Ci sono 3 primi brevetti per circuiti integrati e un articolo su di essi.
Il primo brevetto (1949) apparteneva a Werner Jacobi, un ingegnere tedesco della Siemens AG, che propose di utilizzare ancora i microcircuiti per gli apparecchi acustici, ma nessuno era interessato alla sua idea. Poi c'è stato il famoso discorso di Dammer nel maggio 1952 (i suoi numerosi tentativi di spingere fondi per il miglioramento dei suoi prototipi dal governo britannico sono continuati fino al 1956 e sono finiti nel nulla). Nell'ottobre dello stesso anno, il famoso inventore Bernard More Oliver ha depositato un brevetto per un metodo per realizzare un transistor composito su un comune chip semiconduttore e un anno dopo Harwick Johnson, dopo averne discusso con John Torkel Wallmark, ha brevettato l'idea di un circuito integrato…
Tutti questi lavori, tuttavia, sono rimasti puramente teorici, perché sono sorte tre barriere tecnologiche sulla strada per uno schema monolitico.
Bo Lojek (History of Semiconductor Engineering, 2007) li ha descritti come: integrazione (non esiste un modo tecnologico per formare componenti elettronici in un cristallo semiconduttore monolitico), isolamento (non esiste un modo efficace per isolare elettricamente i componenti IC), connessione (non esiste nessun modo semplice per collegare i componenti IC sul cristallo). Solo la conoscenza dei segreti dell'integrazione, dell'isolamento e della connessione dei componenti mediante la fotolitografia ha permesso di creare un prototipo completo di un circuito integrato a semiconduttore.
Stati Uniti d'America
Di conseguenza, si è scoperto che negli Stati Uniti ciascuna delle tre soluzioni aveva il proprio autore e i relativi brevetti sono finiti nelle mani di tre società.
Kurt Lehovec della Sprague Electric Company partecipò a un seminario a Princeton nell'inverno del 1958, dove Walmark presentò la sua visione dei problemi fondamentali della microelettronica. Tornando a casa in Massachusetts, Lehovets ha trovato un'elegante soluzione al problema dell'isolamento, utilizzando la stessa giunzione pn! La dirigenza di Sprague, impegnata in guerre corporative, non era interessata all'invenzione di Legovets (sì, ancora una volta notiamo che i leader stupidi sono il flagello di tutti i paesi, non solo in URSS, ma negli USA, grazie alla flessibilità molto maggiore della società, questo non si avvicinava a tali problemi, almeno una particolare impresa ne soffriva, e non l'intera direzione della scienza e della tecnologia, come facciamo noi), e si limitò a una domanda di brevetto a proprie spese.
In precedenza, nel settembre 1958, il già citato Jack Kilby di Texas Instruments presentò il primo prototipo dell'IC - un oscillatore a transistor singolo, che ripeteva completamente il circuito e l'idea del brevetto di Johnson, e poco dopo - un trigger a due transistor.
I brevetti di Kilby non affrontavano il problema dell'isolamento e del legame. L'isolante era un traferro - un taglio per l'intera profondità del cristallo, e per la connessione ha usato un montaggio a cerniera (!) Con filo d'oro (la famosa tecnologia "capelli", e sì, è stata effettivamente utilizzata nel primo CI di TI, che li ha resi mostruosamente low-tech), infatti, gli schemi di Kilby erano ibridi piuttosto che monolitici.
Ma ha completamente risolto il problema dell'integrazione e ha dimostrato che tutti i componenti necessari possono essere coltivati in una matrice di cristalli. Alla Texas Instruments, tutto andava bene con i leader, si resero subito conto che tipo di tesoro cadeva nelle loro mani, quindi immediatamente, senza nemmeno aspettare la correzione dei disturbi dei bambini, nello stesso 1958 iniziarono a promuovere la tecnologia grezza ai militari (contemporaneamente imposto a tutti i brevetti immaginabili). Come ricordiamo, i militari in questo momento sono stati portati via da qualcosa di completamente diverso: i micromoduli: sia l'esercito che la marina hanno respinto la proposta.
Tuttavia, l'Air Force improvvisamente si interessò all'argomento, era troppo tardi per ritirarsi, era necessario in qualche modo stabilire la produzione usando la tecnologia dei "capelli" incredibilmente povera.
Nel 1960, TI annunciò ufficialmente che il primo "vero" circuito integrato di tipo 502 Solid Circuit al mondo era disponibile in commercio. Era un multivibratore e la società sosteneva che fosse in produzione, appariva persino nel catalogo per $ 450 ciascuno. Tuttavia, le vere vendite iniziarono solo nel 1961, il prezzo era molto più alto e l'affidabilità di questa imbarcazione era bassa. Ora, a proposito, questi schemi hanno un valore storico colossale, tanto che una lunga ricerca nei forum occidentali di collezionisti di elettronica per una persona che possiede il TI Type 502 originale non è stata coronata da successo. In totale, ne sono stati realizzati circa 10.000, quindi la loro rarità è giustificata.
Nell'ottobre 1961, TI costruì il primo computer su microcircuiti per l'Air Force (8.500 parti di cui 587 erano di tipo 502), ma il problema era un metodo di produzione quasi manuale, bassa affidabilità e bassa resistenza alle radiazioni. Il computer è stato assemblato sulla prima linea al mondo di microcircuiti SN51x di Texas Instruments. Tuttavia, la tecnologia di Kilby non era generalmente adatta alla produzione e fu abbandonata nel 1962 dopo che un terzo partecipante, Robert Norton Noyce di Fairchild Semiconductor, fece irruzione nell'attività.
Fairchild aveva un vantaggio colossale sul tecnico radiofonico di Kilby. Come ricordiamo, l'azienda è stata fondata da una vera élite intellettuale: otto dei migliori specialisti nel campo della microelettronica e della meccanica quantistica, fuggiti dai Bell Labs dalla dittatura del lento impazzire Shockley. Non sorprende che il risultato immediato del loro lavoro sia stata la scoperta del processo planare, una tecnologia applicata al 2N1613, il primo transistor planare prodotto in serie al mondo, che ha sostituito dal mercato tutte le altre opzioni saldate e di diffusione.
Robert Noyce si chiese se la stessa tecnologia potesse essere applicata alla produzione di circuiti integrati, e nel 1959 ripeté autonomamente il percorso di Kilby e Legowitz, unendo le loro idee e portandole alla loro logica conclusione. Nasce così il processo fotolitografico, con l'aiuto del quale si realizzano ancora oggi i microcircuiti.
Il gruppo di Noyce, guidato da Jay T. Last, ha creato il primo vero circuito integrato monolitico a tutti gli effetti nel 1960. Tuttavia, la compagnia Fairchild esisteva con i soldi dei venture capitalist, e all'inizio non riuscivano a valutare il valore di ciò che era stato creato (di nuovo, i guai con i padroni). Il vicepresidente chiese a Last di chiudere il progetto, il risultato fu un'altra scissione e la partenza della sua squadra, così nacquero altre due società Amelco e Signetics.
Successivamente, il manuale vide finalmente la luce e nel 1961 pubblicò il primo IC realmente disponibile in commercio - Micrologic. Ci è voluto un altro anno per sviluppare una serie logica a tutti gli effetti di diversi microcircuiti.
Durante questo periodo, i concorrenti non sonnecchiavano e, di conseguenza, l'ordine era il seguente (tra parentesi l'anno e il tipo di logica) - Texas Instruments SN51x (1961, RCTL), Signetics SE100 (1962, DTL), Motorola MC300 (1962, ECL), Motorola MC7xx, MC8xx e 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). C'erano altri produttori come Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon e Hughes, ora dimenticati.
Una delle grandi scoperte nel campo della standardizzazione sono state le cosiddette famiglie di chip logici. Nell'era dei transistor, ogni produttore di computer, da Philco a General Electric, di solito realizzava personalmente tutti i componenti delle proprie macchine, fino ai transistor stessi. Inoltre, vari circuiti logici come 2I-NOT, ecc. possono essere implementati con il loro aiuto in almeno una dozzina di modi diversi, ognuno dei quali ha i suoi vantaggi: economicità e semplicità, velocità, numero di transistor, ecc. Di conseguenza, le aziende hanno iniziato a elaborare le proprie implementazioni, che inizialmente venivano utilizzate solo nelle loro auto.
Nasce così la storicamente prima logica resistore-transistor (RTL e i suoi tipi DCTL, DCUTL e RCTL, aperta nel 1952), logica emettitore connessa potente e veloce (ECL e i suoi tipi PECL e LVPECL, utilizzati per la prima volta nell'IBM 7030 Si allungava, occupava molto spazio ed era molto caldo, ma a causa dei parametri di velocità insuperabili, era ampiamente utilizzato e incorporato nei microcircuiti, era lo standard dei supercomputer fino ai primi anni '80 da Cray-1 a "Electronics SS LSI"), logica diodo-transistor per l'uso in macchine più semplici (DTL e le sue varietà CTDL e HTL sono apparse nell'IBM 1401 nel 1959).
Quando sono comparsi i microcircuiti, è diventato chiaro che i produttori devono scegliere allo stesso modo - e quale tipo di logica verrà utilizzata all'interno dei loro chip? E, soprattutto, che tipo di chip saranno, quali elementi conterranno?
È così che sono nate le famiglie logiche. Quando Texas Instruments ha rilasciato la prima famiglia di questo tipo al mondo - SN51x (1961, RCTL), ha deciso il tipo di logica (resistenza-transistor) e quali funzioni sarebbero state disponibili nei loro microcircuiti, ad esempio, l'elemento SN514 implementato NOR / NAND.
Di conseguenza, per la prima volta al mondo, c'era una netta divisione in aziende produttrici di famiglie logiche (con una propria velocità, prezzo e know-how vario) e aziende che potevano acquistarle e assemblare su di esse computer della propria architettura.
Naturalmente, sono rimaste alcune aziende integrate verticalmente, come Ferranti, Phillips e IBM, che hanno preferito attenersi all'idea di realizzare un computer dentro e fuori nelle proprie strutture, ma negli anni '70 si sono estinte o hanno abbandonato questa pratica. IBM è stata l'ultima a cadere, ha utilizzato un ciclo di sviluppo assolutamente completo - dalla fusione del silicio al rilascio dei propri chip e macchine su di essi fino al 1981, quando è arrivato l'IBM 5150 (meglio noto come Personal Computer, l'antenato di tutti i PC). out - il primo computer a portare il loro marchio e all'interno - un processore del design di qualcun altro.
Inizialmente, tra l'altro, testardi "persone in tuta blu" hanno cercato di creare un PC domestico originale al 100% e persino di rilasciarlo sul mercato: IBM 5110 e 5120 (sul processore PALM originale, infatti, era una versione micro di loro mainframe), ma da - a causa del prezzo proibitivo e dell'incompatibilità con la già nata classe di piccole macchine con processori Intel, entrambe le volte hanno avuto un fallimento epico. La cosa divertente è che la loro divisione mainframe non si è arresa finora e stanno ancora sviluppando la propria architettura di processore fino ad oggi. Inoltre, li hanno anche prodotti allo stesso modo in modo assolutamente indipendente fino al 2014, quando hanno finalmente venduto le loro aziende di semiconduttori a Global Foundries. Quindi l'ultima linea di computer, prodotta nello stile degli anni '60, scomparve - interamente da un'azienda dentro e fuori.
Tornando alle famiglie logiche, notiamo l'ultima di esse, apparsa già nell'era dei microcircuiti apposta per loro. Non è veloce o caldo come la logica transistor-transistor (TTL, inventata nel 1961 da TRW). La logica TTL è stato il primo standard IC ed è stato utilizzato in tutti i principali chip negli anni '60.
Poi è arrivata la logica di iniezione integrale (IIL, apparsa alla fine del 1971 presso IBM e Philips, è stata utilizzata nei microcircuiti degli anni 1970-1980) e la più grande di tutte - la logica metallo-ossido-semiconduttore (MOS, sviluppata a partire dagli anni '60 e per 80° nella versione CMOS, che ha completamente conquistato il mercato, ora il 99% di tutti i chip moderni sono CMOS).
Il primo computer commerciale su microcircuiti fu la serie RCA Spectra 70 (1965), il piccolo mainframe bancario Burroughs B2500 / 3500 rilasciato nel 1966 e Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). RCA ha tradizionalmente sviluppato i propri microcircuiti (CML - Current Mode Logic), Burroughs ha utilizzato l'aiuto di Fairchild per sviluppare una linea originale di microcircuiti CTL (Complementary Transistor Logic), SDS ha ordinato i chip da Signetics. Queste macchine sono state seguite da CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC: l'era delle macchine a transistor è finita.
Nota che non fu solo in URSS che i creatori della loro gloria furono dimenticati. Una storia simile, piuttosto spiacevole, è successa con i circuiti integrati.
In effetti, il mondo deve l'emergere della moderna proprietà intellettuale al lavoro ben coordinato dei professionisti di Fairchild - in primo luogo, il team di Ernie e Last, nonché all'idea di Dammer e al brevetto di Legovets. Kilby ha prodotto un prototipo fallito, impossibile da modificare, la sua produzione è stata abbandonata quasi immediatamente e il suo microcircuito ha solo un valore collezionistico per la storia, non ha dato nulla alla tecnologia. Bo Loek ha scritto a riguardo in questo modo:
L'idea di Kilby era così poco pratica che persino TI l'ha abbandonata. Il suo brevetto aveva valore solo come oggetto di contrattazione conveniente e redditizio. Se Kilby non avesse lavorato per TI, ma per qualsiasi altra azienda, le sue idee non sarebbero state affatto brevettate.
Noyce ha riscoperto l'idea di Legovets, ma poi si è ritirato dal lavoro e tutte le scoperte, tra cui l'ossidazione a umido, la metallizzazione e l'incisione, sono state fatte da altre persone, e hanno anche rilasciato il primo vero circuito integrato monolitico commerciale.
Di conseguenza, la storia è rimasta ingiusta con queste persone fino alla fine - anche negli anni '60, Kilby, Legovets, Noyce, Ernie e Last furono chiamati i padri dei microcircuiti, negli anni '70 l'elenco fu ridotto a Kilby, Legovets e Noyce, poi a Kilby e Noyce, e l'apice della creazione di miti è stata la ricezione del Premio Nobel 2000 da parte di Kilby solo per l'invenzione del microcircuito.
Si noti che il 1961-1967 fu l'era delle mostruose guerre sui brevetti. Tutti hanno combattuto contro tutti, Texas Instruments con Westinghouse, Sprague Electric Company e Fairchild, Fairchild con Raytheon e Hughes. Alla fine, le aziende si sono rese conto che nessuna di loro avrebbe raccolto tutti i brevetti chiave da se stessa, e finché i tribunali dureranno - sono congelati e non possono fungere da beni e portare denaro, quindi tutto è finito con una licenza globale e incrociata di tutte le tecnologie ottenute fino a quel momento.
Passando alla considerazione dell'URSS, non si possono non notare altri paesi le cui politiche erano talvolta estremamente strane. In generale, studiando questo argomento, diventa chiaro che è molto più facile descrivere non perché lo sviluppo di circuiti integrati in URSS sia fallito, ma perché hanno avuto successo negli Stati Uniti, per una semplice ragione: non sono riusciti da nessuna parte tranne che in gli Stati Uniti.
Sottolineiamo che il punto non era affatto nell'intelligenza degli sviluppatori: ingegneri intelligenti, fisici eccellenti e geniali visionari del computer erano ovunque: dai Paesi Bassi al Giappone. Il problema era una cosa: la gestione. Anche in Gran Bretagna, i conservatori (per non parlare dei laburisti, che lì finirono i resti dell'industria e dello sviluppo), le corporazioni non avevano lo stesso potere e indipendenza che in America. Solo lì i rappresentanti delle imprese parlavano con le autorità su un piano di parità: potevano investire miliardi dove volevano con poco o nessun controllo, convergere in feroci battaglie sui brevetti, adescare dipendenti, fondare nuove aziende letteralmente con uno schiocco di dita (allo stesso " infido otto" che ha lanciato Shockley, fa risalire 3/4 dell'attuale attività americana dei semiconduttori, da Fairchild e Signetics a Intel e AMD).
Tutte queste aziende erano in continuo movimento vivente: hanno cercato, scoperto, catturato, rovinato, investito - e sono sopravvissute e si sono evolute come la natura vivente. In nessun'altra parte del mondo c'è stata una tale libertà di rischio e di impresa. La differenza diventerà particolarmente evidente quando inizieremo a parlare della "Silicon Valley" domestica - Zelenograd, dove ingegneri non meno intelligenti, essendo sotto il giogo del Ministero dell'industria radiofonica, hanno dovuto spendere il 90% del loro talento per copiare diversi anni Gli sviluppi americani e coloro che ostinatamente sono andati avanti - Yuditsky, Kartsev, Osokin - molto rapidamente sono stati addomesticati e riportati sui binari stabiliti dal partito.
Lo stesso Generalissimo Stalin ne parlò bene in un'intervista con l'ambasciatore dell'Argentina Leopoldo Bravo il 7 febbraio 1953 (dal libro di Stalin I. V. Works. - T. 18. - Tver: Information and Publishing Center "Union", 2006):
Stalin dice che questo tradisce solo la povertà della mente dei leader degli Stati Uniti, che hanno molto denaro ma poco in testa. Nota allo stesso tempo che i presidenti americani, di regola, non amano pensare, ma preferiscono usare l'aiuto dei "brain trust", che tali trust, in particolare, erano con Roosevelt e Truman, che apparentemente credevano che se avevano soldi, non necessari.
Di conseguenza, il partito ha pensato con noi, ma gli ingegneri lo hanno fatto. Da qui il risultato.
Giappone
Una situazione praticamente simile si è verificata in Giappone, dove le tradizioni del controllo statale erano, ovviamente, molte volte più morbide di quelle sovietiche, ma abbastanza al livello della Gran Bretagna (abbiamo già discusso di cosa è successo alla scuola britannica di microelettronica).
In Giappone, nel 1960, c'erano quattro attori principali nel settore dei computer, tre dei quali erano al 100% di proprietà del governo. I più potenti - il Dipartimento del Commercio e dell'Industria (MITI) e il suo braccio tecnico, il Laboratorio di Ingegneria Elettrica (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) e i suoi laboratori di chip; e il partecipante meno significativo, da un punto di vista puramente finanziario, il Ministero dell'Istruzione, che controllava tutti gli sviluppi all'interno delle prestigiose università nazionali (soprattutto a Tokyo, analoga dell'Università statale di Mosca e del MIT in termini di prestigio in quegli anni). Infine, l'ultimo attore è stato l'aggregato dei laboratori aziendali delle più grandi imprese industriali.
Il Giappone era anche così simile all'URSS e alla Gran Bretagna in quanto tutti e tre i paesi hanno sofferto in modo significativo durante la seconda guerra mondiale e il loro potenziale tecnico è stato ridotto. E il Giappone, inoltre, è stato sotto l'occupazione fino al 1952 e sotto lo stretto controllo finanziario degli Stati Uniti fino al 1973, il tasso di cambio dello yen fino a quel momento era rigidamente ancorato al dollaro da accordi intergovernativi, e il mercato internazionale giapponese è diventato generalmente 1975 (e sì, non stiamo parlando di ciò che loro stessi lo meritano, stiamo solo descrivendo la situazione).
Di conseguenza, i giapponesi furono in grado di creare diverse macchine di prima classe per il mercato interno, ma allo stesso modo la produzione di microcircuiti sbadigliò e quando iniziò la loro età d'oro dopo il 1975, un vero e proprio rinascimento tecnico (l'era intorno al 1990, quando la tecnologia e i computer giapponesi erano considerati i migliori al mondo e oggetto di invidia e di sogni), la produzione di questi stessi miracoli si riduceva alla stessa copiatura degli sviluppi americani. Anche se, dobbiamo dare loro il dovuto, non solo copiavano, ma smontavano, studiavano e miglioravano ogni prodotto nei minimi dettagli fino all'ultima vite, di conseguenza i loro computer erano più piccoli, più veloci e tecnologicamente più avanzati dei prototipi americani. Ad esempio, il primo computer su circuiti integrati di propria produzione Hitachi HITAC 8210 è uscito nel 1965, in contemporanea con RCA. Sfortunatamente per i giapponesi, facevano parte dell'economia mondiale, dove tali trucchi non passano impunemente, e a causa delle guerre sui brevetti e commerciali con gli Stati Uniti negli anni '80, la loro economia è crollata nella stagnazione, dove rimane praticamente fino ad oggi (e se li ricordi fallimenti epici con le cosiddette "macchine di quinta generazione"…).
Allo stesso tempo, sia Fairchild che TI cercarono di stabilire impianti di produzione in Giappone nei primi anni '60, ma incontrarono una dura resistenza da parte del MITI. Nel 1962, il MITI vietò a Fairchild di investire in una fabbrica già acquistata in Giappone e l'inesperto Noyce cercò di entrare nel mercato giapponese attraverso la società NEC. Nel 1963, la dirigenza del NEC, presumibilmente agendo su pressione del governo giapponese, ottenne da Fairchild condizioni di licenza estremamente favorevoli, che successivamente chiusero la capacità di Fairchild di commerciare in modo indipendente nel mercato giapponese. Fu solo dopo la conclusione dell'accordo che Noyce apprese che il presidente del NEC presiedeva contemporaneamente il comitato MITI che stava bloccando gli accordi Fairchild. TI ha tentato di stabilire un impianto di produzione in Giappone nel 1963 dopo aver avuto un'esperienza negativa con NEC e Sony. Per due anni, il MITI si rifiutò di dare una risposta definitiva alla domanda di TI (rubando i loro chip con la forza e la potenza e rilasciandoli senza licenza), e nel 1965 gli Stati Uniti reagirono, minacciando i giapponesi con un embargo sull'importazione di apparecchiature elettroniche che hanno violato i brevetti TI, e per iniziato mettendo al bando Sony e Sharp.
Il MITI si rese conto della minaccia e iniziò a pensare a come avrebbero potuto ingannare i barbari bianchi. Alla fine, hanno costruito un multi-port, spinti a rompere un accordo già in sospeso tra TI e Mitsubishi (proprietario di Sharp) e hanno convinto Akio Morita (fondatore di Sony) a stringere un accordo con TI "nell'interesse del futuro del giapponese industria." In un primo momento, l'accordo era estremamente svantaggioso per TI e da quasi vent'anni le aziende giapponesi rilasciano microcircuiti clonati senza pagare royalties. I giapponesi pensavano già a quanto meravigliosamente ingannassero i gaijin con il loro duro protezionismo, e poi gli americani li pressarono una seconda volta già nel 1989. Di conseguenza, i giapponesi furono costretti ad ammettere di aver violato i brevetti per 20 anni e a pagare gli Stati Uniti Dichiara royalties mostruose di mezzo miliardo di dollari l'anno, che alla fine seppellirono la microelettronica giapponese.
Di conseguenza, il gioco sporco del Ministero del Commercio e il loro controllo totale sulle grandi aziende con decreti su cosa e come produrre, ha lasciato di traverso i giapponesi, e tali da essere letteralmente cacciati dalla galassia mondiale dei produttori di computer (in infatti, negli anni '80, solo loro erano in competizione con gli americani).
l'URSS
Infine, passiamo alla cosa più interessante: l'Unione Sovietica.
Diciamo subito che prima del 1962 avvenivano molte cose interessanti, ma ora considereremo solo un aspetto: veri e propri circuiti integrati monolitici (e, per di più, originali!).
Yuri Valentinovich Osokin è nato nel 1937 (tanto per cambiare, i suoi genitori non erano nemici del popolo) e nel 1955 è entrato nella facoltà elettromeccanica dell'MPEI, la specialità di nuova apertura "dielettrici e semiconduttori", che si è laureato nel 1961. Si è diplomato in transistor nel nostro principale centro di semiconduttori vicino a Krasilov nel NII-35, da dove è andato al Riga Semiconductor Device Plant (RZPP) per produrre transistor, e l'impianto stesso era giovane quanto il laureato Osokin - è stato creato solo nel 1960.
All'appuntamento di Osokin c'era una pratica normale per un nuovo impianto: i tirocinanti RZPP spesso studiavano alla NII-35 e si allenavano a Svetlana. Si noti che l'impianto non solo possedeva personale baltico qualificato, ma si trovava anche alla periferia, lontano da Shokin, Zelenograd e tutti gli scontri ad essi associati (ne parleremo più avanti). Nel 1961, RZPP aveva già padroneggiato nella produzione la maggior parte dei transistor NII-35.
Nello stesso anno, l'impianto, di propria iniziativa, iniziò a scavare nel campo delle tecnologie planari e della fotolitografia. In questo è stato assistito da NIRE e KB-1 (in seguito "Almaz"). RZPP ha sviluppato il primo nella linea automatica dell'URSS per la produzione di transistor planari "Ausma", e il suo progettista generale A. S. Gotman ha avuto un pensiero brillante: poiché stiamo ancora stampando transistor su un chip, perché non assemblarli immediatamente da questi transistor?
Inoltre, Gotman ha proposto una tecnologia rivoluzionaria, secondo gli standard del 1961: separare i cavi del transistor non alle gambe standard, ma saldarli a un pad di contatto con sfere di saldatura su di esso, per semplificare l'ulteriore installazione automatica. In effetti, ha aperto un vero pacchetto BGA, che ora viene utilizzato nel 90% dell'elettronica, dai laptop agli smartphone. Sfortunatamente, questa idea non è entrata nella serie, poiché c'erano problemi con l'implementazione tecnologica. Nella primavera del 1962, l'ingegnere capo della NIRE V. I. Smirnov chiese al direttore della RZPP S. A. Bergman di trovare un altro modo per implementare un circuito a più elementi del tipo 2NE-OR, universale per la costruzione di dispositivi digitali.
Il direttore della RZPP ha affidato questo compito al giovane ingegnere Yuri Valentinovich Osokin. Un reparto è stato organizzato come parte di un laboratorio tecnologico, un laboratorio per lo sviluppo e la produzione di fotomaschere, un laboratorio di misura e una linea di produzione pilota. A quel tempo, una tecnologia per la produzione di diodi e transistor al germanio fu fornita a RZPP e fu presa come base per un nuovo sviluppo. E già nell'autunno del 1962, furono ottenuti i primi prototipi del germanio, come si diceva all'epoca, il solido schema P12-2.
Osokin ha affrontato un compito fondamentalmente nuovo: implementare due transistor e due resistori su un cristallo, in URSS nessuno ha fatto nulla del genere e non c'erano informazioni sul lavoro di Kilby e Noyce nell'RZPP. Ma il gruppo di Osokin ha risolto brillantemente il problema, e non allo stesso modo degli americani, lavorando non con il silicio, ma con i mesatransistor al germanio! A differenza di Texas Instruments, gli abitanti di Riga hanno creato subito sia un vero microcircuito che un processo tecnico di successo da tre esposizioni consecutive, infatti, lo hanno fatto in contemporanea con il gruppo Noyce, in modo assolutamente originale e hanno ricevuto un prodotto non meno prezioso dal punto di vista commerciale.
Quanto è stato significativo il contributo dello stesso Osokin, era un analogo di Noyce (tutto il lavoro tecnico per il quale si è esibito il gruppo di Last ed Ernie) o un inventore completamente originale?
Questo è un mistero avvolto nell'oscurità, come tutto ciò che è connesso con l'elettronica sovietica. Ad esempio, V. M. Lyakhovich, che ha lavorato in quello stesso NII-131, ricorda (di seguito, citazioni dal libro unico di E. M. Lyakhovich "Io sono dal tempo del primo"):
Nel maggio 1960, un ingegnere del mio laboratorio, un fisico di formazione, Lev Iosifovich Reimerov, propose di utilizzare un doppio transistor nello stesso pacchetto con un resistore esterno come elemento universale di 2NE-OR, assicurandoci che in pratica questa proposta è già fornito nel processo tecnologico esistente di produzione di transistor P401 - P403, che conosce bene dalla sua pratica nello stabilimento di Svetlana … Era quasi tutto ciò che serviva! Modalità operative chiave dei transistor e il più alto livello di unificazione … E una settimana dopo Lev ha portato uno schizzo della struttura cristallina, su cui è stata aggiunta una giunzione pn a due transistor sul loro collettore comune, formando un resistore a strati … Nel 1960, Lev emise un certificato di inventore per la sua proposta e ricevette una decisione positiva per il dispositivo n. 24864 dell'8 marzo 1962.
L'idea è stata incarnata nell'hardware con l'aiuto di OV Vedeneev, che all'epoca lavorava a Svetlana:
In estate, sono stato convocato all'ingresso del Reimer. Ha avuto un'idea per realizzare tecnicamente e tecnologicamente uno schema "NON-OR". Su un dispositivo del genere: un cristallo di germanio è fissato su una base metallica (duralluminio), su cui vengono creati quattro strati con conduttività npnp … Il lavoro di fusione dei cavi d'oro è stato ben padroneggiato da un giovane installatore, Luda Turnas, e ho portato lei a lavorare. Il prodotto risultante è stato posto su un biscotto di ceramica … Fino a 10 di questi biscotti potevano essere facilmente realizzati attraverso l'ingresso della fabbrica, semplicemente tenendolo in un pugno. Abbiamo preparato diverse centinaia di questi biscotti per Leva.
La rimozione attraverso il checkpoint non è qui menzionata a caso. Tutto il lavoro su "schemi rigidi" nella fase iniziale era una pura scommessa e poteva essere facilmente chiuso, gli sviluppatori dovevano utilizzare non solo abilità tecniche, ma anche organizzative tipiche dell'URSS.
Le prime centinaia di pezzi sono state prodotte tranquillamente in pochi giorni! … Dopo aver rifiutato i dispositivi accettabili in termini di parametri, abbiamo assemblato diversi circuiti di trigger più semplici e un contatore. Tutto funziona! Eccolo: il primo circuito integrato!
giugno 1960.
… In laboratorio, abbiamo realizzato assemblaggi dimostrativi di unità tipiche su questi schemi solidi, posizionati su pannelli di plexiglass.
… L'ingegnere capo di NII-131, Veniamin Ivanovich Smirnov, è stato invitato alla dimostrazione dei primi schemi solidi e gli ha detto che questo elemento è universale … La dimostrazione di schemi solidi ha fatto impressione. Il nostro lavoro è stato approvato.
… Nell'ottobre 1960, con questi manufatti, l'ingegnere capo di NII-131, l'inventore del circuito solido, l'ingegnere L. I. Shokin.
…V. D. Kalmykov e A. I. Shokin hanno valutato positivamente il lavoro svolto da noi. Hanno notato l'importanza di quest'area di lavoro e hanno suggerito di contattarli per chiedere aiuto se necessario.
… Subito dopo la relazione al ministro e il sostegno del ministro al nostro lavoro sulla creazione e lo sviluppo di uno schema solido al germanio, V. I. Nel primo trimestre del 1961 furono prodotti in loco i nostri primi circuiti solidi, anche se con l'aiuto di amici dello stabilimento di Svetlana (saldatura di fili d'oro, leghe multicomponente per la base e l'emettitore).
Nella prima fase del lavoro, nello stabilimento di Svetlana sono state ottenute leghe multicomponenti per la base e l'emettitore, anche i cavi d'oro sono stati portati a Svetlana per la saldatura, poiché l'istituto non aveva un proprio installatore e filo d'oro da 50 micron. Risultò essere discutibile se anche campioni sperimentali di computer di bordo, sviluppati presso l'istituto di ricerca, fossero dotati di microcircuiti e la produzione di massa fosse fuori questione. Era necessario cercare un impianto seriale.
Noi (V. I. Smirnov, L. I. Bergman per determinare la possibilità di utilizzare questo impianto in futuro per la produzione in serie dei nostri circuiti solidi. Sapevamo che in epoca sovietica i direttori delle fabbriche erano riluttanti a prendere qualsiasi produzione aggiuntiva di qualsiasi prodotto. Pertanto, ci siamo rivolti a RPZ, affinché, per cominciare, potesse essere prodotto per noi un lotto sperimentale (500 pezzi) del nostro "elemento universale" al fine di fornire assistenza tecnica, la cui tecnologia di fabbricazione e materiali coincidevano completamente con quelli utilizzato sulla linea tecnologica RPZ nella produzione di transistor P401 - P403.
… Da quel momento iniziò la nostra invasione "sull'impianto seriale con il trasferimento di "documentazione" tracciata con il gesso su una lavagna e presentata oralmente dalla tecnologia. I parametri elettrici e le tecniche di misurazione sono stati presentati su una pagina A4, ma il compito di ordinare e controllare i parametri era nostro.
… Le nostre imprese avevano gli stessi numeri di casella postale di PO Box 233 (RPZ) e PO Box 233 (NII-131). Da qui è nato il nome del nostro "elemento di Reimerov" - TS-233.
I dettagli di produzione sono sorprendenti:
A quel tempo, la fabbrica (così come altre fabbriche) utilizzava una tecnologia manuale per trasferire l'emettitore e il materiale di base su una piastra di germanio con punte di legno di un albero di acacia e saldare a mano i cavi. Tutto questo lavoro è stato svolto al microscopio da giovani ragazze.
In generale, in termini di producibilità, la descrizione di questo schema non è lontana da Kilby …
Dov'è il posto di Osokin qui?
Studiamo ulteriormente le memorie.
Con l'avvento della fotolitografia, è diventato possibile creare un resistore di volume invece di uno a strati alle dimensioni del cristallo esistenti e formare un resistore di volume incidendo la piastra del collettore attraverso una fotomaschera. LI Reimerov ha chiesto a Yu. Osokin di provare a selezionare diverse fotomaschere e cercare di ottenere un resistore di volume dell'ordine di 300 Ohm su una piastra di germanio di tipo p.
… Yura ha realizzato un tale resistore di volume in R12-2 TS e ha ritenuto che il lavoro fosse finito, poiché il problema della temperatura era stato risolto. Presto Yuri Valentinovich mi ha portato circa 100 circuiti solidi sotto forma di una "chitarra" con un resistore di volume nel collettore, ottenuto mediante incisione speciale dello strato collettore di germanio di tipo p.
… Ha mostrato che questi veicoli funzionano fino a +70 gradi, qual è la percentuale della resa di quelli adatti e qual è la gamma di parametri. All'istituto (Leningrado) abbiamo assemblato i moduli Kvant su questi schemi solidi. Tutti i test nell'intervallo di temperatura di esercizio hanno avuto esito positivo.
Ma non è stato così facile lanciare in produzione la seconda opzione, apparentemente più promettente.
Campioni di circuiti e una descrizione del processo tecnologico furono trasferiti all'RZPP, ma lì, a quel tempo, era già iniziata la produzione in serie del P12-2 con un resistore di volume. L'emergere di schemi migliorati significherebbe fermare la produzione di quelli vecchi, il che potrebbe interrompere il piano. Inoltre, con ogni probabilità, Yu. V. Osokin aveva motivi personali per mantenere l'uscita del P12-2 della vecchia versione. La situazione si è sovrapposta ai problemi di coordinamento interdipartimentale, perché NIRE apparteneva a GKRE e RZPP a GKET. I comitati avevano requisiti normativi diversi per i prodotti e l'impresa di un comitato non aveva praticamente alcuna influenza sull'impianto di un altro. Alla fine, le parti sono arrivate a un compromesso: la versione P12-2 è stata mantenuta e i nuovi circuiti ad alta velocità hanno ricevuto l'indice P12-5.
Di conseguenza, vediamo che Lev Reimerov era un analogo di Kilby per i microcircuiti sovietici e Yuri Osokin era un analogo di Jay Last (sebbene di solito sia classificato tra i padri a pieno titolo dei circuiti integrati sovietici).
Di conseguenza, è ancora più difficile comprendere la complessità degli intrighi di design, fabbrica e ministeriale dell'Unione rispetto alle guerre aziendali americane, tuttavia, la conclusione è abbastanza semplice e ottimista. Reimer ha avuto l'idea dell'integrazione quasi contemporaneamente a Kilby, e solo la burocrazia sovietica e le peculiarità del lavoro dei nostri istituti di ricerca e uffici di progettazione con un mucchio di approvazioni ministeriali e litigi hanno ritardato i microcircuiti domestici per un paio d'anni. Allo stesso tempo, i primi schemi erano quasi gli stessi del tipo "capelli" 502 e furono migliorati dallo specialista in litografia Osokin, che interpretava il ruolo del domestico Jay Last, anche in modo completamente indipendente dagli sviluppi di Fairchild e circa allo stesso tempo, preparando il rilascio di abbastanza moderno e competitivo per quel periodo dell'attuale IP.
Se i premi Nobel fossero stati assegnati in modo un po' più equo, allora Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov e Yuri Osokin avrebbero dovuto condividere l'onore di creare il microcircuito. Ahimè, in Occidente nessuno aveva nemmeno sentito parlare di inventori sovietici prima del crollo dell'Unione.
In generale, la creazione del mito americano, come già accennato, per alcuni aspetti era simile a quella sovietica (oltre alla brama di nomina di eroi ufficiali e alla semplificazione di una storia complessa). Dopo l'uscita del famoso libro di Thomas Reid "The Chip: How Two Americans Invented the Microchip and Launched a Revolution" nel 1984, la versione di "due inventori americani" è diventata canonica, si sono persino dimenticati dei propri colleghi, per non parlare suggerire che qualcuno diverso dagli americani potrebbe improvvisamente aver inventato qualcosa da qualche parte!
Tuttavia, in Russia si distinguono anche per la memoria corta, ad esempio, in un articolo enorme e dettagliato sulla Wikipedia russa sull'invenzione dei microcircuiti - non c'è una parola su Osokin e sui suoi sviluppi (che, a proposito, è non sorprende che l'articolo sia una semplice traduzione di un simile in lingua inglese, in cui questa informazione e non c'era traccia).
Allo stesso tempo, ciò che è ancora più triste, il padre dell'idea stessa, Lev Reimerov, viene dimenticato ancora più profondamente, e anche in quelle fonti in cui viene menzionata la creazione dei primi veri SI sovietici, solo Osokin è notato come il loro unico creatore, il che è certamente triste.
È incredibile che in questa storia, gli americani e io ci siamo mostrati esattamente allo stesso modo: nessuna delle due parti ha praticamente ricordato i loro veri eroi, creando invece una serie di miti duraturi. È molto triste che la creazione di "Quantum", in generale, sia diventata possibile ripristinare solo da un'unica fonte: lo stesso libro "Io sono dai tempi del primo", pubblicato dalla casa editrice "Scythia-print" in San Pietroburgo nel 2019 con una tiratura di 80 (!) istanze. Naturalmente, per una vasta gamma di lettori è stato assolutamente inaccessibile per molto tempo (non sapendo almeno qualcosa di Reimerov e di questa storia dall'inizio - è stato persino difficile indovinare cosa esattamente deve essere cercato in rete, ma ora è disponibile in formato elettronico qui).
Inoltre, vorrei che queste persone meravigliose non fossero dimenticate ingloriosamente e speriamo che questo articolo serva come un'altra fonte per il ripristino delle priorità e della giustizia storica nella difficile questione della creazione dei primi circuiti integrati del mondo.
Strutturalmente, il P12-2 (e il successivo P12-5) sono stati realizzati sotto forma di un classico tablet costituito da una tazza metallica rotonda con un diametro di 3 mm e un'altezza di 0,8 mm - Fairchild non ha ideato un tale pacchetto fino a un anno dopo. Alla fine del 1962, la produzione pilota di RZPP produsse circa 5 mila R12-2, e nel 1963 ne furono prodotte diverse decine di migliaia (purtroppo a quel punto gli americani avevano già capito quale fosse la loro forza e avevano prodotto più di mezzo milione di loro).
La cosa divertente: in URSS, i consumatori non sapevano come lavorare con un tale pacchetto, e in particolare per semplificarsi la vita, nel 1963 in NIRE nell'ambito del Kvant ROC (A. N. Pelipenko, E. M. Lyakhovich) quattro P12-2 veicoli - è così che forse è nato il primo GIS al mondo di integrazione a due livelli (TI ha utilizzato i suoi primi microcircuiti seriali nel 1962 in un progetto simile chiamato modulo logico Litton AN / ASA27 - sono stati utilizzati per assemblare i computer radar di bordo).
Sorprendentemente, non solo il Premio Nobel - ma anche gli onori speciali dal suo governo, Osokin non ha ricevuto (e Reimer non ha nemmeno ricevuto questo - si sono completamente dimenticati di lui!), Non ha ricevuto nulla per i microcircuiti, solo in seguito nel 1966 ricevette una medaglia "Per la distinzione del lavoro", per così dire, "su base generale," solo per il successo nel lavoro. Inoltre, è cresciuto fino all'ingegnere capo e ha iniziato automaticamente a ricevere premi di status, che sono stati appesi da quasi tutti coloro che ricoprono almeno alcuni incarichi di responsabilità, un classico esempio è il "Badge of Honor", che gli è stato assegnato nel 1970, e in onore della trasformazione dell'impianto in Nel 1975 ha ricevuto l'Ordine della Bandiera Rossa del Lavoro presso l'Istituto di ricerca sui microdispositivi di Riga (RNIIMP, l'impresa principale della nuova PA "Alpha").
Il dipartimento di Osokin ha ricevuto un premio di stato (solo l'SSR lettone, non quello di Lenin, che è stato generosamente distribuito ai moscoviti), e quindi non per i microcircuiti, ma per il miglioramento dei transistor a microonde. In URSS, brevettare le invenzioni agli autori non dava altro che problemi, un insignificante pagamento una tantum e soddisfazione morale, quindi molte invenzioni non erano affatto formalizzate. Anche Osokin non aveva fretta, ma per le imprese il numero di invenzioni era uno degli indicatori, quindi dovevano ancora essere formalizzati. Pertanto, l'URSS AS n. 36845 per l'invenzione del TC P12-2 fu ricevuta da Osokin e Mikhalovich solo nel 1966.
Nel 1964, Kvant è stato utilizzato nel computer di bordo dell'aereo di terza generazione Gnome, il primo in URSS (anche, forse, il primo computer seriale al mondo su microcircuiti). Nel 1968, una serie di primi IS fu ribattezzata 1LB021 (indici ricevuti dal GIS come 1HL161 e 1TP1162), quindi 102LB1V. Nel 1964, per ordine del NIRE, fu completato lo sviluppo dell'R12-5 (serie 103) e dei moduli basati su di esso (serie 117). Sfortunatamente, Р12-5 si è rivelato difficile da produrre, principalmente a causa della difficoltà della lega di zinco, il cristallo si è rivelato laborioso da produrre: la percentuale di resa era bassa e il costo era elevato. Per questi motivi, TC P12-5 è stato prodotto in piccoli volumi, ma a quel punto erano già in corso lavori su un ampio fronte per sviluppare la tecnologia del silicio planare. Il volume di produzione di circuiti integrati al germanio in URSS non è esattamente noto, secondo Osokin, dalla metà degli anni '60 sono stati prodotti a diverse centinaia di migliaia all'anno (gli Stati Uniti, ahimè, ne hanno già prodotti milioni).
Poi arriva la parte più comica della storia.
Se chiedi di indovinare la data di fine per l'uscita del microcircuito inventato nel 1963, allora, nel caso dell'URSS, anche i veri fanatici delle vecchie tecnologie si arrenderanno. Senza modifiche significative, le serie IS e GIS 102-117 sono state prodotte fino alla metà degli anni '90, per più di 32 anni! Il volume della loro uscita, tuttavia, era trascurabile: nel 1985 furono prodotte circa 6.000.000 di unità, negli Stati Uniti sono tre ordini di grandezza (!) Di più.
Rendendosi conto dell'assurdità della situazione, lo stesso Osokin nel 1989 si rivolse alla direzione della Commissione militare-industriale sotto il Consiglio dei ministri dell'URSS con la richiesta di rimuovere questi microcircuiti dalla produzione a causa della loro obsolescenza e dell'elevata intensità di lavoro, ma ricevette un rifiuto categorico. Vicepresidente del complesso militare-industriale V. L. I computer "Gnome" sono ancora nella cabina di pilotaggio del navigatore dell'Il-76 (e l'aereo stesso è stato prodotto nel 1971) e in alcuni altri velivoli domestici.
Ciò che è particolarmente offensivo: gli squali predatori del capitalismo hanno sbirciato con entusiasmo le reciproche soluzioni tecnologiche.
Il Comitato di pianificazione statale sovietico era implacabile: dove è nato, è tornato utile lì! Di conseguenza, i microcircuiti Osokin hanno occupato una nicchia ristretta dei computer di bordo di diversi velivoli e, come tali, sono stati utilizzati per i successivi trent'anni! Né la serie BESM, né tutti i tipi di "Minsky" e "Nairi" - non sono stati usati da nessun'altra parte.
Inoltre, anche nei computer di bordo non sono stati installati ovunque, il MiG-25, ad esempio, ha volato su un computer elettromeccanico analogico, sebbene il suo sviluppo sia terminato nel 1964. Chi ha impedito l'installazione di microcircuiti lì? Conversazioni che le lampade sono più resistenti a un'esplosione nucleare?
Ma gli americani usavano i microcircuiti non solo in Gemini e Apollo (e le loro versioni speciali militari hanno sopportato perfettamente il passaggio attraverso le cinture di radiazioni della Terra e il lavoro nell'orbita della Luna). Hanno usato i chip non appena (!) Non appena sono stati disponibili, in equipaggiamento militare a tutti gli effetti. Ad esempio, il famoso Grumman F-14 Tomcat è diventato il primo aereo al mondo, che nel 1970 ha ricevuto un computer di bordo basato su un LSI (è spesso chiamato il primo microprocessore, ma formalmente questo non è corretto: l'F-14 il computer di bordo consisteva in diversi microcircuiti di media e grande integrazione, quindi niente di meno - questi erano veri moduli completi, come ALU, e non un insieme di discreti allentamenti su qualsiasi 2I-NOT).
È sorprendente che Shokin, approvando pienamente la tecnologia del popolo di Riga, non gli abbia dato la minima accelerazione (beh, tranne l'approvazione ufficiale e l'ordine di avviare la produzione in serie presso l'RZPP), e da nessuna parte è stata la divulgazione di questo argomento, il coinvolgimento di specialisti di altri istituti di ricerca e, in generale, ogni sviluppo con l'obiettivo di ottenere quanto prima uno standard prezioso per i nostri microcircuiti, che potrebbe essere sviluppato e migliorato in modo indipendente.
Perchè è successo?
Shokin non era all'altezza degli esperimenti di Osokin, a quel tempo stava risolvendo il problema della clonazione degli sviluppi americani nella sua nativa Zelenograd, ne parleremo nel prossimo articolo.
Di conseguenza, a parte P12-5, RZPP non si occupava più di microcircuiti, non sviluppava questo argomento e altre fabbriche non si rivolgevano alla sua esperienza, il che era molto deplorevole.
Un altro problema era che, come abbiamo già detto, in Occidente tutti i microcircuiti erano prodotti da famiglie logiche in grado di soddisfare qualsiasi esigenza. Ci siamo limitati a un singolo modulo, la serie è nata solo nell'ambito del progetto Kvant nel 1970, quindi è stata limitata: 1HL161, 1HL162 e 1HL163 - circuiti digitali multifunzionali; 1LE161 e 1LE162 - due e quattro elementi logici 2NE-OR; 1TP161 e 1TP1162 - uno e due trigger; 1UP161 è un amplificatore di potenza, così come 1LP161 è un elemento logico di "inibizione" unico.
Cosa stava succedendo a Mosca in quel momento?
Proprio come Leningrado divenne il centro dei semiconduttori negli anni '30 - '40, Mosca divenne il centro delle tecnologie integrali negli anni '50 - '60, perché lì si trovava il famoso Zelenograd. Parleremo di come è stata fondata e di cosa è successo la prossima volta.
