Existem 3 primeiras patentes para circuitos integrados e um artigo sobre eles.
A primeira patente (1949) pertenceu a Werner Jacobi, engenheiro alemão da Siemens AG, que propôs o uso de microcircuitos para, novamente, aparelhos auditivos, mas ninguém se interessou pela ideia. Em seguida, houve o famoso discurso de Dammer em maio de 1952 (suas inúmeras tentativas de empurrar o financiamento para a melhoria de seus protótipos do governo britânico continuaram até 1956 e terminaram em nada). Em outubro do mesmo ano, o proeminente inventor Bernard More Oliver registrou uma patente para um método para fazer um transistor composto em um chip semicondutor comum, e um ano depois Harwick Johnson, após discutir isso com John Torkel Wallmark, patenteou a ideia de um circuito integrado …
Todos esses trabalhos, no entanto, permaneceram puramente teóricos, pois três barreiras tecnológicas surgiram no caminho para um esquema monolítico.
Bo Lojek (History of Semiconductor Engineering, 2007) os descreveu como: integração (não há maneira tecnológica de formar componentes eletrônicos em um cristal semicondutor monolítico), isolamento (não há maneira eficaz de isolar eletricamente os componentes IC), conexão (há nenhuma maneira fácil de conectar componentes IC no cristal). Somente o conhecimento dos segredos de integração, isolamento e conexão de componentes usando fotolitografia tornou possível criar um protótipo completo de um IC semicondutor.
EUA
Como resultado, descobriu-se que, nos Estados Unidos, cada uma das três soluções tinha seu próprio autor, e as patentes delas acabaram nas mãos de três empresas.
Kurt Lehovec, da Sprague Electric Company, participou de um seminário em Princeton no inverno de 1958, onde Walmark apresentou sua visão dos problemas fundamentais da microeletrônica. No caminho para casa em Massachusetts, Lehovets propôs uma solução elegante para o problema de isolamento - usando a própria junção pn! A gestão da Sprague, ocupada com guerras corporativas, não se interessou pela invenção dos Legovets (sim, mais uma vez notamos que líderes estúpidos são o flagelo de todos os países, não só na URSS, mas nos EUA, graças ao flexibilidade muito maior da sociedade, isso não chegou perto de tais problemas, pelo menos uma determinada empresa sofreu, e não toda a direção da ciência e tecnologia, como fazemos), e ele se limitou a um pedido de patente por conta própria.
Mais cedo, em setembro de 1958, o já citado Jack Kilby da Texas Instruments apresentou o primeiro protótipo do IC - um oscilador de transistor único, repetindo completamente o circuito e a ideia da patente de Johnson, e um pouco depois - um gatilho de dois transistores.
As patentes de Kilby não abordavam a questão do isolamento e da ligação. O isolador era um entreferro - um corte em toda a profundidade do cristal, e para a conexão ele usava uma montagem articulada (!) Com fio de ouro (a famosa tecnologia de "cabelo", e sim, foi realmente usada no primeiro ICs da TI, que os tornavam monstruosamente de baixa tecnologia), na verdade, os esquemas de Kilby eram híbridos em vez de monolíticos.
Mas ele resolveu completamente o problema de integração e provou que todos os componentes necessários podem ser cultivados em uma matriz de cristal. Na Texas Instruments, estava tudo bem com os líderes, eles perceberam imediatamente que tipo de tesouro caíam em suas mãos, então imediatamente, sem sequer esperar a correção de enfermidades infantis, no mesmo 1958 eles começaram a promover a tecnologia bruta para os militares (ao mesmo tempo sendo imposto a todas as patentes concebíveis). Como lembramos, os militares dessa época foram levados por algo completamente diferente - os micromódulos: tanto o Exército quanto a Marinha rejeitaram a proposta.
No entanto, a Força Aérea de repente se interessou pelo assunto, era tarde demais para recuar, era necessário, de alguma forma, estabelecer a produção usando a incrivelmente pobre tecnologia do "cabelo".
Em 1960, a TI anunciou oficialmente que o primeiro CI de Circuito Sólido Tipo 502 "real" do mundo estava disponível comercialmente. Era um multivibrador, e a empresa alegou que estava em produção, apareceu no catálogo por US $ 450 cada. No entanto, as vendas reais começaram apenas em 1961, o preço era muito mais alto e a confiabilidade desta embarcação era baixa. Agora, a propósito, esses esquemas têm um valor histórico colossal, tanto que uma longa busca em fóruns ocidentais de colecionadores de eletrônicos por uma pessoa que possui o TI Tipo 502 original não foi coroada de sucesso. No total, cerca de 10.000 deles foram feitos, então sua raridade se justifica.
Em outubro de 1961, a TI construiu o primeiro computador em microcircuitos para a Força Aérea (8.500 peças, das quais 587 eram do Tipo 502), mas o problema era um método de fabricação quase manual, baixa confiabilidade e baixa resistência à radiação. O computador foi montado na primeira linha mundial de microcircuitos Texas Instruments SN51x. No entanto, a tecnologia de Kilby geralmente não era adequada para produção e foi abandonada em 1962 depois que um terceiro participante, Robert Norton Noyce, da Fairchild Semiconductor, entrou no negócio.
Fairchild tinha uma liderança colossal sobre o técnico de rádio de Kilby. Como lembramos, a empresa foi fundada por uma verdadeira elite intelectual - oito dos melhores especialistas no campo da microeletrônica e da mecânica quântica, que escaparam do Bell Labs da ditadura da lentamente enlouquecida Shockley. Sem surpresa, o resultado imediato de seu trabalho foi a descoberta do processo planar - uma tecnologia que aplicaram ao 2N1613, o primeiro transistor planar produzido em massa do mundo, substituindo todas as outras opções de soldagem e difusão do mercado.
Robert Noyce questionou se a mesma tecnologia poderia ser aplicada à produção de circuitos integrados e, em 1959, repetiu de forma independente o caminho de Kilby e Legowitz, combinando suas ideias e levando-as à conclusão lógica. Assim nasceu o processo fotolitográfico, com o qual ainda hoje se fabricam microcircuitos.
O grupo de Noyce, liderado por Jay T. Last, criou o primeiro IC monolítico completo em 1960. No entanto, a empresa Fairchild existia com o dinheiro de capitalistas de risco e, a princípio, eles não conseguiram avaliar o valor do que foi criado (novamente, o problema com os patrões). O vice-presidente exigiu de Last que fechasse o projeto, o resultado foi outro desmembramento e a saída de sua equipe, surgindo mais duas empresas Amelco e Signetics.
Depois disso, o manual finalmente viu a luz e em 1961 lançou o primeiro IC - Micrologic realmente disponível no mercado. Demorou mais um ano para desenvolver uma série lógica completa de vários microcircuitos.
Durante esse tempo, os concorrentes não cochilaram e, como resultado, a ordem foi a seguinte (entre parênteses o ano e o tipo de lógica) - 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). Havia outros fabricantes como Intellux, Westinghouse, Sprague Electric Company, Raytheon e Hughes, agora esquecidos.
Uma das grandes descobertas no campo da padronização foram as chamadas famílias de chips lógicos. Na era dos transistores, todo fabricante de computadores, da Philco à General Electric, geralmente fabricava todos os componentes de suas máquinas, até os próprios transistores. Além disso, vários circuitos lógicos, como 2I-NOT, etc. podem ser implementados com a ajuda deles de pelo menos uma dúzia de maneiras diferentes, cada uma com suas próprias vantagens - baixo custo e simplicidade, velocidade, número de transistores, etc. Como resultado, as empresas começaram a criar suas próprias implementações, que inicialmente eram usadas apenas em seus carros.
Assim nasceu a historicamente primeira lógica resistor-transistor (RTL e seus tipos DCTL, DCUTL e RCTL, inaugurada em 1952), poderosa e rápida lógica conectada a emissor (ECL e seus tipos PECL e LVPECL, usados pela primeira vez no IBM 7030 Stretch, ocupava muito espaço e era muito quente, mas por causa dos parâmetros de velocidade insuperáveis, era maciçamente usado e incorporado em microcircuitos, era o padrão dos supercomputadores até o início dos anos 1980 de Cray-1 a "Electronics SS LSI"), lógica diodo-transistor para uso em máquinas mais simples (DTL e suas variedades CTDL e HTL apareceram no IBM 1401 em 1959).
Na época em que os microcircuitos apareceram, ficou claro que os fabricantes precisam escolher da mesma forma - e que tipo de lógica será usada dentro de seus chips? E o mais importante, que tipo de chips serão, que elementos conterão?
É assim que as famílias lógicas nasceram. Quando a Texas Instruments lançou a primeira família desse tipo no mundo - SN51x (1961, RCTL), decidiu sobre o tipo de lógica (resistor-transistor) e quais funções estariam disponíveis em seus microcircuitos, por exemplo, o elemento SN514 implementado NOR / NAND.
Como resultado, pela primeira vez no mundo, houve uma divisão clara em empresas produtoras de famílias lógicas (com velocidade, preço e know-how próprios) e empresas que podiam comprá-los e montar neles computadores de arquitetura própria..
Naturalmente, algumas empresas verticalmente integradas permaneceram, como Ferranti, Phillips e IBM, que preferiram manter a ideia de fazer um computador por dentro e por fora em suas próprias instalações, mas na década de 1970 elas morreram ou abandonaram essa prática. A IBM foi a última a cair, eles usaram um ciclo de desenvolvimento absolutamente completo - da fusão do silício ao lançamento de seus próprios chips e máquinas neles até 1981, quando o IBM 5150 (mais conhecido como Personal Computer, o ancestral de todos os PCs) veio out - o primeiro computador a ter sua marca registrada e por dentro - um processador projetado por outra pessoa.
Inicialmente, a propósito, as teimosas "pessoas de ternos azuis" tentaram criar um PC doméstico 100% original e até o lançaram no mercado - IBM 5110 e 5120 (no processador PALM original, na verdade, era uma micro versão do seus mainframes), mas de - por causa do preço proibitivo e incompatibilidade com a classe já nascida de pequenas máquinas com processadores Intel, ambas as vezes eles estavam em um fracasso épico. O engraçado é que sua divisão de mainframe ainda não desistiu e eles ainda estão desenvolvendo sua própria arquitetura de processador até hoje. Além disso, eles também os produziram da mesma forma de forma absolutamente independente até 2014, quando finalmente venderam suas empresas de semicondutores para a Global Foundries. Assim, a última linha de computadores, produzida no estilo dos anos 1960, desapareceu - inteiramente por uma empresa por dentro e por fora.
Voltando às famílias lógicas, notamos a última delas, que já surgiu na era dos microcircuitos especialmente para elas. Não é tão rápido ou tão quente quanto a lógica transistor-transistor (TTL, inventado em 1961 na TRW). A lógica TTL foi o primeiro padrão IC e foi usada em todos os principais chips na década de 1960.
Em seguida, veio a lógica de injeção integral (IIL, surgida no final de 1971 na IBM e na Philips, era usada em microcircuitos dos anos 1970-1980) e a maior de todas - a lógica de óxido metálico-semicondutor (MOS, desenvolvida desde os anos 60 até 80º na versão CMOS, que conquistou completamente o mercado, agora 99% de todos os chips modernos são CMOS).
O primeiro computador comercial com microcircuitos foi a série RCA Spectra 70 (1965), o mainframe de banco pequeno Burroughs B2500 / 3500 lançado em 1966 e o Scientific Data Systems Sigma 7 (1966). A RCA tradicionalmente desenvolveu seus próprios microcircuitos (CML - Current Mode Logic), Burroughs usou a ajuda de Fairchild para desenvolver uma linha original de microcircuitos CTL (Complementary Transistor Logic), a SDS encomendou os chips da Signetics. Essas máquinas foram seguidas por CDC, General Electric, Honeywell, IBM, NCR, Sperry UNIVAC - a era das máquinas de transistor acabou.
Observe que não foi apenas na URSS que os criadores de sua glória foram esquecidos. Uma história semelhante, bastante desagradável, aconteceu com os circuitos integrados.
Na verdade, o mundo deve o surgimento da IP moderna ao trabalho bem coordenado dos profissionais da Fairchild - em primeiro lugar, a equipe de Ernie e Last, bem como à ideia da Dammer e à patente do Legovets. Kilby produziu um protótipo malsucedido, impossível de modificar, sua produção foi abandonada quase imediatamente, e seu microcircuito tem apenas um valor colecionável para a história, não deu nada à tecnologia. Bo Loek escreveu sobre isso desta forma:
A ideia de Kilby era tão pouco prática que até TI a abandonou. Sua patente tinha valor apenas como um objeto de negociação conveniente e lucrativo. Se Kilby trabalhasse não para a TI, mas para qualquer outra empresa, então suas idéias não teriam sido patenteadas de forma alguma.
Noyce redescobriu a ideia de Legovets, mas depois desistiu do trabalho e todas as descobertas, incluindo oxidação úmida, metalização e corrosão, foram feitas por outras pessoas, e eles também lançaram o primeiro IC monolítico comercial real.
Como resultado, a história permaneceu injusta com essas pessoas até o final - mesmo nos anos 60, Kilby, Legovets, Noyce, Ernie e Last eram chamados de pais dos microcircuitos, nos anos 70 a lista era reduzida a Kilby, Legovets e Noyce, depois, para Kilby e Noyce, e o auge da criação de mitos foi o recebimento do Prêmio Nobel de 2000, apenas por Kilby, pela invenção do microcircuito.
Observe que 1961-1967 foi a era de monstruosas guerras de patentes. Todo mundo lutou com todo mundo, Texas Instruments com Westinghouse, Sprague Electric Company e Fairchild, Fairchild com Raytheon e Hughes. No final, as empresas perceberam que nenhuma delas iria coletar todas as patentes essenciais de si mesmas, e enquanto os tribunais durarem - elas estão congeladas e não podem servir como ativos e trazer dinheiro, então tudo acabou com um licenciamento global e cruzado de todas as tecnologias obtidas naquela época.
Voltando à consideração da URSS, não se pode deixar de notar outros países cujas políticas eram às vezes extremamente estranhas. Em geral, estudando este tópico, fica claro que é muito mais fácil descrever não por que o desenvolvimento de circuitos integrados na URSS falhou, mas por que eles tiveram sucesso nos Estados Unidos, por uma razão simples - eles não tiveram sucesso em qualquer lugar exceto em os Estados Unidos.
Vamos enfatizar que a questão não estava de forma alguma na inteligência dos desenvolvedores - engenheiros inteligentes, excelentes físicos e brilhantes visionários da computação estavam em toda parte: da Holanda ao Japão. O problema era uma coisa - gerenciamento. Mesmo na Grã-Bretanha, os conservadores (para não mencionar os trabalhistas, que acabaram com os restos da indústria e do desenvolvimento lá), as corporações não tinham o mesmo poder e independência que na América. Só aí os representantes comerciais falavam com as autoridades em pé de igualdade: eles podiam investir bilhões onde quisessem com pouco ou nenhum controle, convergir em ferozes batalhas de patentes, atrair funcionários, encontrar novas empresas literalmente com um estalar de dedos (para o mesmo " traiçoeiro oito "que jogou Shockley, rastreia 3/4 dos negócios atuais de semicondutores da América, de Fairchild e Signetics a Intel e AMD).
Todas essas empresas estavam em movimento de vida contínua: elas procuraram, descobriram, capturaram, arruinaram, investiram - e sobreviveram e evoluíram como a natureza viva. Em nenhum outro lugar do mundo existe tanta liberdade de risco e iniciativa. A diferença se tornará especialmente óbvia quando começarmos a falar sobre o "Vale do Silício" doméstico - Zelenograd, onde engenheiros não menos inteligentes, sob o jugo do Ministério da Indústria de Rádio, tiveram que gastar 90% de seu talento em cópias de vários anos Os desenvolvimentos americanos e aqueles que teimosamente seguiram em frente - Yuditsky, Kartsev, Osokin - muito rapidamente foram domados e levados de volta aos trilhos colocados pelo partido.
O próprio Generalíssimo Stalin falou bem sobre isso em uma entrevista com o Embaixador da Argentina Leopoldo Bravo em 7 de fevereiro de 1953 (do livro de Stalin I. V. Obras. - T. 18. - Tver: Centro de Informação e Publicação "União", 2006):
Stalin diz que isso só denuncia a pobreza de espírito dos líderes dos Estados Unidos, que têm muito dinheiro, mas pouco na cabeça. Ele nota ao mesmo tempo que os presidentes americanos, via de regra, não gostam de pensar, mas preferem usar a ajuda de "brain trusts", que tais trusts, em particular, eram com Roosevelt e Truman, que aparentemente acreditavam que se eles tinham dinheiro, não era necessário.
Como resultado, o partido pensou conosco, mas os engenheiros fizeram. Daí o resultado.
Japão
Situação praticamente semelhante aconteceu no Japão, onde as tradições de controle estatal eram, é claro, muitas vezes mais suaves do que as soviéticas, mas quase no mesmo nível da Grã-Bretanha (já discutimos o que aconteceu com a escola britânica de microeletrônica).
No Japão, em 1960, havia quatro grandes participantes no negócio de computadores, sendo três 100% estatais. Mais poderosos - o Departamento de Comércio e Indústria (MITI) e seu braço técnico, o Laboratório de Engenharia Elétrica (ETL); Nippon Telephone & Telegraph (NTT) e seus laboratórios de chips; e o participante menos significativo, do ponto de vista puramente financeiro, o Ministério da Educação, que controlava todos os desenvolvimentos dentro das prestigiosas universidades nacionais (especialmente em Tóquio, um análogo da Moscow State University e do MIT em termos de prestígio naqueles anos). Finalmente, o último jogador foram os laboratórios corporativos combinados das maiores empresas industriais.
O Japão também era tão semelhante à URSS e à Grã-Bretanha, que todos os três países sofreram significativamente durante a Segunda Guerra Mundial, e seu potencial técnico foi reduzido. E o Japão, além disso, esteve na ocupação até 1952 e sob estrito controle financeiro dos Estados Unidos até 1973, a taxa de câmbio do iene até aquele momento estava rigidamente atrelada ao dólar por acordos intergovernamentais, e o mercado internacional japonês tornou-se generalizado desde então 1975 (e sim, não estamos falando de que eles próprios mereçam, estamos apenas descrevendo a situação).
Como resultado, os japoneses conseguiram criar várias máquinas de primeira classe para o mercado nacional, mas da mesma forma, a produção de microcircuitos bocejou, e quando teve início sua idade de ouro após 1975, um verdadeiro renascimento técnico (era por volta de 1990, quando a tecnologia e os computadores japoneses eram considerados os melhores do mundo e o assunto inveja e sonhos), a produção desses mesmos milagres foi reduzida à mesma cópia dos desenvolvimentos americanos. Embora devamos dar o devido valor, eles não apenas copiaram, mas desmontaram, estudaram e melhoraram qualquer produto detalhadamente até o último parafuso, como resultado, seus computadores eram menores, mais rápidos e mais avançados tecnologicamente que os protótipos americanos. Por exemplo, o primeiro computador com CIs de sua própria produção, Hitachi HITAC 8210, foi lançado em 1965, simultaneamente com o RCA. Infelizmente para os japoneses, eles fizeram parte da economia mundial, onde tais truques não passam impunemente e, como resultado das guerras de patentes e comerciais com os Estados Unidos na década de 80, sua economia entrou em colapso e estagnou, onde permanece praticamente até hoje (e se você se lembra deles falha épica com as chamadas "máquinas de 5ª geração" …).
Ao mesmo tempo, Fairchild e TI tentaram estabelecer instalações de produção no Japão no início dos anos 60, mas encontraram forte resistência do MITI. Em 1962, o MITI proibiu a Fairchild de investir em uma fábrica já comprada no Japão, e o inexperiente Noyce tentou entrar no mercado japonês através da corporação NEC. Em 1963, a liderança da NEC, supostamente agindo sob pressão do governo japonês, obteve da Fairchild condições de licenciamento extremamente favoráveis, o que posteriormente encerrou a capacidade da Fairchild de negociar de forma independente no mercado japonês. Foi só depois que o negócio foi concluído que Noyce soube que o presidente do NEC presidia ao mesmo tempo o comitê do MITI que estava bloqueando os negócios da Fairchild. A TI tentou estabelecer uma unidade de produção no Japão em 1963 após ter tido experiências negativas com a NEC e a Sony. Por dois anos, o MITI se recusou a dar uma resposta definitiva ao pedido da TI (enquanto roubava seus chips com força e principal e os liberava sem licença), e em 1965 os Estados Unidos contra-atacaram, ameaçando os japoneses com um embargo à importação de equipamentos eletrônicos que violavam as patentes da TI, e começaram proibindo a Sony e a Sharp.
O MITI percebeu a ameaça e começou a pensar em como eles poderiam enganar os bárbaros brancos. No final, eles construíram uma porta múltipla, tentaram romper um acordo já pendente entre a TI e a Mitsubishi (dona da Sharp) e convenceram Akio Morita (fundador da Sony) a fechar um acordo com a TI "no interesse do futuro dos japoneses indústria." No início, o acordo foi extremamente desvantajoso para a TI e, por quase vinte anos, as empresas japonesas lançaram microcircuitos clonados sem pagar royalties. Os japoneses já pensaram como enganaram maravilhosamente os gaijins com seu rígido protecionismo, e então os americanos os pressionaram pela segunda vez já em 1989. Como resultado, os japoneses foram forçados a admitir que haviam violado patentes por 20 anos e pagar aos Estados Unidos Declara royalties monstruosos de meio bilhão de dólares por ano, que finalmente enterrou a microeletrônica japonesa.
Como resultado, o jogo sujo do Ministério do Comércio e seu controle total sobre grandes empresas com decretos sobre o que e como produzir, deixou os japoneses de lado, de modo que eles foram literalmente expulsos da galáxia mundial de fabricantes de computadores (em fato, na década de 80, apenas eles estavam competindo com os americanos).
a URSS
Finalmente, vamos passar para a coisa mais interessante - a União Soviética.
Digamos imediatamente que muitas coisas interessantes estavam acontecendo lá antes de 1962, mas agora vamos considerar apenas um aspecto - circuitos integrados monolíticos reais (e, além disso, originais!).
Yuri Valentinovich Osokin nasceu em 1937 (para variar, seus pais não eram inimigos do povo) e em 1955 ingressou no corpo docente eletromecânico do MPEI, a recém-inaugurada especialidade "dielétricos e semicondutores", que se formou em 1961. Ele se formou em transistores em nosso principal centro de semicondutores perto de Krasilov em NII-35, de onde foi para a Riga Semiconductor Device Plant (RZPP) para produzir transistores, e a própria fábrica era tão jovem quanto o graduado Osokin - foi criada apenas em 1960.
A nomeação de Osokin lá era uma prática normal para uma nova fábrica - os trainees da RZPP frequentemente estudavam no NII-35 e treinavam em Svetlana. Observe que a fábrica não apenas possuía pessoal báltico qualificado, mas também estava localizada na periferia, longe de Shokin, Zelenograd e todos os confrontos associados a eles (falaremos sobre isso mais tarde). Em 1961, a RZPP já dominava na produção a maioria dos transistores NII-35.
No mesmo ano, a fábrica, por iniciativa própria, começou a escavar no campo das tecnologias planas e fotolitografia. Nisso ele foi auxiliado pelo NIRE e KB-1 (mais tarde "Almaz"). A RZPP desenvolveu o primeiro na linha automática da URSS para a produção de transistores planares "Ausma", e seu designer geral A. S. Gotman teve um pensamento brilhante - já que ainda estamos carimbando transistores em um chip, por que não montá-los imediatamente a partir desses transistores?
Além disso, Gotman propôs uma tecnologia revolucionária, para os padrões de 1961 - separar os condutores do transistor, não nas pernas padrão, mas soldá-los a uma placa de contato com esferas de solda, para simplificar a instalação automática. Na verdade, ele abriu um pacote BGA real, que agora é usado em 90% dos eletrônicos - de laptops a smartphones. Infelizmente, essa ideia não entrou na série, pois havia problemas com a implementação tecnológica. Na primavera de 1962, o engenheiro-chefe da NIRE V. I. Smirnov pediu ao diretor da RZPP S. A. Bergman que encontrasse outra maneira de implementar um circuito multi-elemento do tipo 2NE-OR, universal para a construção de dispositivos digitais.
O diretor da RZPP confiou esta tarefa ao jovem engenheiro Yuri Valentinovich Osokin. Foi organizado um departamento integrado num laboratório tecnológico, um laboratório de desenvolvimento e fabrico de fotomáscaras, um laboratório de medição e uma linha de produção piloto. Naquela época, uma tecnologia para a fabricação de diodos e transistores de germânio foi fornecida à RZPP, e servida como base para um novo desenvolvimento. E já no outono de 1962, foram obtidos os primeiros protótipos de germânio, como diziam na época, o esquema P12-2 sólido.
Osokin enfrentou uma tarefa fundamentalmente nova: implementar dois transistores e dois resistores em um cristal, na URSS ninguém fez nada parecido e não havia informações sobre o trabalho de Kilby e Noyce no RZPP. Mas o grupo de Osokin resolveu o problema de maneira brilhante, e não da mesma forma que os americanos, trabalhando não com silício, mas com mesatransistores de germânio! Ao contrário da Texas Instruments, o povo de Riga criou imediatamente um verdadeiro microcircuito e um processo técnico de sucesso para ele a partir de três exposições consecutivas; na verdade, eles fizeram isso simultaneamente com o grupo Noyce, de uma forma absolutamente original e receberam um produto não menos valioso do ponto de vista comercial.
Quão significativa foi a contribuição do próprio Osokin, ele era um análogo de Noyce (todo o trabalho técnico para o qual o grupo de Last e Ernie executou) ou um inventor completamente original?
Este é um mistério coberto pela escuridão, como tudo relacionado com a eletrônica soviética. Por exemplo, V. M. Lyakhovich, que trabalhou naquele mesmo NII-131, lembra (doravante, cita o livro exclusivo de E. M. Lyakhovich "Eu sou desde o tempo do primeiro"):
Em maio de 1960, um engenheiro do meu laboratório, físico por formação, Lev Iosifovich Reimerov, propôs usar um transistor duplo no mesmo pacote com um resistor externo como elemento universal de 2NE-OR, garantindo-nos que na prática essa proposta é já previsto no processo tecnológico existente de fabricação dos transistores P401 - P403, que ele conhece bem por sua prática na fábrica de Svetlana … Era quase tudo o que faltava! Principais modos de operação dos transistores e o mais alto nível de unificação … E uma semana depois Lev trouxe um esboço da estrutura do cristal, na qual uma junção pn foi adicionada a dois transistores em seu coletor comum, formando um resistor em camadas … Em 1960, Lev emitiu um certificado de inventor para sua proposta e recebeu uma decisão positiva para o dispositivo nº 24864 de 8 de março de 1962.
A ideia foi concretizada em hardware com a ajuda de OV Vedeneev, que estava trabalhando na Svetlana na época:
No verão, fui convocado para a entrada do Reimer. Ele teve a ideia de fazer técnica e tecnologicamente um esquema "NÃO-OU". Em tal dispositivo: um cristal de germânio é fixado em uma base de metal (duralumínio), sobre a qual são criadas quatro camadas com condutividade npnp … O trabalho de fundir fios de ouro foi bem dominado por um jovem instalador, Luda Turnas, e eu trouxe ela para trabalhar. O produto resultante foi colocado em um biscoito de cerâmica … Até 10 desses biscoitos poderiam ser facilmente transportados pela entrada da fábrica, simplesmente segurando-o com o punho. Fizemos várias centenas desses biscoitos para Leva.
A remoção através do posto de controle não é mencionada aqui por acaso. Todo o trabalho em "esquemas duros" no estágio inicial era uma aposta pura e poderia ser facilmente encerrado. Os desenvolvedores tiveram que usar não apenas habilidades técnicas, mas também organizacionais típicas da URSS.
As primeiras centenas de peças foram produzidas silenciosamente em poucos dias! … Depois de rejeitar dispositivos que eram aceitáveis em termos de parâmetros, montamos vários circuitos de gatilho mais simples e um contador. Tudo funciona! Aqui está - o primeiro circuito integrado!
Junho de 1960.
… No laboratório, fizemos montagens de demonstração de unidades típicas nesses diagramas sólidos, colocados em painéis de plexiglass.
… O engenheiro-chefe do NII-131, Veniamin Ivanovich Smirnov, foi convidado para a demonstração dos primeiros esquemas sólidos e disse-lhe que este elemento é universal … A demonstração de esquemas sólidos impressionou. Nosso trabalho foi aprovado.
… Em outubro de 1960, com esses artesanatos, o engenheiro-chefe do NII-131, o inventor do circuito sólido, o engenheiro L. I. Shokin.
… V. D. Kalmykov e A. I. Shokin avaliaram positivamente o trabalho realizado por nós. Eles observaram a importância desta área de trabalho e sugeriram contatá-los para obter ajuda, se necessário.
… Imediatamente após o relatório ao ministro e o apoio do ministro ao nosso trabalho na criação e desenvolvimento de um sistema sólido de germânio, V. I. No primeiro trimestre de 1961, nossos primeiros circuitos sólidos foram fabricados no local, embora com a ajuda de amigos da fábrica de Svetlana (solda de chumbo de ouro, ligas multicomponentes para base e emissor).
Na primeira etapa do trabalho, foram obtidas na fábrica de Svetlana ligas multicomponentes para base e emissor, os fios de ouro também foram levados para Svetlana para soldagem, já que o instituto não possuía instalador próprio e fio de ouro de 50 mícrons. Tornou-se questionável se até mesmo amostras experimentais de computadores de bordo, desenvolvidas no instituto de pesquisa, estavam equipadas com microcircuitos, e a produção em massa estava fora de questão. Foi necessário procurar uma planta serial.
Nós (V. I. Smirnov, L. I. Bergman para determinar a possibilidade de usar esta planta no futuro para a produção em série de nossos circuitos sólidos. Sabíamos que, na era soviética, os diretores das fábricas relutavam em aceitar qualquer produção adicional de qualquer produto. Por isso, recorremos à RPZ, para que de início nos pudesse fabricar um lote experimental (500 peças) do nosso "elemento universal" para prestar assistência técnica, cuja tecnologia de fabrico e materiais coincidiam totalmente com os Utilizada na linha tecnológica RPZ na fabricação dos transistores P401 - P403.
… A partir desse momento, a nossa invasão começou "na planta serial com a transferência de" documentação "desenhada a giz no quadro negro e apresentada oralmente pela tecnologia. Os parâmetros elétricos e técnicas de medição foram apresentados em uma página A4, mas a tarefa de classificar e controlar os parâmetros era nossa.
… Nossas empresas tinham os mesmos números de caixa postal da caixa postal 233 (RPZ) e da caixa postal 233 (NII-131). Daí o nome do nosso "elemento de Reimerov" - TS-233 nasceu.
Os detalhes de fabricação são impressionantes:
Naquela época, a fábrica (assim como outras fábricas) usava uma tecnologia manual para transferir o emissor e o material de base para uma placa de germânio com pontas de madeira de uma árvore de flor de acácia e soldar os fios à mão. Todo esse trabalho foi realizado sob um microscópio por meninas.
Em geral, em termos de fabricabilidade, a descrição deste esquema não está longe de Kilby …
Onde é o lugar de Osokin aqui?
Estudamos mais as memórias.
Com o advento da fotolitografia, tornou-se possível criar um resistor de volume em vez de em camadas nas dimensões do cristal existente e formar um resistor de volume gravando a placa coletora por meio de uma fotomáscara. LI Reimerov pediu a Yu. Osokin que tentasse selecionar diferentes fotomáscaras e tentar obter um resistor de volume da ordem de 300 Ohm em uma placa de germânio do tipo p.
… Yura fez esse resistor de volume em R12-2 TS e considerou que o trabalho estava terminado, pois o problema de temperatura havia sido resolvido. Logo Yuri Valentinovich me trouxe cerca de 100 circuitos sólidos na forma de uma "guitarra" com um resistor de volume no coletor, que foi obtido por gravação especial da camada coletora de germânio tipo p.
… Ele mostrou que esses veículos trabalham até +70 graus, qual é a porcentagem de rendimento dos adequados e qual é a faixa de parâmetros. No instituto (Leningrado), montamos os módulos Kvant nesses diagramas sólidos. Todos os testes na faixa de temperatura operacional foram bem-sucedidos.
Mas não foi tão fácil lançar a segunda opção, aparentemente mais promissora, em produção.
Amostras de circuitos e uma descrição do processo tecnológico foram transferidos para o RZPP, mas lá, a essa altura, já havia começado a produção em série do P12-2 com resistor de volume. O surgimento de esquemas melhorados significaria interromper a produção dos antigos, o que poderia atrapalhar o plano. Além disso, com toda a probabilidade, Yu. V. Osokin tinha motivos pessoais para manter o lançamento do P12-2 da versão antiga. A situação se sobrepunha aos problemas de coordenação interdepartamental, pois o NIRE pertencia à GKRE e a RZPP à GKET. Os comitês tinham requisitos regulatórios diferentes para produtos, e o empreendimento de um comitê praticamente não tinha influência sobre a fábrica de outro. No final, as partes chegaram a um acordo - a versão P12-2 foi mantida e os novos circuitos de alta velocidade receberam o índice P12-5.
Como resultado, vemos que Lev Reimerov era um análogo de Kilby para os microcircuitos soviéticos, e Yuri Osokin era um análogo de Jay Last (embora ele geralmente seja classificado entre os pais de pleno direito dos circuitos integrados soviéticos).
Como resultado, é ainda mais difícil entender as complexidades do design, das intrigas de fábrica e ministeriais da União do que nas guerras corporativas da América; no entanto, a conclusão é bastante simples e otimista. Reimer teve a ideia de integração quase simultaneamente com Kilby, e apenas a burocracia soviética e as peculiaridades do trabalho de nossos institutos de pesquisa e escritórios de design com um monte de aprovações ministeriais e disputas atrasaram os microcircuitos domésticos por alguns anos. Ao mesmo tempo, os primeiros esquemas eram quase iguais aos do "cabelo" Tipo 502, e foram aprimorados pelo especialista em litografia Osokin, que desempenhou o papel do doméstico Jay Last, também completamente independente dos desenvolvimentos de Fairchild e por volta de ao mesmo tempo, preparando o lançamento de bastante moderno e competitivo para o período do presente IP.
Se os prêmios Nobel fossem distribuídos com um pouco mais de justiça, Jean Ernie, Kurt Legovets, Jay Last, Lev Reimerov e Yuri Osokin deveriam ter compartilhado a honra de criar o microcircuito. Infelizmente, no Ocidente, ninguém sequer ouviu falar dos inventores soviéticos antes do colapso da União.
Em geral, a fabricação de mitos americana, como já foi mencionado, em alguns aspectos era semelhante à soviética (assim como a ânsia pela nomeação de heróis oficiais e a simplificação de uma história complexa). Após o lançamento do famoso livro de Thomas Reid "O Chip: Como Dois Americanos Inventaram o Microchip e Lançaram uma Revolução" em 1984, a versão de "Dois Inventores Americanos" tornou-se canônica, eles até se esqueceram de seus próprios colegas, para não falar para sugerir que alguém que não seja americano pode repentinamente ter inventado algo em algum lugar!
No entanto, na Rússia eles também se distinguem por uma memória curta, por exemplo, em um artigo enorme e detalhado na Wikipedia russa sobre a invenção de microcircuitos - não há uma palavra sobre Osokin e seus desenvolvimentos (que, a propósito, é o que não é surpreendente, o artigo é uma tradução simples de um semelhante em inglês, em que esta informação e não havia vestígios).
Ao mesmo tempo, o que é ainda mais triste, o próprio pai da ideia, Lev Reimerov, é esquecido ainda mais profundamente, e mesmo nas fontes onde a criação dos primeiros ISs soviéticos reais é mencionada, apenas Osokin é mencionado como seu único criador, o que certamente é triste.
É incrível que nesta história, os americanos e eu nos mostramos exatamente o mesmo - nenhum dos lados praticamente se lembrava de seus verdadeiros heróis, em vez disso, criamos uma série de mitos duradouros. É muito triste que a criação de "Quantum", em geral, tenha sido possível restaurar apenas a partir de uma única fonte - o próprio livro "Eu sou desde o tempo do primeiro", publicado pela editora "Scythia-print" em São Petersburgo em 2019 com uma circulação de 80 (!) Instâncias. Naturalmente, para uma ampla gama de leitores foi absolutamente inacessível por um longo tempo (sem saber pelo menos algo sobre Reimerov e esta história desde o início - era até difícil adivinhar o que exatamente precisa ser procurado na rede, mas agora está disponível em formato eletrônico aqui).
Além do mais, gostaria que essas pessoas maravilhosas não fossem ingloriamente esquecidas, e esperamos que este artigo sirva como mais uma fonte na restauração de prioridades e justiça histórica na difícil questão da criação dos primeiros circuitos integrados do mundo.
Estruturalmente, o P12-2 (e o subsequente P12-5) foram feitos na forma de um comprimido clássico feito de um copo redondo de metal com um diâmetro de 3 mm e uma altura de 0,8 mm - Fairchild não propôs tal pacote até um ano depois. No final de 1962, a produção piloto do RZPP produziu cerca de 5 mil R12-2, e em 1963 várias dezenas de milhares deles foram feitas (infelizmente, a esta altura os americanos já haviam percebido qual era a sua força e produziram mais do que meio milhão deles).
O que é engraçado - na URSS, os consumidores não sabiam como trabalhar com tal pacote, e especificamente para tornar sua vida mais fácil, em 1963 no NIRE no âmbito do Kvant ROC (A. N. Pelipenko, E. M. Lyakhovich) quatro P12-2 veículos - foi assim que nasceu o primeiro GIS de integração de dois níveis do mundo (a TI usou seus primeiros microcircuitos em série em 1962 em um projeto semelhante chamado de módulo lógico Litton AN / ASA27 - eles foram usados para montar computadores de radar a bordo).
Surpreendentemente, não só o Prêmio Nobel - mas mesmo honras especiais de seu governo, Osokin não recebeu (e Reimer nem mesmo recebeu - eles se esqueceram dele completamente!), Ele não recebeu nada pelos microcircuitos, só mais tarde em 1966 ele foi premiado com a medalha "Por distinção trabalhista", por assim dizer, "em uma base geral", apenas pelo sucesso no trabalho. Além disso - ele cresceu até se tornar o engenheiro-chefe e automaticamente começou a receber prêmios de status, que eram pendurados por quase todos com pelo menos alguns cargos de responsabilidade; um exemplo clássico é o "Distintivo de Honra", que ele recebeu em 1970, e em homenagem à transformação da fábrica em Em 1975, ele recebeu a Ordem da Bandeira Vermelha do Trabalho no Instituto de Pesquisa de Microdispositivos de Riga (RNIIMP, a empresa principal do recém-criado PA "Alpha").
O departamento de Osokin recebeu um Prêmio Estadual (apenas o SSR da Letônia, não o de Lenin, que foi generosamente distribuído aos moscovitas), e não para os microcircuitos, mas para o aprimoramento dos transistores de microondas. Na URSS, patentear invenções a autores não dava nada além de problemas, um pagamento único e insignificante e satisfação moral, de modo que muitas invenções não eram formalizadas de forma alguma. Osokin também não tinha pressa, mas para as empresas o número de invenções era um dos indicadores, por isso ainda tiveram que ser formalizadas. Portanto, o USSR AS No. 36845 para a invenção do TC P12-2 foi recebido por Osokin e Mikhalovich apenas em 1966.
Em 1964, o Kvant foi usado no computador de bordo de terceira geração Gnome, o primeiro na URSS (também, possivelmente, o primeiro computador serial do mundo em microcircuitos). Em 1968, uma série de primeiros ISs foi renomeada para 1LB021 (GIS recebeu índices como 1HL161 e 1TP1162), depois 102LB1V. Em 1964, por ordem do NIRE, foi concluído o desenvolvimento do R12-5 (série 103) e dos módulos nele baseados (série 117). Infelizmente, o Р12-5 revelou-se difícil de fabricar, principalmente devido à dificuldade da liga de zinco, o cristal acabou sendo trabalhoso de fabricar: a porcentagem de rendimento era baixa e o custo, alto. Por essas razões, o TC P12-5 foi produzido em pequenos volumes, mas a essa altura, o trabalho já estava em andamento em uma ampla frente para desenvolver a tecnologia de silício planar. O volume de produção de CIs de germânio na URSS não é exatamente conhecido, de acordo com Osokin, desde meados dos anos 60 eles eram produzidos a várias centenas de milhares por ano (os Estados Unidos, infelizmente, já produziram milhões).
Em seguida, vem a parte mais cômica da história.
Se você pedir para adivinhar a data final para o lançamento do microcircuito inventado em 1963, então, no caso da URSS, até os verdadeiros fanáticos por velhas tecnologias se renderão. Sem mudanças significativas, as séries 102-117 IS e GIS foram produzidas até meados da década de 1990, por mais de 32 anos! O volume de seu lançamento, no entanto, foi insignificante - em 1985 cerca de 6.000.000 de unidades foram produzidas, nos EUA são três ordens de magnitude (!) Mais.
Percebendo o absurdo da situação, o próprio Osokin em 1989 recorreu à liderança da Comissão Militar-Industrial sob o Conselho de Ministros da URSS com um pedido para retirar esses microcircuitos da produção devido à sua obsolescência e alta intensidade de trabalho, mas recebeu um recusa categórica. Vice-presidente do complexo militar-industrial V. L. Os computadores "Gnome" ainda estão na cabine do navegador do Il-76 (e a própria aeronave foi produzida em 1971) e algumas outras aeronaves domésticas.
O que é especialmente ofensivo - os tubarões predadores do capitalismo espiaram entusiasticamente as soluções tecnológicas uns dos outros.
O Comitê de Planejamento do Estado Soviético foi implacável - onde nasceu, foi útil lá! Como resultado, os microcircuitos Osokin ocuparam um nicho estreito dos computadores de bordo de várias aeronaves e, como tal, foram usados pelos próximos trinta anos! Nem a série BESM, nem todos os tipos de "Minsky" e "Nairi" - eles não foram usados em nenhum outro lugar.
Além disso, mesmo em computadores de bordo não instalados em todos os lugares, o MiG-25, por exemplo, voou em um computador eletromecânico analógico, embora seu desenvolvimento tenha terminado em 1964. Quem impediu a instalação de microcircuitos ali? Conversas de que as lâmpadas são mais resistentes a uma explosão nuclear?
Mas os americanos usaram microcircuitos não apenas em Gêmeos e Apolo (e suas versões militares especiais suportaram perfeitamente a passagem pelos cinturões de radiação da Terra e o trabalho na órbita da Lua). Eles usaram os chips assim que (!) Quando eles ficaram disponíveis, em equipamento militar completo. Por exemplo, o famoso Grumman F-14 Tomcat se tornou a primeira aeronave do mundo, que em 1970 recebeu um computador de bordo baseado em um LSI (é frequentemente chamado de primeiro microprocessador, mas formalmente isso é incorreto - o F-14 o computador de bordo consistia em vários microcircuitos de integração de médio e grande porte, portanto, nada menos - esses eram módulos completos reais, como ALU, e não um conjunto de frouxidão discreta em qualquer 2I-NOT).
É surpreendente que Shokin, aprovando plenamente a tecnologia do povo de Riga, não tenha dado a menor aceleração (bem, exceto para a aprovação oficial e a ordem de iniciar a produção em série no RZPP), e em nenhum lugar houve a popularização deste tema, o envolvimento de especialistas de outros institutos de pesquisa e, em geral, todos os desenvolvimentos com o objetivo de obter um padrão precioso para nossos próprios microcircuitos o mais rápido possível, que possam ser desenvolvidos e melhorados de forma independente.
Por que isso aconteceu?
Shokin não estava à altura dos experimentos de Osokin, na época ele estava resolvendo a questão da clonagem de desenvolvimentos americanos em seu Zelenogrado nativo, falaremos sobre isso no próximo artigo.
Com isso, além do P12-5, a RZPP não tratou mais de microcircuitos, não desenvolveu esse tema e outras fábricas não recorreram à sua experiência, o que era muito lamentável.
Outro problema era que, como já dissemos, no Ocidente todos os microcircuitos eram produzidos por famílias lógicas que podiam satisfazer qualquer necessidade. Limitámo-nos a um único módulo, a série nasceu apenas no âmbito do projecto Kvant em 1970, e depois ficou limitada: 1HL161, 1HL162 e 1HL163 - circuitos digitais multifuncionais; 1LE161 e 1LE162 - dois e quatro elementos lógicos 2NE-OR; 1TP161 e 1TP1162 - um e dois gatilhos; 1UP161 é um amplificador de potência, assim como 1LP161 é um elemento lógico de "inibição" exclusivo.
O que estava acontecendo em Moscou naquela época?
Assim como Leningrado se tornou o centro de semicondutores nas décadas de 1930-1940, Moscou se tornou o centro de tecnologias integrais nas décadas de 1950-1960, porque o famoso Zelenogrado estava localizado lá. Falaremos sobre como foi fundado e o que aconteceu lá na próxima vez.
