Det er tre tidlige patenter for integrerte kretser og en artikkel om dem.
Det første patentet (1949) tilhørte Werner Jacobi, en tysk ingeniør fra Siemens AG, han foreslo å bruke mikrokretser for igjen høreapparater, men ingen var interessert i ideen hans. Så var det den berømte talen til Dammer i mai 1952 (hans mange forsøk på å presse midler til forbedring av prototypene hans fra den britiske regjeringen fortsatte til 1956 og endte med ingenting). I oktober samme år innleverte den fremtredende oppfinneren Bernard More Oliver patent på en metode for å lage en sammensatt transistor på en vanlig halvlederbrikke, og et år senere patenterte Harwick Johnson, etter å ha diskutert dette med John Torkel Wallmark, ideen om en integrert krets …
Alle disse verkene forble imidlertid rent teoretiske, fordi tre teknologiske barrierer oppstod på vei til et monolitisk opplegg.
Bo Lojek (History of Semiconductor Engineering, 2007) beskrev dem som: integrasjon (det er ingen teknologisk måte å danne elektroniske komponenter i en monolitisk halvlederkrystall), isolasjon (det er ingen effektiv måte å elektrisk isolere IC -komponenter), tilkobling (det er ingen enkel måte å koble IC -komponenter på krystallet). Bare kunnskap om hemmelighetene til integrering, isolasjon og tilkobling av komponenter ved hjelp av fotolitografi gjorde det mulig å lage en fullverdig prototype av en halvleder IC.
USA
Som et resultat viste det seg at i USA hadde hver av de tre løsningene sin egen forfatter, og patentene for dem havnet i hendene på tre selskaper.
Kurt Lehovec fra Sprague Electric Company deltok på et seminar i Princeton vinteren 1958, der Walmark presenterte sin visjon om de grunnleggende problemene med mikroelektronikk. På vei hjem til Massachusetts kom Lehovets med en elegant løsning på isolasjonsproblemet - ved å bruke selve pn -krysset! Ledelsen i Sprague, opptatt av bedriftskrig, var ikke interessert i oppfinnelsen av Legovets (ja, nok en gang bemerker vi at dumme ledere er alle landes svøpe, ikke bare i USSR, men i USA, takket være mye større fleksibilitet i samfunnet, dette kom ikke i nærheten av slike problemer, i hvert fall et bestemt firma led, og ikke hele retningen av vitenskap og teknologi, som vi gjør), og han begrenset seg til en patentsøknad for egen regning.
Tidligere, i september 1958, presenterte den allerede nevnte Jack Kilby fra Texas Instruments den første prototypen av IC - en enkelt -transistoroscillator, som fullstendig gjentok kretsen og ideen om Johnsons patent, og litt senere - en to -transistortrigger.
Kilbys patenter tok ikke opp spørsmålet om isolasjon og binding. Isolatoren var et luftgap - et kutt til hele dybden av krystallet, og for forbindelsen brukte han en hengslet montering (!) Med gulltråd (den berømte "hår" -teknologien, og ja, den ble faktisk brukt i den første ICer fra TI, som gjorde dem uhyrlig lavteknologiske), faktisk var Kilbys ordninger hybrid snarere enn monolitiske.
Men han løste integrasjonsproblemet fullstendig og beviste at alle nødvendige komponenter kan dyrkes i et krystallarray. På Texas Instruments var alt bra med lederne, de innså umiddelbart hva slags skatt som falt i deres hender, så umiddelbart, uten å engang vente på korreksjon av barns plager, begynte de i samme 1958 å markedsføre råteknologien til militæret (samtidig pålagt alle tenkelige patenter). Som vi husker, ble militæret på dette tidspunktet båret bort av noe helt annet - mikromoduler: både hæren og marinen avviste forslaget.
Imidlertid ble luftvåpenet plutselig interessert i temaet, det var for sent å trekke seg tilbake, det var nødvendig å på en eller annen måte etablere produksjon ved hjelp av den utrolig dårlige "hår" -teknologien.
I 1960 kunngjorde TI offisielt at verdens første "ekte" Type 502 Solid Circuit IC var kommersielt tilgjengelig. Det var en multivibrator, og selskapet hevdet at det var i produksjon, det dukket til og med opp i katalogen for 450 dollar stykket. Imidlertid begynte reelt salg først i 1961, prisen var mye høyere, og påliteligheten til dette håndverket var lav. Nå er forresten disse ordningene av kolossal historisk verdi, så mye at et langt søk i vestlige fora for elektronikksamlere etter en person som eier den originale TI Type 502 ikke har blitt kronet med suksess. Totalt ble omtrent 10 000 av dem laget, så sjeldenheten deres er berettiget.
I oktober 1961 bygde TI den første datamaskinen på mikrokretser for luftvåpenet (8500 deler, hvorav 587 var type 502), men problemet var en nesten manuell produksjonsmetode, lav pålitelighet og lav strålingsresistens. Datamaskinen ble satt sammen på verdens første linje med Texas Instruments SN51x mikrokretser. Imidlertid var Kilbys teknologi generelt ikke egnet for produksjon og ble forlatt i 1962 etter at en tredje deltaker, Robert Norton Noyce fra Fairchild Semiconductor, kom inn i virksomheten.
Fairchild hadde en kolossal ledelse over Kilbys radiotekniker. Som vi husker, ble selskapet grunnlagt av en ekte intellektuell elite - åtte av de beste spesialistene innen mikroelektronikk og kvantemekanikk, som rømte fra Bell Labs fra diktaturet til den langsomt gale Shockley. Ikke overraskende var det umiddelbare resultatet av arbeidet deres oppdagelsen av den plane prosessen - en teknologi de brukte på 2N1613, verdens første masseproduserte plane transistor, og fortrengte alle andre sveisede og diffusjonsalternativer fra markedet.
Robert Noyce lurte på om den samme teknologien kunne brukes på produksjon av integrerte kretser, og i 1959 gjentok han uavhengig Kilby og Legowitz 'vei, og kombinerte ideene deres og førte dem til deres logiske konklusjon. Slik ble den fotolitografiske prosessen født, ved hjelp av hvilke mikrokretser som fremdeles fremstilles i dag.
Noyces gruppe, ledet av Jay T. Last, opprettet den første sanne fullverdige monolitiske IC i 1960. Imidlertid eksisterte Fairchild -selskapet på penger fra risikokapitalister, og først klarte de ikke å vurdere verdien av det som ble opprettet (igjen, trøbbelet med sjefene). Visepresidenten krevde fra Last å avslutte prosjektet, resultatet var nok en splittelse og avgang fra teamet hans, så ytterligere to selskaper Amelco og Signetics ble født.
Etter det så håndboken endelig lyset og ga ut i 1961 den første virkelig kommersielt tilgjengelige IC - Micrologic. Det tok enda et år å utvikle en fullverdig logisk serie med flere mikrokretser.
I løpet av denne tiden sovnet ikke konkurrentene, og som et resultat var rekkefølgen som følger (i parentes året og logikktypen) - Texas Instruments SN51x (1961, RCTL), Signetics SE100 (1962, DTL), Motorola MC300 (1962, ECL), Motorola MC7xx, MC8xx og MC9xx (1963, RTL) Fairchild Series 930 (1963, DTL), Amelco 30xCJ (1963, RTL), Ferranti MicroNOR I (1963, DTL), Sylvania SUHL (1963, TTL), Texas Instruments SN54xx (1964, TTL), Ferranti MicroNOR II (1965, DTL), Texas Instruments SN74xx (1966, TTL), Philips FC ICS (1967, DTL), Fairchild 9300 (1968, TTL MSI), Signetics 8200 (1968), RCA CD4000 (1968, CMOS), Intel 3101 (1968, TTL). Det var andre produsenter som Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon og Hughes, nå glemt.
En av de store funnene innen standardisering var de såkalte logic chip-familiene. I en transistors tid laget hver datamaskinprodusent, fra Philco til General Electric, vanligvis alle komponentene i maskinene sine selv, helt ned til selve transistorene. I tillegg kommer forskjellige logikkretser som 2I-NOT, etc. kan implementeres med deres hjelp på minst et dusin forskjellige måter, som hver har sine egne fordeler - billighet og enkelhet, hastighet, antall transistorer, etc. Som et resultat begynte selskaper å komme med sine egne implementeringer, som først ble brukt i bilene sine.
Slik ble den historisk første motstand-transistorlogikken født (RTL og dens typer DCTL, DCUTL og RCTL, åpnet i 1952), kraftig og rask emitter-tilkoblet logikk (ECL og dens typer PECL og LVPECL, først brukt i IBM 7030 Stretch, tok mye plass og var veldig varmt, men på grunn av de uovertrufne hastighetsparametrene ble den massivt brukt og legemliggjort i mikrokretser, var standarden på superdatamaskiner fram til begynnelsen av 1980-tallet fra Cray-1 til "Electronics SS LSI"), diodetransistorlogikk for enklere bruk i maskiner (DTL og dens varianter CTDL og HTL dukket opp i IBM 1401 i 1959).
Da mikrokretsene dukket opp, ble det klart at produsentene må velge på samme måte - og hvilken type logikk vil bli brukt inne i brikkene deres? Og viktigst av alt, hva slags chips vil de være, hvilke elementer vil de inneholde?
Slik ble logiske familier født. Da Texas Instruments ga ut den første slike familien i verden - SN51x (1961, RCTL), bestemte de seg for hvilken type logikk (motstandstransistor) og hvilke funksjoner som ville være tilgjengelige i deres mikrokretser, for eksempel implementerte SN514 -elementet NOR / NAND.
Som et resultat var det for første gang i verden en klar inndeling i selskaper som produserer logiske familier (med egen hastighet, pris og forskjellig kunnskap) og selskaper som kunne kjøpe dem og sette sammen datamaskiner med egen arkitektur på dem.
Naturligvis gjensto noen få vertikalt integrerte selskaper, for eksempel Ferranti, Phillips og IBM, som foretrakk å holde seg til ideen om å lage en datamaskin inne og ute på sine egne anlegg, men på 1970 -tallet døde de enten eller forlot denne praksisen. IBM var den siste som falt, de brukte en absolutt full utviklingssyklus - fra silisiumsmelting til frigjøring av egne chips og maskiner på dem til 1981, da IBM 5150 (bedre kjent som Personal Computer, stamfar til alle PC -er) kom ut - den første datamaskinen som bærer sitt varemerke og innsiden - en prosessor av andres design.
I utgangspunktet prøvde for øvrig sta "mennesker i blå drakter" å lage en 100% original hjemme -PC og ga den ut på markedet - IBM 5110 og 5120 (på den originale PALM -prosessoren var det faktisk en mikroversjon av mainframes), men fra - på grunn av den uoverkommelige prisen og inkompatibiliteten med den allerede fødte klassen av små maskiner med Intel -prosessorer, begge ganger var de inne på en episk feil. Det som er morsomt er at deres mainframe -divisjon ikke har gitt opp så langt, og de utvikler fortsatt sin egen prosessorarkitektur den dag i dag. Videre produserte de dem på samme måte helt uavhengig til 2014, da de endelig solgte halvlederbedriftene sine til Global Foundries. Så den siste datamaskinlinjen, produsert i stil med 1960 -årene, forsvant - helt av et selskap inne og ute.
Tilbake til logiske familier noterer vi den siste av dem, som dukket opp allerede i en epoke med mikrokretser spesielt for dem. Det er ikke så raskt eller så varmt som transistor-transistor-logikk (TTL, oppfunnet i 1961 på TRW). TTL -logikk var den første IC -standarden og ble brukt i alle store chips på 1960 -tallet.
Så kom integrert injeksjonslogikk (IIL, dukket opp i slutten av 1971 hos IBM og Philips, ble brukt i mikrokretser på 1970-1980-tallet) og den største av alt-metall-oksid-halvlederlogikk (MOS, utviklet siden 60-tallet og til 80. i CMOS -versjonen, som fullstendig fanget markedet, nå er 99% av alle moderne chips CMOS).
Den første kommersielle datamaskinen på mikrokretser var RCA Spectra 70 -serien (1965), Burroughs B2500 / 3500 small banking mainframe utgitt i 1966 og Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). RCA utviklet tradisjonelt sine egne mikrokretser (CML - Current Mode Logic), Burroughs brukte Fairchilds hjelp til å utvikle en original serie med CTL (Complementary Transistor Logic) mikrokretser, SDS bestilte brikkene fra Signetics. Disse maskinene ble fulgt av CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC - epoken med transistormaskiner er borte.
Vær oppmerksom på at det ikke bare var i Sovjetunionen at skaperne av deres herlighet ble glemt. En lignende, ganske ubehagelig historie skjedde med integrerte kretser.
Faktisk skylder verden fremveksten av moderne IP det godt koordinerte arbeidet til fagfolk fra Fairchild - først og fremst teamet til Ernie og Last, samt til Dammers idé og Legovets patent. Kilby produserte en mislykket prototype, som var umulig å endre, produksjonen ble forlatt nesten umiddelbart, og mikrokretsen hans har bare en samleverdi for historien, den ga ingenting til teknologi. Bo Loek skrev om det på denne måten:
Kilbys idé var så upraktisk at selv TI forlot den. Hans patent hadde bare verdi som et praktisk og lønnsomt forhandlingsemne. Hvis Kilby ikke jobbet for TI, men for et annet selskap, hadde ideene hans ikke blitt patentert i det hele tatt.
Noyce gjenoppdaget ideen om Legovets, men trakk seg deretter ut av arbeidet, og alle funnene, inkludert våt oksidasjon, metallisering og etsing, ble gjort av andre mennesker, og de ga også ut den første virkelige kommersielle monolitiske IC.
Som et resultat forble historien urettferdig overfor disse menneskene til slutten - selv på 60 -tallet ble Kilby, Legovets, Noyce, Ernie og Last kalt fedrene til mikrokretser, på 70 -tallet ble listen redusert til Kilby, Legovets og Noyce, deretter til Kilby og Noyce, og toppen av myteskapingen var mottakelsen av Nobelprisen 2000 av Kilby alene for oppfinnelsen av mikrokretsen.
Legg merke til at 1961-1967 var en epoke med uhyrlige patentkrig. Alle kjempet mot alle, Texas Instruments med Westinghouse, Sprague Electric Company og Fairchild, Fairchild med Raytheon og Hughes. Til slutt innså selskapene at ingen av dem ville samle alle nøkkelpatentene fra seg selv, og mens domstolene varer - de er frosset og kan ikke tjene som eiendeler og bringe penger, så det hele endte opp med en global og krysslisensiering av alle oppnådd på den tiden.
Når det gjelder hensynet til Sovjetunionen, kan man ikke la være å merke seg andre land hvis politikk noen ganger var ekstremt merkelig. Generelt, når man studerer dette emnet, blir det klart at det er mye lettere å beskrive ikke hvorfor utviklingen av integrerte kretser i Sovjetunionen mislyktes, men hvorfor de lyktes i USA, av en enkel grunn - de lyktes ikke noe sted bortsett fra i de forente stater.
La oss understreke at poenget overhodet ikke var i utviklernes intelligens - intelligente ingeniører, gode fysikere og strålende datavisionærer var overalt: fra Nederland til Japan. Problemet var en ting - ledelse. Selv i Storbritannia, de konservative (for ikke å snakke om Labourites, som avsluttet restene av industri og utvikling der), hadde ikke selskaper samme makt og uavhengighet som i Amerika. Bare der næringslivsrepresentanter snakket med myndighetene på lik linje: de kunne investere milliarder hvor de ville med liten eller ingen kontroll, samles i voldsomme patentkamper, lokke ansatte, finne nye selskaper bokstavelig talt på et øyeblikk (med samme) forræderiske åtte som kastet Shockley, sporer tilbake 3/4 av Amerikas nåværende halvledervirksomhet, fra Fairchild og Signetics til Intel og AMD).
Alle disse selskapene var i kontinuerlig levende bevegelse: de søkte, oppdaget, fanget, ødela, investerte - og overlevde og utviklet seg som levende natur. Ingen andre steder i verden har det vært så stor risiko- og foretaksfrihet. Forskjellen vil bli spesielt tydelig når vi begynner å snakke om den innenlandske "Silicon Valley" - Zelenograd, der ikke mindre intelligente ingeniører, som var under åket til departementet for radioindustri, måtte bruke 90% av talentet sitt på å kopiere flere år gamle Amerikansk utvikling, og de som hardnakket gikk fremover - Yuditsky, Kartsev, Osokin - ble veldig raskt temmet og kjørt tilbake på skinnene som festet.
Generalissimo Stalin selv snakket godt om dette i et intervju med ambassadøren i Argentina Leopoldo Bravo 7. februar 1953 (fra boken til Stalin I. V. Works. - T. 18. - Tver: Information and Publishing Center "Union", 2006):
Stalin sier at dette bare forråder fattigdommen i tankene til lederne i USA, som har mye penger, men lite i hodet. Han bemerker samtidig at amerikanske presidenter som regel ikke liker å tenke, men foretrekker å bruke hjelp av "hjernetillit", at slike tillit spesielt var hos Roosevelt og Truman, som tilsynelatende trodde at hvis de hadde penger, ikke nødvendig.
Som et resultat tenkte festen med oss, men ingeniørene gjorde det. Derav resultatet.
Japan
En praktisk talt lignende situasjon skjedde i Japan, hvor tradisjonene for statskontroll selvfølgelig var mange ganger mykere enn de sovjetiske, men ganske på nivå med Storbritannia (vi har allerede diskutert hva som skjedde med den britiske skolen for mikroelektronikk).
I Japan, innen 1960, var det fire store aktører i databransjen, hvorav tre var 100 prosent statlig eid. Mest mektig - Institutt for handel og industri (MITI) og dets tekniske arm, Electrical Engineering Laboratory (ETL); Nippon Telefon & Telegraph (NTT) og dets chiplaboratorier; og den minst betydningsfulle deltakeren, rent økonomisk sett, Kunnskapsdepartementet, som kontrollerte all utvikling innenfor de prestisjetunge nasjonale universitetene (spesielt i Tokyo, en analog av Moscow State University og MIT når det gjelder prestisje i disse årene). Til slutt var den siste spilleren de kombinerte bedriftslaboratoriene til de største industribedriftene.
Japan var også så likt Sovjetunionen og Storbritannia ved at alle tre landene led betydelig under andre verdenskrig, og deres tekniske potensial ble redusert. Og Japan var i tillegg i okkupasjonen til 1952 og under tett økonomisk kontroll av USA til 1973, yen -valutakursen til det øyeblikket ble stivt knyttet til dollaren av mellomstatlige avtaler, og det internasjonale japanske markedet har blitt generelt siden 1975 (og ja, vi snakker ikke om at de selv fortjener det, vi beskriver bare situasjonen).
Som et resultat var japanerne i stand til å lage flere førsteklasses maskiner for hjemmemarkedet, men på samme måte gjespet produksjonen av mikrokretser, og da gullalderen begynte etter 1975, en virkelig teknisk renessanse (epoken rundt 1990, da japansk teknologi og datamaskiner ble ansett som de beste i verden og motivet misunnelse og drømmer), ble produksjonen av disse miraklene redusert til den samme kopieringen av amerikansk utvikling. Selv om vi må gi dem skylden, kopierte de ikke bare, men demonterte, studerte og forbedret ethvert produkt i detalj til den siste skruen. Som et resultat var datamaskinene mindre, raskere og mer teknologisk avanserte enn amerikanske prototyper. For eksempel kom den første datamaskinen på IC -er fra deres egen produksjon Hitachi HITAC 8210 i 1965, samtidig med RCA. Dessverre for japanerne var de en del av verdensøkonomien, der slike triks ikke passerer ustraffet, og som et resultat av patent- og handelskrigene med USA på 80 -tallet kollapset deres økonomi til stagnasjon, der den praktisk talt forblir praktisk talt den dag i dag (og hvis du husker dem episk fiasko med de såkalte "5. generasjons maskiner" …).
Samtidig prøvde både Fairchild og TI å etablere produksjonsanlegg i Japan på begynnelsen av 60 -tallet, men møtte hard motstand fra MITI. I 1962 forbød MITI Fairchild å investere i en fabrikk som allerede var kjøpt i Japan, og den uerfarne Noyce prøvde å komme inn på det japanske markedet gjennom NEC -selskapet. I 1963 hentet NEC -ledelsen, angivelig under press fra den japanske regjeringen, fra Fairchild ekstremt gunstige lisensvilkår, som deretter lukket Fairchilds evne til uavhengig å handle i det japanske markedet. Det var først etter at avtalen ble inngått at Noyce fikk vite at NEC -presidenten samtidig ledet MITI -komiteen som blokkerte Fairchild -avtalene. TI forsøkte å etablere et produksjonsanlegg i Japan i 1963 etter å ha hatt negativ erfaring med NEC og Sony. I to år nektet MITI å gi et bestemt svar på TIs søknad (mens de stjal sjetongene sine med kraft og main og slapp dem uten lisens), og i 1965 slo USA tilbake og truet japanerne med en embargo på import av elektronisk utstyr som krenket TI -patenter, og startet med å forby Sony og Sharp.
MITI innså trusselen og begynte å tenke på hvordan de kunne lure de hvite barbarene. Til slutt bygde de en multi-port, presset for å bryte en allerede ventende avtale mellom TI og Mitsubishi (eier av Sharp) og overbeviste Akio Morita (grunnlegger av Sony) om å inngå en avtale med TI "av hensyn til fremtiden til japanerne industri." Til å begynne med var avtalen ekstremt ugunstig for TI, og i nesten tjue år har japanske selskaper gitt ut klonede mikrokretser uten å betale royalty. Japanerne trodde allerede hvor fantastisk de bedratt gaijinene med sin tøffe proteksjonisme, og så presset amerikanerne dem en gang til allerede i 1989. Som et resultat ble japanerne tvunget til å innrømme at de hadde brutt patenter i 20 år og betale United Stater uhyrlige royalties på en halv milliard dollar i året, som endelig begravet japansk mikroelektronikk.
Som et resultat forlot det skitne spillet til handelsdepartementet og deres totale kontroll over store selskaper med dekret om hva og hvordan de skulle produsere, japanerne sidelengs, og slik at de bokstavelig talt ble sparket ut av verdens galakse av datamaskinprodusenter (i Faktisk, på 80 -tallet var det bare de som konkurrerte med amerikanerne).
Sovjetunionen
Til slutt, la oss gå videre til det mest interessante - Sovjetunionen.
La oss si med en gang at det var mange interessante ting som skjedde der før 1962, men nå vil vi bare vurdere et aspekt - ekte monolitiske (og dessuten originale!) Integrerte kretser.
Yuri Valentinovich Osokin ble født i 1937 (for en forandring, foreldrene var ikke fiender av folket) og gikk i 1955 inn i det elektromekaniske fakultetet til MPEI, den nyåpnede spesialiteten "dielektri og halvledere", som han ble uteksaminert i 1961. Han tok et diplom i transistorer i vårt viktigste halvledersenter nær Krasilov i NII -35, hvorfra han dro til Riga Semiconductor Device Plant (RZPP) for å produsere transistorer, og selve anlegget var like ung som utdannet Osokin - det ble opprettet bare i 1960.
Osokins utnevnelse var en normal praksis for et nytt anlegg - RZPP -traineer studerte ofte ved NII -35 og trente på Svetlana. Vær oppmerksom på at anlegget ikke bare hadde kvalifisert baltisk personell, men også lå i periferien, langt fra Shokin, Zelenograd og alle oppgjørene knyttet til dem (vi skal snakke om dette senere). I 1961 hadde RZPP allerede mestret produksjonen av de fleste NII-35-transistorer.
Samme år begynte anlegget på eget initiativ å grave innen planteknologi og fotolitografi. I dette ble han assistert av NIRE og KB-1 (senere "Almaz"). RZPP utviklet den første i USSR -automatlinjen for produksjon av plane transistorer "Ausma", og generaldesigneren A. S. Gotman gikk opp for en lys tanke - siden vi fortsatt stempler transistorer på en brikke, hvorfor ikke sette dem sammen umiddelbart fra disse transistorene?
I tillegg foreslo Gotman en revolusjonerende, etter standardene fra 1961, teknologi - å skille transistoren fører ikke til standardben, men å lodde dem til en kontaktpute med loddeballer på, for å forenkle ytterligere automatisk installasjon. Faktisk åpnet han en ekte BGA -pakke, som nå brukes i 90% av elektronikken - fra bærbare datamaskiner til smarttelefoner. Dessverre gikk ikke denne ideen inn i serien, da det var problemer med den teknologiske implementeringen. Våren 1962 ba sjefingeniøren for NIRE V. I. Smirnov direktøren for RZPP S. A. Bergman om å finne en annen måte å implementere en flerelementskrets av 2NE-OR-typen, universell for bygging av digitale enheter.
Direktøren for RZPP overlot denne oppgaven til den unge ingeniøren Yuri Valentinovich Osokin. En avdeling ble organisert som en del av et teknologisk laboratorium, et laboratorium for utvikling og produksjon av fotomasker, et målelaboratorium og en pilotproduksjonslinje. På den tiden ble en teknologi for produksjon av germaniumdioder og transistorer levert til RZPP, og den ble tatt som grunnlag for en ny utvikling. Og allerede høsten 1962 ble de første prototypene til germanium, som de sa den gangen, oppnådd et solid P12-2-opplegg.
Osokin sto overfor en helt ny oppgave: å implementere to transistorer og to motstander på en krystall, i Sovjetunionen gjorde ingen noe lignende, og det var ingen informasjon om arbeidet til Kilby og Noyce i RZPP. Men Osokins gruppe løste problemet glimrende, og ikke på samme måte som amerikanerne, og jobbet ikke med silisium, men med germanium mesatransistorer! I motsetning til Texas Instruments, opprettet folket i Riga umiddelbart både en ekte mikrokrets og en vellykket teknisk prosess for den fra tre påfølgende eksponeringer, faktisk gjorde de det samtidig med Noyce -gruppen, på en helt original måte og mottok et produkt som ikke var mindre verdt fra et kommersielt synspunkt.
Hvor viktig var bidraget fra Osokin selv, var han en analog av Noyce (alt det tekniske arbeidet som gruppen Last og Ernie utførte for) eller en helt original oppfinner?
Dette er et mysterium dekket av mørke, som alt knyttet til sovjetisk elektronikk. For eksempel minnes V. M. Lyakhovich, som jobbet på selve NII-131 (heretter sitater fra EM Lyakhovichs unike bok "I am from the time of the first"):
I mai 1960 foreslo en ingeniør i laboratoriet mitt, en fysiker ved utdannelse, Lev Iosifovich Reimerov, å bruke en dobbel transistor i samme pakke med en ekstern motstand som et universelt element i 2NE-OR, som forsikrer oss om at dette forslaget i praksis er allerede gitt i den eksisterende teknologiske prosessen med å produsere P401 -transistorer - P403, som han kjenner godt fra sin praksis på Svetlana -anlegget … Det var nesten alt som trengs! Nøkkelmodus for transistorer og det høyeste foreningsnivået … Og en uke senere brakte Lev en skisse av krystallstrukturen, hvorpå et pn-kryss ble lagt til to transistorer på deres felles kollektor, og dannet en lagdelt motstand … I 1960 utstedte Lev et oppfinnerbrev for sitt forslag og mottok en positiv avgjørelse for enhet nr. 24864 datert 8. mars 1962.
Ideen ble legemliggjort i maskinvare ved hjelp av OV Vedeneev, som jobbet på Svetlana på den tiden:
Om sommeren ble jeg innkalt til Reimers inngang. Han kom på en idé om å gjøre teknisk og teknologisk et "IKKE-ELLER" -opplegg. På en slik enhet: en germaniumkrystall er festet på en metallbase (duralumin), som fire lag med npnp -ledningsevne er laget på … Arbeidet med å smelte gullledninger ble godt mestret av en ung installatør, Luda Turnas, og jeg tok med henne på jobb. Det resulterende produktet ble plassert på en keramisk kjeks … Opptil 10 slike kjeks kunne enkelt bæres gjennom inngangen til fabrikken, ganske enkelt ved å holde den i en knyttneve. Vi lagde flere hundre slike kjeks til Leva.
Fjerning gjennom sjekkpunktet er ikke nevnt her ved en tilfeldighet. Alt arbeid med "harde ordninger" i den innledende fasen var en ren gamble og kunne lett lukkes, utviklerne måtte bruke ikke bare tekniske, men også organisatoriske ferdigheter som er typiske for Sovjetunionen.
De første hundre stykkene ble stille produsert i løpet av få dager! … Etter å ha avvist enheter som var akseptable med hensyn til parametere, samlet vi flere enkleste utløserkretser og en teller. Alt fungerer! Her er den - den første integrerte kretsen!
Juni 1960.
… I laboratoriet laget vi demonstrasjonssamlinger av typiske enheter på disse solide diagrammene, plassert på plexiglassplater.
… Overingeniør for NII-131, Veniamin Ivanovich Smirnov, ble invitert til demonstrasjon av de første solide ordningene og fortalte ham at dette elementet er universelt … Demonstrasjonen av solide ordninger gjorde inntrykk. Arbeidet vårt ble godkjent.
… I oktober 1960, med disse håndverkene, var overingeniøren i NII-131, oppfinneren av den solide kretsen, ingeniør L. I. Shokin.
… V. D. Kalmykov og A. I. Shokin vurderte positivt arbeidet vi har utført. De bemerket viktigheten av dette arbeidsområdet og foreslo å kontakte dem for å få hjelp om nødvendig.
… Umiddelbart etter rapporten til statsråden og ministerens støtte til vårt arbeid med opprettelse og utvikling av en solid germanium -ordning, V. I. I første kvartal 1961 ble våre første solide kretser produsert på stedet, men med hjelp fra venner ved Svetlana -anlegget (lodding av gullledninger, multikomponentlegeringer for basen og emitteren).
I den første fasen av arbeidet ble multikomponentlegeringer for basen og emitteren oppnådd på Svetlana -anlegget, gullledningene ble også ført til Svetlana for lodding, siden instituttet ikke hadde sin egen installatør og 50 mikron gulltråd. Det viste seg å være tvilsomt om selv eksperimentelle prøver av innebygde datamaskiner, utviklet ved forskningsinstituttet, var utstyrt med mikrokretser, og masseproduksjon var uaktuelt. Det var nødvendig å lete etter et serieverk.
Vi (V. I. Smirnov, L. I. Bergman for å bestemme muligheten for å bruke dette anlegget i fremtiden for serieproduksjonen av våre solide kretser. Vi visste at i sovjetiske tider var fabrikkdirektørene motvillige til å ta ytterligere produksjon av et produkt. Derfor henvendte vi oss til RPZ, slik at vi til å begynne med kunne produsere en eksperimentell batch (500 stykker) av vårt "universelle element" for å gi teknisk assistanse, produksjonsteknologien og materialene som var helt sammenfallende med de brukt på RPZ teknologiske linje ved produksjon av P401 - P403 transistorer.
… Fra det øyeblikket begynte invasjonen vår "på serieverket med overføring av" dokumentasjon "tegnet i kritt på en tavle og presentert muntlig av teknologi. De elektriske parameterne og måleteknikkene ble presentert på én A4 -side, men oppgaven med å sortere og kontrollere parameterne var vår.
… Våre virksomheter hadde de samme postboksnumrene til Postboks 233 (RPZ) og Postboks 233 (NII-131). Derav navnet på vårt "Reimerov -element" - TS -233 ble født.
Produksjonsdetaljer er slående:
På den tiden brukte fabrikken (så vel som andre fabrikker) en manuell teknologi for å overføre emitteren og basismaterialet til en germaniumplate med trespyd fra et akasieblomstreet og håndlodde ledningene. Alt dette arbeidet ble utført under et mikroskop av unge jenter.
Generelt, når det gjelder produserbarhet, er beskrivelsen av denne ordningen ikke langt fra Kilby …
Hvor er Osokins sted her?
Vi studerer memoarene videre.
Med fremkomsten av fotolitografi ble det mulig å lage en volummotstand i stedet for en lagdelt ved de eksisterende krystalldimensjonene og å danne en volummotstand ved å etse kollektorplaten gjennom en fotomask. LI Reimerov ba Yu. Osokin om å prøve å velge forskjellige fotomasker og prøve å få en volummotstand i størrelsesorden 300 Ohm på en germaniumplate av p-type.
… Yura laget en slik volummotstand i R12-2 TS og mente at arbeidet var ferdig, siden temperaturproblemet var løst. Snart brakte Yuri Valentinovich meg rundt 100 solide kretser i form av en "gitar" med en volummotstand i samleren, som ble oppnådd ved spesiell etsing av kollektorlaget av p-type germanium.
… Han viste at disse kjøretøyene fungerer opp til +70 grader, hva er prosentandelen av utbyttet av egnede og hva er parametere. På instituttet (Leningrad) samlet vi Kvant -modulene på disse solide diagrammene. Alle tester i driftstemperaturområdet var vellykkede.
Men det var ikke så lett å lansere det andre, tilsynelatende mer lovende, alternativet i produksjon.
Prøver av kretser og en beskrivelse av den teknologiske prosessen ble overført til RZPP, men da hadde serieproduksjonen av P12-2 med volummotstand allerede begynt. Fremveksten av forbedrede ordninger vil bety å stoppe produksjonen av gamle, noe som kan forstyrre planen. I tillegg hadde Yu. V. Osokin sannsynligvis personlige grunner til å beholde utgivelsen av P12-2 i den gamle versjonen. Situasjonen ble lagt på problemene med koordinering mellom avdelinger, fordi NIRE tilhørte GKRE, og RZPP til GKET. Komiteene hadde forskjellige forskriftskrav for produkter, og foretaket til en komité hadde praktisk talt ingen innflytelse over anlegget fra et annet. I finalen kom partene til et kompromiss-P12-2-utgivelsen ble beholdt, og de nye høyhastighetskretsene mottok P12-5-indeksen.
Som et resultat ser vi at Lev Reimerov var en analog av Kilby for sovjetiske mikrokretser, og Yuri Osokin var en analog av Jay Last (selv om han vanligvis er rangert blant de fullverdige fedrene til sovjetiske integrerte kretser).
Som et resultat er det enda vanskeligere å forstå vanskelighetene med design, fabrikk- og ministerintriger i Unionen enn i Amerikas bedriftskrig, men konklusjonen er ganske enkel og optimistisk. Reimer kom på ideen om integrasjon nesten samtidig med Kilby, og bare det sovjetiske byråkratiet og særegenhetene ved arbeidet til våre forskningsinstitutter og designbyråer med en haug med ministergodkjenninger og krangler forsinket innenlandske mikrokretser i et par år. På samme tid var de første ordningene nesten de samme som "håret" Type 502, og de ble forbedret av spesialisten på litografi Osokin, som spilte rollen som den innenlandske Jay Last, også helt uavhengig av Fairchilds utvikling og ca. på samme tid, forbereder utgivelsen av ganske moderne og konkurransedyktig for den perioden av nåværende IP.
Hvis Nobelprisene ble gitt litt mer rettferdig, så burde Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov og Yuri Osokin ha delt æren av å lage mikrokretsen. Akk, i Vesten hørte ingen engang om sovjetiske oppfinnere før unionens sammenbrudd.
Generelt var amerikansk mytefremstilling, som allerede nevnt, i noen aspekter lik den sovjetiske (i tillegg til ønsket om utnevnelse av offisielle helter og forenkling av en kompleks historie). Etter utgivelsen av den berømte boken av Thomas Reid "The Chip: How Two Americans Invented the Microchip and Launched a Revolution" i 1984, ble versjonen av "to amerikanske oppfinnere" kanon, de glemte til og med sine egne kolleger, for ikke å snakke om å foreslå at noen andre enn amerikanere plutselig kan ha oppfunnet noe et sted!
I Russland utmerker de seg imidlertid også ved et kort minne, for eksempel i en enorm og detaljert artikkel på den russiske Wikipedia om oppfinnelsen av mikrokretser - det er ikke et ord om Osokin og hans utvikling (som forresten er ikke overraskende, artikkelen er en enkel oversettelse av en lignende engelskspråklig, der denne informasjonen og det ikke var spor).
På samme tid, det som er enda mer trist, er selve ideens far, Lev Reimerov, glemt enda dypere, og selv i de kildene der opprettelsen av de første virkelige sovjetiske IS -ene er nevnt, er det bare Osokin som er notert som deres eneste skaperen, noe som absolutt er trist.
Det er utrolig at i denne historien viste amerikanerne og jeg oss nøyaktig det samme - ingen av sidene husket praktisk talt sine virkelige helter, i stedet skapte de en rekke varige myter. Det er veldig trist at opprettelsen av "Quantum", generelt sett, ble mulig å gjenopprette bare fra en enkelt kilde - selve boken "I am from the time of the first", utgitt av forlaget "Scythia -print" i St. Petersburg i 2019 med et opplag på 80 (!) Forekomster. Naturligvis var det for et bredt spekter av lesere absolutt utilgjengelig i lang tid (uten å vite i det minste noe om Reimerov og denne historien fra begynnelsen - det var til og med vanskelig å gjette hva som egentlig må letes etter på nettet, men nå den er tilgjengelig i elektronisk form her).
Desto mer vil jeg at disse fantastiske menneskene ikke skal bli glemt glemt, og vi håper at denne artikkelen vil tjene som en annen kilde i restaureringen av prioriteringer og historisk rettferdighet i det vanskelige spørsmålet om å lage verdens første integrerte kretser.
Strukturelt ble P12-2 (og den påfølgende P12-5) laget i form av en klassisk tablett laget av en rund metallkopp med en diameter på 3 mm og en høyde på 0,8 mm-Fairchild kom ikke på en slik pakke til et år senere. I slutten av 1962 produserte pilotproduksjonen av RZPP omtrent 5 tusen R12-2, og i 1963 ble flere titusenvis av dem laget (dessverre, på dette tidspunktet hadde amerikanerne allerede innsett hva deres styrke var og hadde produsert mer enn en halv million av dem).
Hva er morsomt - i Sovjetunionen visste forbrukere ikke hvordan de skulle jobbe med en slik pakke, og spesielt for å gjøre livet lettere, i 1963 i NIRE innenfor rammen av Kvant ROC (A. N. Pelipenko, E. M. Lyakhovich) fire P12-2 kjøretøyer - slik ble kanskje verdens første GIS for integrering på to nivåer født (TI brukte sine første serielle mikrokretser i 1962 i en lignende design kalt Litton AN / ASA27 logikkmodul - de ble brukt til å montere innebygde radarmaskiner).
Utrolig nok, ikke bare Nobelprisen - men til og med spesielle æresbevisninger fra hans regjering, mottok ikke Osokin (og Reimer mottok ikke engang dette - de glemte ham helt!), Han mottok ikke noe i det hele tatt for mikrokretsene, først senere i 1966 ble han tildelt medaljen "For labour distinction", for å si det sånn "på generelt grunnlag", bare for suksess i arbeidet. Videre - han vokste opp til sjefingeniøren og begynte automatisk å motta statuspriser, som ble hengt opp av nesten alle som hadde minst noen ansvarlige stillinger, et klassisk eksempel er "Badge of Honor", som han ble gitt i 1970, og til ære for transformasjonen av anlegget til I 1975 mottok han Order of the Red Banner of Labor ved Riga Research Institute of Microdevices (RNIIMP, hovedforetaket for den nyopprettede PA "Alpha").
Osokins avdeling fikk en statspris (bare den latviske SSR, ikke Lenins, som var sjenerøst distribuert til muskovitter), og da ikke for mikrokretser, men for forbedring av mikrobølgetransistorer. I USSR ga patentering av oppfinnelser til forfattere ikke annet enn trøbbel, en ubetydelig engangsbetaling og moralsk tilfredsstillelse, så mange oppfinnelser ble ikke formalisert i det hele tatt. Osokin hadde heller ikke travelt, men for foretak var antall oppfinnelser en av indikatorene, så de måtte fortsatt formaliseres. Derfor ble USSR AS nr. 36845 for oppfinnelsen av TC P12-2 mottatt av Osokin og Mikhalovich først i 1966.
I 1964 ble Kvant brukt i tredje generasjons fly omborddatamaskin Gnome, den første i Sovjetunionen (også muligens verdens første serielle datamaskin på mikrokretser). I 1968 ble en serie med første IS -er omdøpt til 1LB021 (GIS mottok indekser som 1HL161 og 1TP1162), deretter 102LB1V. I 1964, etter ordre fra NIRE, ble utviklingen av R12-5 (serie 103) og moduler basert på den (serie 117) fullført. Dessverre viste det seg at Р12-5 var vanskelig å produsere, hovedsakelig på grunn av vanskeligheten med sinklegering, krystallet viste seg å være slitsomt å produsere: avkastningsprosenten var lav og kostnaden høy. Av disse grunnene ble TC P12-5 produsert i små volumer, men på dette tidspunktet var det allerede i gang med en bred front for å utvikle plan silisiumteknologi. Produksjonsvolumet av germanium IC i Sovjetunionen er ikke akkurat kjent, ifølge Osokin, siden midten av 60-tallet har de blitt produsert til flere hundre tusen per år (USA, akk, har allerede produsert millioner).
Deretter kommer den mest komiske delen av historien.
Hvis du ber om å gjette sluttdatoen for utgivelsen av mikrokretsen som ble oppfunnet i 1963, vil, i tilfelle av Sovjetunionen, selv sanne fanatikere av gammel teknologi overgi seg. Uten vesentlige endringer ble IS- og GIS-serien 102-117 produsert fram til midten av 1990-tallet, i mer enn 32 år! Volumet på utgivelsen var imidlertid ubetydelig - i 1985 ble det produsert rundt 6.000.000 enheter, i USA er det tre størrelsesordener (!) Mer.
Da han innså absurditeten i situasjonen, vendte Osokin seg selv i 1989 til ledelsen for den militær-industrielle kommisjonen under Ministerrådet i Sovjetunionen med en forespørsel om å fjerne disse mikrokretsene fra produksjonen på grunn av deres foreldelse og høye arbeidsintensitet, men mottok en kategorisk avslag. Nestleder i det militærindustrielle komplekset V. L. "Gnome" -maskinene er fremdeles i navigatorens cockpit på Il-76 (og selve flyet ble produsert i 1971) og noen andre innenlandske fly.
Det som er spesielt støtende - kapitalismens rovhaier kikket entusiastisk på hverandres teknologiske løsninger.
Den sovjetiske statsplanleggingskomiteen var ubarmhjertig - der den ble født, kom den godt med der! Som et resultat okkuperte Osokin-mikrokretsene en smal nisje av innebygde datamaskiner til flere fly og ble som sådan brukt de neste tretti årene! Verken BESM -serien eller alle slags "Minsky" og "Nairi" - de ble ikke brukt andre steder.
Dessuten, selv på innebygde datamaskiner de ikke ble installert overalt, fløy MiG-25 for eksempel på en analog elektromekanisk datamaskin, selv om utviklingen endte i 1964. Hvem forhindret installasjon av mikrokretser der? Samtaler om at lamper er mer motstandsdyktige mot en atomeksplosjon?
Men amerikanerne brukte mikrokretser ikke bare i Gemini og Apollo (og deres militære spesialversjoner utholdt perfekt passasjen gjennom jordens strålingsbelter og arbeidet i månens bane). De brukte sjetongene så snart (!) Etter hvert som de ble tilgjengelige, i fullverdig militært utstyr. For eksempel ble den berømte Grumman F-14 Tomcat det første flyet i verden, som i 1970 mottok en innebygd datamaskin basert på en LSI (den kalles ofte den første mikroprosessoren, men formelt sett er dette feil-F-14 innebygd datamaskin besto av flere mikrokretser av middels og stor integrasjon, så ikke mindre - dette var ekte komplette moduler, for eksempel ALU, og ikke et sett med diskret løshet på noen 2I -NOT).
Det er overraskende at Shokin, som fullt ut godkjente teknologien til innbyggerne i Riga, ikke ga den minste akselerasjon (vel, bortsett fra offisiell godkjenning og ordre om å starte serieproduksjon på RZPP), og ingen steder var popularisering av dette emnet, involvering av spesialister fra andre forskningsinstitutter og generelt enhver utvikling med sikte på å få en verdifull standard for våre egne mikrokretser så snart som mulig, som kan utvikles og forbedres uavhengig av hverandre.
Hvorfor skjedde det?
Shokin var ikke opp til Osokin -eksperimentene, på den tiden løste han spørsmålet om kloning av amerikansk utvikling i hjemlandet Zelenograd, vi vil snakke om dette i neste artikkel.
Som et resultat, bortsett fra P12-5, behandlet RZPP ikke lenger mikrokretser, utviklet ikke dette emnet, og andre fabrikker vendte seg ikke til hans erfaring, noe som var veldig beklagelig.
Et annet problem var at, som vi allerede har sagt, i Vesten, ble alle mikrokretser produsert av logiske familier som kunne tilfredsstille ethvert behov. Vi begrenset oss til en enkelt modul, serien ble bare født innenfor rammen av Kvant -prosjektet i 1970, og da var den begrenset: 1HL161, 1HL162 og 1HL163 - multifunksjonelle digitale kretser; 1LE161 og 1LE162 - to og fire logiske elementer 2NE -OR; 1TP161 og 1TP1162 - en og to utløsere; 1UP161 er en effektforsterker, i tillegg til at 1LP161 er et unikt "hemme" logisk element.
Hva skjedde i Moskva på den tiden?
Akkurat som Leningrad ble sentrum for halvledere på 1930-40 -tallet, ble Moskva sentrum for integrerte teknologier på 1950–1960 -tallet, fordi den berømte Zelenograd lå der. Vi vil snakke om hvordan det ble grunnlagt og hva som skjedde der neste gang.
