Развитие микроэлектроники

По материалам книг Б.Н.Малиновского

Старт промышленной микроэлектроники Впервые в Европе Ветераны микроэлектроники Несостоявшееся партнерство Отечественным микроэлектронным технологиям - быть! Иллюстрации. Дополнительные материалы

Несостоявшееся партнерство

Одним из важных факторов замедления научно-технического прогресса в ряде отраслей народного хозяйства бывшего СССР, в том числе в электронной промышленности, явилось отсутствие эффективного механизма взаимодействия между академической и отраслевой науками. Фундаментальные исследования не могли быстро превращаться их в практические результаты, поскольку наука не имела достаточной технологической базы. Поэтому отраслевая наука, которая была сориентирована на разработку и производство различных приборов, машин и других технических средств, создавала их без должного учета достижений фундаментальной науки, поскольку они появлялись с большим опозданием.

Особенности отношений Министерства электронной промышленности (МЭП) с академической наукой можно показать на примере Института кибернетики АН Украины. Высокий авторитет Института кибернетики АН Украины и его руководителя В.М.Глушкова помогали успешно сотрудничать со многими министерствами, ведомствами и отдельными организациями всего бывшего Советского Союза. Финансирование многотысячного коллектива института на 50% обеспечивалось путем заключения хоздоговорных работ.

Однако с Министерством электронной промышленности полновесного сотрудничества не получилось. Академические учреждения, даже такие крупные, как Институт кибернетики АН Украины, в глазах министерства - этого гигантского электронного Гулливера, были вероятно, лилипутами, не заслуживающими большого внимания.

С другой стороны, в Институте кибернетики в 60-е и 70-е гг. ХХ века не было отдела, целеустремленно и глубоко занимающегося микроэлектроникой. Исследования в этой области были разбросаны по разным отделам, не координировались между собой и, как правило, проводились по инициативе заведующих отделов, заинтересованных в финансовой поддержке со стороны МЭП. В числе таких отделов были: физико-технологических основ кибернетики (В.П.Деркач), арифметических и запоминающих устройств (Г.А.Михайлов), управляющих машин (Б.Н.Малиновский), цифровых автоматов (В.М.Глушков), цифровых вычислительных машин (З.Л.Рабинович). Ряд исследований выполнялись в СКБ института (А.А.Морозов и др.).

Весьма интересные и весомые результаты были получены в отделе физико-технологических основ кибернетики под руководством д.т.н. Виталия Павловича Деркача. В результате изучения процессов взаимодействия электронного луча с однородными и многослойными мишенями в процессе производства интегральных схем в 1967 г. была создана и внедрена на ряде предприятий МЭП первая отечественная цифровая специализированная машина "Киев-67", использованная для производства полупроводниковых приборов с рекордными для того времени параметрами. В ней впервые были реализованы высокий уровень языка общения и звуковое сопровождение технологических процессов с целью их контроля.

Совместно с НИИ "Пульсар" - головным предприятием МЭП по электронной литографии, впервые в бывшем СССР были разработаны и осуществлены процессы электронной литографии. Для этого в отделе была создана машина "Киев-70", позволившая получать наиболее высокие на то время точности позиционирования луча. В НИИ "Пульсар" в 1972 году с помощью этой машины были созданы полупроводниковые микроструктуры размером 0,5-0,7 мкм., что соответствовало лучшим мировым достижениям на то время. В Институте кибернетики с помощью "Киев-70" были записаны тексты с плотностью 110000 букв/мм кв. (при такой плотности 30 томов Большой советской энциклопедии разместились бы на площади циферблата ручных часов). Разработанные в институте методы автоматизации проектирования ЭВМ (отдел Глушкова, тема "Проект") и процессы электронной литографии нашли широкое применение. В 1977 г. за эти работы В.М.Глушков, Ю.В.Капитонова и В.П.Деркач получили Государственную премию.

Отдел (руководитель В.П.Деркач) выполнил комплекс исследований, направленных на повышение параметров сверхбольших интегральных схем (СБИС). Была изучена возможность использования для этой цели силицидов тугоплавких металлов переходной группы. Выявлены неизвестные ранее физические закономерности, найдены и переданы в промышленность оригинальные конструктивно-технологические решения. Например, исследована твердофазная реакция дисилицида кобальта как материала для формирования скрытых высокопроводящих слоев БИС, построена и изучена математическая модель силицидообразования для случая преимущественной диффузии кремния в металл, разработана технология самосовмещенных затворов КМОП-структур на основе силицида кобальта.

Разработанные отделом первые в стране интегральные диодные линейки и матрицы нашли применение в космической технике и выпускались промышленностью.

Следует сказать, что В.М.Глушков прекрасно понимал, как важно при переходе к четвертому поколению ЭВМ на БИС и СБИС не потерять завоеванных позиций, и что для этого надо овладеть технологией проектирования и изготовления БИС, что требовало огромных средств. В НАН Украины их не было. Министерство электронной промышленности не спешило помочь. Кое-что удалось создать собственными силами - инженерный центр микроэлектроники, ЭВМ "Киев-67" и "Киев-70". Были развернуты работы по автоматизации проектирования ЭВМ (тема "Проект"). Но полного комплекса программных и технических средств для перехода на новую элементную базу создать не удалось...

В отделе запоминающих устройств под руководством Геннадия Александровича Михайлова в 70-х гг. ХХ века было разработано оперативное запоминающее устройство на тонких магнитных пленках, переданное для внедрения в одну из воронежских организаций МЭП. Велись исследования по использованию эффекта Джозефсона в вычислительной технике (И.Д.Войтович). В последних участвовал также Харьковский НИИ низких температур (Б.И.Веркин). Результаты были использованы при создании уникальных сверхчувствительных медицинских приборов (магнитокардиограф и др.).

В 1970 г. при Институте кибернетики были созданы две лаборатории, финансируемые Вычислительным центром Зеленоградского Научного центра микроэлектроники МЭП. Перед одной (руководитель З.Л.Рабинович) была поставлена задача разработать совместно с ВЦ проект специализированной суперЭВМ, перед второй (руководитель Б.Н.Малиновский) - мини ЭВМ.

Примерно за два года обе задачи были успешно выполнены. Более того, силами второй лаборатории была подготовлена концепция разработки нормального ряда БИС и микро ЭВМ на их основе (Глушков, Малиновский и др.). Она была передана в МЭП.

Совместно с Конструкторским бюро (КБ) при Ленинградском производственном объединении "Светлана" сотрудники лаборатории Института кибернетики (руководитель Б.Н.Малиновский) принимали участие в разработке первой в бывшем Советском Союзе микро ЭВМ "Электроника С5". Работалось с ленинградцами легко и успешно. С 1974 г. микро ЭВМ стала выпускаться серийно. Это была первая в Советском Союзе микро ЭВМ широкого назначения. Совместно с ленинградцами были разработаны две следующие, более совершенные модификации микро ЭВМ - "Электроника С5-11" и "Электроника С5-21" (А.В.Палагин, В.А.Иванов, А.Ф.Кургаев). бе пошли в серийное производство. Мы надеялись на дальнейшее сотрудничество. И вдруг - приказ министра о перепрофилировании тематики КБ на разработку цифро-аналоговых преобразователей. Отечественное направление развития микро ЭВМ, предложенное Институтом кибернетики, прекратило свое существование.

В конце жизни Глушкова, когда он выдвинул идею макроконвейерной супер ЭВМ, ему удалось договориться с министром МЭП о поставке элементной базы для опытного образца машины. Это был последний наиболее щедрый "подарок" МЭП Институту кибернетики.

В 1987 году в Институте кибернетики им. В.М.Глушкова АН Украины (В.С.Михалевич, А.В.Палагин) и Киевском НПО "Сатурн" (Л.Г.Гассанов, В.Г.Шермаревич) родилась оригинальная идея создания многопроцессорной вычислительной системы с беспроводной радиосвязью между процессорами на основе СВЧ радиоканала со сверхширокой полосой (свыше 5000 мгц).

Когда возникла идея создания суперкомпьютера на основе разработок "Сатурна", директор Института кибернетики В.С.Михалевич, сменивший В.М.Глушкова, написал о такой возможности М.С.Горбачеву. Письмо попало министру электронной промышленности. Он вызвал изобретателей и предложил рассказать идею в присутствии ведущих ученых:

- Если вас не растерзают, я помогу! - Идея была одобрена, но на этом все кончилось, - наступил развал СССР.

Когда создавалось Министерство электронной промышленности, то одной из главных задач для него ставилась разработка и производство элементной базы для обеспечения министерств, выпускающих средства вычислительной техники. Однако, став монополистом в этой области, министерство пошло дальше - стало разработчиком универсальных ЭВМ, не имея на то ни заданий от правительства, ни должного опыта.

В результате Министерство электронной промышленности было вынуждено пойти на повторение американских мини, микро и даже суперЭВМ, заранее обрекая себя на отставание. Исключением были разработанные и выпущенные в МЭП бортовые специализированные ЭВМ для ракет, космических объектов, средств военной техники, которые имели оригинальную структуру и архитектуру, отличались очень высокой надежностью, небольшими габаритами и весом, высокой производительностью и не уступали лучшим западным образцам такого класса.

Институт кибернетики АН Украины и ряд других организаций в АН СССР, в Минрадиопром и Минприборпром (последним вменялся в обязанность промышленный выпуск универсальных ЭВМ), не сумели, оставшись без должной помощи МЭП, своевременно перейти к разработке и выпуску средств вычислительной техники новых поколений.