Zamestnanec Texas Instruments (TI) Jack Kilby predviedol 12. septembra 1958 vedeniu zvláštne zariadenie – zariadenie nalepené včelím voskom na sklenenom substráte z dvoch kusov kremíka s rozmermi 11,1x1,6 mm. Išlo o trojrozmerné usporiadanie - prototyp integrovaného obvodu (IC) generátora, dokazujúceho možnosť výroby všetkých prvkov obvodu na báze jedného polovodičového materiálu. Tento dátum sa v histórii elektroniky oslavuje ako narodeniny integrovaných obvodov.

Integrované obvody (mikroobvody, IO) zahŕňajú elektronické zariadenia rôznej zložitosti, v ktorých sa všetky prvky rovnakého typu vyrábajú súčasne v jedinom technologickom cykle, t.j. integrovanou technológiou. Na rozdiel od dosiek plošných spojov (v ktorých sú všetky spojovacie vodiče súčasne vyrábané v jedinom cykle pomocou integrovanej technológie), rezistory, kondenzátory, diódy a tranzistory sú v integrovaných obvodoch vytvorené podobne. Okrem toho sa súčasne vyrába veľa integrovaných obvodov, od desiatok po tisíce

Predtým sa rozlišovali dve skupiny integrovaných obvodov: hybridné a polovodičové

V hybridných integrovaných obvodoch (HIC) sú všetky vodiče a pasívne prvky vytvorené na povrchu mikroobvodového substrátu (zvyčajne vyrobeného z keramiky) pomocou integrovanej technológie. Aktívne prvky vo forme bezbalíkových diód, tranzistorov a polovodičových IC čipov sa inštalujú na substrát jednotlivo, ručne alebo automaticky

V polovodičových integrovaných obvodoch vznikajú spojovacie, pasívne a aktívne prvky v jedinom technologickom cykle na povrchu polovodičového materiálu s čiastočným prienikom do jeho objemu difúznymi metódami. Zároveň sa na jednom polovodičovom plátku vyrába niekoľko desiatok až niekoľko tisíc IC

Prvé hybridné integrované obvody.

GIS je produktom evolučného vývoja mikromodulov a technológie keramických dosiek. Preto sa objavili nenápadne, neexistuje všeobecne uznávaný dátum narodenia GIS a všeobecne uznávaný autor.

Polovodičové integrované obvody boli prirodzeným a nevyhnutným výsledkom vývoja polovodičovej technológie, ale vyžadovali si generovanie nových nápadov a vytváranie nových technológií, ktoré majú svoje vlastné dátumy narodenia a vlastných autorov.

Prvé hybridné a polovodičové integrované obvody sa objavili v ZSSR a USA takmer súčasne a nezávisle od seba.

Koncom štyridsiatych rokov vyvinul Centralab v USA základné princípy výroby dosiek plošných spojov na báze keramiky s hrubou vrstvou.

A začiatkom 50-tych rokov RCA vynašla tenkovrstvovú technológiu: nastriekaním rôznych materiálov vo vákuu a ich nanesením cez masku na špeciálne substráty sa naučili, ako súčasne vyrábať mnoho miniatúrnych fólií spájajúcich vodiče, odpory a kondenzátory na jedinom keramickom substráte.

V porovnaní s hrubovrstvovou technológiou poskytovala tenkovrstvová technológia možnosť presnejšej výroby menších prvkov topológie, ale vyžadovala si zložitejšie a drahšie vybavenie. Zariadenia vyrábané na keramických doskách pomocou technológie hrubého filmu alebo tenkého filmu sa nazývajú „hybridné obvody“

Mikromodul sa však stal hybridným integrovaným obvodom v momente, keď v ňom boli použité bezbalíkové tranzistory a diódy a štruktúra bola utesnená v spoločnom kryte.

V ZSSR

Prvé GIS (moduly typu „Kvant“, neskôr označené IS séria 116) v ZSSR boli vyvinuté v roku 1963 v NIIRE (neskôr NPO Leninets, Leningrad) a v tom istom roku začala ich sériová výroba v jej pilotnom závode. V týchto GIS sa ako aktívne prvky použili polovodičové integrované obvody "P12-2", vyvinuté v roku 1962 závodom polovodičových zariadení v Rige.

Moduly Kvant boli bezpochyby prvým GIS na svete s dvojúrovňovou integráciou – ako aktívne prvky nepoužívali diskrétne bezrámové tranzistory, ale polovodičové integrované obvody

V USA

Vzhľad hrubovrstvového GIS ako hlavnej základne prvkov nového počítača IBM System /360 bol prvýkrát oznámený spoločnosťou IBM Corporation v roku 1964.

Polovodičové integrované obvody radu „Micrologic“ od Fairchilda a „SN-51“ od TI boli stále nedostupné a neúmerne drahé na komerčné použitie, pretože postavili sálový počítač. Preto IBM, vychádzajúc z návrhu plochého mikromodulu, vyvinulo vlastnú sériu hrubovrstvových GIS, ohlásených pod spoločným názvom (na rozdiel od „mikromodulov“) – „SLT-moduly“ (Technológia Solid Logic – technológia pevnej logiky. Slovo „pevné“ sa do ruštiny zvyčajne prekladá ako „pevné“ , čo je absolútne nelogické. Pojem „moduly SLT “ zaviedla spoločnosť IBM ako kontrast k pojmu „mikromodul“ a mal by odrážať ich odlišnosť. Slovo „pevný“ má iné významy – „pevný“, „celý“ , ktoré úspešne zdôrazňujú rozdiel medzi „modulmi SLT“ a „mikromodulmi“

Modul SLT bola štvorcová hrubovrstvová keramická mikroplatnička so zalisovanými vertikálnymi kolíkmi. Na jeho povrch sa sieťotlačou naniesli spojovacie vodiče a odpory a osadili sa bezobalové tranzistory. Kondenzátory boli v prípade potreby inštalované vedľa modulu SLT

Pri takmer identickom vzhľade (mikromoduly sú o niečo vyššie) sa moduly SLT od plochých mikromodulov líšili vyššou hustotou prvkov, nízkou spotrebou energie, vysokou rýchlosťou a vysokou spoľahlivosťou.

Okrem toho sa technológia SLT dala pomerne ľahko automatizovať, takže sa dali vyrábať s dostatočne nízkymi nákladmi na použitie v komerčných zariadeniach. To je presne to, čo IBM potrebovalo. Po IBM začali GIS vyrábať ďalšie spoločnosti, pre ktoré sa GIS stal komerčným produktom.

Integrovaný (mikro) obvod (IC, IC, m/s, anglicky Integrovaný obvod, IC, microcircuit), čip, mikročip (anglický mikročip, kremíkový čip, čip - tenká platňa - termín pôvodne označoval mikroobvodovú kryštálovú platňu) - mikroelektronické zariadenie - elektronický obvod ľubovoľnej zložitosti (kryštál), vyrobený na polovodičovom substráte (doska alebo film) a umiestnený v neoddeliteľnom puzdre alebo bez neho, ak je súčasťou mikrozostavy.

Mikroelektronika je najvýznamnejším a ako mnohí veria, najdôležitejším vedeckým a technologickým úspechom našej doby. Možno ho porovnať s takými zlomovými okamihmi v dejinách techniky, akými boli vynález tlače v 16. storočí, vytvorenie parného stroja v 18. storočí a rozvoj elektrotechniky v 19. storočí. A keď sa dnes hovorí o vedecko-technickej revolúcii, myslí sa predovšetkým mikroelektronika. Ako žiadny iný technický výdobytok našich dní preniká do všetkých sfér života a robí skutočnosťou to, čo bolo včera jednoducho nemožné si predstaviť. Aby sme sa o tom presvedčili, stačí si spomenúť na vreckové kalkulačky, miniatúrne rádiá, elektronické ovládače domácich spotrebičov, hodiny, počítače a programovateľné počítače. A to je len malá časť jeho pôsobnosti!

Mikroelektronika vďačí za svoj vznik a samotnú existenciu vytvoreniu nového subminiatúrneho elektronického prvku – integrovaného mikroobvodu. Vzhľad týchto obvodov v skutočnosti nebol nejakým zásadne novým vynálezom - priamo vyplýval z logiky vývoja polovodičových zariadení. Spočiatku, keď polovodičové prvky práve vstupovali do života, každý tranzistor, rezistor alebo dióda sa používali samostatne, to znamená, že boli uzavreté vo vlastnom individuálnom puzdre a zahrnuté do obvodu pomocou svojich individuálnych kontaktov. Robilo sa to aj v tých prípadoch, keď bolo potrebné zostaviť veľa podobných obvodov z rovnakých prvkov.

Postupne sa pochopilo, že je racionálnejšie neskladať takéto zariadenia zo samostatných prvkov, ale okamžite ich vyrábať na jednom spoločnom čipe, najmä preto, že polovodičová elektronika na to vytvorila všetky predpoklady. V skutočnosti sú všetky polovodičové prvky vo svojej štruktúre navzájom veľmi podobné, majú rovnaký princíp činnosti a líšia sa iba vzájomným usporiadaním p-n oblastí.

Tieto p-n oblasti, ako si pamätáme, sú vytvorené zavedením nečistôt rovnakého typu do povrchovej vrstvy polovodičového kryštálu. Spoľahlivú a zo všetkých hľadísk uspokojivú činnosť veľkej väčšiny polovodičových prvkov navyše zabezpečuje hrúbka povrchovej pracovnej vrstvy v tisícinách milimetra. Najmenšie tranzistory zvyčajne využívajú iba vrchnú vrstvu polovodičového kryštálu, ktorá tvorí len 1 % jeho hrúbky. Zvyšných 99% funguje ako nosič alebo substrát, pretože bez substrátu by sa tranzistor mohol jednoducho zrútiť pri najmenšom dotyku. Použitím technológie výroby jednotlivých elektronických súčiastok je teda možné okamžite vytvoriť kompletný obvod z niekoľkých desiatok, stoviek a dokonca tisícok takýchto súčiastok na jednom čipe.

Prínos z toho bude obrovský. Po prvé, náklady sa okamžite znížia (náklady na mikroobvod sú zvyčajne stokrát nižšie ako celkové náklady na všetky elektronické prvky jeho komponentov). Po druhé, takéto zariadenie bude oveľa spoľahlivejšie (ako ukazuje skúsenosť, tisíckrát a desaťtisíckrát), a to je mimoriadne dôležité, pretože riešenie problémov v okruhu desiatok alebo stoviek tisíc elektronických komponentov sa stáva mimoriadne zložitým problémom. . Po tretie, vzhľadom na skutočnosť, že všetky elektronické prvky integrovaného obvodu sú stovky a tisíckrát menšie ako ich náprotivky v bežnom kombinovanom obvode, ich spotreba energie je oveľa nižšia a ich rýchlosť je oveľa vyššia.

Kľúčovou udalosťou, ktorá predznamenala príchod integrácie do elektroniky, bol návrh amerického inžiniera J. Kilbyho z Texas Instruments získať ekvivalentné prvky pre celý obvod, ako sú registre, kondenzátory, tranzistory a diódy v monolitickom kuse čistého kremíka. Kilby vytvoril prvý integrovaný polovodičový obvod v lete 1958. A už v roku 1961 vyrobila spoločnosť Fairchild Semiconductor Corporation prvé sériové mikroobvody pre počítače: koincidenčný obvod, poloposunovací register a klopný obvod. V tom istom roku ovládol výrobu polovodičových integrovaných logických obvodov Texas.

Nasledujúci rok sa objavili integrované obvody od iných firiem. V krátkom čase vznikli rôzne typy zosilňovačov v integrovanom prevedení. V roku 1962 RCA vyvinula integrované obvody pamäťového poľa pre počítačové úložné zariadenia. Postupne sa vo všetkých krajinách etablovala výroba mikroobvodov – začala sa éra mikroelektroniky.

Východiskovým materiálom pre integrovaný obvod je zvyčajne surový kremíkový plátok. Má pomerne veľkú veľkosť, pretože sa na ňom súčasne vyrába niekoľko stoviek mikroobvodov rovnakého typu. Prvá operácia spočíva v tom, že pod vplyvom kyslíka pri teplote 1000 stupňov sa na povrchu tejto platne vytvorí vrstva oxidu kremičitého. Oxid kremičitý sa vyznačuje vysokou chemickou a mechanickou odolnosťou a má vlastnosti vynikajúceho dielektrika, ktoré poskytuje spoľahlivú izoláciu kremíku umiestnenému pod ním.

Ďalším krokom je zavedenie nečistôt na vytvorenie p alebo n vodivých zón. Za týmto účelom sa oxidový film odstráni z tých miest na doske, ktoré zodpovedajú jednotlivým elektronickým komponentom. Výber požadovaných oblastí prebieha pomocou procesu nazývaného fotolitografia. Najprv sa celá vrstva oxidu pokryje svetlocitlivou zlúčeninou (fotorezistom), ktorá plní úlohu fotografického filmu – dá sa nasvietiť a vyvolať. Potom sa doska cez špeciálnu fotomasku s povrchovým vzorom polovodičového kryštálu osvetlí ultrafialovými lúčmi.

Vplyvom svetla sa na vrstve oxidu vytvorí plochý vzor, ​​pričom neosvetlené oblasti zostávajú svetlé a všetko ostatné - stmavne. V mieste, kde bol fotorezistor vystavený svetlu, sa vytvoria nerozpustné oblasti filmu, ktoré sú odolné voči kyselinám. Doštička sa potom ošetrí rozpúšťadlom, ktoré odstráni fotorezist z exponovaných oblastí. Z otvorených miest (a iba z nich) sa vrstva oxidu kremičitého leptá kyselinou.

Vďaka tomu sa oxid kremičitý rozpúšťa na správnych miestach a otvárajú sa „okná“ čistého kremíka, pripravené na vnesenie nečistôt (ligácia). Aby sa to dosiahlo, povrch substrátu pri teplote 900-1200 stupňov je vystavený požadovanej nečistote, napríklad fosforu alebo arzénu, aby sa získala vodivosť typu n. Atómy nečistôt prenikajú hlboko do čistého kremíka, ale sú odpudzované jeho oxidom. Po spracovaní platne jedným typom nečistoty sa pripraví na ligáciu s iným typom - povrch platne je opäť pokrytý vrstvou oxidu, vykoná sa nová fotolitografia a leptanie, v dôsledku čoho sa objavia nové "okná" otvoreného kremíka.

Potom nasleduje nová ligácia, napríklad bórom, aby sa získala vodivosť typu p. Oblasti p a n sa teda vytvárajú na správnych miestach na celom povrchu kryštálu. Izolácia medzi jednotlivými prvkami môže byť vytvorená niekoľkými spôsobmi: ako taká izolácia môže slúžiť vrstva oxidu kremičitého alebo môžu byť vytvorené aj blokovacie p-n prechody na správnych miestach.

Ďalšia etapa spracovania je spojená s aplikáciou vodivých spojení (vodivých vedení) medzi prvkami integrovaného obvodu, ako aj medzi týmito prvkami a kontaktmi na pripojenie vonkajších obvodov. Na tento účel sa na substrát nanesie tenká vrstva hliníka, ktorá sa nanesie vo forme veľmi tenkého filmu. Je podrobený fotolitografickému spracovaniu a leptaniu, podobné tým, ktoré sú opísané vyššie. Výsledkom je, že z celej kovovej vrstvy ostanú len tenké vodivé čiary a podložky.

Nakoniec sa celý povrch polovodičového kryštálu pokryje ochrannou vrstvou (najčastejšie kremičitanovým sklom), ktorá sa následne z podložiek odstráni. Všetky vyrábané mikroobvody sú podrobené najprísnejším kontrolám na kontrolnom a skúšobnom stanovišti. Chybné obvody sú označené červenou bodkou. Nakoniec je kryštál rozrezaný na samostatné mikroobvodové platne, z ktorých každá je uzavretá v robustnom puzdre s vodičmi na pripojenie k externým obvodom.

Zložitosť integrovaného obvodu charakterizuje ukazovateľ nazývaný stupeň integrácie. Integrované obvody s viac ako 100 prvkami sa nazývajú mikroobvody s nízkym stupňom integrácie; obvody obsahujúce do 1000 prvkov - integrované obvody s priemerným stupňom integrácie; obvody obsahujúce až desaťtisíce prvkov – veľké integrované obvody. Už sa vyrábajú obvody obsahujúce až milión prvkov (nazývajú sa superveľké). Postupné zvyšovanie integrácie viedlo k tomu, že obvody sa každým rokom stávajú čoraz miniatúrnejšie, a teda čoraz zložitejšie.

Obrovské množstvo elektronických zariadení, ktoré mali kedysi veľké rozmery, sa teraz zmestí na malú kremíkovú doštičku. Mimoriadne dôležitou udalosťou na tejto ceste bolo v roku 1971 vytvorenie jediného integrovaného obvodu na vykonávanie aritmetických a logických operácií americkou firmou Intel - mikroprocesora. To viedlo k grandióznemu prelomu mikroelektroniky v oblasti výpočtovej techniky.

Čítaj a píš užitočné

B. V. Malinová

Nedávno zomrel B. V. Malin, jeden z prvých ruských špecialistov v oblasti mikroelektroniky, vývojár a tvorca prvej série domácich integrovaných obvodov.

Krátko pred svojou smrťou začal Boris Vladimirovič na žiadosť redaktorov a pracovníkov oddelenia mikroelektroniky MEPhI pracovať na článku o vytvorení prvého domáceho integrovaného obvodu.

Uhradením posledného dlhu nezaplatenej osobe, odborníkovi, učiteľovi, zverejňujeme autorský návrh článku, ktorý, žiaľ, zostal nedokončený.

A. Osipov, vedecký redaktor

Predpoklady pre tvorbu- prítomnosť výroby bipolárnych a unipolárnych tranzistorov, teória výpočtu takýchto tranzistorov podľa Shockleyho, Desayho a Rossa, Tesnera. Vývoj popredného tranzistorového inštitútu - NII-35 (NII "Pulsar"). V domácej technike vývoja a výroby tranzistorov je obdobie do začiatku 60. rokov charakteristické používaním monokryštálov germánia ako východiskového materiálu a výrobou iba bipolárnych tranzistorov. Unipolárne tranzistory sa nevyrábali. Technológia integrovaných obvodov si vyžiadala prítomnosť oboch typov tranzistorov ako aktívnych prvkov mikroelektronických obvodov na rôzne funkčné účely a zavedenie technológie kremíkových monokryštálov. V období 1957-1961. autor vyvinul germániové unipolárne tranzistory radu 339 a na základe týchto prác bola obhájená dizertačná práca.

Miniaturizačné koncepty a rozvoj mikroelektroniky - mikromodulárna technológia a americký projekt "Tinkertoy" americkej armády, zvládnutý v KB-1. Súčasne s rozvojom výroby bipolárnych tranzistorov a ich využitím v obrannej a kozmickej technike vyvinul Head Transistor Research Institute-35 techniku ​​a technológiu pre ich obvodovú aplikáciu, predovšetkým ako štandardné konštrukčné obvodové prvky v rámci programu mikromodulov - hlavní vývojári Barkanov (KB-1) a Nevezhin (NII-35). Vychádzal z princípov miniaturizácie tranzistorov a rádiových súčiastok, ako aj z princípov automatizácie montáže sady štandardných blokov rôznych obvodov z miniatúrnych štandardných dielov (podobne ako v projekte Tinkertoy americkej armády).

Zvládnutie kritickej technológie na kremíku– technológia planárneho kremíka. europoslanec. Za strategický prielom v Spojených štátoch amerických v oblasti tranzistorov a integrovaných obvodov treba považovať vývoj a implementáciu výroby technológie na kremíku, najmä takej kritickej technológie, akou je planárna. V domácej výrobnej praxi sa vývoj planárnej techniky rozbehol prakticky až v roku 1962 z nulovej úrovne.

Významným impulzom pre rozvoj práce bol vynález kremíkových integrovaných obvodov v roku 1959 v USA Jackom Kilbym a ich výroba americkou firmou Texas pre použitie v systéme navádzania rakiet Minuteman. Pokusy o vytvorenie objemových integrovaných domácich obvodov na germániu vykonal autor na NII-35 v rokoch 1959-1962. Od roku 1959 bol vývoj domácich kremíkových integrovaných obvodov v skutočnosti nepretržitým procesom konkurenčného korešpondenčného zápasu s Jackom Kilbym.

Existovali koncepty opakovania a kopírovania amerických technologických skúseností – metódy takzvaného „reverzného inžinierstva“ europoslanca. Prototypy a výrobné vzorky kremíkových integrovaných obvodov na reprodukciu boli získané z USA a ich kopírovanie bolo prísne regulované príkazmi europoslanca (ministra Shokina). Koncept kopírovania bol prísne kontrolovaný ministrom viac ako 19 rokov, počas ktorých autor pracoval v systéme MEP, až do roku 1974.

Týkalo sa to nielen rozvoja mikroelektroniky, ale aj vytvárania výpočtovej techniky na jej základe, napríklad pri reprodukcii počítačov radu IBM-360 - (domáca séria "SÉRIA 1-2"). Najväčšiu technologickú pomoc poskytol proces kopírovania skutočných amerických vzoriek kremíkových integrovaných obvodov. Kopírovanie sa uskutočnilo po odtlakovaní a odstránení krytu zo vzorky, skopírovaní plochého (rovinného) obrazca tranzistorov a rezistorov v obvode, ako aj po preskúmaní štruktúry všetkých funkčných oblastí pod mikroskopom. Výsledky kopírovania boli vydané vo forme pracovných výkresov a technologickej dokumentácie.

Vytvorenie prvého domáceho kremíkového integrovaného obvodu sa sústredila na vývoj a výrobu s vojenskou akceptáciou radu integrovaných kremíkových obvodov TC-100 (37 prvkov - ekvivalent obvodovej zložitosti spúšte, obdoba amerického IC radu SN-51 od Texas Instruments). Práce vykonali NII-35 (riaditeľ Trutko) a závod Fryazinsky (riaditeľ Kolmogorov) na základe obranného príkazu na použitie v autonómnom výškomere navádzacieho systému balistických rakiet.

Vývoj zahŕňal šesť typických integrovaných kremíkových planárnych obvodov série TS-100 a s organizáciou pilotnej výroby trval na NII-35 tri roky (od roku 1962 do roku 1965). Zvládnutie továrenskej výroby s vojenskou akceptáciou vo Fryazine (1967) trvalo ďalšie dva roky. Analýza implementácie cyklu planárnej techniky (vyše 300 technologických operácií) v domácej praxi ukázala, že túto kritickú technológiu bolo potrebné zvládnuť od nultej úrovne a prakticky samostatne, bez cudzej pomoci, vrátane technologických zariadení. Na riešení tohto problému pracoval tím 250 ľudí z vedecko-technického oddelenia NII-35 a experimentálna dielňa špeciálne vytvorená na oddelení. Oddelenie zároveň slúžilo ako školiace ihrisko pre odborníkov z mnohých podnikov europoslanca, ktorí túto technológiu ovládali. V tomto oddelení boli vyškolení napríklad špecialisti závodu na výrobu polovodičov 2. hlavného riaditeľstva Ministerstva energetiky vo Voroneži (riaditeľ Kolesnikov, vedúci - Nikishin).

Hlavná pozornosť pri vývoji planárnej technológie bola venovaná priemyselnému rozvoju priemyselnej fotolitografie s vysokým optickým rozlíšením až 1000–2000 riadkov na milimeter. Tieto práce boli vykonané v úzkej spolupráci s optickými špecialistami z LITMO (Kapustina) a GOI (Leningrad).

Významnú úlohu zohral aj rozvoj oddelenia automatizácie planárnej techniky a projektovanie špeciálnych technologických zariadení (vedúci konštruktér Zacharov). Automatizované jednotky pre postupné spracovanie kremíkových technologických plátkov (umývanie, nanášanie fotorezistu, oxidácia dopravníka a pod.) boli vyvinuté na základe využitia pneumatickej automatizácie a pneumatiky.

V roku 1964 navštívil vedecko-technické oddelenie NII-35 pre vývoj integrovaných obvodov predseda vojensko-priemyselného komplexu Smirnov. Po tejto návšteve oddelenie dostalo japonské vedecké vybavenie, ktoré sa využívalo v pokročilom vývoji. Na jar 1965 navštívil experimentálnu dielňu vedecko-technického oddelenia NII-35 pre vývoj kremíkových integrovaných obvodov predseda Rady ministrov Kosygin. Vo vývojovom období rokov 1962 až 1967 musel autor ako vedúci katedry opakovane podávať správy o postupe prác predsedovi Štátneho výboru pre vedu a techniku ​​a námestníkovi. predseda Rady ministrov Rudnev, predseda Akadémie vied Keldysh, a tiež byť v neustálom kontakte s vedeckým oddelením vojensko-priemyselného komplexu a rezortom obrany Ústredného výboru, v tom čase odborom leteckej techniky ministerstvo obrany, ktoré organizáciu vojenského prijatia viedlo.

Vytvorenie Zelenogradu. Zelenograd je mikroelektronické centrum pozostávajúce zo 6 podnikov s pilotnými prevádzkami, domácim analógom Silicon Valley v Kalifornii. Autor začiatkom roku 1963 prečítal kurz prednášok súčasnému riaditeľovi Zelenogradu, zástupcovi. ministra energetiky a hospodárstva FV Lukina, na základe ktorej boli vypracované technické návrhy na rozvoj polovodičového inžinierstva pre Zelenograd, najmä pre tepelné procesy a fotolitografiu (za riaditeľa Savina), na nákup technologických zariadení pre dovoz (skupiny Nazaryan a Struzhinsky), vrátane, pre pilotný závod vo Fryazine.

Výsledky vývoja Autora eviduje a potvrdzuje množstvo vedecko-technických správ NII-35, autorské certifikáty, množstvo článkov publikovaných v zborníkoch „Polovodičové zariadenia a ich aplikácia“, „Mikroelektronika“ a vydaných kníh a brožúr za obdobie do r. do roku 1974.

polovodičový . Realizácia týchto návrhov sa v týchto rokoch nemohla uskutočniť pre nedostatočný rozvoj techniky.

Koncom roku 1958 a v prvej polovici roku 1959 nastal v polovodičovom priemysle prelom. Traja ľudia zastupujúci tri súkromné ​​americké korporácie vyriešili tri zásadné problémy, ktoré zabránili vytvoreniu integrovaných obvodov. Jack Kilby z Texas nástroje patentoval princíp zjednotenia, vytvoril prvé, nedokonalé, prototypy IS a priviedol ich do sériovej výroby. Kurt Legovets z Sprague Electric Company vynašiel metódu elektrickej izolácie komponentov vytvorených na jedinom polovodičovom čipe (izolácia p-n prechodom (angl. Izolácia P–n junction )). Robert Noyce z Fairchild Semiconductor vynašiel metódu elektrického spájania komponentov IC (pokovovanie hliníkom) a navrhol vylepšenú verziu izolácie komponentov založenú na najnovšej planárnej technológii Jean Ernie (angl. Jean Hoerni). 27. september 1960 kapela Jay Lasta Jay Posledný) vytvorené na Fairchild Semiconductor prvé pracovné polovodič IP o nápadoch Noycea a Ernieho. Texas Instruments, ktorá vlastnila patent na Kilbyho vynález, rozpútala patentovú vojnu proti konkurentom, ktorá sa skončila v roku 1966 celosvetovou dohodou o krížových licenciách na technológie.

Prvé logické integrované obvody spomínanej série boli postavené doslova z štandardná komponenty, ktorých rozmery a konfigurácie boli určené technologickým postupom. Obvodoví inžinieri, ktorí navrhli logické integrované obvody konkrétnej rodiny, pracovali s rovnakými typickými diódami a tranzistormi. V rokoch 1961-1962 vedúci vývojár porušil dizajnovú paradigmu Sylvánia Tom Longo prvýkrát používa rôzne konfigurácie tranzistorov v závislosti od ich funkcií v obvode. Koncom roku 1962 Sylvánia uviedla na trh prvú rodinu tranzistorovo-tranzistorovej logiky (TTL) vyvinutú spoločnosťou Longo – historicky prvý typ integrovanej logiky, ktorý sa dokázal presadiť na trhu na dlhú dobu. V analógových obvodoch došlo k prelomu tejto úrovne v rokoch 1964-1965 vývojárom operačných zosilňovačov. Fairchild Bob Vidlar.

Prvý domáci mikroobvod vznikol v roku 1961 v TRTI (Taganrog Radio Engineering Institute) pod vedením L. N. Kolesova. Táto udalosť pritiahla pozornosť vedeckej komunity v krajine a TRTI bola schválená ako líder v systéme ministerstva vysokého školstva v probléme vytvárania vysoko spoľahlivého mikroelektronického zariadenia a automatizácie jeho výroby. Za predsedu Koordinačnej rady bol pre tento problém vymenovaný samotný L. N. Kolesov.

Prvý v ZSSR hybridný hrubovrstvový integrovaný obvod (séria 201 "Tropa") bol vyvinutý v rokoch 1963-65 vo Výskumnom ústave presnej technológie ("Angstrem"), sériová výroba od roku 1965. Na vývoji sa podieľali špecialisti z NIEM (teraz NII Argon).

Prvý polovodičový integrovaný obvod v ZSSR vznikol na báze planárnej technológie, vyvinutej začiatkom roku 1960 na NII-35 (vtedy premenovanej na NII Pulsar) tímom, ktorý bol neskôr prevedený na NIIME (Mikron). Vytvorenie prvého domáceho kremíkového integrovaného obvodu bolo zamerané na vývoj a výrobu s vojenskou akceptáciou série integrovaných kremíkových obvodov TC-100 (37 prvkov - ekvivalent zložitosti obvodu spúšte, analóg americkej série IC SN-51 firiem Texas nástroje). Prototypy a výrobné vzorky kremíkových integrovaných obvodov na reprodukciu boli získané z USA. Práce sa vykonali v NII-35 (riaditeľ Trutko) a vo Fryazinskom polovodičovom závode (riaditeľ Kolmogorov) na základe obranného príkazu na použitie v autonómnom výškomere navádzacieho systému balistických rakiet. Vývoj zahŕňal šesť typických integrovaných kremíkových planárnych obvodov série TS-100 a s organizáciou pilotnej výroby trval na NII-35 tri roky (od roku 1962 do roku 1965). Zvládnutie továrenskej výroby s vojenskou akceptáciou vo Fryazine (1967) trvalo ďalšie dva roky.

Paralelne prebiehali práce na vývoji integrovaného obvodu v Centrálnom konštrukčnom úrade vo Voronežskom závode polovodičových zariadení (teraz -). V roku 1965 pri návšteve VZPP ministrom elektronického priemyslu AI Shokinom bol závod poverený vykonaním výskumných prác na vytvorení kremíkového monolitického obvodu – VaV „Titan“ (príkaz ministerstva č. 92 z augusta 16, 1965), ktorá bola v predstihu ukončená do konca roka. Téma bola úspešne predložená štátnej komisii a séria 104 diódovo-tranzistorových logických obvodov sa stala prvým pevným počinom v oblasti polovodičovej mikroelektroniky, čo sa premietlo do príkazu Ministerstva hospodárskeho rozvoja zo dňa 30.12. 1965 číslo 403.

Úrovne dizajnu

V súčasnosti (2014) je väčšina integrovaných obvodov navrhnutá pomocou špecializovaných CAD systémov, ktoré umožňujú automatizovať a výrazne urýchliť výrobné procesy, napríklad získanie topologických fotomasiek.

Klasifikácia

Stupeň integrácie

V závislosti od stupňa integrácie sa používajú tieto názvy integrovaných obvodov:

• malý integrovaný obvod (MIS) - až 100 prvkov v kryštáli,
• stredný integrovaný obvod (SIS) - až 1000 prvkov v kryštáli,
• veľký integrovaný obvod (LSI) - až 10 tisíc prvkov v kryštáli,
• veľmi veľký integrovaný obvod (VLSI) - viac ako 10 tisíc prvkov v kryštáli.

Predtým sa používali aj zastarané názvy: ultra-veľký integrovaný obvod (ULSI) - od 1 do 10 miliónov až 1 miliardy prvkov v kryštáli a niekedy aj giga-veľký integrovaný obvod (GBIS) - viac ako 1 miliarda prvkov v kryštáli. V súčasnosti, v roku 2010, sa názvy „UBIS“ a „GBIS“ prakticky nepoužívajú a všetky mikroobvody s viac ako 10 000 prvkami sú klasifikované ako VLSI.

Technológia výroby

• Polovodičový mikroobvod - všetky prvky a prepojenia sú vyrobené na jedinom polovodičovom kryštáli (napríklad kremík, germánium, arzenid gália, oxid hafnia).

• Filmový integrovaný obvod - všetky prvky a prepojenia sú vyrobené vo forme filmov:
  • hrubovrstvový integrovaný obvod;
  • tenkovrstvový integrovaný obvod.
• Hybrid IC (často označovaný ako mikromontáž), obsahuje niekoľko holých diód, holých tranzistorov a/alebo iných elektronických aktívnych súčiastok. Mikrozostava môže tiež obsahovať nezabalené integrované obvody. Komponenty pasívnej mikrozostavy (rezistory, kondenzátory, tlmivky) sa zvyčajne vyrábajú pomocou tenkovrstvových alebo hrubovrstvových technológií na bežnom, zvyčajne keramickom substráte hybridného mikroobvodu. Celý substrát s komponentmi je umiestnený v jedinom utesnenom kryte.
• Zmiešaný mikroobvod - okrem polovodičového kryštálu obsahuje tenkovrstvové (hrubovrstvové) pasívne prvky umiestnené na povrchu kryštálu.

Typ spracovávaného signálu

Výrobné technológie

Logické typy

Hlavným prvkom analógových obvodov sú tranzistory (bipolárne alebo poľné). Rozdiel v technológii výroby tranzistorov výrazne ovplyvňuje vlastnosti mikroobvodov. Preto je výrobná technológia často uvedená v popise mikroobvodu, aby sa zdôraznili všeobecné charakteristiky vlastností a schopností mikroobvodu. Moderné technológie kombinujú bipolárne technológie a technológie tranzistorov s efektom poľa na dosiahnutie lepšieho výkonu čipu.

• Mikroobvody na unipolárnych (poľných) tranzistoroch sú najhospodárnejšie (z hľadiska spotreby prúdu):
  • MOS logika (metal-oxid-semiconductor logic) - mikroobvody sú vytvorené z tranzistorov s efektom poľa n-MOS alebo p-typ MOS;
  • CMOS logika (komplementárna MOS logika) - každý logický prvok mikroobvodu pozostáva z dvojice komplementárnych (komplementárnych) tranzistorov s efektom poľa ( n-MOS a p-MOS).
• Čipy na bipolárnych tranzistoroch:
  • RTL - rezistor-tranzistorová logika (zastaraná, nahradená TTL);
  • DTL - diódovo-tranzistorová logika (zastaraná, nahradená TTL);
  • TTL - tranzistorovo-tranzistorová logika - mikroobvody sú vyrobené z bipolárnych tranzistorov s multiemitorovými tranzistormi na vstupe;
  • TTLSH - tranzistorovo-tranzistorová logika so Schottkyho diódami - vylepšený TTL, ktorý využíva bipolárne tranzistory so Schottkyho efektom;
  • ESL - emitor-coupled logic - na bipolárnych tranzistoroch, ktorých prevádzkový režim je zvolený tak, aby nevstúpili do režimu saturácie, čo výrazne zvyšuje rýchlosť;
  • IIL - integrálno-vstrekovacia logika.
• Mikroobvody využívajúce poľné aj bipolárne tranzistory:

Pomocou rovnakého typu tranzistorov je možné zostaviť mikroobvody pomocou rôznych metodológií, ako sú statické alebo dynamické.

CMOS a TTL (TTLS) technológie sú najbežnejšie čipové logiky. Tam, kde je potrebné šetriť prúdový odber, sa používa technológia CMOS, kde je dôležitejšia rýchlosť a nie je potrebná úspora spotreby energie, využíva sa technológia TTL. Slabou stránkou mikroobvodov CMOS je zraniteľnosť voči statickej elektrine - stačí sa dotknúť výstupu mikroobvodu rukou a jeho integrita už nie je zaručená. S rozvojom technológií TTL a CMOS sa mikroobvody parametrami približujú a v dôsledku toho je napríklad séria mikroobvodov radu 1564 vyrobená technológiou CMOS a funkčnosť a umiestnenie v balení sú podobné ako pri TTL. technológie.

Čipy vyrábané technológiou ESL sú najrýchlejšie, ale aj energeticky najnáročnejšie a pri výrobe výpočtovej techniky sa používali v prípadoch, kde najdôležitejším parametrom bola rýchlosť výpočtu. V ZSSR sa najproduktívnejšie počítače typu ES106x vyrábali na mikroobvodoch ESL. Teraz sa táto technológia používa zriedka.

Technologický proces

Pri výrobe mikroobvodov sa používa metóda fotolitografie (projekcia, kontakt a pod.), pričom obvod vzniká na substráte (najčastejšie kremíku) získanom rezaním monokryštálov kremíka na tenké doštičky diamantovými kotúčmi. Vzhľadom na malé lineárne rozmery mikroobvodových prvkov sa upustilo od používania viditeľného svetla a dokonca aj blízkeho ultrafialového žiarenia na osvetlenie.

Nasledujúce procesory boli vyrobené pomocou UV žiarenia (ArF excimerový laser, vlnová dĺžka 193 nm). V priemere sa zavádzanie nových technických procesov lídrami v odvetví podľa plánu ITRS uskutočňovalo každé 2 roky, pričom počet tranzistorov na jednotku plochy sa zdvojnásobil: 45 nm (2007), 32 nm (2009), 22 nm (2011) , 14 nm výroba začala v roku 2014, vývoj 10 nm procesov sa očakáva okolo roku 2018.

V roku 2015 existovali odhady, že zavádzanie nových technických procesov sa spomalí.

Kontrola kvality

Na kontrolu kvality integrovaných obvodov sa vo veľkej miere používajú testovacie štruktúry tzv.

Účel

Integrovaný obvod môže mať úplnú, ľubovoľne zložitú funkčnosť - až po celý mikropočítač (jednočipový mikropočítač).

Analógové obvody

• Filtre (vrátane filtrov založených na piezoelektrickom efekte).
• Analógové multiplikátory.
• Analógové atenuátory a variabilné zosilňovače.
• Stabilizátory napájania: stabilizátory napätia a prúdu.
• Riadiace mikroobvody spínaných zdrojov.
• Prevodníky signálu.
• Schémy synchronizácie.
• Rôzne snímače (napr. teploty).

Digitálne obvody

• Vyrovnávacie konvertory
• (Mikro)procesory (vrátane CPU pre počítače)
• Čipy a pamäťové moduly
• FPGA (programovateľné logické integrované obvody)

Digitálne integrované obvody majú oproti analógovým rad výhod:

• Znížená spotreba energie spojené s používaním impulzných elektrických signálov v digitálnej elektronike. Pri prijímaní a prevode takýchto signálov pracujú aktívne prvky elektronických zariadení (tranzistory) v režime "kľúč", to znamená, že tranzistor je buď "otvorený" - čo zodpovedá signálu vysokej úrovne (1), alebo "zatvorený" - (0), v prvom prípade nedochádza k poklesu napätia v tranzistore, v druhom - ním nepreteká žiadny prúd. V oboch prípadoch je spotreba energie blízka 0, na rozdiel od analógových zariadení, v ktorých sú tranzistory väčšinu času v strednom (aktívnom) stave.
• Vysoká odolnosť proti hluku digitálnych zariadení je spojený s veľkým rozdielom medzi signálmi vysokej (napríklad 2,5-5 V) a nízkej (0-0,5 V) úrovne. Chyba stavu je možná na takej úrovni rušenia, že vysoká úroveň je interpretovaná ako nízka úroveň a naopak, čo je nepravdepodobné. Navyše v digitálnych zariadeniach je možné použiť špeciálne kódy, ktoré umožňujú opraviť chyby.
• Veľký rozdiel v úrovniach stavov signálov vysokej a nízkej úrovne (logická „0“ a „1“) a pomerne široký rozsah ich prípustných zmien robí digitálnu technológiu necitlivou na nevyhnutné rozšírenie parametrov prvkov v integrovanej technológii, eliminuje nutnosť výberu komponentov a úpravy nastavovacích prvkov v digitálnych zariadeniach.

Analógovo-digitálne obvody

• digitálno-analógové (DAC) a analógovo-digitálne prevodníky (ADC);
• transceivery (napríklad prevodník rozhrania ethernet);
• modulátory a demodulátory;
  • rádiové modemy
  • dekodéry teletextu, rádiotext VHF
  • Vysielače a prijímače rýchleho ethernetu a optického vedenia
  • vytočiť modemy
  • digitálne TV prijímače
  • optický snímač myši
• napájacie čipy pre elektronické zariadenia - stabilizátory, meniče napätia, výkonové spínače atď.;
• digitálne atenuátory;
• frekvenčné obvody fázovo viazanej slučky (PLL);
• generátory a obnovovače hodín;
• základné maticové čipy (BMC): obsahuje analógové aj digitálne obvody;

Séria čipov

Analógové a digitálne mikroobvody sa vyrábajú sériovo. Séria je skupina mikroobvodov, ktoré majú jednotný dizajn a technologický dizajn a sú určené na spoločné použitie. Mikroobvody rovnakej série majú spravidla rovnaké napätia napájacích zdrojov, sú prispôsobené z hľadiska vstupných a výstupných odporov, úrovní signálu.

zboru

Konkrétne tituly

Právna ochrana

Ruská legislatíva poskytuje právnu ochranu pre topológie integrovaných obvodov. Topológia integrovaného obvodu je priestorové a geometrické usporiadanie súhrnu prvkov integrovaného obvodu a spojov medzi nimi upevnených na hmotnom nosiči (článok 1448

Prvé integrované obvody

Venované 50. výročiu oficiálneho dátumu

B. Malaševič

Zamestnanec Texas Instruments (TI) Jack Kilby predviedol 12. septembra 1958 vedeniu tri podivné prístroje - prístroje nalepené včelím voskom na sklenenom substráte z dvoch kusov kremíka s rozmermi 11,1 × 1,6 mm (obr. 1). Išlo o trojrozmerné rozloženia - prototypy integrovaného obvodu (IC) generátora, dokazujúce možnosť výroby všetkých prvkov obvodu na báze jedného polovodičového materiálu. Tento dátum sa v histórii elektroniky oslavuje ako narodeniny integrovaných obvodov. Ale je to tak?

Ryža. 1. Model prvého IS od J. Kilbyho. Foto z http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Minaturized.html

Koncom 50-tych rokov vyčerpala technológia montáže rádioelektronických zariadení (REA) z diskrétnych prvkov svoje možnosti. Svet sa dostal do najakútnejšej krízy REA, boli potrebné radikálne opatrenia. V tom čase už boli v USA a ZSSR priemyselne zvládnuté integrované technológie výroby tak polovodičových súčiastok, ako aj hrubovrstvových a tenkovrstvových keramických dosiek, tj boli zrelé predpoklady na prekonanie tejto krízy vytvorením viacprvkových štandardné produkty - integrované obvody.

Integrované obvody (mikroobvody, IO) zahŕňajú elektronické zariadenia rôznej zložitosti, v ktorých sa všetky prvky rovnakého typu vyrábajú súčasne v jedinom technologickom cykle, t.j. integrovanou technológiou. Na rozdiel od dosiek plošných spojov (v ktorých sú všetky spojovacie vodiče súčasne vyrábané v jednom cykle pomocou integrovanej technológie), rezistory, kondenzátory a (v polovodičových integrovaných obvodoch) diódy a tranzistory sú v integrovaných obvodoch vytvorené podobne. Okrem toho sa súčasne vyrába veľa integrovaných obvodov, od desiatok po tisíce.

Integrované obvody sú vyvíjané a vyrábané priemyslom vo forme sérií, ktoré kombinujú množstvo mikroobvodov rôznych funkčných účelov, určených na spoločné použitie v elektronických zariadeniach. Sériové integrované obvody majú štandardný dizajn a jednotný systém elektrických a iných charakteristík. IC dodáva výrobca rôznym spotrebiteľom ako nezávislé komerčné produkty, ktoré spĺňajú určitý systém štandardizovaných požiadaviek. Integrované obvody sú klasifikované ako neopraviteľné produkty; pri opravách elektronických zariadení sa chybné integrované obvody vymenia.

Existujú dve hlavné skupiny integrovaných obvodov: hybridné a polovodičové.

V hybridných integrovaných obvodoch (HIC) sú všetky vodiče a pasívne prvky vytvorené na povrchu mikroobvodového substrátu (zvyčajne vyrobeného z keramiky) pomocou integrovanej technológie. Aktívne prvky v podobe bezbalíkových diód, tranzistorov a polovodičových IC kryštálov sa inštalujú na substrát jednotlivo, ručne alebo automaticky.

V polovodičových integrovaných obvodoch sa v jedinom technologickom cykle vytvárajú spojovacie, pasívne a aktívne prvky na povrchu polovodičového materiálu (spravidla kremíka) s čiastočným prienikom do jeho objemu difúznymi metódami. Zároveň sa na jednom polovodičovom plátku vyrába od niekoľkých desiatok až po niekoľko tisíc IC, v závislosti od zložitosti zariadenia a veľkosti jeho kryštálu a plátku. Priemysel vyrába polovodičové integrované obvody v štandardných baleniach, vo forme jednotlivých čipov alebo vo forme nerozdelených doštičiek.

Fenomén sveta hybridných (GIS) a polovodičových integrovaných obvodov sa vyskytol rôznymi spôsobmi. GIS je produktom evolučného vývoja mikromodulov a technológie keramických dosiek. Preto sa objavili nenápadne, neexistuje všeobecne uznávaný dátum narodenia GIS a všeobecne uznávaný autor. Polovodičové integrované obvody boli prirodzeným a nevyhnutným výsledkom vývoja polovodičovej technológie, ale vyžadovali si generovanie nových nápadov a vytváranie nových technológií, ktoré majú svoje vlastné dátumy narodenia a vlastných autorov. Prvé hybridné a polovodičové integrované obvody sa objavili v ZSSR a USA takmer súčasne a nezávisle od seba.

Prvé hybridné integrované obvody

Hybridné integrované obvody zahŕňajú integrované obvody, ktorých výroba spája integrálnu technológiu výroby pasívnych prvkov s individuálnou (manuálnou alebo automatizovanou) technológiou inštalácie a montáže aktívnych prvkov.

Koncom štyridsiatych rokov spoločnosť Centralab v USA vyvinula základné princípy výroby dosiek plošných spojov na báze keramiky s hrubou vrstvou, ktoré potom vyvinuli iné firmy. Vychádzal z technológií výroby dosiek plošných spojov a keramických kondenzátorov. Z dosiek plošných spojov prevzali integrálnu technológiu tvorby topológie spojovacích vodičov - sieťotlač. Z kondenzátorov - materiál substrátu (keramika, častejšie sital), ako aj pastovité materiály a tepelná technológia ich upevnenia na substrát.

A začiatkom 50-tych rokov RCA vynašla tenkovrstvovú technológiu: nastriekaním rôznych materiálov vo vákuu a ich nanesením cez masku na špeciálne substráty sa naučili, ako súčasne vyrábať mnoho miniatúrnych fólií spájajúcich vodiče, odpory a kondenzátory na jedinom keramickom substráte.

V porovnaní s hrubovrstvovou technológiou poskytovala tenkovrstvová technológia možnosť presnejšej výroby menších prvkov topológie, ale vyžadovala si zložitejšie a drahšie vybavenie. Zariadenia vyrábané na keramických doskách hrubovrstvovou alebo tenkovrstvovou technológiou sa nazývajú „hybridné obvody“. Hybridné obvody sa vyrábali ako komponenty vlastnej výroby, ich konštrukcia, rozmery, funkčné určenie boli u každého výrobcu iné, nedostali sa na voľný trh, a preto sú málo známe.

Hybridné obvody napadli aj mikromoduly. Najprv používali diskrétne pasívne a aktívne miniatúrne prvky v kombinácii s tradičnými plošnými spojmi. Technológia montáže bola zložitá, s obrovským podielom ručnej práce. Preto boli mikromoduly veľmi drahé, ich použitie bolo obmedzené na palubné zariadenia. Potom sa použili hrubovrstvové miniatúrne keramické šatky. Ďalej, hrubovrstvová technológia začala vyrábať odpory. Diódy a tranzistory sa však stále používali diskrétne, jednotlivo zabalené.

Hybridným integrovaným obvodom sa mikromodul stal v momente, keď v ňom boli použité bezpapierové tranzistory a diódy a štruktúra bola utesnená v spoločnom puzdre. To umožnilo výrazne zautomatizovať proces ich montáže, výrazne znížiť ceny a rozšíriť rozsah použitia. Podľa spôsobu tvorby pasívnych prvkov sa rozlišujú hrubovrstvové a tenkovrstvové GIS.

Prvý GIS v ZSSR

Prvé GIS (moduly typu „Kvant“, neskôr označené IS séria 116) v ZSSR boli vyvinuté v roku 1963 v NIIRE (neskôr NPO Leninets, Leningrad) a v tom istom roku začala ich sériová výroba v jej pilotnom závode. V týchto GIS boli ako aktívne prvky použité polovodičové integrované obvody „R12-2“, vyvinuté v roku 1962 závodom polovodičových zariadení v Rige. Vzhľadom na neoddeliteľnosť histórie vzniku týchto integrovaných obvodov a ich charakteristík sa nimi budeme zaoberať spoločne v časti P12-2.

Moduly Kvant boli bezpochyby prvé vo svete GIS s dvojúrovňovou integráciou – ako aktívne prvky nepoužívali diskrétne bezrámové tranzistory, ale polovodičové IO. Je pravdepodobné, že to boli vo všeobecnosti prvé GIS na svete - štrukturálne a funkčne kompletné viacprvkové produkty dodávané spotrebiteľovi ako nezávislý komerčný produkt. Najskoršie zo zahraničných podobných produktov identifikovaných autorom sú moduly SLT od spoločnosti IBM Corporation opísané nižšie, ale boli oznámené v nasledujúcom roku 1964.

Prvý GIS v USA

Vzhľad hrubovrstvového GIS ako hlavnej elementárnej základne nového počítača IBM System /360 prvýkrát oznámila spoločnosť IBM v roku 1964. Zdá sa, že to bola prvá aplikácia GIS mimo ZSSR, autor nevedel nájsť staršie príklady.

Polovodičové integrované obvody radu „Micrologic“ od Fairchilda a „SN-51“ od TI (hovoríme o nich nižšie), známe už v tom čase v kruhoch špecialistov, boli ešte stále nedostupné a na komerčné využitie neúmerne drahé, čo bolo napr. konštrukcia sálového počítača. Preto spoločnosť IBM Corporation, ktorá vychádza z návrhu plochého mikromodulu, vyvinula vlastnú sériu hrubovrstvových GIS, ohlásených pod všeobecným názvom (na rozdiel od „mikromodulov“) – „moduly SLT“ (Technológia Solid Logic – technológia pevnej logiky. Zvyčajne sa slovo „s solid“ prekladá do ruštiny ako „pevné“, čo je absolútne nelogické. Pojem „moduly SLT“ zaviedla spoločnosť IBM ako protiklad k pojmu „mikromodul“ a mal by odrážať ich rozdiel. Ale oba moduly sú "pevné", tj tento preklad nie je Slovo "pevné" má iné významy - "pevné", "celé", ktoré úspešne zdôrazňujú rozdiel medzi "modulmi SLT" a "mikromodulmi" - SLT- moduly sú nedeliteľné, neopraviteľné, teda "celé". Preto sme použili neštandardný preklad do ruštiny: Solid Logic Technology - technológia pevnej logiky).

Modul SLT bola polpalcová štvorcová hrubovrstvová keramická mikroplatnička so zalisovanými vertikálnymi kolíkmi. Na jeho povrch sa sieťotlačou naniesli spojovacie vodiče a odpory (podľa schémy realizovaného zariadenia) a osadili sa bezbalové tranzistory. V prípade potreby boli kondenzátory inštalované vedľa modulu SLT na doske zariadenia. Pri externých takmer identických (mikromoduly sú o niečo vyššie, obr. 2.) sa moduly SLT od plochých mikromodulov líšia vyššou hustotou prvkov, nízkou spotrebou energie, vysokou rýchlosťou a vysokou spoľahlivosťou. Okrem toho sa technológia SLT dala pomerne ľahko automatizovať, takže sa dali vyrábať vo veľkých množstvách za dostatočne nízke náklady na použitie v komerčných zariadeniach. To je presne to, čo IBM potrebovalo. Firma vybudovala automatizovanú továreň v East Fishkill neďaleko New Yorku na výrobu modulov SLT, ktorá ich vyrábala v miliónoch kópií.

Ryža. 2. ZSSR mikromodul a SLT-modul f. IBM. STL fotografia z http://infolab.stanford.edu/pub/voy/museum/pictures/display/3-1.htm

Po IBM začali GIS vyrábať ďalšie spoločnosti, pre ktoré sa GIS stal komerčným produktom. Typický dizajn plochých mikromodulov a SLT modulov od IBM Corporation sa stal jedným zo štandardov pre hybridné integrované obvody.

Prvé polovodičové integrované obvody

Koncom 50-tych rokov minulého storočia mal priemysel dobrú pozíciu na výrobu lacných elektronických komponentov. Ale ak boli tranzistory alebo diódy vyrobené z germánia a kremíka, potom rezistory a kondenzátory boli vyrobené z iných materiálov. Mnohí potom verili, že pri vytváraní hybridných obvodov nebudú žiadne problémy s montážou týchto prvkov, vyrobených samostatne. A ak je možné vyrobiť všetky prvky štandardnej veľkosti a tvaru, a tým automatizovať proces montáže, potom sa náklady na zariadenie výrazne znížia. Na základe takýchto úvah ju priaznivci hybridnej technológie považovali za všeobecný smer vo vývoji mikroelektroniky.

Ale nie všetci zdieľali tento názor. Faktom je, že už v tom čase vytvorené mesa tranzistory a najmä planárne tranzistory boli prispôsobené na dávkové spracovanie, pri ktorom sa súčasne vykonávalo množstvo operácií na výrobu mnohých tranzistorov na jednej podložnej doske. To znamená, že na jednom polovodičovom plátku bolo naraz vyrobených veľa tranzistorov. Potom bola doska rozrezaná na jednotlivé tranzistory, ktoré boli umiestnené v jednotlivých prípadoch. A potom výrobca hardvéru spojil tranzistory na jednu dosku plošných spojov. Boli ľudia, ktorým sa tento prístup zdal smiešny – prečo odpájať tranzistory a potom ich znova kombinovať. Je možné ich okamžite spojiť na polovodičovom plátku? Zároveň sa zbavte niekoľkých zložitých a nákladných operácií! Títo ľudia vynašli polovodičové integrované obvody.

Myšlienka je veľmi jednoduchá a úplne jasná. Ale, ako sa to často stáva, až potom, čo to niekto prvýkrát oznámil a dokázal. Ukázalo sa, že často nestačí len oznámiť, ako v tomto prípade. Myšlienka IC bola oznámená už v roku 1952, pred príchodom dávkových metód na výrobu polovodičových zariadení. Na výročnej konferencii o elektronických súčiastkach, ktorá sa konala vo Washingtone, predložil britský kráľovský radarový úrad v Malverne Geoffrey Dummer správu o spoľahlivosti komponentov radarového vybavenia. V správe urobil prorocké vyhlásenie: „ S nástupom tranzistora a prácou v oblasti polovodičovej techniky si možno vo všeobecnosti predstaviť elektronické zariadenie vo forme pevného bloku, ktorý neobsahuje prepojovacie vodiče. Blok môže pozostávať z vrstiev izolačných, vodivých, rektifikačných a výstužných materiálov, v ktorých sú určité oblasti vyrezané tak, aby mohli priamo vykonávať elektrické funkcie.. Ale táto predpoveď zostala bez povšimnutia odborníkov. Spomenuli si na to až po objavení sa prvých polovodičových integrovaných obvodov, teda po praktickom dôkaze dlho ohlasovanej myšlienky. Niekto musel byť prvý, kto preformuloval a implementoval myšlienku polovodičového integrovaného obvodu.

Rovnako ako v prípade tranzistora, všeobecne akceptovaní výrobcovia polovodičových integrovaných obvodov mali viac či menej úspešných predchodcov. Pokus o realizáciu svojho nápadu v roku 1956 urobil sám Dammer, ale neuspel. V roku 1953 získal Harvick Johnson z RCA patent na jednočipový oscilátor a v roku 1958 spolu s Thorkelom Wallmarkom oznámili koncept „polovodičového integrovaného zariadenia“. V roku 1956 Ross, zamestnanec Bell Labs, vyrobil binárny počítací obvod založený na n-p-n-p štruktúrach v jedinom jedinom kryštáli. V roku 1957 získal Yasuro Taru z japonskej firmy MITI patent na kombináciu rôznych tranzistorov do jedného čipu. Ale všetky tieto a ďalšie podobné vývojové trendy boli súkromného charakteru, neboli uvedené do výroby a nestali sa základom pre vývoj integrovanej elektroniky. Len tri projekty prispeli k rozvoju duševného vlastníctva v priemyselnej výrobe.

Šťastím sa ukázal už spomínaný Jack Kilby z Texas Instruments (TI), Robert Noyce z Fairchildu (obaja z USA) a Yuri Valentinovich Osokin z Design Bureau závodu na výrobu polovodičových zariadení v Rige (ZSSR). Američania vytvorili experimentálne modely integrovaných obvodov: J. Kilby - model generátora IC (1958) a potom mesa-tranzistorová spúšť (1961), R. Noyce - spúšť planárnej technológie (1961) a Yu. Osokin - logický IC "2NOT-OR" v Nemecku, ktorý sa okamžite dostal do sériovej výroby (1962). Tieto firmy začali sériovú výrobu integrovaných obvodov takmer súčasne, v roku 1962.

Prvé polovodičové integrované obvody v USA

IP Jack Kilby. Séria IS “ SN-51”

V roku 1958 sa J. Kilby (priekopník v používaní tranzistorov v načúvacích prístrojoch) presťahoval do Texas Instruments. Nováčik Kilby ako obvodový inžinier bol „hodený“, aby zlepšil mikromodulovú náplň rakiet vytvorením alternatívy k mikromodulom. Zvažovala sa možnosť skladania kociek z dielov štandardného tvaru, podobne ako pri skladaní modelov hračiek z figúrok LEGO. Kilbyho však zaujalo niečo iné. Rozhodujúcu úlohu zohral efekt „sviežeho vzhľadu“: po prvé, okamžite uviedol, že mikromoduly sú slepou uličkou, a po druhé, keď obdivoval štruktúry mesa, dospel k záveru, že obvod by mal (a môže byť) implementovaný z jedného materiálu. - polovodič. Kilby si bol vedomý Dummerovho nápadu a jeho zlyhania pri jeho realizácii v roku 1956. Po analýze pochopil dôvod zlyhania a našiel spôsob, ako ho prekonať. “ Mojou zásluhou je, že prebratím tejto myšlienky som ju premenil na skutočnosť.“, povedal J. Kilby neskôr vo svojom Nobelovom prejave.

Keďže ešte nezískal právo odísť, pracoval bez zasahovania v laboratóriu, zatiaľ čo všetci odpočívali. 24. júla 1958 Kilby sformuloval koncept v laboratórnom časopise s názvom Monolithic Idea. Jeho podstatou bolo, že „. .. obvodové prvky ako rezistory, kondenzátory, distribuované kondenzátory a tranzistory môžu byť integrované do jedného čipu - za predpokladu, že sú vyrobené z rovnakého materiálu ... Pri návrhu klopného obvodu musia byť všetky prvky vyrobené z kremíka, a rezistory budú používať kremíkový objemový odpor a kondenzátory - kapacity pn prechodov“. „Myšlienka monolitu“ sa stretla s blahosklonne ironickým postojom vedenia Texas Instruments, ktoré požadovalo dôkaz o možnosti výroby tranzistorov, rezistorov a kondenzátorov z polovodiča a prevádzkyschopnosti obvodu zostaveného z takýchto prvkov.

V septembri 1958 Kilby zrealizoval svoj nápad - vyrobil generátor z dvoch kusov germánia s rozmermi 11,1 x 1,6 mm, nalepených včelím voskom na sklenenom substráte, obsahujúci dva typy difúznych oblastí (obr. 1). Tieto oblasti a dostupné kontakty využil na vytvorenie obvodu generátora, pričom prvky spájal tenkými zlatými drôtikmi s priemerom 100 mikrónov termokompresným zváraním. Z jednej oblasti vznikol mestranzistor, z druhej RC reťaz. Zmontované tri generátory boli predvedené vedeniu spoločnosti. Po pripojení napájania pracovali na frekvencii 1,3 MHz. Stalo sa tak 12. septembra 1958. O týždeň neskôr Kilby vyrobil zosilňovač podobným spôsobom. Ale to ešte neboli integrované štruktúry, boli to trojrozmerné rozloženia polovodičových integrovaných obvodov, čo dokazuje myšlienku výroby všetkých prvkov obvodu z jedného materiálu - polovodiča.

Ryža. 3. Spúšť typu 502 J. Kilby. Foto z http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1958-Minaturized.html

Kilbyho prvý skutočne integrovaný obvod vyrobený z jedného kusu monolitického germánia bol experimentálny spúšťací obvod typu 502 (obr. 3). Využíval objemový odpor germánia aj kapacitu p-n prechodu. Jeho predstavenie sa uskutočnilo v marci 1959. Malý počet takýchto integrovaných obvodov bol vyrobený v laboratóriu a predávaný v úzkom kruhu za cenu 450 dolárov. IC obsahoval šesť prvkov: štyri mesa tranzistory a dva rezistory umiestnené na kremíkovej doštičke s priemerom 1 cm, ale Kilby IC mal vážnu nevýhodu - mesa tranzistory, ktoré sa v podobe mikroskopických „aktívnych“ stĺpcov týčili nad zvyšok, „pasívna“ časť kryštálu. Vzájomné spojenie medzi stĺpmi v Kilby IS sa uskutočnilo varením tenkých zlatých drôtov - všetkými nenávidená „chlpatá technológia“. Ukázalo sa, že s takýmito prepojeniami nie je možné vytvoriť mikroobvod s veľkým počtom prvkov - drôtená sieť sa zlomí alebo znova uzavrie. Áno, a germánium sa v tom čase už považovalo za neperspektívny materiál. Prielom sa nekonal.

V tom čase bola vo Fairchilde vyvinutá planárna kremíková technológia. Vzhľadom na to všetko musel Texas Instruments odložiť všetko, čo urobil Kilby, a bez Kilbyho pristúpiť k vývoju série integrovaných obvodov založených na planárnej kremíkovej technológii. V októbri 1961 spoločnosť oznámila vytvorenie série integrovaných obvodov typu SN-51 a od roku 1962 začala ich hromadná výroba a dodávky v záujme Ministerstva obrany USA a NASA.

IP od Roberta Noycea. Séria IS “Mikrologic”

V roku 1957 z viacerých dôvodov W. Shockley, vynálezca prechodového tranzistora, opustil skupinu ôsmich mladých inžinierov, ktorí sa chceli pokúsiť realizovať svoje vlastné nápady. „Osem zradcov“, ako ich nazval Shockley, na čele s R. Noyceom a G. Moorom, založili Fairchild Semiconductor („krásne dieťa“). Na čele spoločnosti stál Robert Noyce, mal vtedy 23 rokov.

Koncom roku 1958 fyzik D. Horney, ktorý pracoval vo Fairchild Semiconductor, vyvinul planárnu technológiu výroby tranzistorov. A český fyzik Kurt Lehovek, ktorý pracoval v spoločnosti Sprague Electric, vyvinul techniku ​​na použitie obráteného n-p prechodu na elektrickú izoláciu komponentov. V roku 1959 sa Robert Noyce, ktorý sa dopočul o usporiadaní Kilbyho IC, rozhodol pokúsiť sa vytvoriť integrovaný obvod kombináciou procesov navrhnutých Horneym a Lehovkom. A namiesto „chlpatej technológie“ prepojení Noyce navrhol selektívne nanášanie tenkej vrstvy kovu na polovodičové štruktúry izolované oxidom kremičitým s pripojením ku kontaktom prvkov cez otvory ponechané v izolačnej vrstve. To umožnilo „ponoriť“ aktívne prvky do polovodičového telesa, izolovať ich oxidom kremičitým a následne tieto prvky spojiť s naprašovanými stopami hliníka alebo zlata, ktoré vznikajú pomocou fotolitografie, metalizácie a leptania v poslednej fáze produktu. výroby. Takto sa získala skutočne „monolitická“ možnosť kombinácie komponentov do jedného obvodu a nová technológia sa nazývala „planárna“. Najprv však bolo potrebné otestovať nápad.

Ryža. 4. Experimentálna spúšť R. Noyce. Foto z http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html

Ryža. 5. Fotografia Micrologic IC v časopise Life. Foto z http://www.computerhistory.org/semiconductor/timeline/1960-FirstIC.html

V auguste 1959 R. Noyce poveril Joeyho Lasta, aby vypracoval variant integrovaného obvodu na základe planárnej technológie. Najprv, podobne ako Kilby, urobili rozloženie spúšťača na niekoľkých kremíkových kryštáloch, na ktorých boli vyrobené 4 tranzistory a 5 rezistorov. Potom, 26. mája 1960, bola vyrobená prvá jednočipová spúšť. Na izoláciu prvkov v ňom boli vyleptané hlboké drážky na zadnej strane kremíkovej dosky, vyplnené epoxidovou živicou. 27. septembra 1960 bola vyrobená tretia verzia spúšte (obr. 4), v ktorej boli prvky izolované spätne prepojeným p - n prechodom.

Dovtedy sa Fairchild Semiconductor zaoberal iba tranzistormi, nemal obvodových inžinierov, ktorí by vytvorili polovodičové integrované obvody. Preto bol ako dizajnér obvodov prizvaný Robert Norman zo Sperry Gyroscope. Norman poznal odporovo-tranzistorovú logiku, ktorú si spoločnosť na jeho návrh vybrala ako základ pre svoju budúcu sériu Micrologic IC, ktorá našla svoje prvé uplatnenie vo vybavení rakiet Minuteman. V marci 1961 Fairchild oznámil prvý experimentálny integrovaný obvod tejto série (F-klopný obvod obsahujúci šesť prvkov: štyri bipolárne tranzistory a dva odpory umiestnené na 1 cm doštičke) s uverejnením jeho fotografie (obr. 5) v časopis života(z 10. marca 1961). Ďalších 5 integrovaných obvodov bolo oznámených v októbri. A od začiatku roku 1962 Fairchild spustil sériovú výrobu integrovaných obvodov a ich dodávky aj v záujme amerického ministerstva obrany a NASA.

Kilby a Noyce si museli vypočuť veľa kritiky na ich inovácie. Verilo sa, že praktický výťažok vhodných integrovaných obvodov by bol veľmi nízky. Je jasné, že by mala byť nižšia ako pri tranzistoroch (pretože obsahuje niekoľko tranzistorov), u ktorých vtedy nebola vyššia ako 15 %. Po druhé, mnohí verili, že integrované obvody používajú nevhodné materiály, pretože odpory a kondenzátory v tom čase neboli vyrobené z polovodičov. Po tretie, mnohí nemohli prijať myšlienku neopraviteľnosti IP. Zdalo sa im rúhaním vyhodiť produkt, v ktorom zlyhal iba jeden z mnohých prvkov. Všetky pochybnosti boli postupne zavrhnuté, keď sa integrované obvody úspešne použili v amerických vojenských a vesmírnych programoch.

Jeden zo zakladateľov Fairchild Semiconductor G. Moore sformuloval základný zákon pre vývoj kremíkovej mikroelektroniky, podľa ktorého sa počet tranzistorov v čipe integrovaného obvodu každoročne zdvojnásobil. Tento zákon, nazývaný "Mooreov zákon", fungoval celkom dobre prvých 15 rokov (začiatok roku 1959) a potom k tomuto zdvojnásobeniu došlo asi za rok a pol.

Ďalej sa priemysel duševného vlastníctva v Spojených štátoch začal rozvíjať rýchlym tempom. V Spojených štátoch sa začal lavínovitý proces vzniku podnikov orientovaných výlučne „pod planárom“, ktorý niekedy dosiahol bod, že bolo zaregistrovaných tucet firiem týždenne. V honbe za veteránmi (firmy W. Shockleyho a R. Noycea), ako aj vďaka daňovým stimulom a službám poskytovaným Stanfordskou univerzitou, sa „nováčikovia“ zhromaždili najmä v údolí Santa Clara (Kalifornia). Preto neprekvapuje, že v roku 1971 sa ľahkou rukou novinára a popularizátora technických inovácií Dona Hoflera dostal do obehu romanticko-technogénny obraz „Silicon Valley“, ktorý sa navždy stal synonymom Mekky polovodičov. technologická revolúcia. Mimochodom, v tej oblasti sa naozaj nachádza údolie, predtým preslávené početnými marhuľovými, čerešňovými a slivkovými sadmi, ktoré malo iné, príjemnejšie meno, kým sa v ňom objavil Shockley - Údolie rozkoše srdca, dnes už, žiaľ, takmer zabudnutý.

V roku 1962 sa v USA rozbehla masová výroba integrovaných obvodov, hoci ich objem dodávok zákazníkom predstavoval len niekoľko tisíc. Najsilnejším stimulom pre rozvoj prístrojového a elektronického priemyslu na novej báze boli raketové a vesmírne technológie. Spojené štáty americké vtedy nemali také výkonné medzikontinentálne balistické rakety ako sovietske a v záujme zvýšenia nálože boli nútené ísť na maximálne zníženie hmotnosti nosiča vrátane riadiacich systémov zavedením tzv. najnovšie pokroky v elektronických technológiách. Spoločnosti Texas Instrument a Fairchild Semiconductor podpísali veľké zmluvy na vývoj a výrobu integrovaných obvodov s americkým ministerstvom obrany a s NASA.

Prvé polovodičové integrované obvody v ZSSR

Koncom 50. rokov potreboval sovietsky priemysel polovodičové diódy a tranzistory natoľko, že boli potrebné drastické opatrenia. V roku 1959 boli založené továrne na polovodičové zariadenia v Aleksandrove, Brjansku, Voroneži, Rige atď. V januári 1961 Ústredný výbor KSSZ a Rada ministrov ZSSR prijali ďalšiu vyhlášku „O rozvoji polovodičového priemyslu“. ktorá zabezpečila výstavbu tovární a výskumných ústavov v Kyjeve, Minsku, Jerevane, Nalčiku a ďalších mestách.

Nás bude zaujímať jeden z nových závodov - vyššie spomínaný závod Riga Semiconductor Plant (RZPP, niekoľkokrát zmenil názov, pre zjednodušenie používame ten najznámejší, prevádzkový a teraz). Ako štartovacia rampa dostala nový závod rozostavanú budovu SOŠ s rozlohou 5300 m 2 a zároveň sa začala výstavba špeciálnej budovy. Do februára 1960 už bolo v závode vytvorených 32 služieb, 11 laboratórií a poloprevádzková výroba, ktorá sa začala v apríli pripravovať na výrobu prvých prístrojov. Závod už zamestnával 350 ľudí, z ktorých 260 bolo v priebehu roka poslaných študovať do Moskovského výskumného inštitútu-35 (neskôr Pulsar Research Institute) a do závodu Leningrad Svetlana. A do konca roku 1960 dosiahol počet zamestnancov 1900 ľudí. Pôvodne boli technologické linky umiestnené v prestavanej športovej hale budovy SOŠ a laboratóriá experimentálnej projekčnej kancelárie boli umiestnené v bývalých triedach. Prvé zariadenia (zliatinovo-difúzne a konverzné germániové tranzistory P-401, P-403, P-601 a P-602 vyvinuté NII-35) závod vyrobil 9 mesiacov po podpise objednávky o jeho vzniku, v r. marca 1960. A do konca júla vyrobil prvých tisíc tranzistorov P-401. Potom zvládol vo výrobe mnoho ďalších tranzistorov a diód. V júni 1961 bola dokončená výstavba špeciálnej budovy, v ktorej sa začala sériová výroba polovodičových zariadení.

Od roku 1961 sa v závode začali samostatné technologické a vývojové práce vrátane mechanizácie a automatizácie výroby tranzistorov na báze fotolitografie. Na tento účel bol vyvinutý prvý domáci opakovač fotografií (fototlač) - zariadenie na kombinovanie a kontaktnú tlač fotografií (vyvinutý spoločnosťou A.S. Gotman). Podniky ministerstva rádiového priemyslu, vrátane KB-1 (neskôr NPO Almaz, Moskva) a NIIRE, poskytli veľkú pomoc pri financovaní a výrobe unikátnych zariadení. Potom najaktívnejší vývojári malých rádiových zariadení, ktorí nemali vlastnú technologickú polovodičovú základňu, hľadali spôsoby kreatívnej interakcie s novovytvorenými polovodičovými továrňami.

V RZPP sa aktívne pracovalo na automatizácii výroby germániových tranzistorov typu P401 a P403 na báze výrobnej linky Ausma vytvorenej závodom. Jeho hlavný dizajnér (GK) A.S. Gotman navrhol vytvoriť prúdové dráhy na povrchu germánia od tranzistorových elektród po okraj kryštálu, aby sa ľahšie zvarili vodiče tranzistora v puzdre. Najdôležitejšie však je, že tieto stopy by sa mohli použiť ako externé terminály tranzistora, keď boli rozbalené zmontované na doskách (obsahujúcich spojovacie a pasívne prvky), pripájané priamo k príslušným kontaktným plôškam (v skutočnosti bola navrhnutá technológia na vytváranie hybridných integrovaných obvodov). ). Navrhovaná metóda, v ktorej prúdové dráhy kryštálu, ako to bolo, bozkávajú kontaktné podložky dosky, dostala pôvodný názov - „technológia bozkávania“. Ale kvôli množstvu technologických problémov, ktoré sa v tom čase ukázali ako neriešiteľné, najmä v súvislosti s problémami s presnosťou získavania kontaktov na doske plošných spojov, nebolo možné prakticky implementovať „technológiu bozkávania“. O niekoľko rokov neskôr bola podobná myšlienka implementovaná v USA a ZSSR a našla široké uplatnenie v takzvaných „guličkových vedeniach“ a v technológii „chip-on-board“.

Hardvérové ​​spoločnosti spolupracujúce s RZPP, vrátane NIIRE, však dúfali v „technológiu bozkávania“ a plánovali ju použiť. Na jar 1962, keď bolo jasné, že jeho realizácia sa odkladá na neurčito, hlavný inžinier NIIRE V.I. Smirnov požiadal riaditeľa RZPP S.A. Bergmana nájsť iný spôsob realizácie viacprvkového obvodu typu 2NOT-OR, univerzálneho pre stavbu digitálnych zariadení.

Ryža. 7. Ekvivalentný obvod IS R12-2 (1LB021). Čerpanie z prospektu IP z roku 1965

Prvý IS a GIS od Jurija Osokina. pevný obvod R12-2(séria IC 102 A 116 )

Riaditeľ RZPP poveril touto úlohou mladého inžiniera Jurija Valentinoviča Osokina. Zorganizovali sme oddelenie pozostávajúce z technologického laboratória, laboratória pre vývoj a výrobu fotomasiek, meracieho laboratória a poloprevádzkovej výrobnej linky. V tom čase bola do RZPP dodaná technológia výroby germániových diód a tranzistorov, ktorá bola braná ako základ pre nový vývoj. A už na jeseň roku 1962 boli získané prvé prototypy germániového tuhého obvodu 2NE-OR (keďže vtedy ešte neexistoval pojem IP, z úcty k vtedajším záležitostiam ponecháme názov „pevný obvod“ - TS), ktorý dostal výrobné označenie „P12-2“. Zachoval sa reklamný zošit z roku 1965 na P12-2 (obr. 6), informácie a ilustrácie, z ktorých budeme vychádzať. TS R12-2 obsahoval dva germániové p - n - p tranzistory (upravené tranzistory typu P401 a P403) s celkovou záťažou vo forme rozloženého germániového odporu typu p (obr. 7).

Ryža. 8. Štruktúra IS R12-2. Čerpanie z prospektu IP z roku 1965

Ryža. 9. Rozmerový výkres vozidla R12-2. Čerpanie z prospektu IP z roku 1965

Vonkajšie vývody sú vytvorené termokompresným zváraním medzi oblasťami germánia v štruktúre TC a zlatom olovených drôtov. Tým je zabezpečená stabilná prevádzka obvodov pri vonkajších vplyvoch v podmienkach trópov a morskej hmly, čo je dôležité najmä pre prácu v námorných kvázi elektronických automatických telefónnych ústredniach vyrábaných závodom VEF Riga, ktorý má o tento vývoj tiež záujem.

Konštrukčne boli TS R12-2 (a následné R12-5) vyrobené vo forme „tablety“ (obr. 9) z okrúhleho kovového pohára s priemerom 3 mm a výškou 0,8 mm. Do nej bol umiestnený kryštál TS a naplnený polymérnou zlúčeninou, z ktorej vychádzali krátke vonkajšie konce vývodov z mäkkého zlatého drôtu s priemerom 50 μm, privarených ku kryštálu. Hmotnosť P12-2 nepresiahla 25 mg. V tomto dizajne boli RH odolné voči 80 % relatívnej vlhkosti pri teplote okolia 40 °C a teplotným cyklom od -60 °C do 60 °C.

Do konca roku 1962 sa v pilotnej výrobe RZPP vyrobilo asi 5 tisíc vozidiel R12-2 a v roku 1963 ich bolo vyrobených niekoľko desiatok tisíc. Rok 1962 bol teda rokom zrodu mikroelektronického priemyslu v USA a ZSSR.

Ryža. 10. Skupiny TC R12-2

Ryža. 11. Hlavné elektrické charakteristiky R12-2

Polovodičová technológia bola vtedy v plienkach a ešte nezaručovala striktnú opakovateľnosť parametrov. Preto boli prevádzkyschopné zariadenia zoradené do skupín parametrov (v našej dobe sa to často robí). Podobne urobili aj obyvatelia Rigy, ktorí nainštalovali 8 typov TS R12-2 (obr. 10). Všetky ostatné elektrické a iné charakteristiky sú rovnaké pre všetky menovité hodnoty (obr. 11).

Výroba TS R12-2 sa začala súčasne s výskumom a vývojom „Tvrdosť“, ktorý skončil v roku 1964 (GK Yu.V. Osokin). V rámci tejto práce bola vyvinutá vylepšená vsádzková technológia hromadnej výroby germániových TC na báze fotolitografie a galvanického nanášania zliatin cez fotomasku. Jeho hlavné technické riešenia sú registrované ako vynález Osokina Yu.V. a Mikhalovič D.L. (A.S. č. 36845). Niekoľko článkov od Yu.V. Osokina v spolupráci so špecialistami KB-1 I.V. Nič, G.G. Smolko a Yu.E. Naumova s ​​popisom konštrukcie a vlastností vozidla R12-2 (a následného vozidla R12-5).

Dizajn P12-2 bol dobrý pre všetkých, až na jednu vec - spotrebitelia nevedeli používať také malé produkty s najtenšími závermi. Hardvérové ​​firmy na to spravidla nemali technológiu ani vybavenie. Po celý čas uvoľnenia R12-2 a R12-5 ich používanie ovládali NIIRE, Žigulský rozhlasový závod Ministerstva rádiového priemyslu, VEF, NIIP (od roku 1978 NPO Radiopribor) a niekoľko ďalších podnikov. Po pochopení problému vývojári TS spolu s NIIRE okamžite vymysleli druhú úroveň dizajnu, čo zároveň zvýšilo hustotu rozloženia zariadenia.

Ryža. 12. Modul 4 vozidiel R12-2

V roku 1963 v rámci výskumu a vývoja „Kvant“ (GK A.N. Pelipenko, za účasti E.M. Lyakhovicha) bol v NIIRE vyvinutý návrh modulu, v ktorom boli kombinované štyri TS R12-2 (obr. 12). Na mikrodosku z tenkého sklolaminátu boli umiestnené dva až štyri R12-2 TC (v kufríku), ktoré spolu realizujú určitý funkčný celok. Na dosku bolo nalisovaných až 17 vodičov (počet sa líšil pre konkrétny modul) dlhých 4 mm. Mikroplatnička bola umiestnená do vyrazeného kovového pohára s veľkosťou 21,6 x 10. 6,6 mm a hĺbke 3,1 mm a vyplnené polymérnou zlúčeninou. Výsledkom je hybridný integrovaný obvod (GIS) s dvojito utesnenými prvkami. A ako sme povedali, bol to prvý GIS na svete s dvojúrovňovou integráciou a možno aj prvý GIS vo všeobecnosti. Bolo vyvinutých osem typov modulov so spoločným názvom „Quantum“, ktoré vykonávali rôzne logické funkcie. V rámci takýchto modulov zostali vozidlá R12-2 prevádzkyschopné pod vplyvom konštantných zrýchlení do 150 g a zaťaženia vibráciami vo frekvenčnom rozsahu 5–2000 Hz so zrýchlením do 15 g.

Moduly Kvant boli najskôr vyrobené experimentálnou výrobou NIIRE a potom boli prevedené do Žigulského rádiového závodu Ministerstva rádiového priemyslu ZSSR, ktorý ich dodal rôznym spotrebiteľom vrátane závodu VEF.

Moduly TS R12-2 a Kvant založené na nich sa osvedčili a boli široko používané. V roku 1968 bola vydaná norma, ktorá vytvorila jednotný systém označovania integrovaných obvodov v krajine a v roku 1969 - Všeobecné špecifikácie pre polovodičové (NP0.073.004TU) a hybridné (NP0.073.003TU) IC s jednotným systémom požiadaviek. . V súlade s týmito požiadavkami Ústredný úrad pre aplikáciu integrovaných obvodov (TsBPIMS, neskôr TsKB "Dayton", Zelenograd) dňa 6. februára 1969 schválil nové technické špecifikácie pre TS ShT3.369.001-1TU. Zároveň sa v označení produktu prvýkrát objavil pojem „integrovaný obvod“ radu 102. V skutočnosti to bol jeden IC, rozdelený do štyroch skupín podľa výstupného napätia a zaťažiteľnosti.

Ryža. 13. IC série 116 a 117

A 19. septembra 1970 boli na TsBPIMS schválené technické špecifikácie AB0.308.014TU pre moduly Kvant, ktoré dostali označenie IS radu 116 (obr. 13). Séria obsahovala deväť integrovaných obvodov: 1KhL161, 1KhL162 a 1KhL163 - multifunkčné digitálne obvody; 1LE161 a 1LE162 - dva a štyri logické prvky 2NOT-OR; 1TP161 a 1TP1162 - jeden a dva spúšťače; 1UP161 - výkonový zosilňovač, ako aj 1LP161 - logický prvok "zákaz" pre 4 vstupy a 4 výstupy. Každý z týchto integrovaných obvodov mal štyri až sedem verzií, ktoré sa líšili napätím výstupného signálu a zaťažiteľnosťou, celkovo bolo 58 hodnotení. Popravy boli označené písmenom za digitálnou časťou označenia IS, napríklad 1ХЛ161Ж. V budúcnosti sa ponuka modulov rozšírila. IC série 116 boli v skutočnosti hybridné, ale na žiadosť RZPP boli označené ako polovodičové (prvá číslica v označení je „1“, hybridy by mali mať „2“).

V roku 1972 spoločným rozhodnutím ministerstva elektronického priemyslu a ministerstva rádiového priemyslu bola výroba modulov prevedená z rádiového závodu Zhiguli do RZPP. To eliminovalo potrebu prepravovať IC série 102 na veľké vzdialenosti, takže nebolo potrebné zapuzdrovať matricu každého IC. Výsledkom bolo zjednodušenie konštrukcie integrovaných obvodov série 102 a 116: nebolo potrebné zabaliť integrované obvody série 102 do kovovej misky naplnenej zmesou. Rozbalené IO radu 102 v technologickom kontajneri boli dodané do susednej predajne na montáž IO radu 116, namontované priamo na ich mikrodosku a zatavené v puzdre modulu.

V polovici 70. rokov 20. storočia bol vydaný nový štandard pre systém zápisu IP. Potom napríklad IS 1LB021V dostal označenie 102LB1V.

Druhý IS a GIS Jurija Osokina. pevný obvod R12-5(séria IC 103 A 117 )

Začiatkom roku 1963, v dôsledku serióznej práce na vývoji vysokofrekvenčných n - p - n tranzistorov, tím Yu.V. Osokina nazbieral veľa skúseností s p-vrstvami na pôvodnom n-germánovom plátku. Toto a dostupnosť všetkých potrebných technologických komponentov umožnili Osokinovi v roku 1963 začať s vývojom novej technológie a dizajnu pre rýchlejšiu verziu TS. V roku 1964 bol na príkaz NIIRE dokončený vývoj R12-5 TS a modulov na ňom založených. Podľa jeho výsledkov bol v roku 1965 otvorený výskum a vývoj Palanga (GK Yu.V. Osokin, jeho zástupca - D.L. Mikhalovič, dokončený v roku 1966). Moduly založené na P12-5 boli vyvinuté v rámci rovnakého výskumu a vývoja „Kvant“ ako moduly založené na P12-2. Súčasne s technickými špecifikáciami pre rad 102 a 116 boli vypracované aj technické špecifikácie ShT3.369.002-2TU pre IC radu 103 (P12-5) a AV0.308.016TU pre IC radu 117 (moduly založené na IC radu 103). schválené. Názvoslovie typov a štandardných klasifikácií TS R12-2, modulov na nich a radov IS 102 a 116 bolo totožné s názvoslovím TS R12-5 a IS radu 103 a 117, resp. Odlišovali sa iba rýchlosťou a technológiou výroby IC čipu. Typický čas oneskorenia šírenia pre sériu 117 bol 55 ns oproti 200 ns pre sériu 116.

Štrukturálne bol R12-5 TS štvorvrstvovou polovodičovou štruktúrou (obr. 14), kde substrát typu n a žiariče typu p + boli pripojené k spoločnej uzemňovacej zbernici. Hlavné technické riešenia konštrukcie R12-5 TS sú registrované ako vynález Osokina Yu.V., Mikhaloviča D.L. Kaidalova Zh.A. a Akmensa Ya.P. (A.S. č. 248847). Pri výrobe štvorvrstvovej štruktúry TS R12-5 bolo dôležitým know-how vytvorenie p-vrstvy typu n v pôvodnej germániovej platni. Dosiahlo sa to difúziou zinku v zatavenej kremennej ampulke, kde sú platne umiestnené pri teplote asi 900 °C a zinok je umiestnený na druhom konci ampulky pri teplote asi 500 °C. tvorba štruktúry TS vo vytvorenej p-vrstve je podobná ako u TS R12-2. Nová technológia umožnila vyhnúť sa zložitému tvaru kryštálu TS. Oblátky s P12-5 boli taktiež zbrúsené zo zadnej strany na hrúbku cca 150 μm so zachovaním časti pôvodného plátku, následne boli načmárané do samostatných pravouhlých IC čipov.

Ryža. 14. Kryštalická štruktúra TS P12-5 z AS č. 248847. 1 a 2 - zem, 3 a 4 - vstupy, 5 - výstup, 6 - výkon

Po prvých pozitívnych výsledkoch vo výrobe experimentálnych vozidiel R12-5 bol na objednávku KB-1 otvorený výskum a vývoj Mezon-2 zameraný na vytvorenie vozidiel so štyrmi R12-5. V roku 1965 boli získané prevádzkové vzorky v plochom keramicko-kovovom puzdre. Ukázalo sa však, že výroba P12-5 je náročná, najmä kvôli ťažkostiam pri vytváraní zinkom dotovanej p-vrstvy na pôvodnom n-Ge plátku. Ukázalo sa, že výroba kryštálu je náročná na prácu, percento výťažku je nízke a náklady na TS sú vysoké. Z rovnakých dôvodov sa R12-5 TS vyrábal v malých objemoch a nedokázal vytlačiť pomalší, no technologicky vyspelý R12-2. A výskum a vývoj „Mezon-2“ vôbec nepokračoval, a to aj kvôli problémom s prepojením.

V tom čase už Pulsar Research Institute a NIIME pracovali na širokom fronte na vývoji planárnej kremíkovej technológie, ktorá má oproti germániu množstvo výhod, z ktorých hlavnou je vyšší rozsah prevádzkových teplôt (+150°С pre kremík a + 70°С pre kremík).germánium) a prítomnosť prirodzeného ochranného filmu SiO 2 v kremíku. A špecializácia RZPP sa preorientovala na vytváranie analógových integrovaných obvodov. Špecialisti RZPP preto považovali vývoj technológie germánia na výrobu IC za nevhodný. Pri výrobe tranzistorov a diód sa však germánium na nejaký čas nevzdalo svojich pozícií. V oddelení Yu.V. Osokin, už po roku 1966 RZPP vyvinul a vyrobil germániové planárne nízkošumové mikrovlnné tranzistory GT329, GT341, GT 383 atď. Ich tvorba bola ocenená Štátnou cenou Lotyšského ZSSR.

Aplikácia

Ryža. 15. Aritmetická jednotka na moduloch s pevným obvodom. Fotografia z brožúry TS z roku 1965

Ryža. 16. Porovnávacie rozmery ovládacieho zariadenia automatickej telefónnej ústredne, vyrobeného na relé a vozidle. Fotografia z brožúry TS z roku 1965

Zákazníkmi a prvými spotrebiteľmi R12-2 TS a modulov boli tvorcovia špecifických systémov: počítač Gnom (obr. 15) pre letecký systém Kupol (NIIRE, GK Lyakhovich E.M.) a námorné a civilné automatické telefónne ústredne (závod VEF , GK Misulovin L.Ya.). Aktívne sa podieľal na všetkých etapách tvorby vozidiel R12-2, R12-5 a modulov na nich a KB-1, hlavným kurátorom tejto spolupráce z KB-1 bol N.A. Barkanov. Pomáhali s financovaním, výrobou zariadení, výskumom TS a modulov v rôznych režimoch a prevádzkových podmienkach.

TS R12-2 a moduly "Quantum" založené na ňom boli prvé mikroobvody v krajine. Áno, a vo svete boli medzi prvými – až v USA začali vyrábať svoje prvé polovodičové IO od Texas Instruments a Fairchild Semiconductor a v roku 1964 začala IBM vyrábať hrubovrstvové hybridné IO pre svoje počítače. V iných krajinách sa o IP ešte neuvažovalo. Preto boli integrované obvody pre verejnosť kuriozitou, účinnosť ich aplikácie pôsobila dojímavým dojmom a bola hraná v reklame. V dochovanej brožúre o vozidle R12-2 z roku 1965 (na základe už skutočných aplikácií) sa píše: „ Použitie pevných obvodov R12-2 v palubných výpočtových zariadeniach umožňuje znížiť hmotnosť a rozmery týchto zariadení o faktor 10–20, znížiť spotrebu energie a zvýšiť prevádzkovú spoľahlivosť. … Použitie pevných obvodov R12-2 v riadiacich a spínacích systémoch ciest prenosu informácií automatických telefónnych ústrední umožňuje približne 300-násobné zníženie objemu ovládacích zariadení, ako aj výrazné zníženie spotreby energie (o 30–50 krát)“. Tieto tvrdenia ilustrovali fotografie počítačového aritmetického zariadenia Gnome (obr. 15) a porovnanie stojana ATS vyrábaného v tom čase závodom VEF na báze relé s malým blokom v dievčenskej dlani (obr. 16). Existovali ďalšie početné aplikácie prvých integrovaných obvodov Riga.

Výroba

Teraz je ťažké obnoviť úplný obraz o objemoch výroby IC radu 102 a 103 v priebehu rokov (dnes sa RZPP zmenil z veľkého závodu na malú výrobu a mnoho archívov sa stratilo). Ale podľa spomienok Yu.V. Osokin, v druhej polovici 60. rokov 20. storočia, produkcia predstavovala mnoho stoviek tisíc ročne, v 70. rokoch - milióny. Podľa jeho osobných záznamov boli v roku 1985 vydané IO radu 102 - 4 100 000 kusov, moduly radu 116 - 1 025 000 kusov, IO radu 103 - 700 000 kusov, moduly radu 117 - 175 000 kusov.

Na konci roku 1989 Yu.V. Osokin, vtedajší generálny riaditeľ Alpha software, sa obrátil na vedenie Vojensko-priemyselnej komisie pri Rade ministrov ZSSR (VPK) so žiadosťou o vyradenie sérií 102, 103, 116 a 117 z výroby z dôvodu ich zastaranosti. a vysoká pracovná náročnosť (25 rokov mikroelektronika ani zďaleka nepokročila), ale dostala kategorické odmietnutie. Podpredseda Vojenského priemyselného komplexu V.L. Koblov mu povedal, že lietadlá lietajú spoľahlivo a náhrada neprichádza do úvahy. Po rozpade ZSSR sa IC radov 102, 103, 116 a 117 vyrábali ešte pred polovicou 90. rokov, teda viac ako 30 rokov. Počítače "Gnome" sú stále v navigačnom kokpite "Il-76" a niektorých ďalších lietadiel. „Toto je superpočítač,“ nestrácajú sa naši piloti, keď sú ich zahraniční kolegovia prekvapení, že sa zaujímajú o jednotku, ktorá tu ešte nebola.

O prioritách

Napriek tomu, že J. Kilby a R. Noyce mali predchodcov, svetové spoločenstvo ich uznáva ako vynálezcov integrovaného obvodu.

R. Kilby a J. Noyce prostredníctvom svojich firiem požiadali o patent na vynález integrovaného obvodu. Texas Instruments požiadal o patent už skôr, vo februári 1959, zatiaľ čo Fairchild tak urobil až v júli toho istého roku. Ale patent číslo 2981877 bol vydaný v apríli 1961 R. Noyceovi. J. Kilby zažaloval a až v júni 1964 získal svoj patent číslo 3138743. Potom došlo k desaťročnej vojne priorít, v dôsledku ktorej (vzácne) „vyhralo priateľstvo“. Nakoniec odvolací súd potvrdil nárok R. Noycea na prvenstvo v technológii, ale rozhodol, že tvorcom prvého funkčného mikročipu bol J. Kilby. A Texas Instruments a Fairchild Semiconductor podpísali dohodu o krížových licenciách na technológie.

V ZSSR patentovanie vynálezov pre autorov neprinieslo nič iné ako problémy, bezvýznamnú jednorazovú platbu a morálnu satisfakciu, takže mnohé vynálezy neboli vôbec formalizované. A Osokin sa tiež nikam neponáhľal. Ale pre podniky bol počet vynálezov jedným z ukazovateľov, takže stále museli byť zaregistrované. Preto Ju.Osokina a D.Michalovič dostali autorské osvedčenie ZSSR č.36845 na vynález TS R12-2 až 28.6.1966.

A J. Kilby sa v roku 2000 stal jedným z nositeľov Nobelovej ceny za vynález IP. R. Noyce sa nedočkal svetového uznania, zomrel v roku 1990 a podľa situácie sa Nobelova cena posmrtne neudeľuje. Čo v tomto prípade nie je úplne fér, keďže celá mikroelektronika išla cestou, ktorú začal R. Noyce. Noyceova autorita medzi odborníkmi bola taká vysoká, že dokonca dostal prezývku „starosta Silicon Valley“, pretože bol vtedy najpopulárnejším z vedcov pracujúcich v tej časti Kalifornie, ktorá dostala neoficiálny názov Silicon Valley (W. Shockley bol s názvom „Mojžiš zo Silicon Valley“). A cesta J. Kilbyho („chlpaté“ germánium) sa ukázala ako slepá ulička, ktorá sa nerealizovala ani v jeho firme. Ale život nie je vždy fér.

Nobelovu cenu dostali traja vedci. Polovicu z nich dostal 77-ročný Jack Kilby a druhú polovicu si rozdelili akademik Ruskej akadémie vied Zhores Alferov a profesor Kalifornskej univerzity v Santa Barbare, Američan nemeckého pôvodu Herbert Kremer, za „ vývoj polovodičových heteroštruktúr používaných vo vysokorýchlostnej optoelektronike."

Pri hodnotení týchto prác odborníci poznamenali, že „integrované obvody sú, samozrejme, objavom storočia, ktorý mal silný vplyv na spoločnosť a svetovú ekonomiku“. Pre zabudnutého J. Kilbyho bola Nobelova cena prekvapením. V rozhovore pre časopis Europhysics News Priznal: " Vtedy som rozmýšľal len nad tým, čo by bolo dôležité pre rozvoj elektroniky z ekonomického hľadiska. Vtedy som však nechápal, že zníženie nákladov na elektronické produkty spôsobí lavínový rast elektronických technológií.“.

A prácu Yu.Osokina nehodnotil nielen Nobelov výbor. Aj u nás sa na ne zabúda, nechráni sa priorita krajiny pri tvorbe mikroelektroniky. A určite bol.

V 50. rokoch 20. storočia vznikol materiálový základ pre tvorbu viacprvkových produktov – integrovaných obvodov – v jednom monolitickom kryštáli alebo na jednom keramickom substráte. Preto nie je prekvapujúce, že takmer súčasne sa myšlienka IP nezávisle objavila v mysliach mnohých odborníkov. A rýchlosť uvedenia nového nápadu závisela od technologických možností autora a záujmu výrobcu, teda od prítomnosti prvého spotrebiteľa. V tomto smere bol Yu.Osokin v lepšej pozícii ako jeho americkí kolegovia. Kilby bol v TI nový, dokonca musel vedeniu firmy dokázať zásadnú možnosť realizácie monolitického okruhu vyhotovením jeho rozloženia. V skutočnosti úloha J. Kilbyho pri vytváraní IS spočíva v prevýchove vedenia TI a vyprovokovaní R. Noycea s jeho usporiadaním k akcii. Kilbyho vynález sa nedostal do sériovej výroby. R. Noyce sa vo svojej mladej a ešte nie silnej firme pustil do vytvorenia novej planárnej technológie, ktorá sa naozaj stala základom následnej mikroelektroniky, no autor hneď nepodľahol. V súvislosti s vyššie uvedeným museli obaja aj ich firmy vynaložiť veľa úsilia a času na praktickú realizáciu svojich nápadov na stavbu sériovo schopných integrovaných obvodov. Ich prvé vzorky zostali experimentálne a do masovej výroby sa dostali ďalšie mikroobvody, ktoré ani nevyvinuli. Na rozdiel od Kilbyho a Noycea, ktorí boli ďaleko od výroby, továrenský robotník Yu.Osokin stavil na priemyselne vyvinuté polovodičové technológie RZPP a mal garantovaných spotrebiteľov prvého TS v podobe iniciátora vývoja NIIRE a neďalekého VEF. rastlina, ktorá pomáhala pri tejto práci. Z týchto dôvodov prvá verzia jeho vozidla okamžite prešla do experimentu, plynulo prešla do sériovej výroby, ktorá nepretržite pokračovala viac ako 30 rokov. Yu Osokin (nepoznal túto súťaž) ich teda rýchlo dobehol, keď začal s vývojom TS neskôr ako Kilby a Noyce. Navyše práca Yu.Osokina nijako nesúvisí s prácou Američanov, čoho dôkazom je absolútna nepodobnosť jeho TS a v ňom implementovaných riešení s mikroobvodmi Kilby a Noyce. Texas Instruments (nie Kilbyho vynález), Fairchild a RZPP začali vyrábať svoje integrované obvody takmer súčasne, v roku 1962. To dáva plné právo považovať Yu. Osokina za jedného z vynálezcov integrovaného obvodu na rovnakej úrovni ako R. Noyce a viac ako J. Kilby, a bolo by spravodlivé zdieľať časť Nobelovej ceny J. Kilbyho s Yu Osokin. Pokiaľ ide o vynájdenie prvého GIS s dvojúrovňovou integráciou (a možno GIS všeobecne), tu je priorita A. Pelipenko z NIIRE je absolútne nespochybniteľný.

Žiaľ, nepodarilo sa nájsť vzorky TS a na nich založených zariadení, potrebných pre múzeá. Za takéto ukážky alebo ich fotografie bude autor veľmi vďačný.