Александр Иванович Шокин. Портрет на фоне эпохи

Коллектив авторов

Государственный подход, проявленный министрами радио– и электронной промышленности в разработках компонентной базы для С-300 позволил решить еще одну грандиозную задачу общенационального уровня, назревшую (вернее, перезревшую) к середине 60-х годов. Речь шла о компьютеризации страны. Несмотря на все постановления правительства и понимание, каким образом нужно это делать (см. выше статью А.И.), годовой выпуск ЭВМ всех типов (а их было два десятка) в СССР едва достигал тысячи штук, а в США он уже был массовым. В декабре 1967 года вышли два постановления ЦК КПСС и СМ СССР по вопросам разработки и освоения серийного производства современных унифицированных ЭВМ. Речь шла о четырех моделях универсальных ЭВМ производительностью до 500 тыс. операций в секунду (система «Ряд», головное предприятие НИЦЭВТ МРП), а также об управляющих и клавишных машинах «Системы АСВТ» (головное

предприятие ИНЭУМ Минприбора в Северодонецке). В качестве прототипов были взяты машины фирмы IBM (модель 360) и фирмы DEC (PDP-11).

Решение о разработке ЕС ЭВМ «Ряд» было принято непросто и учитывало не только технические, но и политические моменты. Инициатива шла из ГДР, где уже были начаты работы по IBM —360. Впоследствии к работам по системе «Ряд» были подключены другие страны СЭВ. Число моделей ЭВМ росло, в рамках СЭВ к ним разработали и выпускали широкий набор периферийных устройств. При полной аппаратной и программной совместимости со своими прототипами отечественные аналоги не были их полными копиями. Их конструкция была рассчитана на крупносерийный выпуск с учетом реальных технологических возможностей советской промышленности, требований Министерства обороны, отечественных стандартов. Помимо логических ИС были разработаны и освоены в серийном производстве первые отечественные быстродействующие ИС запоминающих устройств (схем памяти) ЭВМ.

Число заказов на разработку ИС нарастало как снежный ком. На заявочную кампанию 1971 года в один только НЦ поступило уже около 1000 предложений на разработку новых ИС. При этом заказы от предприятий, занимающихся созданием близкой по задачам аппаратуры, могли сильно отличаться, даже если они относились к одному министерству. Военпреды твердо отстаивали позиции своих подопечных фирм, хотя основой для них служили «традиции построения аппаратуры на предприятии», вкусы разработчиков, образцы зарубежной техники. Удовлетворить эти заявки при уровне проектирования и технологии тех лет можно было в лучшем случае на 20 %.

Для выхода из тупиковой ситуации был творчески использован опыт взаимоотношений с заказчиками остальной продукции электронной промышленности, ведь различие в подходах к построению параметрических рядов ИС из хотя бы сотни транзисторов на кристалле и каких-нибудь трансформаторов или приемно-усилительных ламп слишком велико.

Одним из первых успешных примеров работы по параметрическим рядам ИС, которые вбирали в себя как основные схемотехнические решения, присущие данному классу ИС, так и технологию их изготовления, стала как раз увязка номенклатуры приборов ТТЛ ИС для вычислительных комплексов ЕС и СМ ЭВМ с системой С-300. После сложных переговоров такое соглашение с главными конструкторами Ларионовым (а затем В.В. Пржиялковским) и Наумовым было достигнуто. Оно позволило немедленно приступить к разработке программы на 9-ю пятилетку, содержавшей ряды функциональных ИС малой, средней и большой степени интеграции. Благодаря этой работе удалось сдержать безудержный рост номенклатуры ИС, избежать «тирании количества», не дать ей утопить не очень еще окрепшую микроэлектронику и тем самым обеспечить выпуск современной аппаратуры на микросхемах.

Этот удачный опыт постепенно стал распространяться на системы других назначений. Были начаты разработки нескольких наращиваемых рядов интегральных схем для радиосвязи, операционных усилителей, запоминающих устройств и многих других изделий, в каждом из которых было не менее полусотни типов ИС. Одни микросхемы обеспечивали очень высокое быстродействие, но при этом расходовали большую электрическую мощность, другие, наоборот, имели малое энергопотребление, но обладали невысоким быстродействием. Были необходимы и схемы, обладающие средними параметрами. Большую роль в достижении общего согласия сыграли военные из ЦНИИ-22 МО – ведущего института по элементной базе радиоэлектронной аппаратуры военного назначения – и головной организации Министерства обороны, курирующей эти проблемы. Их руководители, генералы Р.П. Покровский, П.И. Сугробов, Е.Я. Чаловский, В.П. Балашов, были и настоящими инженерами.

Смотр новой техники на полигоне в Кубинке. Слева направо: Калмыков, Колесников, Шокин, Устинов, Гречко, (?), Брежнев, Дементьев,(?), (?), Зверев и др. 1972 или 1973 г.

Для выпуска ИС первых типов в нужных количествах были подключены серийные

полупроводниковые заводы министерства в Минске, Фрязине, Павловском Посаде, Новгороде. Скоро и этих мощностей стало не хватать, и к освоению технологии ИС были подключены ПО «Светлана», Новосибирский электроламповый завод, тбилисский «Мион», новые полупроводниковые заводы в Баку и Кишиневе, а потом еще и еще…

Когда говорится о подключении завода к выпуску ИС, это означает в первую очередь его переоснащение соответствующим оборудованием. Если для ИС начала 70-х годов характерные размеры элементов составляли 20 мкм, то к середине десятилетия их размеры уменьшились вдвое. Более того, начинался новый этап – переход к субмикронным размерам. Это требовало оптико-механического оборудования с более высокой разрешающей способностью и очередного переоснащения предприятий.

Годные приборы могут получиться, только если весь цикл их изготовления будет идти в чистейшей среде, исключающей загрязнение поверхности кристалла, поэтому производство ИС немыслимо без «чистых комнат». В первых «чистых комнатах», появившихся на предприятиях в конце шестидесятых годов, в 1 м³ воздуха оставалось где-то не более 3,5 тыс. частичек, но для производства сверхбольших интегральных схем такой воздух был уже слишком пыльным и не годился. Все необходимые компоненты «чистых комнат»: фильтры грубой и тонкой очистки с малошумными вентиляторами, создающими ламинарный (безвихревой) поток воздуха в зоне обработки кристалла – были разработаны и выпускались серийно предприятиями МЭП. Такие же требования по чистоте есть и к жидким средам обработки. Если кислоты и другие химические материалы закупались у химической промышленности, с постоянной борьбой за их немыслимую для химиков чистоту, то чистейшая вода для промывки пластин, которая требуется в огромных количествах, вырабатывалась на самих полупроводниковых предприятиях. Их нужно было оснастить системами подготовки деионизованной воды с двойной дистилляцией, замкнутыми контурами ее оборота в трубах из нержавеющей стали, механическими и ионными фильтрами для очистки от примесей, ультрафиолетовой очисткой от бактерий и другой органики, поселяющейся в трубах и пр.

После разделения пластины на отдельные кристаллы трудоемкость изготовления в расчете на отдельный прибор резко возрастает. Нужны совершеннейшие автоматы для посадки кристаллов в корпус, соединения проволокой контактной площадки с выводной рамкой, герметизации и формообразования выводов. Работа такого автомата, по сути являющегося миниатюрным роботом, производит на непосвященного человека фантастическое впечатление.

Последняя стадия полупроводникового производства – технический контроль продукта – для сложной интегральной схемы не могла уже обойтись без дорогостоящего измерительного оборудования с использованием ЭВМ. А.И., прекрасно зная возможности и обязанности МРП, довольно долго упрямо требовал от радистов обеспечения МЭП измерительными системами для интегральных схем, а те под разными предлогами уклонялись. Во всех других подобных случаях А.И. давно махнул бы рукой и взял это на свое министерство, а здесь долго не хотел уступать Калмыкову. Но измерительные комплексы все равно пришлось делать самим, или заказывать за рубежом, в частности в Венгрии. От МРП получали большие ЭВМ, а производство мини-компьютеров, необходимых и для проектирования и для управления производственными линиями, было налажено у себя, в шестом (машиностроительном) главке.

К 1975 году выпуск микросхем вырос по отношению к 1970 в 15,5 раза. Только заводом «Микрон» вместе с «Ангстремом», научившимся делать на кристалле по двадцать тысяч транзисторов, в 1975 году было выпущено 18 млн ИС, половина из которых была с военной приемкой. В 1976 году предприятия министерства выпустили уже почти 300 млн ИС, из которых более 85 % были полупроводниковыми. Они стали основной базой создания всех радиотехнических систем в стране, и каждый год число заявок на новые разработки увеличивалось.

При взаимодействии с заказчиками приборов стали переходить к построению комплексно-целевых программ (КЦП), в которых помимо создания собственно параметрического ряда ИС стали включать разработку базовой технологии, необходимого состава и единиц оборудования, нужных материалов, корпусов, оснастки и т. д. К 1974 году отрасль микроэлектроники развивалась уже главным образом с использованием КЦП. Одна из главнейших называлась «Микропроцессор» и была ориентирована на наиболее важные для текущего момента направления: бортовые ЭВМ для авиации, ракетостроения, кораблестроения, управления станками и технологическим оборудованием.