih mogle kupiti i na njima sastaviti računare vlastite arhitekture.
Naravno, ostalo je nekoliko vertikalno integriranih kompanija, poput Ferrantija, Phillipsa i IBM -a, koje su se radije držale ideje o izradi računara iznutra i izvana u vlastitim pogonima, ali do 1970 -ih su ili zamrle ili su napustile ovu praksu. IBM je posljednji pao, koristili su apsolutno potpuni razvojni ciklus - od topljenja silicija do izdavanja vlastitih čipova i mašina na njima do 1981. godine, kada je došao IBM 5150 (poznatiji kao personalni računar, predak svih računara) out - prvi računar koji nosi njihov zaštitni znak, a unutra - procesor tuđeg dizajna.
U početku su, inače, tvrdoglavi "ljudi u plavim odijelima" pokušali stvoriti 100% originalni kućni računar pa su ga čak i pustili na tržište - IBM 5110 i 5120 (na originalnom PALM procesoru, u stvari, to je bila mikro verzija njihovi glavni računari), ali zbog - zbog previsoke cijene i nekompatibilnosti sa već rođenom klasom malih mašina sa Intelovim procesorima, oba puta su doživjeli epski neuspjeh. Ono što je smiješno je da njihov odjel mainframe -a do sada nije odustao, a oni i dalje razvijaju vlastitu arhitekturu procesora. Štaviše, proizvodili su ih na potpuno isti način potpuno nezavisno do 2014. godine, kada su konačno prodali svoje poluvodičke kompanije Global Foundries. Tako je posljednja linija računara, proizvedena u stilu 1960 -ih, nestala - u potpunosti od strane jedne kompanije iznutra i izvana.
Vraćajući se logičkim porodicama, bilježimo posljednju od njih, koja se pojavila već u doba mikro krugova posebno za njih. Nije tako brz niti vruć kao tranzistorsko-tranzistorska logika (TTL, izumljena 1961. u TRW-u). TTL logika bila je prvi IC standard i korištena je u svim većim čipovima 1960 -ih.
Zatim je došla integralna logika ubrizgavanja (IIL, pojavila se krajem 1971. u IBM-u i Philipsu, koristila se u mikrovezima 1970-1980-ih) i najveća od svih-logika metal-oksid-poluvodič (MOS, razvijena od 60-ih i do 80. u CMOS verziji, koja je potpuno zauzela tržište, sada su 99% svih modernih čipova CMOS).
Prvi komercijalni računar na mikrovezima bila je serija RCA Spectra 70 (1965), Burroughs B2500 / 3500 mali bankarski glavni računar objavljen 1966, i Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). RCA je tradicionalno razvila vlastita mikro kola (CML - Current Mode Logic), Burroughs je iskoristio Fairchild -ovu pomoć za razvoj originalne linije mikrovezica CTL (Complementary Transistor Logic), SDS je čipove naručio od Signetics -a. Ove mašine su pratili CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC - era tranzistorskih mašina je prošla.
Imajte na umu da su tvorci njihove slave zaboravljeni ne samo u SSSR -u. Slična, prilično neugodna priča dogodila se i s integriranim krugovima.
U stvari, svijet nastanak modernog IP -a duguje dobro koordiniranom radu profesionalaca iz Fairchilda - prije svega, tima Ernie i Last, kao i Dammerovoj ideji i Legovecovom patentu. Kilby je proizveo neuspješni prototip, koji je bilo nemoguće modificirati, njegova proizvodnja je gotovo odmah napuštena, a njegov mikrokružni krug za povijest ima samo kolekcionarsku vrijednost, nije ništa dao tehnologiji. Bo Loek je o tome napisao ovako:
Kilbyjeva ideja bila je toliko nepraktična da ju je čak i TI napustio. Njegov patent imao je vrijednost samo kao pogodan i isplativ predmet pregovaranja. Da Kilby ne radi za TI, već za bilo koju drugu kompaniju, njegove ideje uopće ne bi bile patentirane.
Noyce je ponovno otkrio ideju Legovetsa, ali je potom prestao raditi, a sva otkrića, uključujući mokru oksidaciju, metalizaciju i bakropis, napravili su drugi ljudi, a također su objavili i prvu pravu komercijalnu monolitnu IC.
Kao rezultat toga, priča je do kraja ostala nepravedna prema tim ljudima - čak su i 60 -ih godina Kilby, Legovets, Noyce, Ernie i Last nazivani očevima mikroveza, 70 -ih godina popis je smanjen na Kilby, Legovets i Noyce, zatim Kilbyju i Noyceu, a vrhunac stvaranja mitova bio je primanje Nobelove nagrade 2000. od strane Kilbyja samo za izum mikro kola.
Imajte na umu da je 1961.-1967. Bilo doba monstruoznih patentnih ratova. Svi su se borili protiv svih, Texas Instruments sa Westinghouseom, Sprague Electric Company i Fairchild, Fairchild s Raytheonom i Hughesom. Na kraju su kompanije shvatile da nitko od njih neće od sebe prikupiti sve ključne patente, a dok traju sudovi - zamrznuti su i ne mogu poslužiti kao imovina i donijeti novac, pa je sve završilo globalnim i unakrsnim licenciranjem od svih tehnologija koje su do tada dobijene.
Prelazeći na razmatranje SSSR -a, ne možemo ne primijetiti druge zemlje čija je politika ponekad bila krajnje čudna. Općenito, proučavajući ovu temu, postaje jasno da je mnogo lakše opisati ne zašto je razvoj integriranih kola u SSSR -u propao, već zašto su uspjeli u Sjedinjenim Državama, iz jednog jednostavnog razloga - nisu uspjeli nigdje osim u Sjedinjene Države.
Naglasimo da stvar uopće nije bila u inteligenciji programera - inteligentni inženjeri, izvrsni fizičari i briljantni računalni vizionari bili su posvuda: od Nizozemske do Japana. Problem je bio jedno - upravljanje. Čak ni u Velikoj Britaniji, konzervativci (da ne spominjemo laburiste, koji su tamo dokrajčili ostatke industrije i razvoja), korporacije nisu imale istu moć i nezavisnost kao u Americi. Samo tamo su predstavnici poslovanja ravnopravno razgovarali s vlastima: oni su mogli ulagati milijarde gdje god su htjeli s malo ili bez kontrole, konvergirati u žestoke bitke oko patenata, namamiti zaposlenike, pronaći nove kompanije doslovno jednim prstom (istom izdajnička osmica koja je bacila Shockleyja, vodi 3/4 dosadašnjeg američkog poslovanja s poluvodičima, od Fairchild -a i Signetics -a do Intela i AMD -a).
Sve ove kompanije bile su u stalnom pokretu: tragale su, otkrivale, hvatale, rušile, ulagale - i preživljavale i razvijale se poput žive prirode. Nigdje u svijetu nije postojala takva sloboda rizika i poduzetništva. Razlika će postati posebno očita kada počnemo govoriti o domaćoj "Silicijskoj dolini" - Zelenogradu, gdje su ništa manje inteligentni inženjeri, koji su bili pod jarmom Ministarstva radio industrije, morali potrošiti 90% svog talenta na kopiranje nekoliko godina Američki razvoj i oni koji su tvrdoglavo išli naprijed - Yuditsky, Kartsev, Osokin - vrlo brzo su ukroćeni i otjerani na tračnice koje je postavila partija.
I sam generalissimo Staljin je o tome dobro govorio u intervjuu sa ambasadorom Argentine Leopoldom Bravom 7. februara 1953. (iz knjige Djela Staljina I. V.. - T. 18. - Tver: Informativno -izdavački centar "Union", 2006.):
Staljin kaže da to samo odaje siromaštvo uma čelnika Sjedinjenih Država, koji imaju mnogo novca, ali malo u glavi. Napominje istovremeno da američki predsjednici u pravilu ne vole razmišljati, već radije koriste pomoć "trustova mozgova", da su takva povjerenja, posebno, bila kod Roosevelta i Trumana, koji su očito vjerovali da ako imali su novac, nije potrebno.
Kao rezultat toga, stranka je mislila s nama, ali inženjeri su to učinili. Otuda rezultat.
Japan
Praktično slična situacija dogodila se u Japanu, gdje su tradicije državne kontrole bile, naravno, mnogo puta mekše od sovjetskih, ali sasvim na nivou Britanije (već smo razgovarali o onome što se dogodilo britanskoj školi mikroelektronike).
U Japanu su do 1960. godine postojala četiri glavna igrača u računarskom poslu, od kojih su tri bila u 100 % državnom vlasništvu. Najmoćniji - Odsjek za trgovinu i industriju (MITI) i njegov tehnički odjel, Laboratorija za elektrotehniku (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) i njegove laboratorije sa čipovima; i najmanje značajan učesnik, sa čisto finansijske tačke gledišta, Ministarstvo obrazovanja, koje je kontroliralo sva zbivanja na prestižnim nacionalnim univerzitetima (posebno u Tokiju, analognom Moskovskom državnom univerzitetu i MIT -u u smislu prestiža u tim godinama). Konačno, posljednji igrač bile su kombinirane korporativne laboratorije najvećih industrijskih kompanija.
Japan je takođe bio toliko sličan SSSR -u i Britaniji po tome što su sve tri zemlje značajno stradale tokom Drugog svjetskog rata, a njihov tehnički potencijal je smanjen. A Japan je, osim toga, bio u okupaciji do 1952. i pod bliskom finansijskom kontrolom Sjedinjenih Država do 1973., tečaj jena do tog trenutka bio je kruto vezan za dolar međuvladinim sporazumima, a međunarodno japansko tržište općenito je postalo od 1975. (i da, ne govorimo o tome da oni sami to zaslužuju, mi samo opisujemo situaciju).
Kao rezultat toga, Japanci su uspjeli stvoriti nekoliko prvoklasnih strojeva za domaće tržište, ali na isti način zijevala je proizvodnja mikro krugova, a kada je njihovo zlatno doba počelo nakon 1975., došlo je do prave tehničke renesanse (doba oko 1990.), kada su se japanska tehnologija i računari smatrali najboljima na svijetu, a tema zavisti i snova), proizvodnja upravo ovih čuda svela se na isto kopiranje američkog razvoja. Iako im moramo odati priznanje, oni su ne samo kopirali, već rastavljali, proučavali i detaljno poboljšavali bilo koji proizvod do zadnjeg vijka, pa su njihovi računari bili manji, brži i tehnološki napredniji od američkih prototipova. Na primjer, prvi računar na IC -ovima vlastite proizvodnje Hitachi HITAC 8210 izašao je 1965. godine, istovremeno s RCA. Na nesreću Japanaca, oni su bili dio svjetske ekonomije, gdje takvi trikovi ne prolaze nekažnjeno, a kao rezultat patenta i trgovačkog rata sa Sjedinjenim Državama 80 -ih, njihova ekonomija se srušila u stagnaciju, gdje ostaje praktično do danas (i ako ih se sjećate epskih kvarova sa takozvanim "mašinama 5. generacije" …).
U isto vrijeme, i Fairchild i TI su pokušali uspostaviti proizvodne pogone u Japanu početkom 60 -ih, ali su naišli na oštar otpor MITI -ja. Godine 1962. MITI je zabranio Fairchildu ulaganje u tvornicu koja je već kupljena u Japanu, a neiskusni Noyce pokušao je ući na japansko tržište preko korporacije NEC. Godine 1963. rukovodstvo NEC -a je, navodno, djelujući pod pritiskom japanske vlade, dobilo od Fairchilda izuzetno povoljne uslove licenciranja, što je kasnije zatvorilo sposobnost Fairchilda da samostalno trguje na japanskom tržištu. Tek nakon što je ugovor zaključen, Noyce je saznao da je predsjednik NEC -a istodobno predsjedao odborom MITI -a koji je blokirao Fairchild ugovore. TI je pokušao otvoriti proizvodni pogon u Japanu 1963. godine nakon što je imao negativno iskustvo s kompanijama NEC i Sony. Dvije godine MITI je odbijao dati jasan odgovor na prijavu TI -a (uz krađu njihovih čipova i oslobađanje bez licence), a 1965. Sjedinjene Države su uzvratile, prijeteći Japancima embargom na uvoz elektroničku opremu koja je kršila TI patente, a započela je zabranom Sony i Sharp.
MITI je shvatio prijetnju i počeo razmišljati kako bi mogli prevariti bijele varvare. Na kraju su izgradili multi-port, gurnuti da razbiju već čekajući ugovor između TI-a i Mitsubishija (vlasnika Sharpa) i uvjerili Akio Morita (osnivač Sony-a) da postigne dogovor s TI-om "u interesu budućnosti Japana" industrija." U početku je sporazum bio izuzetno nepovoljan za TI, a skoro dvadeset godina japanske kompanije puštaju klonirana mikro kola bez plaćanja autorskih prava. Japanci su već pomislili kako su divno prevarili gaijine svojim oštrim protekcionizmom, a onda su ih Amerikanci pritisnuli drugi put već 1989. Zbog toga su Japanci bili primorani priznati da su kršili patente 20 godina i platiti United Država čudovišnih tantijema od pola milijarde dolara godišnje, što je konačno zakopalo japansku mikroelektroniku.
Kao rezultat toga, prljava igra Ministarstva trgovine i njihova potpuna kontrola nad velikim kompanijama s dekretima o tome šta i kako proizvodili napustili su Japance postrance i tako da su doslovno izbačeni iz svjetske galaksije proizvođača računara (u zapravo, do 80 -ih godina samo su se oni natjecali s Amerikancima).
SSSR -a
Na kraju, prijeđimo na najzanimljiviju stvar - Sovjetski Savez.
Recimo odmah da se tamo događalo mnogo zanimljivih stvari prije 1962. godine, ali sada ćemo razmotriti samo jedan aspekt - pravi monolitni (i, štoviše, originalni!) Integrirani krugovi.
Jurij Valentinovič Osokin rođen je 1937. (za promjenu, njegovi roditelji nisu bili neprijatelji naroda), a 1955. upisao je elektromehanički fakultet MPEI, novootvorenu specijalnost "dielektričari i poluvodiči", koju je diplomirao 1961. godine. Diplomirao je tranzistore u našem glavnom poluvodičkom centru u blizini Krasilova u NII -35, odakle je otišao u Rigansku fabriku poluprovodničkih uređaja (RZPP) za proizvodnju tranzistora, a sama fabrika je bila mlada kao diplomirani Osokin - stvorena je tek 1960.
Osokinovo imenovanje bila je normalna praksa za novu tvornicu - pripravnici RZPP -a često su studirali na NII -35 i obučavali se u Svetlani. Imajte na umu da je tvornica ne samo posjedovala kvalificirano baltičko osoblje, već se nalazila i na periferiji, daleko od Shokina, Zelenograda i svih obračuna povezanih s njima (o tome ćemo kasnije). Do 1961. RZPP je već savladao proizvodnju većine tranzistora NII-35.
Iste godine tvornica je, na vlastitu inicijativu, počela kopati na području planarnih tehnologija i fotolitografije. U tome su mu pomogli NIRE i KB-1 (kasnije "Almaz"). RZPP je razvio prvu u SSSR -u automatsku liniju za proizvodnju planarnih tranzistora "Ausma", a njen generalni dizajner A. S. Gotman došao je na svijetlu pomisao - budući da tranzistore još uvijek utiskujemo na čip, zašto ih odmah ne sastaviti od ovih tranzistora?
Osim toga, Gotman je predložio revolucionarnu, prema standardima iz 1961. godine, tehnologiju - odvojiti tranzistorske vodiče ne na standardne noge, već ih lemiti na kontaktnu ploču s kuglicama za lemljenje, radi pojednostavljivanja daljnje automatske instalacije. Zapravo, otvorio je pravi BGA paket, koji se sada koristi u 90% elektronike - od prijenosnih računala do pametnih telefona. Nažalost, ova ideja nije ušla u seriju jer je bilo problema s tehnološkom implementacijom. U proljeće 1962. glavni inženjer NIRE V. I. Smirnov zatražio je od direktora RZPP-a S. A. Bergmana da pronađe drugi način za implementaciju višečlanog kola tipa 2NE-OR, univerzalnog za izgradnju digitalnih uređaja.
Direktor RZPP -a povjerio je ovaj zadatak mladom inženjeru Juriju Valentinoviču Osokinu. Odjel je bio organiziran kao dio tehnološke laboratorije, laboratorije za razvoj i proizvodnju fotomaski, mjerne laboratorije i pilot proizvodne linije. U to vrijeme RZPP -u je isporučena tehnologija za proizvodnju germanijevih dioda i tranzistora, koja je uzeta kao osnova za novi razvoj. A već u jesen 1962. dobiveni su prvi prototipovi germanija, kako su tada govorili, čvrsta shema P12-2.
Osokin se suočio s fundamentalno novim zadatkom: implementirati dva tranzistora i dva otpornika na jedan kristal, u SSSR -u nitko nije učinio ništa slično, a u RZPP -u nije bilo informacija o radu Kilbyja i Noycea. Ali Osokinova grupa briljantno je riješila problem, i to ne na isti način na koji su to učinili Amerikanci, radeći ne sa silicijumom, već sa germanijumskim mezatranzistorima! Za razliku od Texas Instruments -a, stanovnici Rige odmah su mu iz tri uzastopne izloženosti stvorili i pravi mikrokružni spoj i uspješan tehnički proces, zapravo, to su učinili istovremeno s grupom Noyce, na apsolutno originalan način i dobili proizvod ništa manje vrijedan sa komercijalnog stanovišta.
Koliko je značajan doprinos samog Osokina bio, da li je on bio analog Noycea (sav tehnički rad za koji je radila grupa Last i Ernie) ili potpuno originalan izumitelj?
Ovo je misterija prekrivena tamom, poput svega što je povezano sa sovjetskom elektronikom. Na primjer, V. M. Lyakhovich, koji je radio upravo na tom NII-131, prisjeća se (u daljnjem tekstu citati iz jedinstvene knjige E. M. Lyakhovicha "Ja sam iz vremena prvog"):
U maju 1960., inženjer u mojoj laboratoriji, fizičar po obrazovanju, Lev Iosifovich Reimerov, predložio je upotrebu dvostrukog tranzistora u istom paketu s vanjskim otpornikom kao univerzalni element 2NE-OR, uvjeravajući nas da je u praksi ovaj prijedlog već predviđeno u postojećem tehnološkom procesu proizvodnje tranzistora P401 - P403, što dobro zna iz svoje prakse u pogonu Svetlana … To je bilo gotovo sve što je bilo potrebno! Ključni načini rada tranzistora i najviši stupanj ujedinjenja … A tjedan dana kasnije Lev je donio skicu kristalne strukture, na kojoj je na dva tranzistora na njihovom zajedničkom kolektoru dodan pn-spoj, tvoreći slojeviti otpornik … Godine 1960. Lev je izdao certifikat pronalazača za svoj prijedlog i dobio pozitivno rješenje za uređaj broj 24864 od 8. marta 1962. godine.
Ideja je utjelovljena u hardveru uz pomoć OV Vedeneeva, koji je u to vrijeme radio u Svetlani:
U ljeto su me pozvali na ulaz u Reimer. On je došao na ideju da tehnički i tehnološki napravi shemu "NE-ILI". Na takvom uređaju: kristal germanija pričvršćen je na metalnu podlogu (duralumin), na kojoj se stvaraju četiri sloja s npnp provodljivošću … Rad spajanja zlatnih olova dobro je savladao mladi instalater Luda Turnas i ja sam donio ona na posao. Dobiveni proizvod stavljen je na keramički keks … Do 10 takvih keksa moglo se lako izvesti kroz ulaz u tvornicu, jednostavno držeći ga u šaci. Za Levu smo napravili nekoliko stotina takvih keksa.
Uklanjanje putem kontrolnog punkta ovdje se ne spominje slučajno. Sav rad na "tvrdim shemama" u početnoj fazi bio je čista kocka i lako se mogao zatvoriti, programeri su morali koristiti ne samo tehničke, već i organizacijske sposobnosti tipične za SSSR.
Prvih nekoliko stotina komada tiho je proizvedeno u roku od nekoliko dana! … Nakon što smo odbacili uređaje koji su prihvatljivi u smislu parametara, sastavili smo nekoliko najjednostavnijih okidačkih krugova i brojač. Sve radi! Evo ga - prvo integrirano kolo!
Juna 1960.
… U laboratoriji smo napravili demonstracijske sklopove tipičnih jedinica na ovim čvrstim dijagramima, postavljenim na ploče od pleksiglasa.
… Glavni inženjer NII-131, Veniamin Ivanovič Smirnov, pozvan je na demonstraciju prvih čvrstih shema i rekao mu da je ovaj element univerzalan … Demonstracija čvrstih shema ostavila je utisak. Naš rad je odobren.
… U oktobru 1960. sa ovim rukotvorinama, glavni inženjer NII-131, pronalazač čvrstog kola, inženjer L. I. Shokin.
… V. D. Kalmykov i A. I. Shokin pozitivno su ocijenili naš rad. Ukazali su na važnost ovog područja rada i predložili da ih kontaktiraju za pomoć ako je potrebno.
… Odmah nakon izvještaja ministru i ministrove podrške našem radu na stvaranju i razvoju sheme čvrstog germanija, V. I. U prvom tromjesečju 1961. naši prvi čvrsti krugovi proizvedeni su na lokaciji, iako uz pomoć prijatelja u tvornici Svetlana (lemljenje zlatnih žica, višekomponentnih legura za bazu i emiter).
U prvoj fazi rada u tvornici Svetlana dobivene su višekomponentne legure za bazu i emiter, zlatni odvodi su odneseni i Svetlani na lemljenje, budući da institut nije imao svog instalatera i 50 mikronske zlatne žice. Ispostavilo se da je upitno jesu li čak i eksperimentalni uzorci ugrađenih računara, razvijeni u istraživačkom institutu, opremljeni mikro sklopovima, a masovna proizvodnja nije dolazila u obzir. Bilo je potrebno tražiti serijsko postrojenje.
Mi (V. I. Smirnov, L. I. Bergman da utvrdi mogućnost korištenja ovog pogona u budućnosti za serijsku proizvodnju naših krutih krugova. Znali smo da u sovjetsko vrijeme direktori tvornica nisu htjeli uzeti dodatnu proizvodnju bilo kojeg proizvoda. Stoga smo se okrenuli RPZ -u, kako bismo za početak mogli izraditi eksperimentalnu seriju (500 komada) našeg "univerzalnog elementa" radi pružanja tehničke pomoći, čija su se tehnologija proizvodnje i materijali u potpunosti podudarali s onima koristi se na tehnološkoj liniji RPZ u proizvodnji tranzistora P401 - P403.
… Od tog trenutka, naša invazija je počela "u serijskom pogonu prenosom" dokumentacije "iscrtane kredom na tabli i usmeno prezentirane tehnologijom. Električni parametri i tehnike mjerenja bili su predstavljeni na jednoj stranici formata A4, ali zadatak sortiranja i kontrole parametara bio je naš.
… Naša preduzeća su imala iste brojeve poštanskih sandučića za poštanski pretinac 233 (RPZ) i poštanski sandučić 233 (NII-131). Otuda je nastalo ime našeg "Reimerovog elementa" - TS -233.
Detalji proizvodnje su upečatljivi:
U to vrijeme tvornica (kao i druge tvornice) koristila je ručnu tehnologiju prenošenja emitera i osnovnog materijala na germanijumsku ploču s drvenim šiljcima sa stabla bagremovog ručnog lemljenja. Sav ovaj posao pod mikroskopom su izvodile mlade djevojke.
Općenito, u smislu proizvodnosti, opis ove sheme nije daleko od Kilbyja …
Gdje je Osokino mjesto ovdje?
Dalje proučavamo memoare.
Pojavom fotolitografije postalo je moguće stvoriti otpornik za volumen umjesto slojevitog na postojećim dimenzijama kristala i oblikovati otpornik za volumen urezivanjem kolektorske ploče kroz fotomasku. LI Reimerov zamolio je Yu. Osokina da pokuša izabrati različite fotomaske i pokušati dobiti otpornik jačine zvuka reda veličine 300 Ohma na germanijumskoj ploči p-tipa.
… Yura je napravio takav otpornik u R12-2 TS i smatrao je da je posao završen, jer je problem s temperaturom riješen. Ubrzo mi je Jurij Valentinovič donio oko 100 čvrstih krugova u obliku "gitare" s volumenskim otpornikom u kolektoru, koji je dobiven posebnim nagrizanjem kolektorskog sloja p-tipa germanija.
… Pokazao je da ova vozila rade do +70 stepeni, koliki je procenat prinosa odgovarajućih i koji je raspon parametara. Na institutu (Lenjingrad) sastavili smo Kvant module na ovim čvrstim dijagramima. Svi testovi u rasponu radnih temperatura bili su uspješni.
No, nije bilo tako lako pokrenuti drugu, naizgled obećavajuću opciju, u proizvodnju.
Uzorci kola i opis tehnološkog procesa preneseni su u RZPP, ali je tamo već tada započela serijska proizvodnja P12-2 s volumenskim otpornikom. Pojava poboljšanih shema značila bi zaustavljanje proizvodnje starih, što bi moglo poremetiti plan. Osim toga, po svemu sudeći, Yu. V. Osokin je imao lične razloge da zadrži izdavanje P12-2 stare verzije. Situacija se nadovezala na probleme međuresorne koordinacije, jer je NIRE pripadao GKRE -u, a RZPP GKET -u. Odbori su imali različite regulatorne zahtjeve za proizvode, a preduzeće jednog odbora praktično nije imalo utjecaj na pogon drugog. U finalu, strane su došle do kompromisa-zadržano je izdanje P12-2, a nova kola velikih brzina dobila su indeks P12-5.
Kao rezultat toga, vidimo da je Lev Reimerov bio analog Kilbyja za sovjetska mikro kola, a Jurij Osokin analog Jaya Lasta (iako se obično svrstava među punopravne očeve sovjetskih integriranih kola).
Kao rezultat toga, još je teže razumjeti zamršenosti dizajna, tvorničkih i ministarskih intriga Unije nego u korporativnim ratovima u Americi, međutim zaključak je prilično jednostavan i optimističan. Reimer je došao na ideju integracije gotovo istodobno s Kilbyjem, a samo sovjetska birokracija i posebnosti rada naših istraživačkih instituta i biroa za dizajn s hrpom odobrenja ministara i prepirkama odgodili su domaća mikro kola za nekoliko godina. U isto vrijeme, prve sheme bile su gotovo iste kao i "kosa" Type 502, a poboljšao ih je stručnjak za litografiju Osokin, koji je igrao ulogu domaćeg Jaya Lasta, također potpuno neovisno o Fairchild -ovom razvoju i otprilike u isto vrijeme, pripremajući izdavanje prilično modernog i konkurentnog za to razdoblje sadašnjeg IP -a.
Da su Nobelove nagrade dodijeljene malo poštenije, Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov i Yuri Osokin trebali su podijeliti čast stvaranja mikro kruga. Nažalost, na Zapadu prije raspada Unije nitko nije ni čuo za sovjetske izumitelje.
Općenito, američko stvaranje mitova, kao što je već spomenuto, u nekim je aspektima bilo slično sovjetskom (kao i žudnja za imenovanjem službenih heroja i pojednostavljenje složene priče). Nakon objavljivanja čuvene knjige Thomasa Reida "Čip: Kako su dva Amerikanaca izumili mikročip i pokrenuli revoluciju" 1984. godine, verzija "dva američka izumitelja" postala je kanon, čak su i zaboravili na vlastite kolege, a da ne spominjemo sugerisati da je možda neko drugi osim Amerikanaca iznenada negde izmislio nešto!
Međutim, u Rusiji se također odlikuju kratkim pamćenjem, na primjer, u velikom i detaljnom članku na ruskoj Wikipediji o izumu mikro sklopova - nema riječi o Osokinu i njegovom razvoju (što je, usput rečeno, nije iznenađujuće, članak je jednostavan prijevod sličnog na engleskom jeziku, u kojem ovim podacima i nije bilo traga).
U isto vrijeme, što je još žalosnije, otac same ideje, Lev Reimerov, zaboravljen je još dublje, pa čak i u onim izvorima gdje se spominje stvaranje prvih pravih sovjetskih IS -a, samo se Osokin navodi kao njihov jedini kreator, što je svakako tužno.
Nevjerojatno je da smo se u ovoj priči Amerikanci i ja pokazali potpuno isto - nijedna strana nije se praktično sjetila svojih pravih heroja, umjesto da je stvorila niz trajnih mitova. Vrlo je žalosno što je stvaranje "Quantuma" općenito postalo moguće obnoviti samo iz jednog izvora - same knjige "Ja sam iz vremena prvog", koju je objavila izdavačka kuća "Scythia -print" godine. Sankt Peterburg 2019. u tiražu od 80 (!) Primjeraka. Naravno, širokom krugu čitatelja dugo je bio apsolutno nedostupan (ne znajući barem nešto o Reimerovu i ovoj priči od početka - čak je bilo teško pogoditi što točno treba tražiti na internetu, ali sada dostupan je u elektroničkom obliku ovdje).
Tim više, želio bih da ti divni ljudi ne budu neslavno zaboravljeni, i nadamo se da će ovaj članak poslužiti kao još jedan izvor u obnavljanju prioriteta i historijske pravde u teškom pitanju stvaranja prvih integriranih kola na svijetu.
Strukturno, P12-2 (i kasniji P12-5) napravljeni su u obliku klasične tablete napravljene od okrugle metalne čaše promjera 3 mm i visine 0,8 mm-Fairchild nije smislio takvu paket do godinu dana kasnije. Do kraja 1962. godine, pilot-proizvodnja RZPP-a proizvela je oko 5 hiljada R12-2, a 1963. godine proizvedeno ih je nekoliko desetina hiljada (nažalost, do tog trenutka Amerikanci su već shvatili kolika je njihova snaga i proizveli su više od njih pola miliona).
Ono što je smiješno - u SSSR -u potrošači nisu znali raditi s takvim paketom, a posebno kako bi si olakšali život, 1963. u NIRE -u u okviru Kvant ROC -a (A. N. Pelipenko, E. M. Lyakhovich) četiri P12-2 vozila - tako je rođen možda prvi svjetski GIS s dvostepenom integracijom (TI je koristio svoja prva serijska mikro kola 1962. u sličnom dizajnu pod nazivom Litton AN / ASA27 logički modul - korišteni su za sastavljanje radarskih računara).
Zapanjujuće, ne samo Nobelovu nagradu - nego čak ni posebne počasti od svoje vlade, Osokin nije dobio (a Reimer ovo nije ni primio - potpuno su zaboravili na njega!), Nije dobio ništa za mikro kola, tek kasnije 1966. odlikovan je medaljom "Za odlikovanje rada", da tako kažem, "na općoj osnovi", samo za uspjeh u radu. Dalje - odrastao je do glavnog inženjera i automatski počeo dobivati statusne nagrade, koje su objesili gotovo svi koji su imali barem neka odgovorna mjesta, klasičan primjer je "Značka časti", koja mu je dodijeljena 1970. godine, i u čast transformacije pogona u 1975. godine dobio je Orden rada na Crvenom barjaku na Institutu za mikro uređaje u Rigi (RNIIMP, glavno preduzeće novoosnovanog PA "Alpha").
Osokinovo odeljenje dobilo je državnu nagradu (samo Latvijska SSR, a ne Lenjinova, koja je velikodušno distribuirana Moskovljanima), a zatim ne za mikro kola, već za poboljšanje mikrotalasnih tranzistora. U SSSR-u patentiranje izuma autorima nije zadavalo ništa osim problema, beznačajnu jednokratnu naknadu i moralno zadovoljstvo, pa mnogi izumi uopće nisu formalizirani. Osokin se također nije žurilo, ali je za preduzeća broj izuma bio jedan od pokazatelja, pa ih je ipak trebalo formalizirati. Stoga su SSSR AS broj 36845 za izum TC P12-2 primili Osokin i Mihalovič tek 1966. godine.
Godine 1964. Kvant je korišten u avionu treće generacije Gnome, prvom u SSSR-u (ujedno, vjerovatno, i prvom serijskom računaru na svijetu na mikro sklopovima). Godine 1968. niz prvih IS -ova preimenovan je u 1LB021 (GIS je primio indekse poput 1HL161 i 1TP1162), zatim 102LB1V. Godine 1964., po nalogu NIRE-a, dovršen je razvoj R12-5 (serija 103) i modula zasnovanih na njemu (serija 117). Nažalost, pokazalo se da je R12-5 težak za proizvodnju, uglavnom zbog poteškoća u slitini cinka, a kristal se pokazao kao naporan u proizvodnji: postotak prinosa bio je nizak, a troškovi visoki. Iz tih razloga, TC P12-5 je proizveden u malim količinama, ali do tada su već bili u tijeku radovi na razvoju planarne silicijske tehnologije. Obim proizvodnje IC germanija u SSSR-u nije tačno poznat, prema Osokinu, od sredine 60-ih godina proizvodilo se nekoliko stotina hiljada godišnje (Sjedinjene Države, nažalost, već su proizvele milione).
Slijedi najkomičniji dio priče.
Ako tražite da pogodite datum završetka izdavanja mikro kruga izumljenog 1963. godine, tada će se, u slučaju SSSR -a, predati čak i pravi fanatici starih tehnologija. Bez značajnih promjena, IS i GIS serije 102-117 proizvodile su se do sredine 1990-ih, više od 32 godine! Obim njihovog izdavanja, međutim, bio je zanemariv - 1985. godine proizvedeno je oko 6.000.000 jedinica, u SAD -u su to tri reda veličine (!) Više.
Shvativši apsurdnost situacije, osobno se Osokin 1989. godine obratio vodstvu Vojno-industrijske komisije pri Vijeću ministara SSSR-a sa zahtjevom da se ti mikro sklopovi uklone iz proizvodnje zbog njihove zastarjelosti i visokog intenziteta rada, ali je dobio kategoričko odbijanje. Zamjenik predsjednika vojno-industrijskog kompleksa V. L. Računari "Gnome" i dalje se nalaze u kabini navigatora Il-76 (a sam avion je proizveden 1971.) i nekih drugih domaćih aviona.
Ono što je posebno uvredljivo - grabežljive ajkule kapitalizma s entuzijazmom su virile jedna na drugu u tehnološka rješenja.
Sovjetski državni odbor za planiranje bio je neumoljiv - tamo gdje se rodio, tamo mu je dobro došao! Kao rezultat toga, Osokinova mikro kola zauzela su usku nišu ugrađenih računara nekoliko aviona i, kao takva, korištena su sljedećih trideset godina! Niti BESM serija, niti sve vrste "Minskih" i "Nairi" - nisu korištene nigdje drugdje.
Štaviše, čak ni u ugrađenim računarima nisu bili svuda instalirani, MiG-25 je, na primjer, letio na analognom elektromehaničkom računaru, iako je njegov razvoj završio 1964. Ko je spriječio ugradnju mikrovezica tamo? Razgovori da su lampe otpornije na nuklearnu eksploziju?
Ali Amerikanci su koristili mikroveze ne samo u Blizancima i Apolonu (a njihove vojne specijalne verzije savršeno su izdržale prolaz kroz Zemljine radijacijske pojaseve i rad u Mjesečevoj orbiti). Čipove su koristili čim (!) Čim su postale dostupne, u punopravnoj vojnoj opremi. Na primjer, slavni Grumman F-14 Tomcat postao je prvi zrakoplov na svijetu, koji je 1970. godine dobio ugrađeno računalo zasnovano na LSI (često se naziva i prvi mikroprocesor, ali formalno to nije točno-F-14 Ugrađeni računar se sastojao od nekoliko mikro kola srednjih i velikih integracija, pa ništa manje - to su bili pravi kompletni moduli, kao što je ALU, a ne skup diskretnih labavosti na bilo kojem 2I -NOT).
Iznenađujuće je da Shokin, u potpunosti odobravajući tehnologiju Rižana, nije dao ni najmanje ubrzanje (dobro, osim službenog odobrenja i naredbe o pokretanju serijske proizvodnje u RZPP -u), a nigdje nije došlo do popularizacije ove teme, uključivanje stručnjaka s drugih istraživačkih instituta i općenito svaki razvoj s ciljem što skorijeg dobivanja dragocjenog standarda za naša vlastita mikro kola, koji bi se mogli nezavisno razvijati i poboljšavati.
Zašto se to dogodilo?
Shokin nije bio dorastao eksperimentima Osokin, u to je vrijeme rješavao pitanje kloniranja američkog razvoja u svom rodnom Zelenogradu, o tome ćemo u sljedećem članku.
Kao rezultat toga, osim P12-5, RZPP se više nije bavio mikro sklopovima, nije razvijao ovu temu, a druge tvornice nisu se okrenule njegovom iskustvu, što je bilo vrlo žalosno.
Drugi problem je bio u tome što su, kao što smo već rekli, na Zapadu sve mikro sklopove proizvodile logičke porodice koje su mogle zadovoljiti svaku potrebu. Ograničili smo se na jedan jedini modul, serija je nastala samo u okviru projekta Kvant 1970. godine, a zatim je ograničena: 1HL161, 1HL162 i 1HL163 - multifunkcionalna digitalna kola; 1LE161 i 1LE162 - dva i četiri logička elementa 2NE -OR; 1TP161 i 1TP1162 - jedan i dva okidača; 1UP161 je pojačalo snage, kao i 1LP161 je jedinstveni logički element "inhibiranja".
Šta se tada događalo u Moskvi?
Baš kao što je Lenjingrad postao središte poluvodiča 1930 -ih - 1940 -ih, Moskva je postala centar integralnih tehnologija u 1950–1960 -im, jer se tu nalazio čuveni Zelenograd. O tome kako je osnovan i šta se tamo dogodilo sljedeći put ćemo govoriti.
