Советская микроэлектроника была передовой

Советская микроэлектронная промышленность оставалась передовой до конца семидесятых годов прошлого века. Погубила ее межведомственная разобщенность и недостаток финансирования для перехода на новый уровень развития

Из личного архива Бориса Малашевича

В начале шестидесятых годов ХХ века Советский Союз по многим направлениям научно-технической политики занимал ведущее место в мире. В ряду его успехов были первые в мире спутник, запуск человека в космос, атомный ледокол, компьютер мощностью выше одного миллиона операций в секунду, ПРО и многое что другое. Все эти достижения были бы невозможны без соответствующего развития электроники. По крайней мере, серийное производство транзисторов Советский Союз и США начали практически одновременно, в 1949 году.

Однако как отдельная отрасль промышленности советская электроника не сложилась. Потому что за исключением полупроводников, для производства которых были созданы специализированные предприятия, хотя их и было раз, два и обчелся, остальные необходимые компоненты радиоэлектронной аппаратуры все аппаратурщики делали в основном сами: и резисторы, и конденсаторы, и трансформаторы, и разъемы. Это было побочное полукустарное производство. С определенного момента такая ситуация стала осознаваться как проблема, и в 1961 году был создан Государственный комитет по электронной технике, который возглавил Александр Шокин. Позже Госкомитет был преобразован в Министерство электронной промышленности, которое объединило все до этого разрозненные предприятия — производители электронной компонентной базы.

Создание Госкомитета пришлось на переломный момент в истории мировой электроники. В 1959 году в США была разработана первая в мире микросхема, а в 1962-м начат серийный выпуск. Советский Союз принял вызов, и в том же 1962 году появилось решение ЦК КПСС об организации в Зеленограде под Москвой Научного центра микроэлектроники.

Беседу с Борисом Малашевичем, главным специалистом ОАО «Ангстрем», автором многочисленных публикаций по истории советской микроэлектроники, мы начали с вопроса: в 1962 году американцы уже начали выпуск микросхем, а Советский Союз?

— С разработкой микросхемы мы задержались, но серийное производство США и Советский Союз начали почти одновременно, в 1962 году. Немного истории. Как известно, первую микросхему Джек Килби из Texas Instruments сделал в 1959-м, но она никуда не пошла. Он еще раз на практике доказал и, что особенно важно, придал широкой гласности возможность изготовления на германии и кремнии не только транзисторов и диодов, что было общеизвестно, но и резисторов и конденсаторов, о чем производители электронных приборов и не задумывались. Непосредственной практической ценности проект не имел и в серийном производстве реализован не был. У Килби была так называемая волосатая — это жаргонное выражение — технология. То есть для соединений даже внутри самой микросхемы он использовал проводочки. И по сути, это и все, что он сделал. И получил Нобелевскую премию.

Информация о достижениях Килби спровоцировала Роберта Нойса, президента фирмы Fairchild, на активные действия: 27 сентября 1960 года он изготовил планарный вариант триггера. Но Нойс не успел получить Нобелевскую премию, потому что посмертно ее не присваивают. Хотя он ее больше заслуживал, ведь кроме микросхемы он придумал планарную технологию изготовления полупроводников, которая позволила избавиться от «волосатости» и по которой до сих пор весь мир и живет. Именно по этой технологии начали серийное производство интегральных схем обе фирмы в 1962 году.

Первый в мире авиационный бортовой компьютер «Гном», сделанный на основе первой советской микросхемы

— А в Советском Союзе?

— В те же годы работы по созданию интегральных схем начались в СССР. В Москве в НИИ «Пульсар», в НИИ-35, где перешли на планарный кремний, и в КБ-1, ныне НПО «Алмаз». Главный инженер «Алмаза» Федор Лукин в будущем возглавил Зеленоградский научный центр. Там же, на «Алмазе», впервые в Советском Союзе была создана лаборатория микроэлектроники, руководитель которой Колосов издал первую в СССР монографию «Вопросы микроэлектроники». Но у них у всех дальше теоретических проработок дело не пошло, прорыв удался другому человеку. Заводскому практику, а не теоретику.

В 1962 году в Ленинграде руководство НИИ радиоэлектроники, позже НПО «Ленинец», тоже озаботилось созданием многоэлементной микросхемы типа 2НЕ-ИЛИ, универсального устройства для построения ЭВМ, и обратилось с просьбой к руководству Рижского завода полупроводниковых приборов найти способ ее реализации. Это обращение было не случайным. На заводе уже имелись серьезные достижения в полупроводниковом производстве, в частности в точной фотолитографии, которая является важнейшим элементом изготовления полупроводниковых изделий.

Директор РЗПП дал поручение молодому инженеру Юрию Валентиновичу Осокину. Перед рижанами стояла принципиально новая задача: реализовать на одном кристалле два транзистора и два резистора, исключив их паразитное взаимное влияние. В СССР никто ничего подобного не делал, а о работах Килби и Нойса никакой информации в РЗПП тогда не было. Но специалисты РЗПП успешно преодолели все трудности, причем совершенно не так, как это сделали американцы. И уже осенью 1962 года были получены первые опытные образцы германиевой твердой, как тогда называли, схемы 2НЕ-ИЛИ, получившей заводское обозначение Р12–2. Она содержала два германиевых p-n-p-транзистора с общей нагрузкой в виде распределенного германиевого резистора р-типа. А к концу года завод выпустил первые пять тысяч микросхем. То есть начало серийного производства микросхем разделяло нас и американцев не больше чем на полгода.

Таким образом, начав разработку ИС позже Килби и Нойса и не зная о них, чему свидетельство абсолютная непохожесть реализованных решений, Осокин быстро их догнал. Микросхемы Осокина тут же нашли практическое применение, «Ленинец» сделал на них первый в мире авиационный бортовой компьютер «Гном». Они применялись также в квазиэлектронных АТС и в другой гражданской аппаратуре. Выпускались они до середины 1990-х годов, а ЭВМ «Гном» до сих пор стоят в штурманских кабинах «Ил-76».

Создатель первой советской микросхемы Юрий Осокин

Таким образом, 1962 год стал годом рождения микроэлектронной промышленности одновременно и в США, и в СССР. И я считаю, что Осокин Юрий Валентинович, который был главным конструктором нашей первой микросхемы, не меньше достоин Нобелевской премии, чем Килби. Тем более что он сделал устройство 2НЕ-ИЛИ значительно более сложное, чем триггер, который сделал Килби. Только о нем в мире едва ли кто знал и знает.

— А что потом стало с Осокиным?

— Обычная карьера советского инженера. В 1975 году он стал главным инженером Рижского НИИ микроприборов производственного объединения «Альфа», а в 1989-м был избран на должность его генерального директора. В 1991 году после преобразования «Альфы» в акционерное общество занял пост президента компании, который покинул в конце 1992 года из-за разногласий с руководством Латвии. И до 1999 года работал председателем совета Рижского коммерческого торгового банка. На 100-летие Шокина он приезжал сюда.

Я еще не сказал, что работы по микроэлектронике также велись в Ленинграде, в СКБ-2, Старосом и Бергом, которые были участниками группы Розенберга в США и бежали оттуда, когда возникла угроза их разоблачения. Настоящие их фамилии, как выяснилось уже значительно позже, Сарант и Барр.

— Пожалуйста, подробнее.

— Они были единственные, кто смог сбежать. Остальных переловили. Самого Розенберга и его жену, как известно, отправили на электрический стул, а остальные просидели до 18 лет в тюрьмах. Действовали все они из коммунистических убеждений и стремления помочь Советскому Союзу. Сначала в войне с Германией, а потом в холодной войне. Берг в этой паре был, так сказать, фигурой второго плана, а Старос действительно фигура солидная, он много чего сделал для советской электроники. Хотя когда про них говорят, что они привезли сюда новейшие достижения американской микроэлектроники, это не соответствует действительности. Оба бросили работать по специальности еще до изобретения транзистора. И проработали по специальности по шесть лет в четырех фирмах. То есть в среднем по полтора года в фирме. Выше рядового инженера они не поднимались и были бакалаврами в электротехнике, а не в электронике, с ничтожным производственным опытом.

Но они действительно добыли для нас полезную техническую документацию во время войны. Сейчас известно, что группа Розенберга передала разведслужбе СССР около 32 тысяч страниц документации. В том числе Барр и Сарант около десяти тысяч страниц. В частности, если верить Юсдину, автору книги о Барре и Саранте, были переданы образец радиовзрывателя и информация о нем, спецификация самолетного радиолокатора SCR-517, информация о самолетном ответчике «свой-чужой», о реактивном самолете Р-80, о бомбардировщике «летающая крепость» В-29, спецификация наземного микроволнового радара SCR-584, самолетного навигационного радиолокатора SCR-720, ночного бомбардировочного прицела, кусок урана и несколько эскизов по ядерной программе.

Первый директор зеленоградского Научного центра Федор Лукин

А поскольку люди были засекреченные, об их прошлом никому, кроме нашей разведки, ничего не было известно, то, прибыв в Советский Союз, они смогли представить себя как специалисты по электронике. Хотя некоторым нашим журналистам и писателям эта легенда, что американские ученые нас всему научили, почему-то импонировала. Чему немало способствовал Берг, который дожил до наших времен и успел оставить после себя массу недостоверных, к сожалению, воспоминаний. А Старос умер задолго до перестройки, в 1979 году. Не оставил без внимания легенду и известный писатель Даниил Гранин. По мотивам рассказов Берга он написал роман «Бегство в Россию». Кто они такие, стало ясно лишь в 2002 году, когда вышла книжка об их судьбе.

— У нас здесь вышла?

— В Америке. Как два инженера шпионили для Сталина и создали советскую Кремниевую долину.

Сбежав из США, они сначала жили в Чехословакии и занимались электроникой. Причем не самостоятельно, а под руководством известного чешского электронщика Антонина Свободы, который во время Второй мировой войны был ведущим разработчиком компьютерных систем управления зенитными системами в Radiation Labs Массачусетского технологического института. Свобода уже тогда был фигурой всемирно известной. С 1950 года в Чешском институте технологии в Праге он читал курс по цифровым и аналоговым ЭВМ. В частности, Берг и Старос участвовали под руководством Свободы в создании первой в Чехословакии ЭВМ. Потом, когда там произошла смена власти и к ним стали проявлять нездоровый интерес, им пришлось переехать в Союз. Сначала они работали в авиапроме. Там сделали свой первый бортовой компьютер, правда, не совсем удачно, и в результате министр авиапрома к ним остыл. Но Шокин, будущий министр электронной промышленности, который умел ценить интересных людей, видя, что они решают важную задачу, забрал их к себе в радиопром, где он тогда работал заместителем министра. А потом и в Госкомитет по электронике. И привлек Староса к работе по созданию Зеленоградского научного центра.

Имея уже определенный задел работ по микроэлектронике, они сделали на его основе небольшую ЭВМ на транзисторах. Когда готовилось решение по Зеленограду, именно в СКБ-2, которым руководил Старос, Хрущеву показали эту ЭВМ, а перед этим для сравнения — ламповую. И в ухо ему вставили микроприемник «Эра», разработанный и изготовленный тоже у Староса, который был тогда самым маленьким в мире. На Хрущева это все произвело сильное впечатление, и решение было одобрено. А Хрущев дарил этот приемник во время своих иностранных визитов лидерам других стран.

— Я помню эти приемники еще с детства.

— Старос принимал участие в подготовке решения по созданию Зеленоградского научного центра и был назначен его первым главным инженером. А директором стал Лукин Федор Викторович, тоже фигура из подзабытых. Старос, судя по всему, обиделся на то, что его не назначили директором, и, фактически так и не приступив к работе в Зеленограде, остался в Ленинграде.

Завершая разговор о роли Староса, отмечу, что им был действительно сформирован один из лучших в Минэлектронпроме коллектив разработчиков ЭВМ, ИС и микропроцессоров. Старос был чудесным организатором, умел подбирать и сплачивать людей, до сих пор вспоминающих его с глубоким уважением. Этот коллектив одним из первых в стране создал микрокалькулятор, микропроцессор, однокристальный и одноплатный микроконтроллер. Две из разработанных под руководством Староса ЭВМ были удостоены Государственных премий. Старос реально мог стать создателем первой в стране, а может быть, и в мире, тонкопленочной ГИС, поскольку такая ГИС была создана в его коллективе, но Староса не интересовала ГИС как самостоятельное изделие, его интересовало создание ЭВМ на основе гибридной технологии. В результате это направление не получило в его СКБ развития, а Старос не получил приоритета в создании ГИС.

Именно там была выдвинута и реализована идея фрагментно-модульного проектирования однокристальных и одноплатных микропроцессорных систем. Почти через 30 лет эта идея нашла распространение во всем мире в виде технологии проектирования микросхем на основе IP-блоков и систем на кристалле.

А Федор Лукин, ставший первым директором научного центра, был во время войны одним из ведущих разработчиков радиолокационных систем управления стрельбой артиллерии крейсеров и эсминцев. За их создание ведущие разработчики, в том числе Лукин, были удостоены Сталинской премии. В 1953 году после ареста Берии его сын Серго был изгнан из КБ-1, где он был главным конструктором. Появились даже предложения это КБ закрыть. Разобраться с КБ-1 направили в том числе и Лукина, назначив его главным инженером, и он сделал все, чтобы КБ-1 успешно продолжило работу. А в 1958 году Лукину присвоили Ленинскую премию за мобильную зенитно-ракетную систему, созданную в этом КБ.

Неоценима его роль на начальном этапе работ по созданию отечественной системы противоракетной обороны. Все началось с обращения в августе 1953 года семи маршалов в ЦК КПСС с предложением создать систему ПРО. Состоялось совещание, где один из выступавших заявил, что это предложение «неимоверная чушь, глупая фантазия. Что это все равно, что сбивать снаряд снарядом». И только Лукин сказал: «Работы по ПРО надо начинать как можно скорее». В результате система ПРО московского промышленного района усилиями в том числе и КБ-1 была создана.

Советский разведчик, один из основателей зеленоградского Научного центра Филипп Старос (Альфред Сарант)

Кстати, первое в мире поражение боевой части баллистической ракеты противоракетой, разработанной в КБ Грушина, было произведено нашей системой ПРО. Американцы в этом отстали на 23 года. И сбита она была благодаря отечественной системе управления, построенной на основе ЭВМ «М-40» академика Лебедева.

Лукин одним из первых в стране понял, что электронная аппаратура на основе дискретных элементов исчерпала свои возможности. В конце пятидесятых годов он, как я уже сказал, создает первую в стране лабораторию микроэлектроники. Так Лукин, сам того не подозревая, начал готовить научный задел и кадры для зеленоградского Научного центра микроэлектроники, который через три года ему предстояло создать.

Зеленоградский проект

— Как разворачивались работы по созданию центра микроэлектроники в Зеленограде?

— Постановление ЦК КПСС о создании этого центра вышло 8 августа 1962 года, в тот же год, когда началось производство первых советских микросхем. В следующем году центру будет 50 лет. Хотелось бы воспользоваться этой датой, раскачать ее до федеральной акции, чтобы как-то привлечь внимание властных и деловых структур к тому, что нам надо иметь собственную электронику и ее надо развивать.

Идеологом и основателем Научного центра, как стали называть объединение зеленоградских предприятий микроэлектроники, был, безусловно, Александр Шокин — в то время руководитель Государственного комитета электронной техники. Он, собственно, подготовил постановление и сумел убедить Хрущева в его необходимости.

В постановлении была заложена основополагающая идея, предопределившая успех Научного центра: комплексный, замкнутый характер центра с организацией всех основных необходимых НИИ и опытных заводов для исследования, разработки и производства ИС, материалов и технологий.

В решении было предусмотрено, во-первых, создание в одном месте ряда НИИ с опытными производствами, работающими один на другого и создающими последовательную цепочку для получения интегральных микросхем и аппаратуры на их основе. Во-вторых, создание социальной инфраструктуры, необходимой для жизни сотрудников всех этих предприятий. И в-третьих, создание инфраструктуры, необходимой для подготовки кадров.

Идея комплексного решения научно-технических задач большого государственного значения и развития социальной структуры была не нова. Так решались вопросы при разработке атомного оружия, ракетных систем. Шокин, на мой взгляд, блестяще использовал возможность реализации этой идеи на одной территории. Далее все было, как говорится, делом техники.

— Как получилось, что постановление вышло в 1962 году, а уже на следующий год заработали некоторые заводы и институты?

— Дело в том, что Зеленоград вообще-то начали строить в 1958 году. В это время было решено создать десять городов — спутников Москвы, чтобы разгрузить ее. Первый спутник — и, как оказалось, последний — заложен был именно здесь. Он так и назывался вначале — Спутник. Но он был, как тогда говорили, ориентирован на «тряпки Косыгина». В основном предполагалось создать здесь легкую промышленность. И шарикоподшипниковый завод. Но промышленность практически не строили, а жилье построили. И квартиры пустовали, потому что ни работы, ни дорог не было. Кроме того, построили три школьных здания: так называемые школу металлистов, школу швейников и школу-интернат. И предприятия электроники начали размещаться в этих школьных зданиях. Так начинались предприятия и институты. А потом было развернуто строительство. Быстро-то строить тогда умели, когда хотели. Говорят, Хрущев вагон золота отвалил на все это дело. Не знаю, насколько это правда.

— А золото зачем? Для покупки иностранного оборудования?

— Конечно. Хотя тогда было очень трудно что-то закупить, потому что были ограничения. КОКОМ еще, по-моему, не существовал, но ограничения всегда были.

Первыми в Зеленограде заработали НИИ микроприборов и НИИ точного машиностроения. Потом был организован НИИ точных технологий с опытным заводом «Ангстрем». Затем НИИ молекулярной электроники, следом НИИ материаловедения, НИИ физических проблем, постепенно создавались НИИ и заводы, ставшие основой Зеленограда. В 1965 году был создан НИИ молекулярной электроники с заводом «Микрон», которые в постановлении не были предусмотрены.

НИИ точных технологий с заводом «Ангстрем» ориентировались на гибридную технологию, а НИИ молекулярной электроники и «Микрон» сразу были ориентированы на полупроводники. С участием НИИТТ были разработаны производственные линии для толстопленочных и тонкопленочных технологий. А из главных фигур нового центра, наверное, следует назвать директора НИИТТ Сергеева, директора НИИ молекулярной электроники Валиева и директора Института материаловедения Малинина.

— Советскую электронику часто упрекают в том, что она не столько разрабатывала собственные микросхемы, сколько воспроизводила иностранные образцы. И это одна из причин, погубивших нашу электронику.

— Не совсем так. Первые микросхемы, в принципе, были оригинальными. Уже упомянутая ИС Р12–2 и гибридные ИС «Квант» на ее основе имели важные преимущества перед американскими. Р12–2 реализовала функцию 2НЕ-ИЛИ — универсального элемента для построения любых цифровых устройств. А первые американские ИС были триггерами — схемами ограниченного применения. Первое зеленоградское изделие радиоприемник «Микро» был первым в мире функционально законченным изделием потребительской микроэлектроники. Первая зеленоградская серия гибридных интегральных схем «Тропа» по уровню не уступала STL-модулям IBM.

Список отечественных изделий микроэлектроники первых лет весьма внушителен и характерен тем, что все это, как правило, оригинальные разработки, не имеющие прямых зарубежных аналогов. По техническому уровню они в основном либо не уступали зарубежным современникам, либо превосходили их, как ГИС «Талисман» из НИИТТ с многослойным керамическим корпусом, за рубежом тогда еще не известным. Иными словами, в первые годы своего существования отечественная микроэлектроника в целом соответствовала мировому уровню. Однако ее золотой век, когда микроэлектронщики могли творить самостоятельно и использовать все свои потенциальные возможности, продолжался недолго. Он закончился где-то в середине 1970-х.

— Почему?

— Причин тому немало, но к главным я бы отнес следующие две. Во-первых, сложившаяся к тому времени политика и практика воспроизводства зарубежных образцов, заведомо программирующая отставание, — этим увлекались не столько электронщики, сколько разработчики аппаратуры и военные, не доверявшие нашим разработчикам. Во-вторых, ведомственная разобщенность, которая приводила к тому, что другие отрасли народного хозяйства отказывались разрабатывать и производить материалы и спецоборудование для электронной промышленности с соответствующими характеристиками по чистоте и точности.

Когда уже появились СБИС и в кристалле стало реализовываться законченное устройство, этим грамотно смогли воспользоваться немногие разработчики. Например, Геринкевич Владислав Александрович. Он организовал межведомственную рабочую группу, составленную из схемотехников и технологов, она для бортовых машин разработала комплект микропроцессоров — серия 583. Этим механизмом воспользовались и мы в Зеленограде, когда создали комплект микропроцессоров серии 587, объединив специалистов двух фирм: СВЦ, которая занималась разработкой вычислительных машин и в которой понимали, что такое микропроцессор, и НИИТТ, где были технологи, но не было специалистов, понимавших, что такое микропроцессор. Потом эту же технологию работы мы повторили с немцами, с гэдээровским «Роботроном». Сделали аналогичный комплект, который у нас даже и не производился, только у них. По существу мы самостоятельно создали технологию разработки микросхем, позже получившую распространение под названием «фаблес». К сожалению, это были немногие случаи. А в результате получалось отставание.

Но что характерно: когда нам заказывали воспроизведение какой-то новой американской СБИС, МЭП, как правило, был технологически готов принять эту разработку. То есть с точки зрения технологии наша электронная промышленность не только не отставала, но где-то и обгоняла американцев. И технологии, как правило, были все свои, потому что для того, чтобы ее передрать, надо было бы дождаться, когда они сделают. Потом как-то украсть. На самом деле делалось все параллельно. Первую динамическую память «Интел» выпустил в начале 1979 года, а «Ангстрем» — во второй половине. То есть технологию мы разрабатывали одновременно. Конечно, мы отслеживали их публикации. Что-то подглядывали. Какие-то образцы установок получали. Но в конечном счете оборудование разрабатывали и делали сами.

— Я недавно брал интервью у президента европейского отделения объединения производителей электроники SEMI Хайнца Кундерта, который сказал, что в настоящее время только две фирмы в мире способны делать оборудование для микроэлектроники — Intel и Samsung. И бесполезно пытаться догонять.

— В 1962 году мы тоже ничего не умели. А в 1965–1966 годах уже выпускали. Главное — захотеть, очень сильно захотеть. Тогда в мире было три страны, которые делали, скажем, фотолитографическое оборудование:. США, Япония и Советский Союз. Это самое прецизионное оборудование среди всех технических устройств: уровень технологии в микроэлектронике зависит от уровня фотолитографии.

И сегодня в России, в том же Зеленограде, есть компании, разрабатывающие и производящие оборудование мирового уровня, в том числе и для микроэлектроники. Например, компания НТ-МД. Так что главное — захотеть. Но захотеть должны нынешние Хрущевы. За специалистами дело не станет.

Надо помнить, что при всех проблемах, которые испытывала наша страна, только в Советском Союзе была единственная в мире самодостаточная электроника. В которой все было свое и которая сама выпускала всю номенклатуру электронных изделий от радиоламп до СБИС. И обладала собственным материаловедением, собственным машиностроением — все было свое. Другие развитые страны — США, Япония, страны Европы, — какая бы ни была конкуренция между их фирмами, развивались в условиях широкой международной кооперации.

Но в конце 1970-х советская электроника, как я уже сказал, начала входить в кризис. Требовались новые материалы, коренная смена оборудования, то есть требовались крупные капитальные вложения. Зеленоградский Научный центр в 1978 году подготовил программу перевооружения и дальнейшего развития микроэлектроники и проект соответствующего постановления ЦК КПСС. Но приближалась Олимпиада-80 в Москве, и для руководства страны она оказалась важнее — на все средств не хватало.

Говорят, что на заседании Политбюро против постановления выступил Гришин, первый секретарь Московского горкома КПСС. Постановление было подписано через несколько лет в существенно урезанном и выхолощенном виде. С этого момента началось уже прогрессирующее отставание отечественной микроэлектроники и всей экономики, усугубленное последующими реформами в стране до катастрофического. И продолжается до сих пор.