Det finns tre tidiga patent för integrerade kretsar och en artikel om dem.
Det första patentet (1949) tillhörde Werner Jacobi, en tysk ingenjör från Siemens AG, han föreslog att använda mikrokretsar för återigen hörapparater, men ingen var intresserad av hans idé. Sedan var det Dammers berömda tal i maj 1952 (hans många försök att driva finansiering för att förbättra hans prototyper från den brittiska regeringen fortsatte fram till 1956 och slutade i ingenting). I oktober samma år inlämnade den framstående uppfinnaren Bernard More Oliver patent på en metod för framställning av en sammansatt transistor på ett vanligt halvledarchip, och ett år senare patenterade Harwick Johnson, efter att ha diskuterat detta med John Torkel Wallmark, idén om en integrerad krets …
Alla dessa verk förblev dock rent teoretiska, eftersom tre tekniska hinder uppstod på vägen till ett monolitiskt schema.
Bo Lojek (History of Semiconductor Engineering, 2007) beskrev dem som: integration (det finns inget tekniskt sätt att bilda elektroniska komponenter i en monolitisk halvledarkristall), isolering (det finns inget effektivt sätt att elektriskt isolera IC -komponenter), anslutning (det finns inget enkelt sätt att ansluta IC -komponenter på kristallen). Endast kunskap om hemligheterna med integration, isolering och anslutning av komponenter med hjälp av fotolitografi gjorde det möjligt att skapa en fullvärdig prototyp av en halvledar-IC.
USA
Som ett resultat visade det sig att i USA hade var och en av de tre lösningarna sin egen författare, och patenten för dem hamnade i händerna på tre företag.
Kurt Lehovec från Sprague Electric Company deltog i ett seminarium i Princeton vintern 1958, där Walmark presenterade sin vision om mikroelektronikens grundläggande problem. På väg hem till Massachusetts kom Lehovets med en elegant lösning på isoleringsproblemet - med hjälp av själva PN -korsningen! Ledningen för Sprague, upptagen med företagskrig, var inte intresserad av uppfinningen av Legovets (ja, än en gång noterar vi att dumma ledare är alla länders gissel, inte bara i Sovjetunionen, dock i USA, tack vare mycket större flexibilitet i samhället, detta kom inte nära sådana problem, åtminstone ett visst företag led, och inte hela vetenskapens och teknikens inriktning, som vi gör), och han begränsade sig till en patentansökan på egen bekostnad.
Tidigare, i september 1958, presenterade den redan nämnda Jack Kilby från Texas Instruments den första prototypen av IC - en enkeltransistoroscillator, som helt upprepade kretsen och idén om Johnsons patent, och lite senare - en två -transistortrigger.
Kilbys patent tog inte upp frågan om isolering och bindning. Isolatorn var ett luftgap - ett snitt till hela djupet av kristallen, och för anslutningen använde han en gångjärnsmontering (!) Med guldtråd (den berömda "hår" -teknologin, och ja, den användes faktiskt i den första IC från TI, vilket gjorde dem monstruöst lågteknologiska), i själva verket var Kilbys system hybrid snarare än monolitiska.
Men han löste helt problemet med integration och bevisade att alla nödvändiga komponenter kan odlas i ett kristallarray. På Texas Instruments var allt bra med ledarna, de insåg direkt vilken typ av skatt som föll i deras händer, så omedelbart, utan att ens vänta på korrigering av barns sjukdomar, samma 1958 började de marknadsföra råtekniken till militären (samtidigt påtvingas alla tänkbara patent). Som vi minns, fördes militären vid denna tid av något helt annat - mikromoduler: både armén och flottan avvisade förslaget.
Flygvapnet blev dock plötsligt intresserad av ämnet, det var för sent att dra sig tillbaka, det var nödvändigt att på något sätt etablera produktion med den otroligt dåliga "hår" -tekniken.
År 1960 meddelade TI officiellt att världens första "riktiga" Type 502 Solid Circuit IC var kommersiellt tillgänglig. Det var en multivibrator, och företaget hävdade att det var i produktion, det syntes till och med i katalogen för 450 dollar styck. Den verkliga försäljningen började dock först 1961, priset var mycket högre och tillförlitligheten för detta hantverk låg. Nu, förresten, dessa scheman har ett kolossalt historiskt värde, så mycket att en lång sökning i västerländska forum för elektroniksamlare efter en person som äger den ursprungliga TI typ 502 inte har krönts med framgång. Totalt gjordes cirka 10 000 av dem, så deras sällsynthet är motiverad.
I oktober 1961 byggde TI den första datorn på mikrokretsar för flygvapnet (8500 delar varav 587 var typ 502), men problemet var en nästan manuell tillverkningsmetod, låg tillförlitlighet och låg strålningsmotstånd. Datorn monterades på världens första linje av Texas Instruments SN51x mikrokretsar. Men Kilbys teknik var i allmänhet inte lämplig för produktion och övergavs 1962 efter att en tredje deltagare, Robert Norton Noyce från Fairchild Semiconductor, bröt in i verksamheten.
Fairchild hade en kolossal ledning över Kilbys radiotekniker. Som vi minns grundades företaget av en verklig intellektuell elit - åtta av de bästa specialisterna inom mikroelektronik och kvantmekanik, som flydde från Bell Labs från diktaturen i den långsamt galna Shockley. Föga förvånande var det omedelbara resultatet av deras arbete upptäckten av den plana processen - en teknik som de tillämpade på 2N1613, världens första massproducerade plana transistor, och förflyttade alla andra svets- och diffusionsalternativ från marknaden.
Robert Noyce undrade om samma teknik kunde tillämpas för produktion av integrerade kretsar, och 1959 upprepade han självständigt Kilbys och Legowitz väg, kombinerade deras idéer och tog dem till deras logiska slutsats. Så föddes den fotolitografiska processen, med hjälp av vilka mikrokretsar fortfarande tillverkas idag.
Noyces grupp, ledd av Jay T. Last, skapade den första sanna fullvärdiga monolitiska IC 1960. Fairchild -företaget existerade dock på riskkapitalisternas pengar, och först misslyckades de med att bedöma värdet av det som skapades (igen, besväret med cheferna). Vice presidenten krävde av Last att stänga projektet, resultatet var ytterligare en splittring och avgång från hans team, så ytterligare två företag Amelco och Signetics föddes.
Efter det såg manualen slutligen ljuset och 1961 släpptes den första riktigt kommersiellt tillgängliga IC - Micrologic. Det tog ytterligare ett år att utveckla en fullvärdig logisk serie med flera mikrokretsar.
Under denna tid tappade inte konkurrenterna, och som ett resultat var beställningen följande (inom parentes året och logikens typ) - Texas Instruments SN51x (1961, RCTL), Signetics SE100 (1962, DTL), Motorola MC300 (1962, ECL), Motorola MC7xx, MC8xx och MC9xx (1963, RTL) Fairchild Series 930 (1963, DTL), Amelco 30xCJ (1963, RTL), Ferranti MicroNOR I (1963, DTL), Sylvania SUHL (1963, TTL), Texas Instruments SN54xx (1964, TTL), Ferranti MicroNOR II (1965, DTL), Texas Instruments SN74xx (1966, TTL), Philips FC ICS (1967, DTL), Fairchild 9300 (1968, TTL MSI), Signetics 8200 (1968), RCA CD4000 (1968, CMOS), Intel 3101 (1968, TTL). Det fanns andra tillverkare som Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon och Hughes, nu glömda.
En av de stora upptäckterna inom standardisering var de så kallade logikchipfamiljerna. I transistornas tid tillverkade varje datortillverkare, från Philco till General Electric, alla komponenter i sina maskiner själv, ända ner till själva transistorerna. Dessutom olika logikkretsar som 2I-NOT, etc. kan implementeras med deras hjälp på minst ett dussin olika sätt, som alla har sina egna fördelar - billighet och enkelhet, hastighet, antal transistorer etc. Som ett resultat började företagen komma med egna implementeringar, som ursprungligen endast användes i sina bilar.
Så här föddes den historiskt första motståndstransistorlogiken (RTL och dess typer DCTL, DCUTL och RCTL, öppnade 1952), kraftfull och snabb emitteransluten logik (ECL och dess typer PECL och LVPECL, användes först i IBM 7030 Stretch, tog mycket plats och var väldigt varmt, men på grund av de oöverträffade hastighetsparametrarna användes den massivt och förkroppsligades i mikrokretsar, var standarden för superdatorer fram till början av 1980-talet från Cray-1 till "Electronics SS LSI"), diod-transistor logik för användning i maskiner enklare (DTL och dess sorter CTDL och HTL dök upp i IBM 1401 1959).
När mikrokretsarna dök upp blev det klart att tillverkare måste välja på samma sätt - och vilken typ av logik kommer att användas inuti deras marker? Och viktigast av allt, vilken typ av chips kommer de att vara, vilka element kommer de att innehålla?
Så här föddes logiska familjer. När Texas Instruments släppte den första sådana familjen i världen - SN51x (1961, RCTL), bestämde de sig för typ av logik (motståndstransistor) och vilka funktioner som skulle finnas tillgängliga i deras mikrokretsar, till exempel implementerade SN514 -elementet NOR / NAND.
Som ett resultat fanns det för första gången i världen en tydlig uppdelning i företag som producerar logiska familjer (med egen hastighet, pris och olika kunskaper) och företag som kunde köpa dem och montera datorer med sin egen arkitektur på dem.
Naturligtvis återstod några vertikalt integrerade företag, som Ferranti, Phillips och IBM, som föredrog att hålla sig till tanken att göra en dator inifrån och ut på sina egna anläggningar, men vid 1970 -talet dog de antingen eller övergav denna praxis. IBM var den sista som föll, de använde en helt full utvecklingscykel - från kiselsmältning till frigörande av egna chips och maskiner på dem till 1981, då IBM 5150 (mer känd som persondator, förfader till alla datorer) kom ut - den första datorn som bär sitt varumärke och inuti - en processor av någon annans design.
Till en början försökte förresten envisa "människor i blå kostymer" skapa en 100% original hem -PC och släppte till och med ut den på marknaden - IBM 5110 och 5120 (på den ursprungliga PALM -processorn var det faktiskt en mikroversion av deras mainframes), men från - på grund av det oöverkomliga priset och inkompatibiliteten med den redan födda klassen av små maskiner med Intel -processorer, båda gångerna hade de ett episkt misslyckande. Det som är roligt är att deras mainframe -division inte har gett upp hittills, och de utvecklar fortfarande sin egen processorarkitektur än idag. Dessutom producerade de dem på samma sätt helt oberoende fram till 2014, då de äntligen sålde sina halvledarföretag till Global Foundries. Så den sista raden med datorer, producerade i stil med 1960 -talet, försvann - helt av ett företag inifrån och ut.
När vi återvänder till logiska familjer noterar vi den sista av dem, som dök upp redan i mikrokretsarnas era särskilt för dem. Det är inte lika snabbt eller så varmt som transistor-transistor logik (TTL, uppfanns 1961 vid TRW). TTL -logik var den första IC -standarden och användes i alla större chips på 1960 -talet.
Sedan kom integrerad injektionslogik (IIL, dök upp i slutet av 1971 hos IBM och Philips, användes i mikrokretsar på 1970-1980-talet) och den största av allt-metalloxid-halvledarlogik (MOS, utvecklad sedan 60-talet och till 80: e i CMOS -versionen, som helt fångade marknaden, nu är 99% av alla moderna marker CMOS).
Den första kommersiella datorn på mikrokretsar var RCA Spectra 70 -serien (1965), Burroughs B2500 / 3500 små bankstorlek som släpptes 1966 och Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). RCA utvecklade traditionellt sina egna mikrokretsar (CML - Current Mode Logic), Burroughs använde Fairchilds hjälp för att utveckla en originallinje av CTL (Complementary Transistor Logic) mikrokretsar, SDS beställde chipsen från Signetics. Dessa maskiner följdes av CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC - tiden för transistormaskiner är borta.
Observera att det inte bara var i Sovjetunionen som skaparna av deras härlighet glömdes bort. En liknande, ganska obehaglig historia hände med integrerade kretsar.
Faktum är att världen beror på framväxten av modern IP till det väl samordnade arbetet från proffs från Fairchild - först och främst teamet av Ernie och Last, liksom Dammers idé och Legovets patent. Kilby producerade en misslyckad prototyp, som var omöjlig att ändra, dess produktion övergavs nästan omedelbart, och hans mikrokrets har bara ett samlingsvärde för historien, det gav ingenting till tekniken. Bo Loek skrev om det så här:
Kilbys idé var så opraktisk att även TI övergav den. Hans patent hade endast värde som ett bekvämt och lönsamt förhandlingsämne. Om Kilby inte arbetade för TI, utan för något annat företag, hade hans idéer inte patenterats alls.
Noyce återupptäckte idén om Legovets, men drog sig sedan ur jobbet, och alla upptäckter, inklusive våtoxidation, metallisering och etsning, gjordes av andra människor, och de släppte också den första riktiga kommersiella monolitiska IC.
Som ett resultat förblev historien orättvis mot dessa människor till slutet - även på 60 -talet kallades Kilby, Legovets, Noyce, Ernie och Last för mikrokretsars fäder, på 70 -talet reducerades listan till Kilby, Legovets och Noyce, sedan till Kilby och Noyce, och toppen av mytskapande var mottagandet av Nobelpriset 2000 av Kilby ensam för uppfinningen av mikrokretsen.
Observera att 1961-1967 var epoken med monsterpatentkrig. Alla kämpade alla, Texas Instruments med Westinghouse, Sprague Electric Company och Fairchild, Fairchild med Raytheon och Hughes. I slutändan insåg företagen att ingen av dem skulle samla in alla nyckelpatent från sig själva, och medan domstolarna varar - de är frusna och kan inte tjäna som tillgångar och ta med pengar, så det slutade med en global och korslicensiering av allt som erhållits vid den tiden.
När det gäller Sovjetunionens hänsyn kan man inte låta bli att notera andra länder vars politik ibland var extremt konstig. I allmänhet, när man studerar detta ämne, blir det klart att det är mycket lättare att beskriva inte varför utvecklingen av integrerade kretsar i Sovjetunionen misslyckades, utan varför de lyckades i USA, av en enkel anledning - de lyckades inte någonstans utom i Förenta staterna.
Låt oss betona att poängen inte alls var utvecklarens intelligens - intelligenta ingenjörer, utmärkta fysiker och briljanta datorsynare fanns överallt: från Nederländerna till Japan. Problemet var en sak - ledning. Även i Storbritannien, de konservativa (för att inte tala om Labouriterna, som avslutade resterna av industri och utveckling där), hade företag inte samma makt och oberoende som i Amerika. Bara där företrädare för företagen talade med myndigheterna på lika villkor: de kunde investera miljarder var de ville med liten eller ingen kontroll, samlas i hårda patentstrider, locka anställda, hitta nya företag bokstavligen med ett finger (till samma) förrädiska åtta som kastade Shockley, spårar tillbaka 3/4 av Amerikas nuvarande halvledarverksamhet, från Fairchild och Signetics till Intel och AMD).
Alla dessa företag var i kontinuerlig levande rörelse: de sökte, upptäckte, fångade, förstörde, investerade - och överlevde och utvecklades som levande natur. Ingen annanstans i världen har det funnits en sådan risk- och företagsfrihet. Skillnaden kommer att bli särskilt uppenbar när vi börjar prata om den inhemska "Silicon Valley" - Zelenograd, där inte mindre intelligenta ingenjörer, som låg under radioindustriministeriets ok, fick spendera 90% av sin talang på att kopiera flera år gamla Den amerikanska utvecklingen och de som envist gick framåt - Yuditsky, Kartsev, Osokin - tämdes mycket snabbt och kördes tillbaka på de skenor som partiet lade.
Generalissimo Stalin själv talade bra om detta i en intervju med Argentinas ambassadör Leopoldo Bravo den 7 februari 1953 (från boken Stalin I. V. Works. - T. 18. - Tver: Information and Publishing Center "Union", 2006):
Stalin säger att detta bara förråder fattigdomen i sinnet hos ledarna i USA, som har mycket pengar men lite i huvudet. Han noterar samtidigt att amerikanska presidenter i regel inte gillar att tänka, utan föredrar att använda hjälp av "hjärnförtroenden", att sådana förtroenden i synnerhet var hos Roosevelt och Truman, som tydligen trodde att om de hade pengar, inte nödvändigt.
Som ett resultat tänkte festen med oss, men ingenjörerna gjorde det. Därav resultatet.
Japan
En praktiskt taget liknande situation hände i Japan, där traditionerna för statlig kontroll naturligtvis var många gånger mjukare än de sovjetiska, men ganska på Storbritanniens nivå (vi har redan diskuterat vad som hände med den brittiska mikroelektronikskolan).
I Japan, före 1960, fanns det fyra stora aktörer inom datorbranschen, varav tre var 100 procent statligt ägda. Mest kraftfull - Department of Trade and Industry (MITI) och dess tekniska arm, Electrical Engineering Laboratory (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) och dess chiplaboratorier; och den minst betydande deltagaren, rent ekonomiskt sett, utbildningsministeriet, som kontrollerade all utveckling inom de prestigefyllda nationella universiteten (särskilt i Tokyo, en analog av Moskva statsuniversitet och MIT när det gäller prestige under dessa år). Slutligen var den sista aktören de kombinerade företagslaboratorierna för de största industriföretagen.
Japan var också så likt Sovjetunionen och Storbritannien att alla tre länder lidit avsevärt under andra världskriget, och deras tekniska potential minskades. Och Japan var dessutom i ockupationen fram till 1952 och under nära finansiell kontroll av USA fram till 1973, yen -växelkursen fram till det ögonblicket var starkt knuten till dollarn genom mellanstatliga avtal, och den internationella japanska marknaden har blivit allmänt sedan dess 1975 (och ja, vi pratar inte om att de själva förtjänar det, vi beskriver bara situationen).
Som ett resultat kunde japanerna skapa flera förstklassiga maskiner för hemmamarknaden, men på samma sätt gäspade produktionen av mikrokretsar, och när deras guldålder började efter 1975, en verklig teknisk renässans (eran runt 1990, när japansk teknik och datorer ansågs vara de bästa i världen och ämnet avund och drömmar), minskade produktionen av just dessa mirakel till samma kopiering av den amerikanska utvecklingen. Även om vi måste ge dem sin skyldighet, kopierade de inte bara, utan demonterade, studerade och förbättrade varje produkt i detalj till den sista skruven, vilket resulterade i att deras datorer var mindre, snabbare och mer tekniskt avancerade än amerikanska prototyper. Till exempel kom den första datorn på IC: er av sin egen produktion Hitachi HITAC 8210 1965, samtidigt med RCA. Tyvärr för japanerna var de en del av världsekonomin, där sådana knep inte går strafflöst förbi, och som ett resultat av patent- och handelskriget med USA på 80 -talet kollapsade deras ekonomi till stagnation, där den praktiskt taget förblir praktiskt taget till denna dag (och om du minns dem episkt misslyckande med de så kallade "femte generationens maskiner" …).
Samtidigt försökte både Fairchild och TI etablera produktionsanläggningar i Japan i början av 60 -talet, men stötte på hårt motstånd från MITI. År 1962 förbjöd MITI Fairchild att investera i en fabrik som redan köpts i Japan, och den oerfarne Noyce försökte komma in på den japanska marknaden genom NEC -företaget. År 1963 fick NEC -ledningen, påstås agera under påtryckningar från den japanska regeringen, från Fairchild extremt gynnsamma licensvillkor, som därefter stängde Fairchilds förmåga att självständigt handla på den japanska marknaden. Det var först efter att avtalet ingicks som Noyce fick veta att NEC -presidenten samtidigt ledde MITI -kommittén som blockerade Fairchild -avtalen. TI försökte etablera en produktionsanläggning i Japan 1963 efter att ha haft negativ erfarenhet av NEC och Sony. I två år vägrade MITI att ge ett definitivt svar på TI: s ansökan (samtidigt som de stjäl deras chips med kraft och huvud och släppte dem utan licens), och 1965 slog USA tillbaka och hotade japanerna med ett embargo på import av elektronisk utrustning som kränkte TI -patent, och började med att förbjuda Sony och Sharp.
MITI insåg hotet och började fundera på hur de kunde lura de vita barbarerna. Till slut byggde de en multi-port, pressade för att bryta ett redan pågående avtal mellan TI och Mitsubishi (ägare till Sharp) och övertygade Akio Morita (Sony-grundare) att ingå ett avtal med TI "för Japans framtid industri." Till en början var avtalet extremt ogynnsamt för TI, och i nästan tjugo år har japanska företag släppt klonade mikrokretsar utan att betala royalty. Japanarna tyckte redan hur underbart de lurade gaijinerna med sin hårda protektionism, och sedan pressade amerikanerna på dem en andra gång redan 1989. Som ett resultat tvingades japanerna erkänna att de brutit mot patent i 20 år och betala United Staterna monströsa royalties på en halv miljard dollar om året, vilket slutligen begravde japansk mikroelektronik.
Som ett resultat lämnade handelsministeriets smutsiga spel och deras totala kontroll över stora företag med förordningar om vad och hur de skulle producera, japanerna i sidled och så att de bokstavligen sparkades ut ur världens galax av datortillverkare (i faktiskt, på 80 -talet var det bara de som tävlade med amerikanerna).
Sovjetunionen
Slutligen, låt oss gå vidare till det mest intressanta - Sovjetunionen.
Låt oss direkt säga att det var mycket intressant som pågick där före 1962, men nu kommer vi bara att överväga en aspekt - verklig monolitisk (och dessutom original!) Integrerade kretsar.
Yuri Valentinovich Osokin föddes 1937 (för en förändring, hans föräldrar var inte folkets fiender) och 1955 gick han in i den elektromekaniska fakulteten vid MPEI, den nyöppnade specialiteten "dielektrik och halvledare", som han tog examen 1961. Han tog ett diplom i transistorer i vårt huvudsakliga halvledarcenter nära Krasilov i NII -35, varifrån han gick till Riga Semiconductor Device Plant (RZPP) för att producera transistorer, och själva anläggningen var lika ung som examen Osokin - den skapades först 1960.
Osokins utnämning var en vanlig praxis för en ny anläggning - RZPP -praktikanter studerade ofta vid NII -35 och utbildade sig på Svetlana. Observera att anläggningen inte bara hade kvalificerad baltisk personal, utan också låg i periferin, långt från Shokin, Zelenograd och alla uppgörelser som är förknippade med dem (vi kommer att prata om detta senare). 1961 hade RZPP redan behärskat de flesta NII-35-transistorerna i produktionen.
Samma år började anläggningen på eget initiativ gräva inom plan teknik och fotolitografi. I detta fick han hjälp av NIRE och KB-1 (senare "Almaz"). RZPP utvecklade den första i Sovjetunionens automatiska linje för tillverkning av plana transistorer "Ausma", och dess generaldesigner A. S. Gotman började med en lysande tanke - eftersom vi fortfarande stämplar transistorer på ett chip, varför inte montera dem direkt från dessa transistorer?
Dessutom föreslog Gotman en revolutionerande, med standarder från 1961, teknik - att separera transistorn leder inte till standardben, utan att löda dem till en kontaktplatta med lödkulor på för att förenkla ytterligare automatisk installation. Faktum är att han öppnade ett riktigt BGA -paket, som nu används i 90% av elektroniken - från bärbara datorer till smartphones. Tyvärr gick denna idé inte in i serien, eftersom det fanns problem med det tekniska genomförandet. Våren 1962 frågade chefsingenjören för NIRE V. I. Smirnov direktören för RZPP S. A. Bergman att hitta ett annat sätt att implementera en krets med flera element av typen 2NE-OR, universell för att bygga digitala enheter.
Direktören för RZPP anförtrott denna uppgift åt den unge ingenjören Yuri Valentinovich Osokin. En avdelning organiserades som en del av ett tekniskt laboratorium, ett laboratorium för utveckling och tillverkning av fotomasker, ett mätlaboratorium och en pilotproduktionslinje. Vid den tiden levererades en teknik för tillverkning av germaniumdioder och transistorer till RZPP, och den togs som grund för en ny utveckling. Och redan hösten 1962 erhölls de första prototyperna av germanium, som de sa vid den tiden, fast P12-2-schema.
Osokin stod inför en helt ny uppgift: att implementera två transistorer och två motstånd på en kristall, i Sovjetunionen gjorde ingen något liknande, och det fanns ingen information om Kilbys och Noyces arbete i RZPP. Men Osokins grupp löste briljant problemet, och inte på samma sätt som amerikanerna, och arbetade inte med kisel, utan med germanium mesatransistorer! Till skillnad från Texas Instruments skapade Rigas folk omedelbart både en riktig mikrokrets och en framgångsrik teknisk process för den från tre på varandra följande exponeringar, faktiskt gjorde de det samtidigt med Noyce -gruppen på ett helt originellt sätt och fick en produkt som inte var mindre värdefull ur kommersiell synvinkel.
Hur viktigt var Osokins bidrag själv, var han en analog av Noyce (allt det tekniska arbete som gruppen Last och Ernie utförde) eller en helt original uppfinnare?
Detta är ett mysterium täckt av mörker, precis som allt som hör samman med sovjetisk elektronik. Till exempel påminner V. M. Lyakhovich, som arbetade på just det NII-131, (nedan citat från E. M. Lyakhovichs unika bok "Jag är från den första tiden"):
I maj 1960 föreslog en ingenjör i mitt laboratorium, en fysiker med utbildning, Lev Iosifovich Reimerov att använda en dubbel transistor i samma paket med ett externt motstånd som ett universellt element i 2NE-OR, som försäkrar oss att detta förslag i praktiken är som redan finns i den befintliga tekniska processen för tillverkning av P401 -transistorer - P403, som han känner väl från sin praktik på Svetlana -fabriken … Det var nästan allt som behövdes! Viktiga driftsätt för transistorer och den högsta nivån av förening … Och en vecka senare tog Lev en skiss över kristallstrukturen, på vilken en pn-korsning lades till två transistorer på deras gemensamma kollektor och bildade ett skiktmotstånd … 1960 utfärdade Lev ett uppfinnarcertifikat för sitt förslag och fick ett positivt beslut för enhet nr 24864 av den 8 mars 1962.
Idén förkroppsligades i hårdvara med hjälp av OV Vedeneev, som arbetade på Svetlana vid den tiden:
På sommaren blev jag kallad till Reimers ingång. Han kom på en idé att göra tekniskt och tekniskt ett "NOT-OR" -schema. På en sådan enhet: en germaniumkristall är fäst på en metallbas (duralumin), på vilken fyra lager med npnp -konduktivitet skapas … Arbetet med att smälta guldkablar behärskades väl av en ung installatör, Luda Turnas, och jag tog med henne till jobbet. Den resulterande produkten placerades på en keramisk kex … Upp till 10 sådana kex kunde enkelt utföras genom ingången till fabriken, helt enkelt genom att hålla den i en knytnäve. Vi gjorde flera hundra sådana kex till Leva.
Borttagning genom kontrollpunkten nämns inte här av en slump. Allt arbete med "hårda system" i inledningsskedet var en ren chansning och kunde enkelt stängas, utvecklarna var tvungna att använda inte bara tekniska, utan också organisatoriska färdigheter som är typiska för Sovjetunionen.
De första hundra bitarna producerades tyst inom några dagar! … Efter att ha avvisat enheter som var acceptabla när det gäller parametrar, samlade vi flera enklaste triggkretsar och en räknare. Allt fungerar! Här är den - den första integrerade kretsen!
Juni 1960.
… I laboratoriet gjorde vi demonstrationssamlingar av typiska enheter på dessa fasta diagram, placerade på plexiglaspaneler.
… Chefsingenjören för NII-131, Veniamin Ivanovich Smirnov, blev inbjuden till demonstrationen av de första fasta planerna och berättade för honom att detta element är universellt … Demonstrationen av solida system gjorde intryck. Vårt arbete godkändes.
… I oktober 1960, med dessa hantverk, överingenjören för NII-131, uppfinnaren av den fasta kretsen, ingenjör L. I. Shokin.
… V. D. Kalmykov och A. I. Shokin bedömde positivt det arbete vi gjort. De noterade vikten av detta arbetsområde och föreslog att kontakta dem för att få hjälp om det behövs.
… Omedelbart efter rapporten till ministern och ministerns stöd för vårt arbete med att skapa och utveckla ett germanium solid -system, V. I. Under första kvartalet 1961 tillverkades våra första solida kretsar på platsen, fast med hjälp av vänner från Svetlana -fabriken (lödning av guldledningar, multikomponentlegeringar för basen och sändaren).
I det första arbetsskedet erhölls multikomponentlegeringar för basen och sändaren vid Svetlana -anläggningen, guldledningarna fördes också till Svetlana för att lödas, eftersom institutet inte hade en egen installatör och 50 mikron guldtråd. Det visade sig vara tveksamt om även experimentella prover av fordonsdatorer, utvecklade vid forskningsinstitutet, var utrustade med mikrokretsar och massproduktion var inte aktuell. Det var nödvändigt att leta efter en seriefabrik.
Vi (V. I. Smirnov, L. I. Bergman att bestämma möjligheten att använda denna anläggning i framtiden för serieproduktion av våra solida kretsar. Vi visste att i sovjetiska tider var fabrikscheferna ovilliga att ta någon ytterligare produktion av någon produkt. Därför vände vi oss till RPZ, så att till en början en experimentell sats (500 bitar) av vårt "universella element" kunde tillverkas åt oss för att ge tekniskt bistånd, vars tillverkningsteknik och material helt sammanföll med dem används på RPZ -teknologilinjen vid tillverkning av P401 - P403 -transistorer.
… Från det ögonblicket började vår invasion "på seriefabriken med överföring av" dokumentation "ritad i krita på en svart tavla och presenterad muntligt av teknik. De elektriska parametrarna och mätteknikerna presenterades på en A4 -sida, men uppgiften att sortera och kontrollera parametrarna var vår.
… Våra företag hade samma postlådanummer för Postbox 233 (RPZ) och Postbox 233 (NII-131). Därav namnet på vårt "Reimerov -element" - TS -233 föddes.
Tillverkningsdetaljer är slående:
Vid den tiden använde fabriken (liksom andra fabriker) en manuell teknik för att överföra sändaren och basmaterialet till en germaniumplatta med träspikar från ett akacieträdträd och handlödning av ledningarna. Allt detta arbete utfördes under ett mikroskop av unga tjejer.
I allmänhet, när det gäller tillverkningsbarhet, är beskrivningen av detta schema inte långt från Kilby …
Var är Osokins plats här?
Vi studerar memoarerna vidare.
Med fotolitografins tillkomst blev det möjligt att skapa ett volymmotstånd i stället för ett skiktat vid de befintliga kristalldimensionerna och att bilda ett volymmotstånd genom att etsa kollektorplattan genom en fotomask. LI Reimerov bad Yu. Osokin att försöka välja olika fotomasker och försöka få ett volymmotstånd i storleksordningen 300 Ohm på en germaniumplatta av p-typ.
… Yura gjorde ett sådant volymmotstånd i R12-2 TS och ansåg att arbetet var klart, eftersom temperaturproblemet var löst. Snart tog Yuri Valentinovich med mig cirka 100 fasta kretsar i form av en "gitarr" med ett volymmotstånd i kollektorn, vilket erhölls genom särskild etsning av kollektorskiktet av p-typ germanium.
… Han visade att dessa fordon fungerar upp till +70 grader, hur stor andel av avkastningen är lämpliga och vad är parametern. På institutet (Leningrad) monterade vi Kvant -modulerna på dessa fasta diagram. Alla tester inom driftstemperaturområdet lyckades.
Men det var inte så lätt att lansera det andra, till synes mer lovande, alternativet i produktion.
Exempel på kretsar och en beskrivning av den tekniska processen överfördes till RZPP, men där hade serieproduktionen av P12-2 med ett volymmotstånd redan börjat. Framväxten av förbättrade system skulle innebära att stoppa produktionen av gamla, vilket kan störa planen. Dessutom hade Yu. V. Osokin med all sannolikhet personliga skäl att behålla utgivningen av P12-2 i den gamla versionen. Situationen var överlagrad på problemen med samordning mellan olika avdelningar, eftersom NIRE tillhörde GKRE och RZPP till GKET. Kommittéerna hade olika lagstiftningskrav för produkter, och företaget i en kommitté hade praktiskt taget ingen hävstång över anläggningen från en annan. I finalen kom parterna till en kompromiss-P12-2-versionen behölls och de nya höghastighetskretsarna fick P12-5-index.
Som ett resultat ser vi att Lev Reimerov var en analog av Kilby för sovjetiska mikrokretsar, och Yuri Osokin var en analog av Jay Last (även om han vanligtvis rankas bland de fullvärdiga fäderna till sovjetiska integrerade kretsar).
Som ett resultat är det ännu svårare att förstå invecklingarna i design, fabriks- och ministerintriger i unionen än i Amerikas företagskrig, men slutsatsen är ganska enkel och optimistisk. Reimer kom på idén om integration nästan samtidigt med Kilby, och endast den sovjetiska byråkratin och särdragen i arbetet med våra forskningsinstitut och designbyråer med ett gäng ministergodkännanden och bråk försenade inhemska mikrokretsar i ett par år. Samtidigt var de första scheman nästan desamma som "håret" typ 502, och de förbättrades av specialisten på litografi Osokin, som spelade rollen som den inhemska Jay Last, också helt oberoende av Fairchilds utveckling och vid ungefär samtidigt förbereder utgivningen av ganska moderna och konkurrenskraftiga för den perioden av den nuvarande undersökningsperioden.
Om Nobelpriset delades ut lite mer rättvist, då skulle Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov och Yuri Osokin ha delat äran att skapa mikrokretsen. Ack, i väst hörde ingen ens om sovjetiska uppfinnare innan unionens kollaps.
I allmänhet liknade amerikansk mytskapning, som redan nämnts, i vissa aspekter den sovjetiska (liksom längtan efter utnämning av officiella hjältar och förenkling av en komplex historia). Efter utgivningen av den berömda boken av Thomas Reid "The Chip: How Two Americans Invented the Microchip and Launched a Revolution" 1984, blev versionen av "två amerikanska uppfinnare" kanon, de glömde till och med sina egna kollegor, för att inte tala om att föreslå att någon annan än amerikaner plötsligt kan ha uppfunnit något någonstans!
Men i Ryssland utmärks de också av ett kort minne, till exempel i en enorm och detaljerad artikel på den ryska Wikipedia om uppfinningen av mikrokretsar - det finns inte ett ord om Osokin och hans utveckling (vilket förresten är inte förvånande, artikeln är en enkel översättning av en liknande engelskspråkig, där denna information och det inte fanns några spår).
Samtidigt, vad som är ännu mer sorgligt, är själva idéens fader, Lev Reimerov, glömd ännu djupare, och även i de källor där skapandet av de första riktiga sovjetiska IS nämns, noteras endast Osokin som deras enda skapare, vilket verkligen är sorgligt.
Det är fantastiskt att amerikanerna och jag i den här historien visade oss exakt samma sak - ingen av sidorna kom ihåg praktiskt taget sina riktiga hjältar, istället skapade de en serie bestående myter. Det är mycket tråkigt att skapandet av "Quantum" i allmänhet blev möjligt att återställa endast från en enda källa - själva boken "Jag är från den första tiden", utgiven av förlaget "Scythia -print" i Sankt Petersburg 2019 med en upplaga av 80 (!) Instanser. Naturligtvis var det för ett brett spektrum av läsare helt otillgängligt under en lång tid (jag visste inte åtminstone något om Reimerov och den här historien från början - det var till och med svårt att gissa vad som behöver letas efter på nätet, men nu den finns i elektronisk form här).
Desto mer skulle jag vilja att dessa underbara människor inte glömdes glansfullt, och vi hoppas att den här artikeln kommer att fungera som en annan källa för att återställa prioriteringar och historisk rättvisa i den svåra frågan om att skapa världens första integrerade kretsar.
Strukturellt gjordes P12-2 (och efterföljande P12-5) i form av en klassisk tablett gjord av en rund metallkopp med en diameter på 3 mm och en höjd på 0,8 mm-Fairchild kom inte på en sådan paket till ett år senare. I slutet av 1962 producerade pilotproduktionen av RZPP cirka 5 tusen R12-2, och 1963 gjordes flera tiotusentals av dem (tyvärr, vid den här tiden hade amerikanerna redan insett vad deras styrka var och hade producerat mer än en halv miljon av dem).
Vad som är roligt - i Sovjetunionen visste konsumenterna inte hur de skulle arbeta med ett sådant paket, och specifikt för att göra livet lättare, 1963 i NIRE inom ramen för Kvant ROC (A. N. Pelipenko, E. M. Lyakhovich) fyra P12-2 fordon - så kanske världens första GIS för tvånivåintegration föddes (TI använde sina första seriella mikrokretsar 1962 i en liknande design som kallades Litton AN / ASA27 logikmodul - de användes för att montera radardatorer ombord).
Otroligt nog, inte bara Nobelpriset - utan även speciella utmärkelser från hans regering, Osokin fick inte (och Reimer fick inte ens detta - de glömde honom helt!), Han fick inte alls något för mikrokretsarna, först senare 1966 tilldelades han en medalj "För arbetsdifferentiering", så att säga "på allmän basis", bara för framgång i arbetet. Vidare - han växte upp till chefsingenjören och började automatiskt ta emot statusutmärkelser, som hängdes av nästan alla som innehade åtminstone några ansvariga tjänster, ett klassiskt exempel är "Honor of Badge", som han fick 1970, och för att hedra omvandlingen av anläggningen till 1975 mottog han Order of the Red Banner of Labor vid Riga Research Institute of Microdevices (RNIIMP, huvudföretag för den nyskapade PA "Alpha").
Osokins avdelning fick ett statligt pris (bara den lettiska SSR, inte Lenins, som generöst delades ut till muskoviterna), och då inte för mikrokretsar, utan för förbättring av mikrovågstransistorer. I Sovjetunionen gav patenterande uppfinningar till författare inget annat än besvär, en obetydlig engångsbetalning och moralisk tillfredsställelse, så många uppfinningar formaliserades inte alls. Osokin hade inte heller bråttom, men för företag var antalet uppfinningar en av indikatorerna, så de måste fortfarande formaliseras. Därför mottogs USSR AS nr 36845 för uppfinningen av TC P12-2 av Osokin och Mikhalovich först 1966.
År 1964 användes Kvant i tredje generationens flygplan omborddator Gnome, den första i Sovjetunionen (även möjligen världens första seriella dator på mikrokretsar). År 1968 döptes en serie första IS till 1LB021 (GIS mottog index som 1HL161 och 1TP1162), sedan 102LB1V. År 1964, på order av NIRE, slutfördes utvecklingen av R12-5 (serie 103) och moduler baserade på den (serie 117). Tyvärr visade sig Р12-5 vara svårt att tillverka, främst på grund av svårigheten att zinklegera, kristallen visade sig vara mödosam att tillverka: avkastningsprocenten var låg och kostnaden var hög. Av dessa skäl producerades TC P12-5 i små volymer, men vid denna tid påbörjades redan arbete på en bred front för att utveckla plan kiselteknik. Produktionsvolymen för germanium-IC: er i Sovjetunionen är inte exakt känd, enligt Osokin, sedan mitten av 60-talet har de producerats till flera hundra tusen per år (USA, tyvärr, har redan producerat miljoner).
Därefter kommer den mest komiska delen av historien.
Om du ber om att gissa slutdatumet för frisläppandet av mikrokretsen som uppfanns 1963, så kommer även äkta fanatiker av gammal teknik att kapitulera i Sovjetunionens fall. Utan betydande förändringar producerades IS- och GIS-serien 102-117 fram till mitten av 1990-talet, i mer än 32 år! Volymen på deras släpp var dock försumbar - 1985 producerades cirka 6 000 000 enheter, i USA är det tre storleksordningar (!) Mer.
När han insåg det absurda i situationen vände sig Osokin själv 1989 till ledningen för den militärindustriella kommissionen under Sovjetunionens ministerråd med en begäran om att ta bort dessa mikrokretsar från produktionen på grund av deras föråldring och höga arbetsintensitet, men fick en kategoriskt vägran. Vice ordförande i det militärindustriella komplexet V. L. "Gnome" -datorerna finns fortfarande i navigatorns cockpit på Il-76 (och själva flygplanet producerades 1971) och några andra inhemska flygplan.
Vad som är särskilt kränkande - kapitalismens rovhajar tittade entusiastiskt på varandras tekniska lösningar.
Sovjetiska statens planeringskommitté var obeveklig - där den föddes kom den till nytta där! Som ett resultat upptog Osokin-mikrokretsarna en smal nisch av inbyggda datorer på flera flygplan och användes som sådana under de närmaste trettio åren! Varken BESM -serien eller alla slags "Minsky" och "Nairi" - de användes inte någon annanstans.
Dessutom, även ombord på datorer, var de inte installerade överallt, MiG-25 flög till exempel på en analog elektromekanisk dator, även om utvecklingen slutade 1964. Vem hindrade installationen av mikrokretsar där? Samtal om att lampor är mer motståndskraftiga mot en kärnkraftsexplosion?
Men amerikanerna använde mikrokretsar inte bara i Tvillingarna och Apollon (och deras militära specialversioner uthärdade perfekt passagen genom jordens strålningsbälten och arbetade i månens bana). De använde chipsen så snart (!) När de blev tillgängliga, i fullvärdig militär utrustning. Till exempel blev den berömda Grumman F-14 Tomcat det första flygplanet i världen, som 1970 fick en fordonsdator baserad på en LSI (det kallas ofta den första mikroprocessorn, men formellt är detta felaktigt-F-14 omborddatorn bestod av flera mikrokretsar av medelstor och stor integration, så inte mindre - det här var riktiga kompletta moduler, till exempel ALU, och inte en uppsättning diskreta löshet på någon 2I -NOT).
Det är förvånande att Shokin, som fullt ut godkände Rigas befolkning, inte gav den minsta acceleration (ja, förutom officiellt godkännande och order om att starta serieproduktion vid RZPP), och ingenstans var populariseringen av detta ämne, engagemang av specialister från andra forskningsinstitut och i allmänhet varje utveckling i syfte att få en värdefull standard för våra egna mikrokretsar så snart som möjligt, som kan utvecklas oberoende och förbättras.
Varför hände det?
Shokin var inte upp till Osokin -experimenten, vid den tiden löste han frågan om kloning av amerikansk utveckling i hans hemland Zelenograd, vi kommer att prata om detta i nästa artikel.
Som ett resultat, förutom P12-5, hanterade RZPP inte längre mikrokretsar, utvecklade inte detta ämne och andra fabriker vände sig inte till hans erfarenhet, vilket var mycket beklagligt.
Ett annat problem var att, som vi redan har sagt, i väst, alla mikrokretsar producerades av logiska familjer som kunde tillgodose alla behov. Vi begränsade oss till en enda modul, serien föddes endast inom ramen för Kvant -projektet 1970, och då var den begränsad: 1HL161, 1HL162 och 1HL163 - multifunktionella digitala kretsar; 1LE161 och 1LE162 - två och fyra logiska element 2NE -OR; 1TP161 och 1TP1162 - en och två utlösare; 1UP161 är en effektförstärkare, liksom 1LP161 är ett unikt "inhiberande" logiskt element.
Vad hände i Moskva vid den tiden?
Precis som Leningrad blev centrum för halvledare på 1930-40 -talet, blev Moskva centrum för integrerad teknik under 1950–1960 -talen, eftersom den berömda Zelenograd låg där. Vi kommer att prata om hur det grundades och vad som hände där nästa gång.
