Postoje 3 rana patenta za integrirana kola i jedan članak o njima.
Prvi patent (1949.) pripadao je Werneru Jacobiju, njemačkom inženjeru iz tvrtke Siemens AG, koji je predložio korištenje mikroveza za, opet, slušne aparate, ali nitko nije bio zainteresiran za njegovu ideju. Zatim je uslijedio slavni Dammerov govor u svibnju 1952. (njegovi brojni pokušaji britanske vlade da potisne sredstva za poboljšanje svojih prototipova nastavili su se sve do 1956. i završili su ništa). U listopadu 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 integrirano kolo …
Svi su ti radovi, međutim, ostali čisto teoretski, jer su se na putu prema monolitnoj shemi pojavile tri tehnološke barijere.
Bo Lojek (Povijest poluvodičkog inženjerstva, 2007.) opisao ih je kao: integraciju (ne postoji tehnološki način za oblikovanje elektroničkih komponenti u monolitnom poluvodičkom kristalu), izolaciju (ne postoji učinkovit način za električnu izolaciju komponenti IC), povezivanje (postoji nema lakog načina spajanja 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 tvrtke Sprague Electric Company u zimi 1958. prisustvovao je seminaru u Princetonu, gdje je Walmark predstavio svoju viziju temeljnih problema mikroelektronike. Na 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 vođe 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 određena tvrtka patila, a ne čitav smjer znanosti i tehnologije, kao što to radimo mi), te se ograničio na prijavu patenta o svom trošku.
Ranije, u rujnu 1958., već spomenuti Jack Kilby iz tvrtke Texas Instruments predstavio je prvi prototip IC -a - jednotranzistorski oscilator, koji je u potpunosti ponovio sklop 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 na cijelu dubinu kristala, a za povezivanje je koristio zglobnu montažu (!) Sa zlatnom žicom (poznata tehnologija "kose", i da, zapravo se koristio u prvom IC-ovi iz TI-a, što ih je učinilo čudovišno niskotehnološkim), zapravo, Kilbyjeve su sheme bile hibridne, a ne monolitne.
No, potpuno je riješio problem integracije i dokazao da se sve potrebne komponente mogu uzgojiti u kristalnom nizu. U Texas Instrumentsima s vođama je sve bilo u redu, odmah su shvatili kakvo je blago palo u njihove ruke, pa su odmah, čak ni ne čekajući ispravljanje dječjih tegoba, iste 1958. počeli sirovu tehnologiju promovirati vojsci (istovremeno se nameće svim mogućim patentima). Kako 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 prvi "pravi" na svijetu IC kruti krug tipa 502 komercijalno dostupan. Bio je to multivibrator, a tvrtka je tvrdila da je u proizvodnji, čak se pojavio u katalogu za 450 dolara po komadu. Međutim, prava prodaja počela je tek 1961., cijena je bila mnogo veća, a pouzdanost ovog plovila niska. Usput, ove su sheme kolosalne 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 listopadu 1961. TI je izgradio prvo računalo na mikrovezima za zračne snage (8 500 dijelova od kojih je 587 bilo tipa 502), no problem je bio gotovo ručni način proizvodnje, niska pouzdanost i niska otpornost na zračenje. Računalo je sastavljeno na prvoj svjetskoj liniji Texas Instruments SN51x mikro krugova. Međutim, Kilbyjeva tehnologija općenito nije bila prikladna za proizvodnju, a napuštena je 1962. nakon što je u posao upao treći sudionik, Robert Norton Noyce iz tvrtke Fairchild Semiconductor.
Fairchild je imao kolosalnu prednost nad Kilbyinim radiotehničarom. Podsjećamo, tvrtku 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 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. neovisno ponovio put Kilbyja i Legowitza, kombinirajući njihove ideje i dovodeći ih do logičnog zaključka. Tako je nastao fotolitografski proces uz pomoć kojeg se i danas izrađuju mikroveze.
Noyceova grupa, koju vodi Jay T. Last, stvorila je prvu pravu punopravnu monolitnu IC 1960. godine. Međutim, tvrtka Fairchild postojala je na novcu rizičnih kapitalista, a isprva nisu uspjeli procijeniti vrijednost stvorenog (opet, nevolje s šefovima). Potpredsjednik je od Lasta zatražio zatvaranje projekta, rezultat je bio još jedan raskol i odlazak njegova tima, pa su rođene još dvije tvrtke Amelco i Signetics.
Nakon toga, priručnik je napokon ugledao svjetlo i 1961. godine objavio prvi doista komercijalno dostupan IC - Micrologic. Bilo je potrebno još godinu dana da se razvije punopravna logička serija od nekoliko mikro sklopova.
Tijekom tog vremena natjecatelji nisu drijemali, pa je slijed toga 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 obitelji logičkih čipova. U doba tranzistora, svaki proizvođač računala, od Philca do General Electrica, obično je sam izrađivao sve komponente svojih strojeva, sve do samih tranzistora. Osim toga, različiti logički sklopovi poput 2I-NOT itd. mogu se uz njihovu pomoć provesti na najmanje desetak različitih načina, od kojih svaki ima svoje prednosti - jeftinoću i jednostavnost, brzinu, broj tranzistora itd. Kao rezultat toga, tvrtke su počele osmišljavati vlastite implementacije, koje su se u početku koristile samo u svojim automobilima.
Tako je rođena povijesno prva otpornička-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 nenadmašnih parametara brzine, masovno se koristilo i utjelovljivalo u mikrovezicama, bilo je standard superračunala sve do ranih 1980-ih od Cray-1 do "Electronics SS LSI"), logika dioda-tranzistor za jednostavniju uporabu u strojevima (DTL i njegove sorte CTDL i HTL pojavile su se u IBM-u 1401. 1959.).
Do trenutka kada su se pojavila mikro kola, postalo je jasno da proizvođači moraju birati 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 obitelji. Kad je Texas Instruments izdao prvu takvu obitelj na svijetu - SN51x (1961., RCTL), odlučili su se o vrsti logike (otpornik -tranzistor) i o tome koje će funkcije biti dostupne u njihovim mikro krugovima, na primjer, element SN514 implementirao je NOR / NAND.
Kao rezultat toga, prvi put u svijetu došlo je do jasne podjele na tvrtke koje proizvode logične obitelji (sa vlastitom brzinom, cijenom i različitim znanjem) i tvrtke koje su ih mogle kupiti i na njima sastaviti računala vlastite arhitekture.
Naravno, ostalo je nekoliko vertikalno integriranih tvrtki, poput Ferrantija, Phillipsa i IBM -a, koje su se radije držale ideje o izradi računala iznutra i izvana u vlastitim pogonima, ali do 1970 -ih su ili izumrle ili su napustile tu praksu. IBM je posljednji pao, koristili su apsolutno potpuni razvojni ciklus - od taljenja silicija do izdavanja vlastitih čipova i strojeva na njima do 1981. godine, kada je došao IBM 5150 (poznatiji kao osobno računalo, predak svih računala) out - prvo računalo koje nosi njihov zaštitni znak, a unutra - procesor tuđeg dizajna.
U početku su, inače, tvrdoglavi "ljudi u plavim odijelima" pokušali stvoriti 100% originalno kućno računalo pa su ga čak i pustili na tržište - IBM 5110 i 5120 (na izvornom PALM procesoru, zapravo, radilo se o mikro verziji njihova glavna računala), ali zbog - zbog previsoke cijene i nekompatibilnosti s već rođenom klasom malih strojeva s Intelovim procesorima, oba puta su doživjeli epski neuspjeh. Ono što je smiješno je da njihova podjela glavnih računala do sada nije odustala, a oni i dalje razvijaju vlastitu arhitekturu procesora. Štoviše, također su ih proizvodili na isti način apsolutno neovisno do 2014. godine, kada su konačno prodali svoje tvrtke s poluvodičima Global Foundries. Tako je posljednja linija računala, proizvedena u stilu 1960 -ih, nestala - u potpunosti od strane jedne tvrtke iznutra i izvana.
Vraćajući se logičkim obiteljima, 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. na 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 mikrokružnicama 1970.-1980.) 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).
Prvo komercijalno računalo na mikro sklopovima bila je serija RCA Spectra 70 (1965.), Burroughs B2500 / 3500 mali bankovni mainframe izdan 1966. i Scientific Data Systems Sigma 7 (1966.). RCA je tradicionalno razvila vlastita mikro kola (CML - Current Mode Logic), Burroughs je iskoristio Fairchildovu pomoć za razvoj originalne linije mikro sklopova CTL (Complementary Transistor Logic), SDS je čipove naručio od Signetics -a. Nakon ovih strojeva slijedili su CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC - doba tranzistorskih strojeva je prošlo.
Imajte na umu da su tvorci njihove slave zaboravljeni ne samo u SSSR -u. Slična, prilično neugodna priča dogodila se i s integriranim sklopovima.
Zapravo, svijet pojavu modernog IP -a duguje dobro koordiniranom radu profesionalaca iz Fairchilda - prije svega, tima Ernie i Last, kao i Dammerovoj ideji i Legovetsovom patentu. Kilby je proizveo neuspješni prototip, koji je bilo nemoguće modificirati, njegova proizvodnja je gotovo odmah napuštena, a njegov mikrokružni sklop 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 je patent imao vrijednost samo kao prikladan i isplativ predmet pregovaranja. Da Kilby ne radi za TI, već za bilo koju drugu tvrtku, njegove ideje uopće ne bi bile patentirane.
Noyce je ponovno otkrio ideju Legovetsa, ali je potom izašao iz posla, a sva otkrića, uključujući mokru oksidaciju, metalizaciju i bakropis, napravili su drugi ljudi, a također su objavili i prvi pravi komercijalni monolitni IC.
Zbog toga je priča ostala nepravedna prema tim ljudima do kraja - čak su i 60 -ih godina Kilby, Legovets, Noyce, Ernie i Last nazivani očevima mikro sklopova, 70 -ih godina popis je smanjen na Kilby, Legovets i Noyce, zatim u Kilby i Noyce, a vrhunac stvaranja mitova bio je primitak Nobelove nagrade za 2000. od strane samo Kilbyja za izum mikrokruga.
Imajte na umu da je 1961.-1967. Bilo doba monstruoznih patentnih ratova. Svi su se borili protiv svih, Texas Instruments s Westinghouseom, Sprague Electric Company i Fairchild, Fairchild s Raytheonom i Hughesom. Na kraju su tvrtke 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 do tada dobivenih tehnologija.
Prelazeći na razmatranje SSSR -a, ne možemo ne primijetiti druge zemlje čija je politika ponekad bila iznimno čudna. Općenito, proučavajući ovu temu, postaje jasno da je mnogo lakše opisati ne zašto je razvoj integriranih sklopova 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 neovisnost kao u Americi. Samo su tamo poslovni predstavnici ravnopravno razgovarali s vlastima: mogli su ulagati milijarde gdje god su htjeli s malo ili bez kontrole, zbližavati se u žestokim borbama za patente, namamiti zaposlenike, pronaći nove tvrtke doslovce jednim prstom (istom " izdajnička osmica "koja je bacila Shockleyja, vodi 3/4 dosadašnjeg američkog poslovanja s poluvodičima, od Fairchilda i Signetics -a do Intela i AMD -a).
Sve su te tvrtke bile u stalnom pokretu: tragale su, otkrivale, hvatale, uništavale, 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 radioindustrije, morali 90% svog talenta potrošiti na kopiranje nekoliko godina Američki razvoj i oni koji su tvrdoglavo išli naprijed - Yuditsky, Kartsev, Osokin - vrlo su brzo ukroćeni i otjerani na tračnice koje je postavila stranka.
O tome je dobro govorio i sam generalissimo Staljin u intervjuu s veleposlanikom Argentine Leopoldom Bravom 7. veljače 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 istodobno da američki predsjednici u pravilu ne vole razmišljati, već radije koriste pomoć "trustova mozgova", da su takva povjerenja, osobito, bila kod Roosevelta i Trumana, koji su očito vjerovali da ako imali su novca, nije potrebno.
Zbog toga je stranka 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 razini Britanije (već smo razgovarali o onome što se dogodilo britanskoj školi mikroelektronike).
U Japanu su do 1960. godine postojala četiri glavna igrača u računalnom poslu, od kojih su tri bila u 100 % državnom vlasništvu. Najmoćniji - Odjel za trgovinu i industriju (MITI) i njegov tehnički odjel, Laboratorij za elektrotehniku (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) i njegove laboratorije za čipove; i najmanje značajan sudionik, sa čisto financijskog gledišta, Ministarstvo obrazovanja, koje je kontroliralo sva zbivanja unutar prestižnih nacionalnih sveučilišta (osobito u Tokiju, analognom Sveučilištu Moskovskog državnog sveučilišta i MIT -a u smislu prestiža tih godina). Konačno, posljednji igrač bili su kombinirani korporacijski laboratoriji najvećih industrijskih tvrtki.
Japan je također bio toliko sličan SSSR -u i Britaniji po tome što su sve tri zemlje značajno stradale tijekom Drugog svjetskog rata, a njihov tehnički potencijal je smanjen. A Japan je, osim toga, bio u okupaciji do 1952. i pod bliskom financijskom kontrolom Sjedinjenih Država do 1973., tečaj jena do tog je trenutka međuvladinim sporazumima bio čvrsto vezan za dolar, 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 i proizvodnja mikro krugova, a kada je njihovo zlatno doba počelo nakon 1975., došlo je do prave tehničke renesanse (doba oko 1990. godine)., kada su se japanska tehnologija i računala smatrali najboljima na svijetu, a tema zavisti i snova), proizvodnja upravo tih čuda svela se na isto kopiranje američkog razvoja. Iako im moramo odati priznanje, oni su ne samo kopirali, već i rastavljali, proučavali i detaljno poboljšavali svaki proizvod do zadnjeg vijka, pa su njihova računala bila manja, brža i tehnološki naprednija od američkih prototipova. Na primjer, prvo računalo na IC -ovima vlastite proizvodnje Hitachi HITAC 8210 izašlo je 1965., istovremeno s RCA. Nažalost za Japance, oni su bili dio svjetske ekonomije, gdje takvi trikovi ne prolaze nekažnjeno, a kao posljedica patenta i trgovačkog rata sa Sjedinjenim Državama 80 -ih, njihovo se gospodarstvo srušilo u stagnaciju, gdje ostaje praktički do danas (i ako ih se prisjetite epskog kvara s takozvanim "strojevima 5. generacije" …).
U isto vrijeme, i Fairchild i TI pokušali su uspostaviti proizvodne pogone u Japanu početkom 60 -ih, ali su naišli na oštar otpor MITI -a. Godine 1962. MITI je zabranio Fairchildu ulaganje u tvornicu koja je već kupljena u Japanu, a neiskusni Noyce pokušao je ući na japansko tržište putem korporacije NEC. Godine 1963. vodstvo NEC -a, navodno, djelujući pod pritiskom japanske vlade, dobilo je od Fairchilda iznimno povoljne uvjete licenciranja, što je Fairchildu kasnije zatvorilo mogućnost samostalne trgovine na japanskom tržištu. Tek nakon što je ugovor zaključen, Noyce je saznao da je predsjednik NEC -a istodobno predsjedao odborom MITI -ja koji je blokirao poslove Fairchild. TI je pokušao otvoriti proizvodni pogon u Japanu 1963. nakon što je imao negativno iskustvo s NEC -om i Sony -jem. Dvije godine MITI je odbijao dati konačan odgovor na zahtjev TI -a (uz krađu njihovih čipova i oslobađanje bez licence), a 1965. Sjedinjene Države su uzvratile, zaprijetivši Japancima embargom na uvoz elektroničku opremu koja je povrijedila TI patente, a započela je zabranom Sonyja i Sharpa.
MITI je shvatio prijetnju i počeo razmišljati kako bi mogli prevariti bijele barbare. Na kraju su izgradili multi-port, pogurani da razbiju već čekajući ugovor između TI-a i Mitsubishija (vlasnika Sharpa) i uvjerili Akio Morita (osnivač Sonyja) da postigne dogovor s TI-om "u interesu budućnosti Japana industrija." U početku je sporazum bio izuzetno nepovoljan za TI, a gotovo dvadeset godina japanske tvrtke 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 drugi put pritisnuli već 1989. Zbog toga su Japanci bili prisiljeni priznati da su 20 godina kršili patente i platiti Unitedu Država čudovišnih tantijema od pola milijarde dolara godišnje, čime je konačno pokopana japanska mikroelektronika.
Kao rezultat toga, prljava igra Ministarstva trgovine i njihova potpuna kontrola nad velikim tvrtkama s dekretima o tome što i kako proizvesti napustili su Japance sa strane i takvi da su doslovno izbačeni iz svjetske galaksije proizvođača računala (u zapravo, do 80 -ih godina samo su se oni natjecali s Amerikancima).
SSSR -a
Na kraju, prijeđimo na najzanimljivije - 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, izvorni!) Integrirani sklopovi.
Yuri Valentinovich Osokin rođen je 1937. (za promjenu, njegovi roditelji nisu bili narodni neprijatelji), a 1955. upisao je elektromehanički fakultet MPEI -a, novootvorene specijalnosti "dielektričari i poluvodiči", koju je diplomirao 1961. godine. Diplomu iz tranzistora napravio je u našem glavnom poluvodičkom centru u blizini Krasilova u NII -35, odakle je otišao u tvornicu poluvodičkih uređaja u Rigi (RZPP) za proizvodnju tranzistora, a samo je postrojenje bilo mlado kao i diplomirani Osokin - nastalo je tek 1960.
Osokinovo imenovanje bilo 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 u proizvodnji većinu 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 njezin generalni dizajner A. S. Gotman došao je na bistru misao - budući da tranzistore još uvijek utiskujemo na čip, zašto ih ne bismo odmah sastavili s ovih tranzistora?
Osim toga, Gotman je predložio revolucionarnu, prema standardima 1961., tehnologiju - odvojiti tranzistorske vodiče ne na standardne noge, već ih lemiti na kontaktnu ploču s kuglicama za lemljenje, radi pojednostavljenja 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 ravnatelja RZPP-a S. A. Bergmana da pronađe drugi način za implementaciju višečlanog kruga tipa 2NE-OR, univerzalnog za izgradnju digitalnih uređaja.
Ravnatelj RZPP -a povjerio je ovaj zadatak mladom inženjeru Juriju Valentinoviču Osokinu. Odjel je organiziran kao dio tehnološkog laboratorija, laboratorija za razvoj i proizvodnju fotomaski, mjernog laboratorija i pilot proizvodne linije. Tada je RZPP -u 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 bitno 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 podataka o radu Kilbyja i Noycea. No Osokinova skupina briljantno je riješila problem, i to ne na isti način na koji su to učinili Amerikanci, radeći ne sa silicijem, već s germanijevim mezatranzistorima! Za razliku od Texas Instruments, stanovnici Rige odmah su za njega stvorili i pravi mikrokružni spoj i uspješan tehnički proces od tri uzastopne izloženosti, zapravo, učinili su to istodobno s grupom Noyce, na apsolutno originalan način i dobili proizvod ništa manje vrijedan s komercijalnog gledišta.
Koliko je doprinos samog Osokina bio značajan, je li on bio analog Noycea (sav tehnički rad za koji je radila skupina 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 svibnju 1960., inženjer u mom laboratoriju, fizičar po obrazovanju, Lev Iosifovich Reimerov, predložio je korištenje 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 tvornici Svetlana … To je bilo gotovo sve što je bilo potrebno! Ključni načini rada tranzistora i najviša razina ujedinjenja … I 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 izumitelja za svoj prijedlog i dobio pozitivno rješenje za uređaj broj 24864 od 8. ožujka 1962. godine.
Ideja je utjelovljena u hardveru uz pomoć OV Vedeneeva, koji je u to vrijeme radio u Svetlani:
Ljeti 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 vodljivošću … 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 jednostavno provesti kroz ulaz tvornice, jednostavno držeći ga u šaci. Za Levu smo napravili nekoliko stotina takvih keksa.
Uklanjanje putem kontrolne točke 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 - prvi integrirani krug!
Lipnja 1960.
… U laboratoriju smo na tim čvrstim dijagramima napravili pokazne sklopove tipičnih jedinica postavljenih 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 dojam. Naš rad je odobren.
… U listopadu 1960., s ovim rukotvorinama, glavni inženjer NII-131, izumitelj čvrstog kruga, inženjer L. I. Shokin.
… V. D. Kalmykov i A. I. Shokin pozitivno su ocijenili naš posao. Uočili su važnost ovog područja rada i predložili da ih po potrebi kontaktiraju za pomoć.
… Odmah nakon izvješća ministru i ministrove potpore našem radu na stvaranju i razvoju sheme krutog germanija, V. I. U prvom tromjesečju 1961. naši prvi čvrsti krugovi proizvedeni su na gradilištu, iako uz pomoć prijatelja u tvornici Svetlana (lemljenje zlatnih kabela, višekomponentne legure za bazu i emiter).
U prvoj fazi rada u tvornici Svetlana dobivene su višekomponentne legure za bazu i emiter, zlatni odvodi su također odneseni Svetlani na lemljenje, budući da institut nije imao svog instalatera i 50 mikronske zlatne žice. Pokazalo se da je upitno jesu li čak i eksperimentalni uzorci ugrađenih računala, razvijeni u istraživačkom institutu, opremljeni mikro sklopovima, a masovna proizvodnja nije dolazila u obzir. Trebalo je tražiti serijsko postrojenje.
Mi (V. I. Smirnov, L. I. Bergmana kako bi se utvrdila mogućnost korištenja ovog pogona u budućnosti za serijsku proizvodnju naših krutih krugova. Znali smo da u sovjetsko vrijeme direktori tvornica nisu htjeli uzeti bilo kakvu dodatnu proizvodnju bilo kojeg proizvoda. Stoga smo se okrenuli RPZ -u kako bismo za početak mogli izraditi eksperimentalnu seriju (500 komada) našeg "univerzalnog elementa" kako bismo pružili tehničku pomoć, čija su se tehnologija izrade i materijali u potpunosti podudarali s onima koristi se na tehnološkoj liniji RPZ u proizvodnji tranzistora P401 - P403.
… Od tog trenutka naša je invazija započela "u serijskom pogonu prijenosom" dokumentacije "iscrtane kredom na ploči i usmeno prezentirane tehnologijom. Električni parametri i tehnike mjerenja bili su predstavljeni na jednoj stranici A4, ali zadatak razvrstavanja i kontrole parametara bio je naš.
… Naša poduzeća imala su iste brojeve poštanskih sandučića za poštanski pretinac 233 (RPZ) i poštanski pretinac 233 (NII-131). Otuda je i rođen naziv 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 s stabla bagremova ručnog lemljenja. Sav taj 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 odabrati različite fotomaske i pokušati dobiti otpornik volumena reda 300 Ohma na germanijevoj ploči p-tipa.
… Yura je u R12-2 TS izradio takav volumski otpornik i smatrao je da je posao završen, budući da je problem s temperaturom riješen. Ubrzo mi je Yuri Valentinovich donio oko 100 čvrstih sklopova u obliku "gitare" s volumenskim otpornikom u kolektoru, koji je dobiven posebnim jetkanjem kolektorskog sloja p-tipa germanija.
… Pokazao je da ta vozila rade do +70 stupnjeva, koliki je postotak prinosa prikladnih 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 sklopova i opis tehnološkog procesa preneseni su u RZPP, no tamo je do tada već 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 osobne razloge zadržati objavljivanje P12-2 stare verzije. Situacija je nadređena problemima međuresorne koordinacije, jer je NIRE pripadao GKRE -u, a RZPP GKET -u. Odbori su imali različite regulatorne zahtjeve za proizvode, a poduzeće jednog odbora praktički nije imalo utjecaja na pogon drugog. U finalu su stranke došle do kompromisa-zadržano je izdanje P12-2, a novi krugovi velikih brzina dobili su indeks P12-5.
Kao rezultat toga, vidimo da je Lev Reimerov bio analog Kilbyja za sovjetske mikrovezice, a Yuri Osokin analog Jaya Lasta (iako se obično svrstava među punopravne očeve sovjetskih integriranih krugova).
Zbog toga je još teže razumjeti zamršenosti dizajna, tvorničkih i ministarskih spletki Unije nego u korporativnim ratovima u Americi, međutim zaključak je prilično jednostavan i optimističan. Reimer je na ideju integracije došao gotovo istodobno s Kilbyjem, a samo su sovjetska birokracija i posebnosti rada naših istraživačkih instituta i biroa za dizajn s hrpom odobrenja ministara i prepirkama odgodili domaća mikro kola za nekoliko godina. Istodobno, 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 Fairchildovu 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, čast stvaranja mikrokruga trebali su podijeliti Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov i Yuri Osokin. Nažalost, na Zapadu nitko nije ni čuo za sovjetske izumitelje prije raspada Unije.
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 poznate knjige Thomasa Reida "Čip: Kako su dva Amerikanaca izumili mikročip i pokrenuli revoluciju" 1984., verzija "dva američka izumitelja" postala je kanon, čak su i zaboravili na vlastite kolege, a da ne spominjemo sugerirati da je netko drugi osim Amerikanaca možda odjednom negdje nešto izmislio!
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, ne čudi, članak je jednostavan prijevod sličnog na engleskom jeziku, u kojem tim podacima i nije bilo traga).
Istodobno, 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 bilježi kao njihov jedini kreator, što je svakako žalosno.
Nevjerojatno je da smo se u ovoj priči Amerikanci i ja pokazali potpuno isto - nijedna strana se praktički nije 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 izdala nakladnička kuća "Scythia -print" godine. Sankt Peterburg 2019. u nakladi od 80 (!) Primjeraka. Naravno, za širok raspon 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 potražiti na internetu, ali sada ovdje je dostupan u elektroničkom obliku).
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 obnovi prioriteta i povijesne pravde u teškom pitanju stvaranja prvih integriranih sklopova na svijetu.
Strukturno, P12-2 (i kasniji P12-5) izrađeni su u obliku klasične tablete izrađene od okrugle metalne čaše promjera 3 mm i visine 0,8 mm-Fairchild nije smislio takvu paket do godinu dana kasnije. Do kraja 1962. pilotska proizvodnja RZPP-a proizvela je oko 5 tisuća R12-2, a 1963. godine proizvedeno ih je nekoliko desetaka tisuća (nažalost, do tada su Amerikanci već shvatili kolika je njihova snaga i proizveli su više od njih pola milijuna).
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 dvije razine integracije (TI je 1962. godine upotrijebio svoja prva serijska mikro kruga u sličnom dizajnu pod nazivom Litton AN / ASA27 logički modul - korišteni su za sastavljanje radarskih računala).
Zapanjujuće, ne samo Nobelovu nagradu - nego čak i posebne počasti od svoje vlade, Osokin nije dobio (a Reimer ovo nije ni primio - potpuno su zaboravili na njega!), Nije dobio ništa za mikroveze, tek kasnije 1966. odlikovan je medaljom "Za odlikovanje rada", da tako kažem, "na općoj osnovi", samo za uspjeh u radu. Nadalje - 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", koju je dobio 1970. godine, a u čast pretvaranja tvornice u 1975. godine dobio je Orden rada na Crvenom barjaku na Riškom istraživačkom institutu za mikro uređaje (RNIIMP, glavno poduzeće novoosnovanog PA "Alpha").
Osokinov odjel dobio je Državnu nagradu (samo Latvijska SSR, a ne Lenjinova, koja je velikodušno podijeljena Moskovljanima), a zatim ne za mikro krugove, već za poboljšanje mikrovalnih tranzistora. U SSSR-u patentiranje izuma autorima nije zadavalo ništa osim problema, beznačajno jednokratno plaćanje i moralno zadovoljstvo, pa mnogi izumi uopće nisu formalizirani. Osokin se također nije žurilo, ali za poduzeća je broj izuma bio jedan od pokazatelja, pa ih je ipak trebalo formalizirati. Stoga su SSSR AS broj 36845 za izum TC P12-2 Osokin i Mihalovič primili tek 1966. godine.
Godine 1964. Kvant je korišten u avionu treće generacije zrakoplova Gnome, prvom u SSSR-u (ujedno, vjerojatno i prvom serijskom računalu 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 na njoj temeljenih modula (serija 117). Nažalost, pokazalo se da je R12-5 težak za proizvodnju, uglavnom zbog poteškoća s legiranjem cinka, pokazalo se da je kristal težak u proizvodnji: postotak iskorištenja bio je nizak, a troškovi visoki. Iz tih je razloga TC P12-5 proizveden u malim količinama, ali do tada su već bili u tijeku radovi na razvoju planarne silicijske tehnologije. Količina proizvodnje germanijevih IC-a u SSSR-u nije točno poznata, prema Osokinu, od sredine 60-ih proizvodilo se nekoliko stotina tisuća godišnje (Sjedinjene Države, nažalost, već su proizvele milijune).
Slijedi najkomičniji dio priče.
Ako tražite da pogodite datum završetka izdavanja mikro kruga izumljenog 1963., tada će se, u slučaju SSSR -a, predati čak i pravi fanatici starih tehnologija. Bez značajnih promjena, serije IS i GIS 102-117 proizvodile su se do sredine 1990-ih, više od 32 godine! Volumen njihova izdavanja, međutim, bio je zanemariv - 1985. 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-industrijskog povjerenstva pri Vijeću ministara SSSR-a sa zahtjevom da se ti mikrokrugovi uklone iz proizvodnje zbog njihove zastarjelosti i velikog intenziteta rada, ali je dobio kategoričko odbijanje. Zamjenik predsjednika vojno-industrijskog kompleksa V. L. Računala "Gnome" još uvijek se nalaze u navigacijskoj kabini Il-76 (a sam je zrakoplov proizveden 1971.) i nekih drugih domaćih zrakoplova.
Ono što je posebno uvredljivo - grabežljivi morski psi kapitalizma s oduševljenjem su virili jedni na druga tehnološka rješenja.
Sovjetski državni odbor za planiranje bio je neumoljiv - tamo gdje se rodio, tamo mu je dobro došao! Kao rezultat toga, Osokinova mikro krugova zauzela su usku nišu ugrađenih računala nekoliko zrakoplova i, kao takva, korištena su sljedećih trideset godina! Niti BESM serija, niti sve vrste "Minskih" i "Nairi" - nisu se koristile nigdje drugdje.
Štoviše, čak ni u ugrađena računala nisu bila svugdje instalirana, MiG-25 je, na primjer, letio na analognom elektromehaničkom računalu, iako je njegov razvoj završio 1964. Tko je spriječio ugradnju mikro sklopova tamo? Razgovori da su svjetiljke otpornije na nuklearnu eksploziju?
No, Amerikanci su koristili mikroveze ne samo u Blizancima i Apolonu (a njihove vojne posebne verzije savršeno su izdržale prolaz kroz Zemljine radijacijske pojaseve i rad u Mjesečevoj orbiti). Čipove su upotrijebili čim (!) Čim su postali dostupni, 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-ju (često se naziva i prvi mikroprocesor, no formalno je to netočno-F-14 Ugrađeno računalo sastojalo se od nekoliko mikro krugova srednje i velike integracije, pa ništa manje - to su bili pravi cjeloviti moduli, poput ALU -a, a ne skup diskretnih labavosti na bilo kojem 2I -NOT).
Iznenađujuće je da Shokin, potpuno 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 vlastite mikro sklopove koji bi se mogli neovisno razviti i poboljšati.
Zašto se to dogodilo?
Shokinu nije bilo do Osokin eksperimenata, u to je vrijeme rješavao pitanje kloniranja američkog razvoja u 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 je problem bio taj što su, kao što smo već rekli, na Zapadu sve mikro sklopove proizvodile logične obitelji koje su mogle zadovoljiti svaku potrebu. Ograničili smo se na jedan jedini modul, serija je nastala tek u okviru projekta Kvant 1970. godine, a zatim je ograničena: 1HL161, 1HL162 i 1HL163 - višenamjenska 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 jedinstveni logički element "inhibiranja".
Što se u to vrijeme događalo u Moskvi?
Baš kao što je Lenjingrad postao središte poluvodiča 1930 -ih - 1940 -ih, Moskva je postala središte integralnih tehnologija u 1950–1960 -im, jer se tamo nalazio poznati Zelenograd. O tome kako je osnovan i što se tamo dogodilo, govorit ćemo sljedeći put.
