Цвет сверхдержавы – красный. Часть 1

Симонов Сергей

Лебедев начал в 1954 году разработку ЭВМ М-20 (В реальной истории разрабатывалась с 1955по 1958 год, серийный выпуск с 1959 года). Но теперь, получив информацию о векторе развития электроники вообще и ЭВМ в частности, Сергей Алексеевич запроектировал свою машину 64-разрядной, такой же, как полученный им от Хрущёва «образец» (в реальной истории М-20 была 45-разрядной).

Эта машина уже имела смешанную конструкцию – в её составе были и ламповые и полупроводниковые блоки. Разумеется, это всё ещё был целый комплекс шкафов, занимавший огромный зал. Но у таких ЭВМ было одно преимущество, немаловажное на тот момент – они были модернизируемы. То

есть, условно говоря, через какое-то время можно было заменить шкаф с лампами на шкаф поменьше с полупроводниковым монтажом.

Тем более, что в НИИ-35 уже активно экспериментировали с размещением нескольких транзисторов на одном кристалле. Вначале эта технология разрабатывалась как метод получения сразу нескольких десятков транзисторов из одной полупроводниковой пластины. В реальной истории работы по объединению нескольких десятков транзисторов на одной пластине в 1954-55 гг в НИИ-35 и НИИ-108 вёли М.М. Самохвалов и Г.А. Кубецкий, но тогда они так и не сделали решающего шага, а продолжали пилить пластины на отдельные транзисторы)

Но после получения информации о микросхемах сразу же родилось предложение: «Зачем пилить пластину, если можно сразу заложить на ней нужную схему из многих элементов, объединённых в одном корпусе?»

Вектор развития элементной базы был теперь известен, и на опытном заводе НИИ-35 начали выпускать небольшими партиями «малые интегральные схемы» – до 128 элементов на одном кристалле.

Это был ещё далеко не процессор и даже не полноценная микросхема. И о нанометрах или микрометрах речи, тем более, не шло. Ширина дорожек на первых опытных образцах была под миллиметр, потом её удалось уменьшить до полумиллиметра. Затем работа была продолжена в сторону уменьшения размеров отдельных элементов на кремниевой пластине, увеличения площади самой пластины, и улучшения технологии.

Тем не менее, в виде такой интегральной схемы можно было сделать, к примеру, отдельный регистр в составе арифметическо-логического устройства, вместо того, чтобы набирать его из отдельных электровакуумных или полупроводниковых элементов, как это делалось обычно в 1950-х. Монтаж упрощался в десятки раз. Стоимость элементов, выпускавшихся малыми партиями, была всё ещё достаточно высокой, зато их надёжность была значительно лучше, чем у электронных ламп. Энергопотребление также было заметно меньше, ЭВМ потребляла теперь уже не десятки, а единицы киловатт. Упростились системы вентиляции и охлаждения. Да и за счёт уменьшения количества отдельных компонентов получался заметный выигрыш по стоимости.

Неожиданный прорыв был сделан в технологиях оперативной памяти. Сотрудники ИТМиВТ, разумеется, плотнее всего изучали всю информацию, касавшуюся вычислительной техники. И, среди прочего, наткнулись на статью о необычном типе компьютерной памяти на основе твистор-кабеля Сама идея нагло … э-э-э... «заимствована» у Олега Петрова по наводке Олега Пономаренко :) )

Тогдашняя компьютерная память на основе ферритных колец была дорогой, трудоёмкой в изготовлении и очень громоздкой. Память на основе твистор-кабеля была несколько дешевле, и не менее громоздка, но её изготовление можно было механизировать. Неожиданную помощь в этом вопросе оказал сам Алексей Николаевич Косыгин.

Он в 1935 году закончил Ленинградский текстильный институт, а затем с марта 1939 по апрель 1940 г был наркомом тестильной промышленности. Он и свёл академика Лебедева и директора НИИ-35 Маслова с конструкторами-разработчиками ткацких станков.

Те заинтересовались необычной проблемой, в результате чего к осени 1955 года родилась пока ещё экспериментальная автоматическая линия, на которой производилась навивка ленты из пермаллоевой фольги на медный провод, с последующей запайкой в полиэтиленовую ленту. Производительность линии была не слишком велика, но и ленты памяти пока требовалось не так уж много.

Разумеется, полупроводниковая память обещала быть значительно дешевле и компактнее, а также быстрее, но до неё было ещё далеко, а на твистор-кабеле можно было строить ЭВМ с объёмом памяти 64-128 кБ уже сейчас. (Для сравнения – Томпсон и Ритчи запустили первую, еще ассемблерную версию Unix в 1970 году на PDP-7 c памятью в 4000 18-битных слов, т. е. примерно 9 килобайт.)

Производство одиночных полупроводниковых элементов – диодов, триодов, транзисторов – началось в 1955 г на ленинградском заводе «Светлана» и к 1956 году было уже освоено. (Исторический факт: в 1957 г советская электронная промышленность выпустила 2,7 млн. шт. транзисторов)

По воспоминаниям А.Я. Федотова: «В это время к транзисторам предъявлялись две основные претензии: разброс и температурный дрейф параметров и низкий температурный предел работы. С разбросом параметров пытались бороться как технологическими методами, так и разбраковкой транзисторов на многочисленные группы. Температурный дрейф параметров удалось в значительной степени компенсировать схемными методами слушателям-дипломникам ВВИА им. Жуковского А.Ш. Акбулатову и Е.П. Чигину. Что же касается ограничения диапазона рабочих температур германиевых транзисторов температурой в +70®С, то здесь неумолимо вставала необходимость осваивать кремний. Тем не менее работы в области германиевых транзисторов продолжались. Была успешно сдана генеральному заказчику НИР «Плоскость», и НИИ-35 перешел к ее опытно-конструкторскому этапу и внедрению.

В августе-сентябре 1953 г., у С.Г. Мадоян появились первые образцы плоскостных транзисторов. Один из них я применил для выходного каскада УНЧ. На выходе этого приемника стоял пьезоэлектрический громкоговоритель. В начале 1954 г. я уже смог продемонстрировать макет радиолинии в диапазоне средних волн. Передатчик был выполнен на точечном транзисторе и замодулирован обычным угольным микрофоном» НИР «Плоскость» - разработка планарной технологии, являющейся также основной технологией изготовления современных микросхем. Завершена в сентябре 1953 г. Разработчик – Сусанна Гукасовна Мадоян)

Теперь же, получив «от КГБ» сведения о наиболее перспективных материалах и технологиях радиоэлектроники, НИИ-35 прекратил работу по неперспективным направлениям и сосредоточил усилия на разработке кремниевых полупроводников, улучшению планарной технологии и фотолитографии, созданию и совершенствованию автоматических линий по изготовлению интегральных схем.

Тем более, что в Зеленограде уже готовились к пуску первые очереди заводов электронных компонентов, для которых эти автоматические линии и предназначались. (Как помним, в данной АИ решение о строительстве комплекса заводов элементной базы в Зеленограде было принято в начале 1954 года. В реальной истории Зеленоград был заложен в 1962 году, а в 1965-м завод «Микрон» начал выпуск первой в Зеленограде полупроводниковой ИС «Иртыш» (ГК — А. П. Голубев). ИС была разработана в НИИМЭ на основе планарной технологии, созданной в НИИ-35 и поставленной на «Микроне»)