El nacimiento del sistema de defensa antimisiles soviético. Osokin contra Kilby, quien realmente inventó el microcircuito
Hay 3 patentes tempranas para circuitos integrados y un artículo sobre ellas.
La primera patente (1949) pertenecía a Werner Jacobi, un ingeniero alemán de Siemens AG, que propuso usar microcircuitos para, nuevamente, audífonos, pero nadie estaba interesado en su idea. Luego estuvo el famoso discurso de Dammer en mayo de 1952 (sus numerosos intentos de impulsar la financiación para la mejora de sus prototipos del gobierno británico continuaron hasta 1956 y terminaron en nada). En octubre del mismo año, el eminente inventor Bernard More Oliver presentó una patente para un método para hacer un transistor compuesto en un cristal semiconductor común, y un año después Harwick Johnson, después de discutir esto con John Torkel Wallmark, patentó la idea de un circuito integrado ...
Todos estos trabajos, sin embargo, siguieron siendo puramente teóricos, porque surgieron tres barreras tecnológicas en el camino hacia un esquema monolítico.
Bo Lojek (History of Semiconductor Engineering, 2007) los describió como: integración (no existe una forma tecnológica de formar componentes electrónicos en un cristal semiconductor monolítico), aislamiento (no existe una forma eficaz de aislar eléctricamente los componentes de CI), conexión (hay no hay manera fácil de conectar componentes IC en el cristal). Solo el conocimiento de los secretos de la integración, el aislamiento y la conexión de componentes mediante fotolitografía permitió crear un prototipo completo de un circuito integrado de semiconductores.
Como resultado, resultó que en los Estados Unidos, cada una de las tres soluciones tenía su propio autor, y las patentes de las mismas terminaron en manos de tres corporaciones.
Kurt Lehovec, de la Sprague Electric Company, asistió a un seminario en Princeton en el invierno de 1958, en el que Walmark presentó su visión de los problemas fundamentales de la microelectrónica. De camino a su casa en Massachusetts, Lehovets ideó una elegante solución al problema del aislamiento: ¡utilizar la unión pn misma! La dirección de Sprague, ocupada con las guerras corporativas, no estaba interesada en la invención de Legovets (sí, una vez más notamos que los líderes estúpidos son el flagelo de todos los países, no solo en la URSS, sin embargo, en los EE. UU., Gracias a la Mucho mayor flexibilidad de la sociedad, esto no se acercó a tales problemas, al menos sufrió una firma en particular, y no toda la dirección de la ciencia y la tecnología, como lo hacemos nosotros), y se limitó a una solicitud de patente por su cuenta.
Un poco antes, en septiembre de 1958, el ya mencionado Jack Kilby de Texas Instruments presentó el primer prototipo del IC - un oscilador de un solo transistor, repitiendo completamente el circuito y la idea de la patente de Johnson, y un poco más tarde - un dos- disparador de transistor.
Las patentes de Kilby no abordaron el tema del aislamiento y la unión. El aislante era un espacio de aire, un corte en toda la profundidad del cristal, y para la conexión usó un montaje con bisagras (!) Con alambre de oro (la famosa tecnología del "cabello", y sí, en realidad se usó en los primeros circuitos integrados de TI, lo que los convirtió en monstruosamente de baja tecnología), de hecho, los esquemas de Kilby eran híbridos en lugar de monolíticos.
Pero resolvió por completo el problema de la integración y demostró que todos los componentes necesarios se pueden cultivar en una matriz de cristales. En Texas Instruments todo estaba bien con los líderes, de inmediato se dieron cuenta de qué tesoro cayó en sus manos, por lo que de inmediato, sin esperar ni siquiera la corrección de las dolencias de los niños, en el mismo 1958, comenzaron a promover la cruda tecnología a los militares ( al mismo tiempo se impone sobre todas las patentes imaginables). Como recordamos, el ejército en este momento se dejó llevar por algo completamente diferente: los micromódulos: tanto el ejército como la marina rechazaron la propuesta.
Sin embargo, la Fuerza Aérea de repente se interesó en el tema, era demasiado tarde para retirarse, era necesario establecer de alguna manera la producción utilizando la increíblemente pobre tecnología del "cabello".
En 1960, TI anunció oficialmente que el primer circuito integrado de circuito sólido tipo 502 "real" del mundo estaba disponible comercialmente. Era un multivibrador, y la empresa aseguraba que estaba en producción, incluso apareció en el catálogo por 450 dólares cada uno. Sin embargo, las ventas reales comenzaron solo en 1961, el precio era mucho más alto y la confiabilidad de esta embarcación era baja. Ahora bien, por cierto, estos esquemas tienen un valor histórico colosal, tanto es así que una larga búsqueda en foros occidentales de coleccionistas de productos electrónicos de una persona que posea el TI Type 502 original no ha sido coronada por el éxito. En total, se hicieron alrededor de 10000 de ellos, por lo que su rareza está justificada.
En octubre de 1961, TI construyó la primera computadora con microcircuitos para la Fuerza Aérea (8,5 partes de las cuales 587 eran Tipo 502), pero el problema era un método de fabricación casi manual, baja confiabilidad y baja resistencia a la radiación. La computadora fue ensamblada en la primera línea mundial de microcircuitos Texas Instruments SN51x. Sin embargo, la tecnología de Kilby no era en absoluto adecuada para la producción y ya en 1962 fue abandonada después de que un tercer participante, Robert Norton Noyce de Fairchild Semiconductor, irrumpiera en el negocio.
Fairchild tenía una ventaja colosal sobre el técnico de radio de Kilby. Como recordamos, la compañía fue fundada por una élite intelectual real: ocho de los mejores especialistas en el campo de la microelectrónica y la mecánica cuántica, que escaparon de Bell Labs de la dictadura del Shockley que se estaba volviendo lentamente loco. Como era de esperar, el resultado inmediato de su trabajo fue el descubrimiento del proceso plano, una tecnología que aplicaron al 2N1613, el primer transistor plano producido en serie del mundo y que desplazó todas las demás opciones de soldadura y difusión del mercado.
Robert Noyce se preguntó si la misma tecnología podría aplicarse a la producción de circuitos integrados, y en 1959 repitió de forma independiente el camino de Kilby y Legowitz, combinando sus ideas y llevándolas a su conclusión lógica. Así nació el proceso fotolitográfico, con la ayuda del cual todavía se fabrican microcircuitos.
El grupo de Noyce, dirigido por Jay T. Last, creó el primer CI monolítico verdadero en 1960. Sin embargo, la compañía Fairchild existía gracias al dinero de los capitalistas de riesgo, y al principio no pudieron evaluar el valor de lo que se creó (nuevamente, el problema con los patrones). El vicepresidente exigió a Last cerrar el proyecto, el resultado fue otra escisión y la salida de su equipo, por lo que nacieron dos empresas más, Amelco y Signetics.
Después de eso, el manual finalmente vio la luz y en 1961 lanzó el primer IC realmente disponible comercialmente: Micrologic. Se necesitó otro año para desarrollar una serie lógica completa de varios microcircuitos.
Durante este tiempo, los competidores no se quedaron dormidos y, como resultado, el orden fue el siguiente (entre paréntesis el año y el tipo de lógica): Texas Instruments SN51x (1961, RCTL), Signetics SE100 (1962, DTL), Motorola MC300 (1962, ECL), Motorola MC7xx, MC8xx y 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). Había otros fabricantes como Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon y Hughes, ahora olvidados.
Uno de los grandes descubrimientos en el campo de la estandarización fueron las llamadas familias de chips lógicos. En la era de los transistores, todos los fabricantes de ordenadores, desde Philco hasta General Electric, solían fabricar él mismo todos los componentes de sus máquinas, hasta los propios transistores. Además, varios circuitos lógicos como 2I-NOT, etc. se puede implementar con su ayuda de al menos una docena de formas diferentes, cada una de las cuales tiene sus propias ventajas: bajo costo y simplicidad, velocidad, cantidad de transistores, etc. Como resultado, las empresas comenzaron a idear sus propias implementaciones, que inicialmente solo se usaban en sus automóviles.
Así nació la históricamente primera lógica resistor-transistor (RTL y sus tipos DCTL, DCUTL y RCTL, inaugurada en 1952), lógica potente y rápida conectada al emisor (ECL y sus tipos PECL y LVPECL, utilizada por primera vez en el IBM 7030 Estirar, ocupaba mucho espacio y hacía mucho calor, pero debido a los parámetros de velocidad insuperables, se usó masivamente y se incorporó en microcircuitos, fue el estándar de las supercomputadoras hasta principios de la década de 1980 desde Cray-1 hasta "Electronics SS LSI") , lógica de diodo-transistor para uso en máquinas más simples (DTL y sus variedades CTDL y HTL aparecieron en el IBM 1401 en 1959).
Cuando aparecieron los microcircuitos, quedó claro que los fabricantes deben elegir de la misma manera, ¿y qué tipo de lógica se utilizará dentro de sus chips? Y lo más importante, ¿qué tipo de chips serán, qué elementos contendrán?
Así nacieron las familias lógicas. Cuando Texas Instruments lanzó la primera familia de este tipo en el mundo, SN51x (1961, RCTL), decidieron el tipo de lógica (resistor-transistor) y qué funciones estarían disponibles en sus microcircuitos, por ejemplo, el elemento SN514 implementó NOR / NAND.
Como resultado, por primera vez en el mundo, hubo una clara división en empresas que producen familias lógicas (con su propia velocidad, precio y diversos conocimientos técnicos) y empresas que podrían comprarlas y ensamblar computadoras de su propia arquitectura en ellos.
Naturalmente, quedaron algunas empresas integradas verticalmente, como Ferranti, Phillips e IBM, que prefirieron ceñirse a la idea de fabricar una computadora por dentro y por fuera en sus propias instalaciones, pero en la década de 1970 o se extinguieron o abandonaron esta práctica. . IBM fue la última en caer, utilizaron un ciclo de desarrollo absolutamente completo, desde la fusión del silicio hasta el lanzamiento de sus propios chips y máquinas hasta 1981, cuando llegó la IBM 5150 (más conocida como Computadora personal, el antepasado de todas las PC). hacia fuera - la primera computadora en llevar su marca registrada y dentro - un procesador diseñado por otra persona.
Inicialmente, por cierto, la obstinada "gente con trajes azules" intentó crear una PC doméstica 100% original e incluso la lanzó al mercado: IBM 5110 y 5120 (en el procesador PALM original, de hecho, era una versión micro de sus mainframes), pero de - por el precio prohibitivo y la incompatibilidad con la clase ya nacida de máquinas pequeñas con procesadores Intel, en ambas ocasiones se encontraban en una falla épica. Curiosamente, su división de mainframe no se ha rendido hasta ahora, y todavía están desarrollando su propia arquitectura de procesador hasta el día de hoy. Además, también los produjeron de la misma manera de forma absolutamente independiente hasta 2014, cuando finalmente vendieron sus empresas de semiconductores a Global Foundries. Así que la última línea de computadoras, producida al estilo de la década de 1960, desapareció, por completo por una empresa por dentro y por fuera.
Volviendo a las familias lógicas, notamos el último de ellos, que apareció ya en la era de los microcircuitos especialmente para ellos. No es tan rápido ni tan caliente como la lógica transistor-transistor (TTL, inventado en 1961 en TRW). La lógica TTL fue el primer estándar de IC y se usó en todos los chips principales en la década de 1960.
Luego vino la lógica de inyección integral (IIL, apareció a fines de 1971 en IBM y Philips, se usó en microcircuitos de las décadas de 1970 y 1980) y la más grande de todas: la lógica de semiconductores de óxido metálico (MOS, desarrollada entre los años 60 y 80 en la versión CMOS, que capturó completamente el mercado, ahora el 99% de todos los chips modernos son CMOS).
La primera computadora comercial en microcircuitos fue la serie RCA Spectra 70 (1965), el mainframe bancario pequeño Burroughs B2500 / 3500 lanzado en 1966 y Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). RCA desarrolló tradicionalmente sus propios microcircuitos (CML - Current Mode Logic), Burroughs utilizó la ayuda de Fairchild para desarrollar una línea original de microcircuitos CTL (Complementary Transistor Logic), SDS ordenó los chips a Signetics. Estas máquinas fueron seguidas por CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC; la era de las máquinas de transistores se ha ido.
Tenga en cuenta que no fue solo en la URSS donde los creadores de su gloria fueron olvidados. Una historia similar, bastante desagradable, sucedió con los circuitos integrados.
De hecho, el mundo debe el surgimiento de la propiedad intelectual moderna al trabajo bien coordinado de los profesionales de Fairchild, en primer lugar, al equipo de Ernie y Last, así como a la idea de Dammer y la patente de Legovets. Kilby produjo un prototipo fallido, que fue imposible de modificar, su producción fue abandonada casi de inmediato, y su microcircuito solo tiene valor coleccionable para la historia, no le dio nada a la tecnología. Bo Loek escribió al respecto de esta manera:
Noyce redescubrió la idea de Legovets, pero luego se retiró del trabajo, y todos los descubrimientos, incluida la oxidación húmeda, la metalización y el grabado, fueron realizados por otras personas, y también lanzaron el primer CI monolítico comercial real.
Como resultado, la historia siguió siendo injusta para estas personas hasta el final, incluso en los años 60, Kilby, Legovets, Noyce, Ernie y Last fueron llamados los padres de los microcircuitos, en los 70 la lista se redujo a Kilby, Legovets y Noyce. luego a Kilby y Noyce, y el pináculo de la creación de mitos fue la recepción del Premio Nobel 2000 solo por Kilby por la invención del microcircuito.
Tenga en cuenta que 1961-1967 fue la era de monstruosas guerras de patentes. Todos lucharon contra todos, Texas Instruments con Westinghouse, Sprague Electric Company y Fairchild, Fairchild con Raytheon y Hughes. Al final, las empresas se dieron cuenta de que ninguna de ellas obtendría todas las patentes clave de sí mismas, y mientras duren los tribunales, están congeladas y no pueden servir como activos y generar dinero, por lo que todo terminó con una licencia global y cruzada. de todas las tecnologías obtenidas en ese momento.
Pasando a la consideración de la URSS, uno no puede dejar de notar otros países cuyas políticas fueron a veces extremadamente extrañas. En general, al estudiar este tema, queda claro que es mucho más fácil describir no por qué fracasó el desarrollo de circuitos integrados en la URSS, sino por qué tuvieron éxito en los Estados Unidos, por una simple razón: no tuvieron éxito en ningún lugar excepto en los Estados Unidos.
Hagamos hincapié en que el punto no estaba en absoluto en la inteligencia de los desarrolladores: ingenieros inteligentes, excelentes físicos y brillantes visionarios informáticos estaban en todas partes: desde los Países Bajos hasta Japón. El problema era una cosa: la gestión. Incluso en Gran Bretaña, los conservadores (por no hablar de los laboristas, que acabaron con los restos de la industria y el desarrollo allí), las corporaciones no tenían el mismo poder e independencia que en Estados Unidos. Solo allí, los representantes comerciales hablaron con las autoridades en pie de igualdad: podían invertir miles de millones donde quisieran con poco o ningún control, converger en feroces batallas de patentes, atraer a los empleados, fundar nuevas empresas literalmente con un chasquido de un dedo (a lo mismo "). traicionero ocho "que arrojó a Shockley, se remonta a 3/4 del actual negocio de semiconductores de Estados Unidos, desde Fairchild y Signetics hasta Intel y AMD).
Todas estas empresas estaban en continuo movimiento vivo: buscaron, descubrieron, capturaron, arruinaron, invirtieron, y sobrevivieron y evolucionaron como la naturaleza viva. En ningún otro lugar del mundo ha habido tanta libertad de riesgo y empresa. La diferencia se hará especialmente evidente cuando comencemos a hablar del "Silicon Valley" doméstico - Zelenograd, donde ingenieros no menos inteligentes, bajo el yugo del Ministerio de Industria de la Radio, tuvieron que gastar el 90% de su talento en copiar varios años Los desarrollos estadounidenses, y aquellos que obstinadamente siguieron adelante (Yuditsky, Kartsev, Osokin) fueron domesticados muy rápidamente y devueltos a los rieles puestos por el partido.
El propio generalísimo Stalin habló bien sobre esto en una entrevista con el embajador de Argentina Leopoldo Bravo el 7 de febrero de 1953 (del libro de Stalin I. V. Obras. - T. 18. - Tver: Centro de Información y Publicaciones "Unión", 2006):
Como resultado, el partido pensó con nosotros, pero los ingenieros lo hicieron. De ahí el resultado.
Una situación prácticamente similar sucedió en Japón, donde las tradiciones de control estatal eran, por supuesto, muchas veces más suaves que las soviéticas, pero bastante al nivel de Gran Bretaña (y ya hemos discutido lo que sucedió con la escuela británica de microelectrónica).
En Japón, en 1960, había cuatro actores principales en el negocio de las computadoras, tres de los cuales eran 100% propiedad del gobierno. Los más poderosos: el Departamento de Comercio e Industria (MITI) y su brazo técnico, el Laboratorio de Ingeniería Eléctrica (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) y sus laboratorios de chips; y el participante menos significativo, desde un punto de vista puramente financiero, el Ministerio de Educación, que controlaba todos los desarrollos dentro de las prestigiosas universidades nacionales (especialmente en Tokio, análoga de la Universidad Estatal de Moscú y el MIT en prestigio en esos años). Finalmente, el último jugador fueron los laboratorios corporativos combinados de las mayores firmas industriales.
Japón también era tan similar a la URSS y Gran Bretaña en que los tres países sufrieron significativamente durante la Segunda Guerra Mundial y su potencial técnico se redujo. Y Japón, además, estuvo en la ocupación hasta 1952 y bajo un estrecho control financiero de los Estados Unidos hasta 1973, el tipo de cambio del yen hasta ese momento estaba rígidamente vinculado al dólar mediante acuerdos intergubernamentales, y el mercado internacional japonés se ha convertido en general desde entonces. 1975 (y sí, no estamos hablando de que ellos mismos lo merezcan, solo estamos describiendo la situación).
Como resultado, los japoneses fueron capaces de crear varias máquinas de primer nivel para el mercado nacional, pero de la misma manera, la producción de microcircuitos bostezó, y cuando comenzó su edad de oro después de 1975, un verdadero renacimiento técnico (la era alrededor de 1990). , cuando la tecnología y las computadoras japonesas eran consideradas las mejores del mundo y el tema la envidia y los sueños), la producción de estos mismos milagros se redujo a la misma copia de los desarrollos estadounidenses. Aunque, hay que darles su merecido, no solo copiaron, sino que desmontaron, estudiaron y mejoraron en detalle cualquier producto hasta el último tornillo, como resultado, sus computadoras eran más pequeñas, más rápidas y tecnológicamente más avanzadas que los prototipos estadounidenses. Por ejemplo, la primera computadora en circuitos integrados de su propia producción Hitachi HITAC 8210 salió en 1965, simultáneamente con RCA. Desafortunadamente para los japoneses, formaron parte de la economía mundial, donde tales trucos no pasan impunemente, y como resultado de las guerras de patentes y comercio con Estados Unidos en los años 80, su economía colapsó en un estancamiento, donde permanece prácticamente. hasta el día de hoy (y si los recuerdas, el fracaso épico de las llamadas "máquinas de 5ª generación" ...).
Al mismo tiempo, tanto Fairchild como TI intentaron establecer instalaciones de producción en Japón a principios de los años 60, pero se encontraron con una fuerte resistencia del MITI. En 1962, MITI prohibió a Fairchild invertir en una fábrica ya comprada en Japón, y el inexperto Noyce intentó ingresar al mercado japonés a través de la corporación NEC. En 1963, la dirección de NEC, presuntamente actuando bajo presión del gobierno japonés, obtuvo de Fairchild condiciones de licencia extremadamente favorables, que posteriormente cerraron la capacidad de Fairchild para comerciar de forma independiente en el mercado japonés. Fue solo después de que se concluyó el acuerdo que Noyce se enteró de que el presidente de NEC presidía simultáneamente el comité MITI que estaba bloqueando los acuerdos de Fairchild. TI intentó establecer una planta de producción en Japón en 1963 después de haber tenido una experiencia negativa con NEC y Sony. Durante dos años, el MITI se negó a dar una respuesta definitiva a la solicitud de TI (mientras robaba sus fichas con todas sus fuerzas y las liberaba sin licencia), y en 1965 los Estados Unidos contraatacaron, amenazando a los japoneses con un embargo sobre la importación de equipo electrónico que violaba las patentes de TI, y que comenzó prohibiendo a Sony y Sharp.
El MITI se dio cuenta de la amenaza y empezó a pensar cómo podrían engañar a los bárbaros blancos. Al final, construyeron un puerto múltiple, presionaron para romper un acuerdo ya pendiente entre TI y Mitsubishi (propietario de Sharp) y convencieron a Akio Morita (fundador de Sony) de llegar a un acuerdo con TI "en interés del futuro de los japoneses. industria." Al principio, el acuerdo fue extremadamente desventajoso para TI y, durante casi veinte años, las empresas japonesas han lanzado microcircuitos clonados sin pagar regalías. Los japoneses ya pensaban cuán maravillosamente engañaban a los gaijins con su duro proteccionismo, y luego los estadounidenses los presionaron por segunda vez ya en 1989. Como resultado, los japoneses se vieron obligados a admitir que habían violado patentes durante 20 años y pagar a los Estados Unidos. Estados monstruosos derechos de autor de XNUMX millones de dólares al año, que finalmente enterraron a la microelectrónica japonesa.
Como resultado, el juego sucio del Ministerio de Comercio y su control total sobre las grandes empresas con decretos de qué y cómo producir, dejó a los japoneses de lado, y de tal manera que fueron literalmente expulsados de la galaxia mundial de los fabricantes de computadoras (en de hecho, en la década de los 80, solo competían con los estadounidenses).
Finalmente, pasemos a lo más interesante: la Unión Soviética.
Digamos de inmediato que estaban sucediendo muchas cosas interesantes allí antes de 1962, pero ahora consideraremos solo un aspecto: los circuitos integrados monolíticos reales (¡y, además, originales!).
Yuri Valentinovich Osokin nació en 1937 (para variar, sus padres no eran enemigos del pueblo) y en 1955 ingresó en la facultad de electromecánica del MPEI, en la recién inaugurada especialidad "dieléctricos y semiconductores", de la que se graduó en 1961. Hizo un diploma en transistores en nuestro principal centro de semiconductores cerca de Krasilov en NII-35, desde donde fue a la Planta de Dispositivos Semiconductores de Riga (RZPP) para producir transistores, y la planta en sí era tan joven como el graduado Osokin - fue creada solo en 1960.
El nombramiento de Osokin era una práctica normal para una nueva planta: los aprendices de RZPP a menudo estudiaban en NII-35 y se capacitaban en Svetlana. Tenga en cuenta que la planta no solo poseía personal báltico calificado, sino que también estaba ubicada en la periferia, lejos de Shokin, Zelenograd y todos los enfrentamientos asociados con ellos (hablaremos de esto más adelante). Para 1961, RZPP ya había dominado en producción la mayoría de los transistores NII-35.
En el mismo año, la planta, por iniciativa propia, comenzó a excavar en el campo de las tecnologías planas y la fotolitografía. En esto fue asistido por NIRE y KB-1 (más tarde "Almaz"). RZPP desarrolló la primera línea automática en la URSS para la producción de transistores planos "Ausma", y su diseñador general A.S. Gotman tuvo una idea brillante: dado que todavía estamos grabando transistores en un chip, ¿por qué no ensamblarlos inmediatamente a partir de estos transistores?
Además, Gotman propuso una tecnología revolucionaria, según los estándares de 1961: separar los cables del transistor no a las patas estándar, sino soldarlos a una almohadilla de contacto con bolas de soldadura, para simplificar aún más la instalación automática. De hecho, abrió un paquete BGA real, que ahora se usa en el 90% de la electrónica, desde computadoras portátiles hasta teléfonos inteligentes. Desafortunadamente, esta idea no entró en la serie, ya que hubo problemas con la implementación tecnológica. En la primavera de 1962, el ingeniero jefe de NIRE V.I.Smirnov le pidió al director de la RZPP S.A. Bergman que encontrara otra forma de implementar un circuito multielemento del tipo 2NE-OR, universal para la construcción de dispositivos digitales.
El director de la RZPP encomendó esta tarea al joven ingeniero Yuri Valentinovich Osokin. Se organizó un departamento como parte de un laboratorio tecnológico, un laboratorio para el desarrollo y fabricación de fotomáscaras, un laboratorio de medición y una línea de producción piloto. En ese momento, se suministró a RZPP una tecnología para la fabricación de diodos y transistores de germanio, que se tomó como base para un nuevo desarrollo. Y ya en el otoño de 1962, se obtuvieron los primeros prototipos del germanio, como decían en ese momento, esquema sólido P12-2.
Osokin enfrentó una tarea fundamentalmente nueva: implementar dos transistores y dos resistencias en un cristal, en la URSS nadie hizo nada de eso, y no había información sobre el trabajo de Kilby y Noyce en el RZPP. Pero el grupo de Osokin resolvió brillantemente el problema, y no de la misma manera que lo hicieron los estadounidenses, ¡trabajando no con silicio, sino con mesatransistores de germanio! A diferencia de Texas Instruments, la gente de Riga creó inmediatamente tanto un microcircuito real como un proceso técnico exitoso para él a partir de tres exposiciones consecutivas, de hecho, lo hicieron simultáneamente con el grupo de Noyce, de una manera absolutamente original y recibieron un producto no menos valioso de un punto de vista comercial.
¿Qué tan significativa fue la contribución del propio Osokin, fue un análogo de Noyce (todo el trabajo técnico para el que actuó el grupo de Last y Ernie) o un inventor completamente original?
Este es un misterio cubierto de oscuridad, como todo lo relacionado con la electrónica soviética. Por ejemplo, V. M. Lyakhovich, quien trabajó en ese mismo NII-131, recuerda (en adelante, citas del libro único de E. M. Lyakhovich "Soy de la época del primero"):
La idea se plasmó en hardware con la ayuda de OV Vedeneev, que trabajaba en Svetlana en ese momento:
La eliminación a través del puesto de control no se menciona aquí por casualidad. Todo el trabajo en "esquemas duros" en la etapa inicial era una apuesta pura y podía cerrarse fácilmente, los desarrolladores tenían que usar no solo habilidades técnicas, sino también organizativas típicas de la URSS.
En la primera etapa de trabajo se obtuvieron aleaciones multicomponente para la base y emisor en la planta de Svetlana, también se llevaron los cables de oro a Svetlana para soldar, ya que el instituto no contaba con instalador propio y alambre de oro de 50 micras. Resultó cuestionable si incluso las muestras experimentales de computadoras de a bordo, desarrolladas en el instituto de investigación, estaban equipadas con microcircuitos, y la producción en masa estaba fuera de discusión. Era necesario buscar una planta en serie.
Los detalles de fabricación son llamativos:
En general, en términos de capacidad de fabricación, la descripción de este esquema no está lejos de Kilby ...
¿Dónde está el lugar de Osokin aquí?
Estudiamos las memorias más a fondo.
Pero no fue tan fácil poner en producción la segunda opción, aparentemente más prometedora.
Se transfirieron muestras de circuitos y una descripción del proceso tecnológico al RZPP, pero allí, en ese momento, ya había comenzado la producción en serie del P12-2 con una resistencia de volumen. La aparición de esquemas mejorados significaría detener la producción de los antiguos, lo que podría alterar el plan. Además, con toda probabilidad, Yu.V. Osokin tenía razones personales para mantener el lanzamiento del P12-2 de la versión anterior. La situación se superpuso a los problemas de coordinación interdepartamental, porque NIRE pertenecía a GKRE y RZPP a GKET. Los comités tenían diferentes requisitos reglamentarios para los productos, y la empresa de un comité prácticamente no tenía influencia sobre la planta de otro. En la final, las partes llegaron a un compromiso: se mantuvo la versión P12-2 y los nuevos circuitos de alta velocidad recibieron el índice P12-5.
Como resultado, vemos que Lev Reimerov era un análogo de Kilby para los microcircuitos soviéticos, y Yuri Osokin era un análogo de Jay Last (aunque generalmente se lo clasifica entre los padres de pleno derecho de los circuitos integrados soviéticos).
Como resultado, es aún más difícil entender las complejidades del diseño, las intrigas fabriles y ministeriales de la Unión que en las guerras corporativas de Estados Unidos, sin embargo, la conclusión es bastante simple y optimista. La idea de la integración vino a la mente de Reimer casi simultáneamente con Kilby, y solo la burocracia soviética y las peculiaridades del trabajo de nuestros institutos de investigación y oficinas de diseño con un montón de aprobaciones ministeriales y disputas retrasaron los microcircuitos domésticos durante un par de años. Al mismo tiempo, los primeros esquemas eran casi los mismos que los del "cabello" Tipo 502, y fueron mejorados por el especialista en litografía Osokin, quien interpretó el papel del Jay Last doméstico, también completamente independiente de los desarrollos de Fairchild y aproximadamente Al mismo tiempo, se prepara el lanzamiento de bastante moderno y competitivo para ese período de la actual PI.
Si los premios Nobel se hubieran entregado de forma un poco más justa, entonces Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov y Yuri Osokin deberían haber compartido el honor de crear el microcircuito. Por desgracia, en Occidente nadie había oído hablar siquiera de los inventores soviéticos antes del colapso de la Unión.
En general, la creación de mitos estadounidense, como ya se mencionó, en algunos aspectos fue similar a la soviética (así como la necesidad de nombrar héroes oficiales y la simplificación de una historia compleja). Después del lanzamiento del famoso libro de Thomas Reid "El chip: cómo dos estadounidenses inventaron el microchip y lanzaron una revolución" en 1984, la versión de "dos inventores estadounidenses" se convirtió en canon, incluso se olvidaron de sus propios colegas, sin mencionar para sugerir que alguien que no sea estadounidense podría haber inventado algo de repente en alguna parte.
Sin embargo, en Rusia también se distinguen por una memoria corta, por ejemplo, en un artículo enorme y detallado en la Wikipedia rusa sobre la invención de microcircuitos: no hay una palabra sobre Osokin y sus desarrollos (que, por cierto, es no es de extrañar, el artículo es una traducción simple de uno similar en inglés, en el que esta información no estaba a la vista).
Al mismo tiempo, lo que es aún más triste, el padre de la idea en sí, Lev Reimerov, se olvida aún más profundamente, e incluso en aquellas fuentes donde se menciona la creación de los primeros IS soviéticos reales, solo Osokin se menciona como su único creador, lo cual es ciertamente triste.
Es sorprendente que en esta historia, los estadounidenses y yo mostráramos exactamente lo mismo: ninguno de los lados recordó prácticamente a sus verdaderos héroes, sino que creó una serie de mitos perdurables. Es muy triste que la creación de "Quantum", en general, fue posible restaurar solo de una sola fuente: el mismo libro "Yo soy desde el momento del primero", publicado por la editorial "Scythia-print" en San Petersburgo en 2019 con una circulación de 80 (!) Ejemplares. Naturalmente, para una amplia gama de lectores, fue absolutamente inaccesible durante mucho tiempo (sin saber al menos algo sobre Reimerov y esta historia desde el principio; incluso fue difícil adivinar qué es exactamente lo que se debe buscar en la red, pero ahora está disponible en formato electrónico aquí aquí).
Más aún, me gustaría que estas maravillosas personas no fueran olvidadas sin gloria, y esperamos que este artículo sirva como otra fuente en la restauración de las prioridades y la justicia histórica en el difícil tema de la creación de los primeros circuitos integrados del mundo.
Estructuralmente, el P12-2 (y el P12-5 posterior) se hicieron en forma de una tableta clásica hecha de una copa de metal redonda con un diámetro de 3 mm y una altura de 0,8 mm; Fairchild no presentó tal paquete hasta un año después. A fines de 1962, la producción piloto de RZPP produjo alrededor de 5 mil R12-2, y en 1963 se fabricaron varias decenas de miles de ellos (desafortunadamente, en ese momento los estadounidenses ya se habían dado cuenta de cuál era su fuerza y habían producido más más de medio millón de ellos).
Lo que es gracioso: en la URSS, los consumidores no sabían cómo trabajar con un paquete de este tipo, y específicamente para hacerles la vida más fácil, en 1963, en el NIRE en el marco de Kvant ROC (AN Pelipenko, EM Lyakhovich), un Se desarrolló un diseño de módulo en el que se desarrollaron cuatro vehículos P12-2; así es como nació quizás el primer SIG de integración de dos niveles del mundo (TI usó sus primeros microcircuitos en serie en 1962 en un diseño similar llamado módulo lógico Litton AN / ASA27). computadoras de radar a bordo ensambladas).
Sorprendentemente, no solo el Premio Nobel, sino incluso los honores especiales de su gobierno, Osokin no recibió (y Reimer ni siquiera recibió esto, ¡se olvidaron por completo de él!), No recibió nada en absoluto por los microcircuitos, solo más tarde. en 1966 se le otorgó una medalla "Por distinción laboral", por así decirlo, "sobre una base general", solo por el éxito en el trabajo. Además, creció hasta convertirse en el ingeniero jefe y automáticamente comenzó a recibir premios de estatus, que fueron colgados por casi todos los que tenían al menos algunos puestos de responsabilidad, un ejemplo clásico es la "Insignia de honor", que recibió en 1970, y en honor a la transformación de la planta en En 1975 recibió la Orden de la Bandera Roja del Trabajo en el Instituto de Investigación de Microdispositivos de Riga (RNIIMP, la empresa principal de la recién creada PA "Alpha").
El departamento de Osokin recibió un premio estatal (solo la RSS de Letonia, no la de Lenin, que se distribuyó generosamente a los moscovitas), y luego no por microcircuitos, sino por mejorar los transistores de microondas. En la URSS, patentar invenciones a los autores no dio más que problemas, un pago único insignificante y una satisfacción moral, por lo que muchas invenciones no se formalizaron en absoluto. Osokin tampoco tenía prisa, pero para las empresas el número de invenciones era uno de los indicadores, por lo que aún tenían que formalizarse. Por lo tanto, la URSS AS No. 36845 para la invención del TC P12-2 fue recibida por Osokin y Mikhalovich solo en 1966.
En 1964, "Quantum" se utilizó en la primera computadora de a bordo de aviónica de la URSS de la tercera generación "Gnome" (también, posiblemente, la primera computadora en serie del mundo con microcircuitos). En 1968, una serie de primeros IS pasó a llamarse 1LB021 (GIS recibió índices como 1HL161 y 1TP1162), luego 102LB1V. En 1964, por orden de NIRE, se completó el desarrollo del R12-5 (serie 103) y módulos basados en él (serie 117). Desafortunadamente, Р12-5 resultó ser difícil de fabricar, principalmente debido a la dificultad de la aleación de zinc, el cristal resultó ser laborioso de fabricar: el porcentaje de rendimiento fue bajo y el costo fue alto. Por estas razones, TC P12-5 se produjo en pequeños volúmenes, pero en ese momento, ya se estaba trabajando en un frente amplio para desarrollar tecnología de silicio plano. El volumen de producción de CI de germanio en la URSS no se conoce con exactitud, según Osokin, desde mediados de los años 60 se han producido varios cientos de miles por año (Estados Unidos, por desgracia, ya ha producido millones).
Luego viene la parte más cómica de la historia.
Si pide adivinar la fecha de finalización del lanzamiento del microcircuito inventado en 1963, entonces, en el caso de la URSS, incluso los verdaderos fanáticos de las tecnologías antiguas se rendirán. Sin cambios significativos, las series 102-117 de IS y GIS se produjeron hasta mediados de la década de 1990, ¡durante más de 32 años! El volumen de su lanzamiento, sin embargo, fue insignificante: en 1985 se produjeron alrededor de 6 de unidades, mientras que en los EE. UU. Es de tres órdenes de magnitud (!) Más.
Al darse cuenta de lo absurdo de la situación, el propio Osokin en 1989 se dirigió a la dirección de la Comisión Militar-Industrial del Consejo de Ministros de la URSS con una solicitud para retirar estos microcircuitos de la producción debido a su obsolescencia y alta intensidad laboral, pero recibió una rechazo categórico. El vicepresidente del complejo militar-industrial VL Koblov le dijo que los aviones vuelan de manera confiable, lo que significa que no hay nada que ver con tonterías, el reemplazo está fuera de discusión. Las computadoras "Gnome" todavía están en la cabina del piloto del Il-76 (y el avión en sí fue producido en 1971) y en algunos otros aviones domésticos.
Lo que es especialmente ofensivo: los tiburones depredadores del capitalismo miraron con entusiasmo las soluciones tecnológicas de los demás.
El Comité de Planificación del Estado soviético fue implacable: ¡donde nació, fue útil allí! Como resultado, los microcircuitos Osokin ocuparon un nicho estrecho de las computadoras a bordo de varios aviones y, como tales, ¡se utilizaron durante los siguientes treinta años! Ni la serie BESM, ni todo tipo de "Minsky" y "Nairi", no se usaron en ningún otro lugar.
Además, incluso en las computadoras de a bordo no se instalaron en todas partes, el MiG-25, por ejemplo, voló en una computadora electromecánica analógica, aunque su desarrollo terminó en 1964. ¿Quién impidió la instalación de microcircuitos allí? ¿Conversaciones de que las lámparas son más resistentes a una explosión nuclear?
Pero los estadounidenses utilizaron microcircuitos no solo en Géminis y Apolo (y sus versiones militares especiales soportaron perfectamente el paso a través de los cinturones de radiación de la Tierra y funcionan en la órbita de la Luna). Usaron los chips tan pronto (!) Como estuvieron disponibles, en equipo militar completo. Por ejemplo, el famoso Grumman F-14 Tomcat se convirtió en el primer avión del mundo, que en 1970 recibió una computadora a bordo basada en un LSI (a menudo se lo llama el primer microprocesador, pero formalmente esto es incorrecto: el F-14 La computadora a bordo constaba de varios microcircuitos de integración mediana y grande, así que nada menos: estos eran módulos completos reales, como ALU, y no un conjunto de holguras discretas en cualquier 2I-NOT).
Es sorprendente que Shokin, aprobando completamente la tecnología de la gente de Riga, no le dio la más mínima aceleración (bueno, excepto por la aprobación oficial y la orden de comenzar la producción en serie en el RZPP), y en ninguna parte se popularizó este tema. , la participación de especialistas de otros institutos de investigación y, en general, todo tipo de desarrollo con el objetivo de obtener un estándar precioso para nuestros propios microcircuitos lo antes posible, que podría desarrollarse y mejorarse de forma independiente.
¿Por qué sucedió?
Shokin no estaba a la altura de los experimentos de Osokin, en ese momento estaba resolviendo el problema de la clonación de desarrollos estadounidenses en su Zelenograd natal, hablaremos de esto en el próximo artículo.
Como resultado, aparte de P12-5, RZPP ya no se ocupó de los microcircuitos, no desarrolló este tema y otras fábricas no recurrieron a su experiencia, lo cual fue muy lamentable.
Otro problema fue que, como ya hemos dicho, en Occidente todos los microcircuitos eran producidos por familias lógicas que podían satisfacer cualquier necesidad. Nos limitamos a un solo módulo, la serie nació solo en el marco del proyecto "Quant" en 1970 y luego se limitó: 1ХЛ161, 1ХЛ162 y 1ХЛ163 - circuitos digitales multifuncionales; 1LE161 y 1LE162 - dos y cuatro elementos lógicos 2NE-OR; 1TP161 y 1TP1162: uno y dos disparadores; 1UP161 es un amplificador de potencia, así como 1LP161 es un elemento lógico de "inhibición" único.
¿Qué estaba pasando en Moscú en ese momento?
Así como Leningrado se convirtió en el centro de semiconductores en las décadas de 1930-1940, Moscú se convirtió en el centro de tecnologías integrales en las décadas de 1950-1960, porque el famoso Zelenograd estaba allí. Hablaremos sobre cómo se fundó y qué pasó allí la próxima vez.
La primera patente (1949) pertenecía a Werner Jacobi, un ingeniero alemán de Siemens AG, que propuso usar microcircuitos para, nuevamente, audífonos, pero nadie estaba interesado en su idea. Luego estuvo el famoso discurso de Dammer en mayo de 1952 (sus numerosos intentos de impulsar la financiación para la mejora de sus prototipos del gobierno británico continuaron hasta 1956 y terminaron en nada). En octubre del mismo año, el eminente inventor Bernard More Oliver presentó una patente para un método para hacer un transistor compuesto en un cristal semiconductor común, y un año después Harwick Johnson, después de discutir esto con John Torkel Wallmark, patentó la idea de un circuito integrado ...
Todos estos trabajos, sin embargo, siguieron siendo puramente teóricos, porque surgieron tres barreras tecnológicas en el camino hacia un esquema monolítico.
Bo Lojek (History of Semiconductor Engineering, 2007) los describió como: integración (no existe una forma tecnológica de formar componentes electrónicos en un cristal semiconductor monolítico), aislamiento (no existe una forma eficaz de aislar eléctricamente los componentes de CI), conexión (hay no hay manera fácil de conectar componentes IC en el cristal). Solo el conocimiento de los secretos de la integración, el aislamiento y la conexión de componentes mediante fotolitografía permitió crear un prototipo completo de un circuito integrado de semiconductores.
Estados Unidos
Como resultado, resultó que en los Estados Unidos, cada una de las tres soluciones tenía su propio autor, y las patentes de las mismas terminaron en manos de tres corporaciones.
Kurt Lehovec, de la Sprague Electric Company, asistió a un seminario en Princeton en el invierno de 1958, en el que Walmark presentó su visión de los problemas fundamentales de la microelectrónica. De camino a su casa en Massachusetts, Lehovets ideó una elegante solución al problema del aislamiento: ¡utilizar la unión pn misma! La dirección de Sprague, ocupada con las guerras corporativas, no estaba interesada en la invención de Legovets (sí, una vez más notamos que los líderes estúpidos son el flagelo de todos los países, no solo en la URSS, sin embargo, en los EE. UU., Gracias a la Mucho mayor flexibilidad de la sociedad, esto no se acercó a tales problemas, al menos sufrió una firma en particular, y no toda la dirección de la ciencia y la tecnología, como lo hacemos nosotros), y se limitó a una solicitud de patente por su cuenta.
Un poco antes, en septiembre de 1958, el ya mencionado Jack Kilby de Texas Instruments presentó el primer prototipo del IC - un oscilador de un solo transistor, repitiendo completamente el circuito y la idea de la patente de Johnson, y un poco más tarde - un dos- disparador de transistor.
Las patentes de Kilby no abordaron el tema del aislamiento y la unión. El aislante era un espacio de aire, un corte en toda la profundidad del cristal, y para la conexión usó un montaje con bisagras (!) Con alambre de oro (la famosa tecnología del "cabello", y sí, en realidad se usó en los primeros circuitos integrados de TI, lo que los convirtió en monstruosamente de baja tecnología), de hecho, los esquemas de Kilby eran híbridos en lugar de monolíticos.
Pero resolvió por completo el problema de la integración y demostró que todos los componentes necesarios se pueden cultivar en una matriz de cristales. En Texas Instruments todo estaba bien con los líderes, de inmediato se dieron cuenta de qué tesoro cayó en sus manos, por lo que de inmediato, sin esperar ni siquiera la corrección de las dolencias de los niños, en el mismo 1958, comenzaron a promover la cruda tecnología a los militares ( al mismo tiempo se impone sobre todas las patentes imaginables). Como recordamos, el ejército en este momento se dejó llevar por algo completamente diferente: los micromódulos: tanto el ejército como la marina rechazaron la propuesta.
Circuito sólido tipo 502 de Texas Instruments, oficialmente el primer "microcircuito" en historias, extraoficialmente, un microcircuito en toda regla, no puede considerarse en ningún sentido: ni en producción, ni en conceptual. En el caso, los transistores discretos son claramente visibles, aislados por un corte y los famosos y terribles "contactos de pelo", lo que hizo que el diseño fuera poco confiable, poco tecnológico y increíblemente costoso. A la derecha está el primer prototipo de preproducción, 1959. Foto del Museo de Historia de la Computación en California (https://www.computerhistory.org)
Sin embargo, la Fuerza Aérea de repente se interesó en el tema, era demasiado tarde para retirarse, era necesario establecer de alguna manera la producción utilizando la increíblemente pobre tecnología del "cabello".
En 1960, TI anunció oficialmente que el primer circuito integrado de circuito sólido tipo 502 "real" del mundo estaba disponible comercialmente. Era un multivibrador, y la empresa aseguraba que estaba en producción, incluso apareció en el catálogo por 450 dólares cada uno. Sin embargo, las ventas reales comenzaron solo en 1961, el precio era mucho más alto y la confiabilidad de esta embarcación era baja. Ahora bien, por cierto, estos esquemas tienen un valor histórico colosal, tanto es así que una larga búsqueda en foros occidentales de coleccionistas de productos electrónicos de una persona que posea el TI Type 502 original no ha sido coronada por el éxito. En total, se hicieron alrededor de 10000 de ellos, por lo que su rareza está justificada.
En octubre de 1961, TI construyó la primera computadora con microcircuitos para la Fuerza Aérea (8,5 partes de las cuales 587 eran Tipo 502), pero el problema era un método de fabricación casi manual, baja confiabilidad y baja resistencia a la radiación. La computadora fue ensamblada en la primera línea mundial de microcircuitos Texas Instruments SN51x. Sin embargo, la tecnología de Kilby no era en absoluto adecuada para la producción y ya en 1962 fue abandonada después de que un tercer participante, Robert Norton Noyce de Fairchild Semiconductor, irrumpiera en el negocio.
La primera computadora del mundo con microcircuitos: el mismo prototipo de TI (foto de los archivos de Texas Instruments)
Fairchild tenía una ventaja colosal sobre el técnico de radio de Kilby. Como recordamos, la compañía fue fundada por una élite intelectual real: ocho de los mejores especialistas en el campo de la microelectrónica y la mecánica cuántica, que escaparon de Bell Labs de la dictadura del Shockley que se estaba volviendo lentamente loco. Como era de esperar, el resultado inmediato de su trabajo fue el descubrimiento del proceso plano, una tecnología que aplicaron al 2N1613, el primer transistor plano producido en serie del mundo y que desplazó todas las demás opciones de soldadura y difusión del mercado.
Robert Noyce se preguntó si la misma tecnología podría aplicarse a la producción de circuitos integrados, y en 1959 repitió de forma independiente el camino de Kilby y Legowitz, combinando sus ideas y llevándolas a su conclusión lógica. Así nació el proceso fotolitográfico, con la ayuda del cual todavía se fabrican microcircuitos.
Uno de los pioneros olvidados de la PI es Jean Ernie, el padre del proceso planar, en su laboratorio. Fairchild Semiconductor 2N709, el primer transistor plano de silicio introducido en serie en 1961, casi un microcircuito terminado, queda por agregar un par más en el mismo sustrato. La increíble creación de Seimur Cray, la supercomputadora más grande de los años 60 CDC 6600, ensamblada en 1963 con los 600000 transistores planares de Ernie, este contrato le valió a Fairchild medio millón de dólares por máquina (https://www.computerhistory.org/)
El grupo de Noyce, dirigido por Jay T. Last, creó el primer CI monolítico verdadero en 1960. Sin embargo, la compañía Fairchild existía gracias al dinero de los capitalistas de riesgo, y al principio no pudieron evaluar el valor de lo que se creó (nuevamente, el problema con los patrones). El vicepresidente exigió a Last cerrar el proyecto, el resultado fue otra escisión y la salida de su equipo, por lo que nacieron dos empresas más, Amelco y Signetics.
Después de eso, el manual finalmente vio la luz y en 1961 lanzó el primer IC realmente disponible comercialmente: Micrologic. Se necesitó otro año para desarrollar una serie lógica completa de varios microcircuitos.
Durante este tiempo, los competidores no se quedaron dormidos y, como resultado, el orden fue el siguiente (entre paréntesis el año y el tipo de lógica): Texas Instruments SN51x (1961, RCTL), Signetics SE100 (1962, DTL), Motorola MC300 (1962, ECL), Motorola MC7xx, MC8xx y 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). Había otros fabricantes como Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon y Hughes, ahora olvidados.
Uno de los grandes descubrimientos en el campo de la estandarización fueron las llamadas familias de chips lógicos. En la era de los transistores, todos los fabricantes de ordenadores, desde Philco hasta General Electric, solían fabricar él mismo todos los componentes de sus máquinas, hasta los propios transistores. Además, varios circuitos lógicos como 2I-NOT, etc. se puede implementar con su ayuda de al menos una docena de formas diferentes, cada una de las cuales tiene sus propias ventajas: bajo costo y simplicidad, velocidad, cantidad de transistores, etc. Como resultado, las empresas comenzaron a idear sus propias implementaciones, que inicialmente solo se usaban en sus automóviles.
Lo que la URSS nunca vio fue una gran cantidad de literatura especializada disponible sobre diseño de microcircuitos, publicada por corporaciones estadounidenses en la década de 1960. Un ejemplo de un chip TTL personalizado, 1964 (https://www.computerhistory.org/)
Así nació la históricamente primera lógica resistor-transistor (RTL y sus tipos DCTL, DCUTL y RCTL, inaugurada en 1952), lógica potente y rápida conectada al emisor (ECL y sus tipos PECL y LVPECL, utilizada por primera vez en el IBM 7030 Estirar, ocupaba mucho espacio y hacía mucho calor, pero debido a los parámetros de velocidad insuperables, se usó masivamente y se incorporó en microcircuitos, fue el estándar de las supercomputadoras hasta principios de la década de 1980 desde Cray-1 hasta "Electronics SS LSI") , lógica de diodo-transistor para uso en máquinas más simples (DTL y sus variedades CTDL y HTL aparecieron en el IBM 1401 en 1959).
Cuando aparecieron los microcircuitos, quedó claro que los fabricantes deben elegir de la misma manera, ¿y qué tipo de lógica se utilizará dentro de sus chips? Y lo más importante, ¿qué tipo de chips serán, qué elementos contendrán?
Así nacieron las familias lógicas. Cuando Texas Instruments lanzó la primera familia de este tipo en el mundo, SN51x (1961, RCTL), decidieron el tipo de lógica (resistor-transistor) y qué funciones estarían disponibles en sus microcircuitos, por ejemplo, el elemento SN514 implementó NOR / NAND.
Varios microcircuitos estadounidenses de la década de 1960, foto de la colección del autor.
Como resultado, por primera vez en el mundo, hubo una clara división en empresas que producen familias lógicas (con su propia velocidad, precio y diversos conocimientos técnicos) y empresas que podrían comprarlas y ensamblar computadoras de su propia arquitectura en ellos.
Naturalmente, quedaron algunas empresas integradas verticalmente, como Ferranti, Phillips e IBM, que prefirieron ceñirse a la idea de fabricar una computadora por dentro y por fuera en sus propias instalaciones, pero en la década de 1970 o se extinguieron o abandonaron esta práctica. . IBM fue la última en caer, utilizaron un ciclo de desarrollo absolutamente completo, desde la fusión del silicio hasta el lanzamiento de sus propios chips y máquinas hasta 1981, cuando llegó la IBM 5150 (más conocida como Computadora personal, el antepasado de todas las PC). hacia fuera - la primera computadora en llevar su marca registrada y dentro - un procesador diseñado por otra persona.
Inicialmente, por cierto, la obstinada "gente con trajes azules" intentó crear una PC doméstica 100% original e incluso la lanzó al mercado: IBM 5110 y 5120 (en el procesador PALM original, de hecho, era una versión micro de sus mainframes), pero de - por el precio prohibitivo y la incompatibilidad con la clase ya nacida de máquinas pequeñas con procesadores Intel, en ambas ocasiones se encontraban en una falla épica. Curiosamente, su división de mainframe no se ha rendido hasta ahora, y todavía están desarrollando su propia arquitectura de procesador hasta el día de hoy. Además, también los produjeron de la misma manera de forma absolutamente independiente hasta 2014, cuando finalmente vendieron sus empresas de semiconductores a Global Foundries. Así que la última línea de computadoras, producida al estilo de la década de 1960, desapareció, por completo por una empresa por dentro y por fuera.
Volviendo a las familias lógicas, notamos el último de ellos, que apareció ya en la era de los microcircuitos especialmente para ellos. No es tan rápido ni tan caliente como la lógica transistor-transistor (TTL, inventado en 1961 en TRW). La lógica TTL fue el primer estándar de IC y se usó en todos los chips principales en la década de 1960.
Luego vino la lógica de inyección integral (IIL, apareció a fines de 1971 en IBM y Philips, se usó en microcircuitos de las décadas de 1970 y 1980) y la más grande de todas: la lógica de semiconductores de óxido metálico (MOS, desarrollada entre los años 60 y 80 en la versión CMOS, que capturó completamente el mercado, ahora el 99% de todos los chips modernos son CMOS).
La primera computadora comercial en microcircuitos fue la serie RCA Spectra 70 (1965), el mainframe bancario pequeño Burroughs B2500 / 3500 lanzado en 1966 y Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). RCA desarrolló tradicionalmente sus propios microcircuitos (CML - Current Mode Logic), Burroughs utilizó la ayuda de Fairchild para desarrollar una línea original de microcircuitos CTL (Complementary Transistor Logic), SDS ordenó los chips a Signetics. Estas máquinas fueron seguidas por CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC; la era de las máquinas de transistores se ha ido.
Frank Wanlass patentó la lógica CMOS (CMOS), la madre de todos los chips y microprocesadores modernos, inventada con Chih-Tang Sah, 1963 RCA COSMAC 1802 (1975): el primer microprocesador CMOS del mundo, se utilizó, entre otras cosas, en la misión Galileo. a Júpiter. Foto de la colección del autor.
Tenga en cuenta que no fue solo en la URSS donde los creadores de su gloria fueron olvidados. Una historia similar, bastante desagradable, sucedió con los circuitos integrados.
De hecho, el mundo debe el surgimiento de la propiedad intelectual moderna al trabajo bien coordinado de los profesionales de Fairchild, en primer lugar, al equipo de Ernie y Last, así como a la idea de Dammer y la patente de Legovets. Kilby produjo un prototipo fallido, que fue imposible de modificar, su producción fue abandonada casi de inmediato, y su microcircuito solo tiene valor coleccionable para la historia, no le dio nada a la tecnología. Bo Loek escribió al respecto de esta manera:
La idea de Kilby era tan poco práctica que incluso TI la abandonó. Su patente tenía valor sólo como un tema de negociación conveniente y rentable. Si Kilby no hubiera trabajado para TI, sino para cualquier otra empresa, sus ideas no se habrían patentado en absoluto.
Noyce redescubrió la idea de Legovets, pero luego se retiró del trabajo, y todos los descubrimientos, incluida la oxidación húmeda, la metalización y el grabado, fueron realizados por otras personas, y también lanzaron el primer CI monolítico comercial real.
Como resultado, la historia siguió siendo injusta para estas personas hasta el final, incluso en los años 60, Kilby, Legovets, Noyce, Ernie y Last fueron llamados los padres de los microcircuitos, en los 70 la lista se redujo a Kilby, Legovets y Noyce. luego a Kilby y Noyce, y el pináculo de la creación de mitos fue la recepción del Premio Nobel 2000 solo por Kilby por la invención del microcircuito.
Tenga en cuenta que 1961-1967 fue la era de monstruosas guerras de patentes. Todos lucharon contra todos, Texas Instruments con Westinghouse, Sprague Electric Company y Fairchild, Fairchild con Raytheon y Hughes. Al final, las empresas se dieron cuenta de que ninguna de ellas obtendría todas las patentes clave de sí mismas, y mientras duren los tribunales, están congeladas y no pueden servir como activos y generar dinero, por lo que todo terminó con una licencia global y cruzada. de todas las tecnologías obtenidas en ese momento.
Pasando a la consideración de la URSS, uno no puede dejar de notar otros países cuyas políticas fueron a veces extremadamente extrañas. En general, al estudiar este tema, queda claro que es mucho más fácil describir no por qué fracasó el desarrollo de circuitos integrados en la URSS, sino por qué tuvieron éxito en los Estados Unidos, por una simple razón: no tuvieron éxito en ningún lugar excepto en los Estados Unidos.
Hagamos hincapié en que el punto no estaba en absoluto en la inteligencia de los desarrolladores: ingenieros inteligentes, excelentes físicos y brillantes visionarios informáticos estaban en todas partes: desde los Países Bajos hasta Japón. El problema era una cosa: la gestión. Incluso en Gran Bretaña, los conservadores (por no hablar de los laboristas, que acabaron con los restos de la industria y el desarrollo allí), las corporaciones no tenían el mismo poder e independencia que en Estados Unidos. Solo allí, los representantes comerciales hablaron con las autoridades en pie de igualdad: podían invertir miles de millones donde quisieran con poco o ningún control, converger en feroces batallas de patentes, atraer a los empleados, fundar nuevas empresas literalmente con un chasquido de un dedo (a lo mismo "). traicionero ocho "que arrojó a Shockley, se remonta a 3/4 del actual negocio de semiconductores de Estados Unidos, desde Fairchild y Signetics hasta Intel y AMD).
Todas estas empresas estaban en continuo movimiento vivo: buscaron, descubrieron, capturaron, arruinaron, invirtieron, y sobrevivieron y evolucionaron como la naturaleza viva. En ningún otro lugar del mundo ha habido tanta libertad de riesgo y empresa. La diferencia se hará especialmente evidente cuando comencemos a hablar del "Silicon Valley" doméstico - Zelenograd, donde ingenieros no menos inteligentes, bajo el yugo del Ministerio de Industria de la Radio, tuvieron que gastar el 90% de su talento en copiar varios años Los desarrollos estadounidenses, y aquellos que obstinadamente siguieron adelante (Yuditsky, Kartsev, Osokin) fueron domesticados muy rápidamente y devueltos a los rieles puestos por el partido.
El propio generalísimo Stalin habló bien sobre esto en una entrevista con el embajador de Argentina Leopoldo Bravo el 7 de febrero de 1953 (del libro de Stalin I. V. Obras. - T. 18. - Tver: Centro de Información y Publicaciones "Unión", 2006):
Stalin dice que esto solo delata la pobreza mental de los líderes de Estados Unidos, que tienen mucho dinero pero poco en la cabeza. Señala al mismo tiempo que a los presidentes estadounidenses, por regla general, no les gusta pensar, pero prefieren utilizar la ayuda de "fideicomisos cerebrales", que tales fideicomisos, en particular, estaban con Roosevelt y Truman, quienes aparentemente creían que si tenían dinero, no era necesario.
Como resultado, el partido pensó con nosotros, pero los ingenieros lo hicieron. De ahí el resultado.
Japón
Una situación prácticamente similar sucedió en Japón, donde las tradiciones de control estatal eran, por supuesto, muchas veces más suaves que las soviéticas, pero bastante al nivel de Gran Bretaña (y ya hemos discutido lo que sucedió con la escuela británica de microelectrónica).
En Japón, en 1960, había cuatro actores principales en el negocio de las computadoras, tres de los cuales eran 100% propiedad del gobierno. Los más poderosos: el Departamento de Comercio e Industria (MITI) y su brazo técnico, el Laboratorio de Ingeniería Eléctrica (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) y sus laboratorios de chips; y el participante menos significativo, desde un punto de vista puramente financiero, el Ministerio de Educación, que controlaba todos los desarrollos dentro de las prestigiosas universidades nacionales (especialmente en Tokio, análoga de la Universidad Estatal de Moscú y el MIT en prestigio en esos años). Finalmente, el último jugador fueron los laboratorios corporativos combinados de las mayores firmas industriales.
Japón también era tan similar a la URSS y Gran Bretaña en que los tres países sufrieron significativamente durante la Segunda Guerra Mundial y su potencial técnico se redujo. Y Japón, además, estuvo en la ocupación hasta 1952 y bajo un estrecho control financiero de los Estados Unidos hasta 1973, el tipo de cambio del yen hasta ese momento estaba rígidamente vinculado al dólar mediante acuerdos intergubernamentales, y el mercado internacional japonés se ha convertido en general desde entonces. 1975 (y sí, no estamos hablando de que ellos mismos lo merezcan, solo estamos describiendo la situación).
Como resultado, los japoneses fueron capaces de crear varias máquinas de primer nivel para el mercado nacional, pero de la misma manera, la producción de microcircuitos bostezó, y cuando comenzó su edad de oro después de 1975, un verdadero renacimiento técnico (la era alrededor de 1990). , cuando la tecnología y las computadoras japonesas eran consideradas las mejores del mundo y el tema la envidia y los sueños), la producción de estos mismos milagros se redujo a la misma copia de los desarrollos estadounidenses. Aunque, hay que darles su merecido, no solo copiaron, sino que desmontaron, estudiaron y mejoraron en detalle cualquier producto hasta el último tornillo, como resultado, sus computadoras eran más pequeñas, más rápidas y tecnológicamente más avanzadas que los prototipos estadounidenses. Por ejemplo, la primera computadora en circuitos integrados de su propia producción Hitachi HITAC 8210 salió en 1965, simultáneamente con RCA. Desafortunadamente para los japoneses, formaron parte de la economía mundial, donde tales trucos no pasan impunemente, y como resultado de las guerras de patentes y comercio con Estados Unidos en los años 80, su economía colapsó en un estancamiento, donde permanece prácticamente. hasta el día de hoy (y si los recuerdas, el fracaso épico de las llamadas "máquinas de 5ª generación" ...).
Al mismo tiempo, tanto Fairchild como TI intentaron establecer instalaciones de producción en Japón a principios de los años 60, pero se encontraron con una fuerte resistencia del MITI. En 1962, MITI prohibió a Fairchild invertir en una fábrica ya comprada en Japón, y el inexperto Noyce intentó ingresar al mercado japonés a través de la corporación NEC. En 1963, la dirección de NEC, presuntamente actuando bajo presión del gobierno japonés, obtuvo de Fairchild condiciones de licencia extremadamente favorables, que posteriormente cerraron la capacidad de Fairchild para comerciar de forma independiente en el mercado japonés. Fue solo después de que se concluyó el acuerdo que Noyce se enteró de que el presidente de NEC presidía simultáneamente el comité MITI que estaba bloqueando los acuerdos de Fairchild. TI intentó establecer una planta de producción en Japón en 1963 después de haber tenido una experiencia negativa con NEC y Sony. Durante dos años, el MITI se negó a dar una respuesta definitiva a la solicitud de TI (mientras robaba sus fichas con todas sus fuerzas y las liberaba sin licencia), y en 1965 los Estados Unidos contraatacaron, amenazando a los japoneses con un embargo sobre la importación de equipo electrónico que violaba las patentes de TI, y que comenzó prohibiendo a Sony y Sharp.
El MITI se dio cuenta de la amenaza y empezó a pensar cómo podrían engañar a los bárbaros blancos. Al final, construyeron un puerto múltiple, presionaron para romper un acuerdo ya pendiente entre TI y Mitsubishi (propietario de Sharp) y convencieron a Akio Morita (fundador de Sony) de llegar a un acuerdo con TI "en interés del futuro de los japoneses. industria." Al principio, el acuerdo fue extremadamente desventajoso para TI y, durante casi veinte años, las empresas japonesas han lanzado microcircuitos clonados sin pagar regalías. Los japoneses ya pensaban cuán maravillosamente engañaban a los gaijins con su duro proteccionismo, y luego los estadounidenses los presionaron por segunda vez ya en 1989. Como resultado, los japoneses se vieron obligados a admitir que habían violado patentes durante 20 años y pagar a los Estados Unidos. Estados monstruosos derechos de autor de XNUMX millones de dólares al año, que finalmente enterraron a la microelectrónica japonesa.
Como resultado, el juego sucio del Ministerio de Comercio y su control total sobre las grandes empresas con decretos de qué y cómo producir, dejó a los japoneses de lado, y de tal manera que fueron literalmente expulsados de la galaxia mundial de los fabricantes de computadoras (en de hecho, en la década de los 80, solo competían con los estadounidenses).
URSS
Finalmente, pasemos a lo más interesante: la Unión Soviética.
Digamos de inmediato que estaban sucediendo muchas cosas interesantes allí antes de 1962, pero ahora consideraremos solo un aspecto: los circuitos integrados monolíticos reales (¡y, además, originales!).
Yuri Valentinovich Osokin nació en 1937 (para variar, sus padres no eran enemigos del pueblo) y en 1955 ingresó en la facultad de electromecánica del MPEI, en la recién inaugurada especialidad "dieléctricos y semiconductores", de la que se graduó en 1961. Hizo un diploma en transistores en nuestro principal centro de semiconductores cerca de Krasilov en NII-35, desde donde fue a la Planta de Dispositivos Semiconductores de Riga (RZPP) para producir transistores, y la planta en sí era tan joven como el graduado Osokin - fue creada solo en 1960.
El nombramiento de Osokin era una práctica normal para una nueva planta: los aprendices de RZPP a menudo estudiaban en NII-35 y se capacitaban en Svetlana. Tenga en cuenta que la planta no solo poseía personal báltico calificado, sino que también estaba ubicada en la periferia, lejos de Shokin, Zelenograd y todos los enfrentamientos asociados con ellos (hablaremos de esto más adelante). Para 1961, RZPP ya había dominado en producción la mayoría de los transistores NII-35.
En el mismo año, la planta, por iniciativa propia, comenzó a excavar en el campo de las tecnologías planas y la fotolitografía. En esto fue asistido por NIRE y KB-1 (más tarde "Almaz"). RZPP desarrolló la primera línea automática en la URSS para la producción de transistores planos "Ausma", y su diseñador general A.S. Gotman tuvo una idea brillante: dado que todavía estamos grabando transistores en un chip, ¿por qué no ensamblarlos inmediatamente a partir de estos transistores?
Además, Gotman propuso una tecnología revolucionaria, según los estándares de 1961: separar los cables del transistor no a las patas estándar, sino soldarlos a una almohadilla de contacto con bolas de soldadura, para simplificar aún más la instalación automática. De hecho, abrió un paquete BGA real, que ahora se usa en el 90% de la electrónica, desde computadoras portátiles hasta teléfonos inteligentes. Desafortunadamente, esta idea no entró en la serie, ya que hubo problemas con la implementación tecnológica. En la primavera de 1962, el ingeniero jefe de NIRE V.I.Smirnov le pidió al director de la RZPP S.A. Bergman que encontrara otra forma de implementar un circuito multielemento del tipo 2NE-OR, universal para la construcción de dispositivos digitales.
El director de la RZPP encomendó esta tarea al joven ingeniero Yuri Valentinovich Osokin. Se organizó un departamento como parte de un laboratorio tecnológico, un laboratorio para el desarrollo y fabricación de fotomáscaras, un laboratorio de medición y una línea de producción piloto. En ese momento, se suministró a RZPP una tecnología para la fabricación de diodos y transistores de germanio, que se tomó como base para un nuevo desarrollo. Y ya en el otoño de 1962, se obtuvieron los primeros prototipos del germanio, como decían en ese momento, esquema sólido P12-2.
Osokin enfrentó una tarea fundamentalmente nueva: implementar dos transistores y dos resistencias en un cristal, en la URSS nadie hizo nada de eso, y no había información sobre el trabajo de Kilby y Noyce en el RZPP. Pero el grupo de Osokin resolvió brillantemente el problema, y no de la misma manera que lo hicieron los estadounidenses, ¡trabajando no con silicio, sino con mesatransistores de germanio! A diferencia de Texas Instruments, la gente de Riga creó inmediatamente tanto un microcircuito real como un proceso técnico exitoso para él a partir de tres exposiciones consecutivas, de hecho, lo hicieron simultáneamente con el grupo de Noyce, de una manera absolutamente original y recibieron un producto no menos valioso de un punto de vista comercial.
Microcircuito Osokinskaya. Arriba y a la derecha, el primer P12-2, abajo, un bloque de cuatro microcircuitos en un caso (foto https://www.computer-museum.ru)
¿Qué tan significativa fue la contribución del propio Osokin, fue un análogo de Noyce (todo el trabajo técnico para el que actuó el grupo de Last y Ernie) o un inventor completamente original?
Este es un misterio cubierto de oscuridad, como todo lo relacionado con la electrónica soviética. Por ejemplo, V. M. Lyakhovich, quien trabajó en ese mismo NII-131, recuerda (en adelante, citas del libro único de E. M. Lyakhovich "Soy de la época del primero"):
En mayo de 1960, un ingeniero de mi laboratorio, físico de formación, Lev Iosifovich Reimerov, propuso utilizar un transistor doble en el mismo paquete con una resistencia externa como elemento universal de 2NE-OR, asegurándonos que en la práctica esta propuesta es ya se proporciona en el proceso tecnológico existente de fabricación de transistores P401 - P403, que conoce bien por su práctica en la planta de Svetlana ... ¡Eso era casi todo lo que se necesitaba! Modos de funcionamiento clave de transistores y el nivel más alto de unificación ... Y una semana después, Lev trajo un boceto de la estructura cristalina, en la que se agregó una unión pn a dos transistores en su colector común, formando una resistencia en capas ... En 1960, Lev emitió un certificado de autor para su propuesta y recibió una decisión positiva sobre el dispositivo No. 24864 del 1962 de marzo de XNUMX.
La idea se plasmó en hardware con la ayuda de OV Vedeneev, que trabajaba en Svetlana en ese momento:
En verano, me llamaron a la entrada del Reimer. Se le ocurrió una idea para hacer técnica y tecnológicamente un esquema "NO-O". En un dispositivo de este tipo: un cristal de germanio se adjunta sobre una base de metal (duraluminio), en el que se crean cuatro capas con conductividad npnp ... El trabajo de fusionar plomo de oro fue bien dominado por un joven instalador, Luda Turnas, y traje ella a trabajar. El producto resultante se colocó sobre una galleta de cerámica ... Se podían sacar fácilmente hasta 10 de estas galletas a través de la entrada de la fábrica, simplemente sujetándolas en un puño. Hicimos varios cientos de galletas de este tipo para Leva.
La eliminación a través del puesto de control no se menciona aquí por casualidad. Todo el trabajo en "esquemas duros" en la etapa inicial era una apuesta pura y podía cerrarse fácilmente, los desarrolladores tenían que usar no solo habilidades técnicas, sino también organizativas típicas de la URSS.
¡Los primeros cientos de piezas se produjeron silenciosamente en unos pocos días! … Después de rechazar dispositivos aceptables en términos de parámetros, ensamblamos varios circuitos de disparo más simples y un contador. ¡Todo está funcionando! Aquí está: ¡el primer circuito integrado!
Junio 1960 del año.
... En el laboratorio, realizamos ensamblajes de demostración de unidades típicas en estos diagramas sólidos, colocados sobre paneles de plexiglás.
... El ingeniero jefe de NII-131 Veniamin Ivanovich Smirnov fue invitado a la demostración de los primeros circuitos sólidos y le dijo que este elemento es universal ... La demostración de circuitos sólidos causó impresión. Nuestro trabajo fue aprobado.
... En octubre de 1960, con estas artesanías, el ingeniero jefe del NII-131, el inventor del circuito sólido, el ingeniero LI Reimerov, y yo, el jefe del laboratorio, fuimos a Moscú y mostramos nuestros productos al presidente. del Comité Estatal de Ingeniería de Energía Eléctrica VD Kalmykov y su adjunto A. I. Shokin.
...EN. D. Kalmykov y A. I. Shokin valoraron positivamente el trabajo realizado por nosotros. Señalaron la importancia de esta área de trabajo y sugirieron contactarlos para obtener ayuda si fuera necesario.
... Inmediatamente después del informe al ministro y el apoyo del ministro al trabajo que estamos haciendo sobre la creación y desarrollo de un circuito sólido de germanio, VISmirnov ordenó la creación de un laboratorio de física de circuitos sólidos con un sitio de producción experimental. Todo el trabajo principal en la creación de un tramo de circuito sólido se llevó a cabo durante 1960. En el primer trimestre de 1961 se fabricaron en el lugar nuestros primeros circuitos sólidos, aunque con la ayuda de amigos de la planta de Svetlana (soldadura de plomo de oro, aleaciones multicomponente para la base y el emisor).
Junio 1960 del año.
... En el laboratorio, realizamos ensamblajes de demostración de unidades típicas en estos diagramas sólidos, colocados sobre paneles de plexiglás.
... El ingeniero jefe de NII-131 Veniamin Ivanovich Smirnov fue invitado a la demostración de los primeros circuitos sólidos y le dijo que este elemento es universal ... La demostración de circuitos sólidos causó impresión. Nuestro trabajo fue aprobado.
... En octubre de 1960, con estas artesanías, el ingeniero jefe del NII-131, el inventor del circuito sólido, el ingeniero LI Reimerov, y yo, el jefe del laboratorio, fuimos a Moscú y mostramos nuestros productos al presidente. del Comité Estatal de Ingeniería de Energía Eléctrica VD Kalmykov y su adjunto A. I. Shokin.
...EN. D. Kalmykov y A. I. Shokin valoraron positivamente el trabajo realizado por nosotros. Señalaron la importancia de esta área de trabajo y sugirieron contactarlos para obtener ayuda si fuera necesario.
... Inmediatamente después del informe al ministro y el apoyo del ministro al trabajo que estamos haciendo sobre la creación y desarrollo de un circuito sólido de germanio, VISmirnov ordenó la creación de un laboratorio de física de circuitos sólidos con un sitio de producción experimental. Todo el trabajo principal en la creación de un tramo de circuito sólido se llevó a cabo durante 1960. En el primer trimestre de 1961 se fabricaron en el lugar nuestros primeros circuitos sólidos, aunque con la ayuda de amigos de la planta de Svetlana (soldadura de plomo de oro, aleaciones multicomponente para la base y el emisor).
En la primera etapa de trabajo se obtuvieron aleaciones multicomponente para la base y emisor en la planta de Svetlana, también se llevaron los cables de oro a Svetlana para soldar, ya que el instituto no contaba con instalador propio y alambre de oro de 50 micras. Resultó cuestionable si incluso las muestras experimentales de computadoras de a bordo, desarrolladas en el instituto de investigación, estaban equipadas con microcircuitos, y la producción en masa estaba fuera de discusión. Era necesario buscar una planta en serie.
Nosotros (VISmirnov, LIReimerov y yo) con muestras de TS fabricadas en NII-131 en la primavera de 1961 fuimos a Riga a la Planta de Fabricación de Instrumentos (RPZ) de Riga, cuyo director era SA Bergman, para determinar la posibilidad de utilizar esta planta en el futuro para la producción en serie de nuestros circuitos sólidos. Sabíamos que en la época soviética, los directores de fábricas eran reacios a tomar cualquier producción adicional de cualquier producto. Por ello, recurrimos a RPZ para que, para empezar, nos pudiese fabricar un lote experimental (500 piezas) de nuestro "elemento universal" para poder dar asistencia técnica, cuya tecnología de fabricación y materiales coincidieran totalmente con los utilizados. en la línea tecnológica RPZ en la fabricación de transistores P401 - P403.
... A partir de ese momento, comenzó nuestra invasión "en la planta serial con la transferencia de" documentación "dibujada con tiza en una pizarra y presentada oralmente por tecnología. Los parámetros eléctricos y las técnicas de medición se presentaron en una página A4, pero la tarea de ordenar y controlar los parámetros fue nuestra.
... Nuestras empresas resultaron tener los mismos números de buzón de PO Box 233 (RPZ) y PO Box 233 (NII-131). De ahí el nombre de nuestro "elemento de Reimerov" - TS-233 nació.
... A partir de ese momento, comenzó nuestra invasión "en la planta serial con la transferencia de" documentación "dibujada con tiza en una pizarra y presentada oralmente por tecnología. Los parámetros eléctricos y las técnicas de medición se presentaron en una página A4, pero la tarea de ordenar y controlar los parámetros fue nuestra.
... Nuestras empresas resultaron tener los mismos números de buzón de PO Box 233 (RPZ) y PO Box 233 (NII-131). De ahí el nombre de nuestro "elemento de Reimerov" - TS-233 nació.
Los detalles de fabricación son llamativos:
En ese momento, la fábrica (así como otras fábricas) utilizó una tecnología manual para transferir el emisor y el material base a una placa de germanio con púas de madera de un árbol de acacia y soldar a mano los cables. Todo este trabajo fue realizado bajo un microscopio por chicas jóvenes.
En general, en términos de capacidad de fabricación, la descripción de este esquema no está lejos de Kilby ...
¿Dónde está el lugar de Osokin aquí?
Estudiamos las memorias más a fondo.
Con el advenimiento de la fotolitografía, fue posible crear una resistencia de volumen en lugar de una en capas en las dimensiones de cristal existentes y formar una resistencia de volumen grabando la placa colectora a través de una fotomáscara. LI Reimerov le pidió a Yu. Osokin que intentara seleccionar diferentes fotomáscaras e intentara obtener una resistencia de volumen del orden de 300 Ohm en una placa de germanio tipo p.
... Yura hizo tal resistencia de volumen en R12-2 TS y consideró que el trabajo había terminado, ya que el problema de temperatura se había resuelto. Pronto, Yuri Valentinovich me trajo alrededor de 100 circuitos sólidos en forma de "guitarra" con una resistencia de volumen en el colector, que se obtuvo mediante un grabado especial de la capa colectora de germanio tipo p.
... Demostró que estos vehículos funcionan hasta +70 grados, cuál es el porcentaje de rendimiento de los adecuados y cuál es el rango de parámetros. En el instituto (Leningrado) montamos los módulos Kvant en estos diagramas sólidos. Todas las pruebas en el rango de temperatura de funcionamiento fueron exitosas.
... Yura hizo tal resistencia de volumen en R12-2 TS y consideró que el trabajo había terminado, ya que el problema de temperatura se había resuelto. Pronto, Yuri Valentinovich me trajo alrededor de 100 circuitos sólidos en forma de "guitarra" con una resistencia de volumen en el colector, que se obtuvo mediante un grabado especial de la capa colectora de germanio tipo p.
... Demostró que estos vehículos funcionan hasta +70 grados, cuál es el porcentaje de rendimiento de los adecuados y cuál es el rango de parámetros. En el instituto (Leningrado) montamos los módulos Kvant en estos diagramas sólidos. Todas las pruebas en el rango de temperatura de funcionamiento fueron exitosas.
Pero no fue tan fácil poner en producción la segunda opción, aparentemente más prometedora.
Se transfirieron muestras de circuitos y una descripción del proceso tecnológico al RZPP, pero allí, en ese momento, ya había comenzado la producción en serie del P12-2 con una resistencia de volumen. La aparición de esquemas mejorados significaría detener la producción de los antiguos, lo que podría alterar el plan. Además, con toda probabilidad, Yu.V. Osokin tenía razones personales para mantener el lanzamiento del P12-2 de la versión anterior. La situación se superpuso a los problemas de coordinación interdepartamental, porque NIRE pertenecía a GKRE y RZPP a GKET. Los comités tenían diferentes requisitos reglamentarios para los productos, y la empresa de un comité prácticamente no tenía influencia sobre la planta de otro. En la final, las partes llegaron a un compromiso: se mantuvo la versión P12-2 y los nuevos circuitos de alta velocidad recibieron el índice P12-5.
Como resultado, vemos que Lev Reimerov era un análogo de Kilby para los microcircuitos soviéticos, y Yuri Osokin era un análogo de Jay Last (aunque generalmente se lo clasifica entre los padres de pleno derecho de los circuitos integrados soviéticos).
Como resultado, es aún más difícil entender las complejidades del diseño, las intrigas fabriles y ministeriales de la Unión que en las guerras corporativas de Estados Unidos, sin embargo, la conclusión es bastante simple y optimista. La idea de la integración vino a la mente de Reimer casi simultáneamente con Kilby, y solo la burocracia soviética y las peculiaridades del trabajo de nuestros institutos de investigación y oficinas de diseño con un montón de aprobaciones ministeriales y disputas retrasaron los microcircuitos domésticos durante un par de años. Al mismo tiempo, los primeros esquemas eran casi los mismos que los del "cabello" Tipo 502, y fueron mejorados por el especialista en litografía Osokin, quien interpretó el papel del Jay Last doméstico, también completamente independiente de los desarrollos de Fairchild y aproximadamente Al mismo tiempo, se prepara el lanzamiento de bastante moderno y competitivo para ese período de la actual PI.
Si los premios Nobel se hubieran entregado de forma un poco más justa, entonces Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov y Yuri Osokin deberían haber compartido el honor de crear el microcircuito. Por desgracia, en Occidente nadie había oído hablar siquiera de los inventores soviéticos antes del colapso de la Unión.
En general, la creación de mitos estadounidense, como ya se mencionó, en algunos aspectos fue similar a la soviética (así como la necesidad de nombrar héroes oficiales y la simplificación de una historia compleja). Después del lanzamiento del famoso libro de Thomas Reid "El chip: cómo dos estadounidenses inventaron el microchip y lanzaron una revolución" en 1984, la versión de "dos inventores estadounidenses" se convirtió en canon, incluso se olvidaron de sus propios colegas, sin mencionar para sugerir que alguien que no sea estadounidense podría haber inventado algo de repente en alguna parte.
Sin embargo, en Rusia también se distinguen por una memoria corta, por ejemplo, en un artículo enorme y detallado en la Wikipedia rusa sobre la invención de microcircuitos: no hay una palabra sobre Osokin y sus desarrollos (que, por cierto, es no es de extrañar, el artículo es una traducción simple de uno similar en inglés, en el que esta información no estaba a la vista).
Al mismo tiempo, lo que es aún más triste, el padre de la idea en sí, Lev Reimerov, se olvida aún más profundamente, e incluso en aquellas fuentes donde se menciona la creación de los primeros IS soviéticos reales, solo Osokin se menciona como su único creador, lo cual es ciertamente triste.
Es sorprendente que en esta historia, los estadounidenses y yo mostráramos exactamente lo mismo: ninguno de los lados recordó prácticamente a sus verdaderos héroes, sino que creó una serie de mitos perdurables. Es muy triste que la creación de "Quantum", en general, fue posible restaurar solo de una sola fuente: el mismo libro "Yo soy desde el momento del primero", publicado por la editorial "Scythia-print" en San Petersburgo en 2019 con una circulación de 80 (!) Ejemplares. Naturalmente, para una amplia gama de lectores, fue absolutamente inaccesible durante mucho tiempo (sin saber al menos algo sobre Reimerov y esta historia desde el principio; incluso fue difícil adivinar qué es exactamente lo que se debe buscar en la red, pero ahora está disponible en formato electrónico aquí aquí).
Más aún, me gustaría que estas maravillosas personas no fueran olvidadas sin gloria, y esperamos que este artículo sirva como otra fuente en la restauración de las prioridades y la justicia histórica en el difícil tema de la creación de los primeros circuitos integrados del mundo.
Estructuralmente, el P12-2 (y el P12-5 posterior) se hicieron en forma de una tableta clásica hecha de una copa de metal redonda con un diámetro de 3 mm y una altura de 0,8 mm; Fairchild no presentó tal paquete hasta un año después. A fines de 1962, la producción piloto de RZPP produjo alrededor de 5 mil R12-2, y en 1963 se fabricaron varias decenas de miles de ellos (desafortunadamente, en ese momento los estadounidenses ya se habían dado cuenta de cuál era su fuerza y habían producido más más de medio millón de ellos).
Lo que es gracioso: en la URSS, los consumidores no sabían cómo trabajar con un paquete de este tipo, y específicamente para hacerles la vida más fácil, en 1963, en el NIRE en el marco de Kvant ROC (AN Pelipenko, EM Lyakhovich), un Se desarrolló un diseño de módulo en el que se desarrollaron cuatro vehículos P12-2; así es como nació quizás el primer SIG de integración de dos niveles del mundo (TI usó sus primeros microcircuitos en serie en 1962 en un diseño similar llamado módulo lógico Litton AN / ASA27). computadoras de radar a bordo ensambladas).
Sorprendentemente, no solo el Premio Nobel, sino incluso los honores especiales de su gobierno, Osokin no recibió (y Reimer ni siquiera recibió esto, ¡se olvidaron por completo de él!), No recibió nada en absoluto por los microcircuitos, solo más tarde. en 1966 se le otorgó una medalla "Por distinción laboral", por así decirlo, "sobre una base general", solo por el éxito en el trabajo. Además, creció hasta convertirse en el ingeniero jefe y automáticamente comenzó a recibir premios de estatus, que fueron colgados por casi todos los que tenían al menos algunos puestos de responsabilidad, un ejemplo clásico es la "Insignia de honor", que recibió en 1970, y en honor a la transformación de la planta en En 1975 recibió la Orden de la Bandera Roja del Trabajo en el Instituto de Investigación de Microdispositivos de Riga (RNIIMP, la empresa principal de la recién creada PA "Alpha").
El departamento de Osokin recibió un premio estatal (solo la RSS de Letonia, no la de Lenin, que se distribuyó generosamente a los moscovitas), y luego no por microcircuitos, sino por mejorar los transistores de microondas. En la URSS, patentar invenciones a los autores no dio más que problemas, un pago único insignificante y una satisfacción moral, por lo que muchas invenciones no se formalizaron en absoluto. Osokin tampoco tenía prisa, pero para las empresas el número de invenciones era uno de los indicadores, por lo que aún tenían que formalizarse. Por lo tanto, la URSS AS No. 36845 para la invención del TC P12-2 fue recibida por Osokin y Mikhalovich solo en 1966.
En 1964, "Quantum" se utilizó en la primera computadora de a bordo de aviónica de la URSS de la tercera generación "Gnome" (también, posiblemente, la primera computadora en serie del mundo con microcircuitos). En 1968, una serie de primeros IS pasó a llamarse 1LB021 (GIS recibió índices como 1HL161 y 1TP1162), luego 102LB1V. En 1964, por orden de NIRE, se completó el desarrollo del R12-5 (serie 103) y módulos basados en él (serie 117). Desafortunadamente, Р12-5 resultó ser difícil de fabricar, principalmente debido a la dificultad de la aleación de zinc, el cristal resultó ser laborioso de fabricar: el porcentaje de rendimiento fue bajo y el costo fue alto. Por estas razones, TC P12-5 se produjo en pequeños volúmenes, pero en ese momento, ya se estaba trabajando en un frente amplio para desarrollar tecnología de silicio plano. El volumen de producción de CI de germanio en la URSS no se conoce con exactitud, según Osokin, desde mediados de los años 60 se han producido varios cientos de miles por año (Estados Unidos, por desgracia, ya ha producido millones).
Luego viene la parte más cómica de la historia.
Si pide adivinar la fecha de finalización del lanzamiento del microcircuito inventado en 1963, entonces, en el caso de la URSS, incluso los verdaderos fanáticos de las tecnologías antiguas se rendirán. Sin cambios significativos, las series 102-117 de IS y GIS se produjeron hasta mediados de la década de 1990, ¡durante más de 32 años! El volumen de su lanzamiento, sin embargo, fue insignificante: en 1985 se produjeron alrededor de 6 de unidades, mientras que en los EE. UU. Es de tres órdenes de magnitud (!) Más.
Al darse cuenta de lo absurdo de la situación, el propio Osokin en 1989 se dirigió a la dirección de la Comisión Militar-Industrial del Consejo de Ministros de la URSS con una solicitud para retirar estos microcircuitos de la producción debido a su obsolescencia y alta intensidad laboral, pero recibió una rechazo categórico. El vicepresidente del complejo militar-industrial VL Koblov le dijo que los aviones vuelan de manera confiable, lo que significa que no hay nada que ver con tonterías, el reemplazo está fuera de discusión. Las computadoras "Gnome" todavía están en la cabina del piloto del Il-76 (y el avión en sí fue producido en 1971) y en algunos otros aviones domésticos.
Video único disponible en enlace - el mismo "Gnome", película educativa de la planta de Riga
El módulo en el mismo P12-5 (foto http://www.155la3.ru)
Lo que es especialmente ofensivo: los tiburones depredadores del capitalismo miraron con entusiasmo las soluciones tecnológicas de los demás.
El Comité de Planificación del Estado soviético fue implacable: ¡donde nació, fue útil allí! Como resultado, los microcircuitos Osokin ocuparon un nicho estrecho de las computadoras a bordo de varios aviones y, como tales, ¡se utilizaron durante los siguientes treinta años! Ni la serie BESM, ni todo tipo de "Minsky" y "Nairi", no se usaron en ningún otro lugar.
Además, incluso en las computadoras de a bordo no se instalaron en todas partes, el MiG-25, por ejemplo, voló en una computadora electromecánica analógica, aunque su desarrollo terminó en 1964. ¿Quién impidió la instalación de microcircuitos allí? ¿Conversaciones de que las lámparas son más resistentes a una explosión nuclear?
Pero los estadounidenses utilizaron microcircuitos no solo en Géminis y Apolo (y sus versiones militares especiales soportaron perfectamente el paso a través de los cinturones de radiación de la Tierra y funcionan en la órbita de la Luna). Usaron los chips tan pronto (!) Como estuvieron disponibles, en equipo militar completo. Por ejemplo, el famoso Grumman F-14 Tomcat se convirtió en el primer avión del mundo, que en 1970 recibió una computadora a bordo basada en un LSI (a menudo se lo llama el primer microprocesador, pero formalmente esto es incorrecto: el F-14 La computadora a bordo constaba de varios microcircuitos de integración mediana y grande, así que nada menos: estos eran módulos completos reales, como ALU, y no un conjunto de holguras discretas en cualquier 2I-NOT).
Computadora de vuelo fantasma CPK-91 / A24G F4 y su llenado (https://www.youtube.com/user/uniservo/featured)
MOS / LSI MP944 F-14 CADC y un conjunto de 5 chips en los que se creó (charla de Ray Holt en 2013 en el IEEE Foothill Students Fall Forum en Cal Poly Pomona)
Es sorprendente que Shokin, aprobando completamente la tecnología de la gente de Riga, no le dio la más mínima aceleración (bueno, excepto por la aprobación oficial y la orden de comenzar la producción en serie en el RZPP), y en ninguna parte se popularizó este tema. , la participación de especialistas de otros institutos de investigación y, en general, todo tipo de desarrollo con el objetivo de obtener un estándar precioso para nuestros propios microcircuitos lo antes posible, que podría desarrollarse y mejorarse de forma independiente.
¿Por qué sucedió?
Shokin no estaba a la altura de los experimentos de Osokin, en ese momento estaba resolviendo el problema de la clonación de desarrollos estadounidenses en su Zelenograd natal, hablaremos de esto en el próximo artículo.
Como resultado, aparte de P12-5, RZPP ya no se ocupó de los microcircuitos, no desarrolló este tema y otras fábricas no recurrieron a su experiencia, lo cual fue muy lamentable.
Otro problema fue que, como ya hemos dicho, en Occidente todos los microcircuitos eran producidos por familias lógicas que podían satisfacer cualquier necesidad. Nos limitamos a un solo módulo, la serie nació solo en el marco del proyecto "Quant" en 1970 y luego se limitó: 1ХЛ161, 1ХЛ162 y 1ХЛ163 - circuitos digitales multifuncionales; 1LE161 y 1LE162 - dos y cuatro elementos lógicos 2NE-OR; 1TP161 y 1TP1162: uno y dos disparadores; 1UP161 es un amplificador de potencia, así como 1LP161 es un elemento lógico de "inhibición" único.
¿Qué estaba pasando en Moscú en ese momento?
Así como Leningrado se convirtió en el centro de semiconductores en las décadas de 1930-1940, Moscú se convirtió en el centro de tecnologías integrales en las décadas de 1950-1960, porque el famoso Zelenograd estaba allí. Hablaremos sobre cómo se fundó y qué pasó allí la próxima vez.
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