Минимально необходимое воздействие-4

Минимально необходимое воздействие

Книга 4

Не время собирать камни.

Глава 1.

На утреннее производственное совещание 5 ноября 1966 года наш директор пригласил всех начальников отделов, включая и "дятлов", и некоторых завлабов, включая и меня. Вообще-то, название "дятлы" досталось отделу по наследству от поначалу немногочисленной группы, проводившей испытания микросхем на ударные и вибрационные воздействия. Сейчас этот отдел изучает влияние на наши изделия и некоторых других факторов: перегрева, электромагнитного излучения, радиации (вместе с ОКБ Челомея), участвует в разработке разных типов корпусов, стойких к тем или иным воздействиям, исследует вопросы надёжности полупроводниковых приборов.

Дождавшись, когда мы усядемся в директорской комнате для совещаний, Михаил Георгиевич сразу озвучил причину этого собрания.

— В некоторых околосовминовских кругах, в том числе и в военно-промышленной комиссии, начал будироваться вопрос о необходимости резкого сокращения расходов на исследование и разработку электронно-вычислительных машин и, соответственно, элементной базы, включая и интегральные схемы. По мнению ряда специалистов экономия средств может быть достигнута путём копирования передовых зарубежных разработок вместо распыления своих сил в поисках оригинальных решений. Наш министр предложил нам, как и другим НИИ министерства, дать взвешенную оценку предлагаемому подходу, отказу от собственных новых разработок в пользу копирования иностранных.

Что, опять? История моей страны изо всех сил пытается встать на прежние рельсы? Неужели Президиуму ЦК недостаточно моих писем о роли индустрии микроэлектронных компонентов для нашего будущего? Впрочем, инициатива исходит явно не оттуда, а, скажем так, от среднего звена. По идее, подобное предложение отклика в Президиуме ЦК найти не должно. Конечно, если заслуженные маститые эксперты дружно утверждают, что копирование в определённой узкой области это единственно правильный путь для ускоренного развития социалистической экономики в целом, то члены Президиума, не являясь специалистами в области электроники, могут и заколебаться. Так что свою гирьку на чашу весов наш институт положить, разумеется, должен. Однако, первым выступил Красилов.

— Около месяца назад в мой отдел поступили на экспертизу образцы передовых зарубежных разработок в области интегральных технологий двух американских компаний, Texas Instruments и Fairchild Semiconductor, занимающих в США ведущие позиции в области исследования и производства микросхем. Экспертное заключение мы подготовили, но не успели передать в дирекцию. Если Михаил Георгиевич не возражает, то я, буквально в нескольких фразах, расскажу его суть.

— Конечно, Александр Викторович, слушаем вас.

— Суть в том, что эти американские разработки наш вчерашний или даже позавчерашний день. Они уступают по уровню использованных технологий и степени интеграции не только нашим современным микросхемам, то и тому, что мы делали три-четыре года назад. Я оцениваю их отставание от нашего текущего уровня не менее, чем на пять лет. Я совершенно не понимаю, почему мы должны остановить наши исследования и начать копировать устаревшие технологии. Экономия средств не кажется мне убедительной причиной, хотелось бы услышать другие веские аргументы, почему мы должны пристроиться в фарватер США в той области, где мы их явно опережаем.

— Ряд специалистов считает, что нужно прекратить тратить неоправданные усилия на создание разнообразных типов и видов ЭВМ, и пора принимать решение о разработке единого ряда электронно-вычислительных машин, предназначенных для использования в народном хозяйстве. Это позволит резко увеличить их производство благодаря единой технологической и конструктивной основе и даст возможность использовать единое математическое обеспечение. В качестве начального образца для подражания предлагается использовать разработанную крупнейшей американской компанией ЭВМ IBM-360. И для этой копируемой модели, и для последующих потребуется соответствующая элементная база, аналогичная производимой в США, что означает и её копирование вместо производства своей, — пояснил позицию "доброжелателей" директор.

— Допустим, имеет смысл производить единую серию ЭВМ, но что мешает разработать собственную? — задал вопрос начальник отдела испытаний.

— Ничего, кроме предполагаемых потери времени и средств, — директор продолжил выступать в роли адвоката дьявола.

— Что касается единого математического обеспечения, то оно у нас по факту таковым и является, библиотеки программ для больших и средних машин написаны в основном на языке ПАЛ-1, — пришла и моя очередь вставить свои первые пять копеек. — В случае перехода на американские машины нам, скорее всего, придётся переходить и на их программное обеспечение, теряя время на переписывание своих библиотек. Кроме того, этим переходом на копирование мы признаём своё поражение в соревновании с капитализмом в одной из новейших областей науки и техники, в которой, к тому же, идём впереди.

— Поясню позицию тех, кто ратует за копирование чужих разработок с целью экономии средств в ущерб собственным. Бытует мнение, вполне обоснованное, между прочим, что автомобили и вообще техника, основанная на двигателях внутреннего сгорания, как и авиация и многое другое, подходят к своему техническому пределу. Это значит, что большие затраты приводят лишь к не очень большому росту возможностей этой техники, а лет через десять огромные затраты на разработку, например, нового самолёта приведут к вообще незначительному его улучшению. Эту тенденцию они распространяют и на электронно-вычислительные машины и на микроэлектронику в целом. Что толку тратить сейчас сверхусилия, чтобы лет через десять сравняться с теми, кто идёт следом за нами по проторенной дороге, тратя гораздо меньше сил и средств, — директор выдал нам резонный, на первый взгляд, ответ.

— Спасибо, Михаил Георгиевич, я понял, наконец, причину заблуждения сторонников копирования, — поблагодарил я директора.

— И в чём оно, по вашему мнению, заключается?

— Они думают, что микроэлектроника находится, как и авиация, в шестидесятых годах двадцатого века, а на самом деле современная микроэлектроника находится в десятых годах авиации, лет через десять после первого полёта самолёта братьев Райт. Полагаю, что ещё лет пятьдесят она будет активно прогрессировать, а может быть и больше.

— Аргументируйте, Глеб Станиславович.

— Сначала количественная сторона дела, рост числа транзисторов на кристалле по мере совершенствования технологии. Если не считать стартовый всплеск 1957-1958 годов от нуля до 20 транзисторов на одном кристалле кремния, то далее их число в среднем удваивалось каждый год.

— Историю с индийским изобретателем шахмат мы все читали, одно зерно на первую клетку доски, два на вторую, четыре на третью и так далее. Сколько там получилось на последней, 64-й клетке шахматной доски? Кажется несколько квинтиллионов?

— Девять квинтиллионов. Но я говорил не о шестидесяти четырёх годах, а только о пятидесяти, да и в скором времени темп роста числа транзисторов на кристалле уменьшится, будет удваиваться не за год, а за полтора или даже два.

— Пусть так. Вы считаете реальным размещение на одном кристалле миллиарда транзисторов?

— Много миллиардов.

— Какова же тогда будет ширина канала полевого транзистора, сотые доли микрона?

— Вплоть до нескольких тысячных, то есть, несколько нанометров.

— Даже не знаю, что на это сказать, — развёл руками директор.

— Михаил Георгиевич, позвольте мне задать вопрос, — обратился к директору Владимир Сергеевич, начальник отдела испытаний, имея в виду, что ему есть что сказать.

— Спрашивайте.

— Уважаемый Глеб Станиславович, расскажите нам, пожалуйста, как вы будете проводить фотолитографию, чем будете светить? Я не технолог, но помню, что диапазон видимого света это 380-780 нанометров, а вы говорите о размерах на два порядка меньших. Существует, конечно, ультрафиолет, но какими линзами вы будете его фокусировать? Мне неизвестно вещество, которое будет прозрачно для ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 150 нанометров, речь же идёт о десяти или даже меньше.

— А кто говорил о фокусировке линзами? Существуют и другие способы, например, с помощью зеркал.

— Это как же, интересно?

— Владимир Сергеевич, Глеб Станиславович, — вмешался в инженерную пикировку директор, — нет смысла обсуждать сейчас технологические проблемы далёкого будущего, нам бы с технологиями длины волны видимого спектра научиться уверенно работать. Если верить гипотетическим расчётам заведующего лабораторией интегральной схемотехники, мы сможем достигнуть уровня сотен нанометров только к концу этого века. Но с посылом в целом я согласен, высокий темп развития интегральных технологий сохранится минимум до конца двадцатого века, и это соображение я отражу в докладе министру.

— Михаил Георгиевич, а как к идее копирования американских разработок относится наш министр? — вопрос задала наш ведущий химик-технолог, Сусанна Гукасовна Мадоян.

— Как глава министерства, он, естественно, против урезания выделяемых отрасли сил и средств. Как производственник, он понимает, что частое внедрение всё новых и новых изобретений, всё более совершенных технологий нарушает отлаженный производственный процесс, сильно осложняет жизнь руководства и трудящихся заводов. С этой точки зрения копирование чужого с чётко заданной периодичностью, например, раз в пять лет, эту жизнь упрощает. Но, зная, что практический предел развития микроэлектронных технологий может быть достигнут лишь в очень отдалённом будущем, министр будет, конечно, категорически против копирования чужих разработок в ущерб развитию своих.

— Советский Союз недавно начал продажу за рубеж наших старых калькуляторов. Нет опасности, что это они станут копировать наши разработки?

— Разрешение на продажу было получено как раз с учётом тех соображений, что в ближайшие лет десять наступит предел развитию этой технологии и нужно попытаться извлечь выгоду из нашего кратковременного превосходства. Если дело с развитием обстоит так, как полагает Глеб Станиславович, то простое копирование наших разработок зафиксирует отставание американцев на те же пять лет, ну, может быть, по мере совершенствования техники копирования это отставание несколько уменьшится, до четырёх или трёх лет.

— В результате копирования отставание со временем не уменьшится, а, скорее, увеличится. Как правильно заметил Владимир Сергеевич, встающие перед разработчиками проблемы будут становиться всё труднее, необходимое оборудование сложнее. Столкнувшись с новым изделием копировальщик должен будет сначала понять, какое новое оборудование ему необходимо, потом разработать его и изготовить, так что догнать нас он сможет только тогда, когда эти технологии доберутся до принципиального предела.

Выслушав ещё некоторые соображения разных специалистов, директор закрыл совещание и отправился готовить доклад в министерство.

Вернувшись к себе, я задумался над вопросом, кого привлечь к работе над "открытием" графенов. Деревянная работа, снятие как можно более тонкого слоя графита на липкую ленту, перенос его на подложку из оксида кремния, фотографирование через микроскоп и изучение фотографий, мне порядком надоела, и встал вопрос кому бы её перепоручить. Нужно понимать, что это означает автоматически получить соавтора будущего открытия. Можно, конечно, использовать кого-нибудь втёмную, но не понимая, что я хочу, он вполне может работать спустя рукава, а скорее всего, перепоручит кому-нибудь вниз по иерархии, в итоге заниматься вопросом будет самый нерадивый из лаборантов. Ладно, решено, пойду за нашим химиком.

— Женя, пройдём ко мне, есть разговор.

— Как дела с бумагой для термопечати?

— Исследую разные варианты, кое-что получается, но такого, чтобы мне сразу понравился, нет.

— Есть кому это поручить?

— Ну, да, найдётся.

— Хорошо. В общем, у меня тут появился один вопрос, касающийся кристаллической структуры графита. Исходя из всем известных его свойств, я предположил, что он состоит из плоских кристаллов.

— Насколько плоских?

— Надеюсь, что толщиной в один атом, то есть, представляющих собой двухмерную конструкцию, эдакую рыболовную сеть. Если эта гипотеза оправдается, то это будет открытие нового типа кристаллических решёток углерода.

— Почему никто раньше тебя до этого не додумался?

— Странный вопрос, а почему кто-то первый додумался до идеи интегральных схем, и до множества других идей?

— Вопрос снимается, это я не подумав ляпнула. А какая практическая польза может быть от этого открытия, кроме того, что графитом можно рисовать? Извини, опять не подумала, откуда ты это можешь знать, если само открытие не сделано и эти плоские кристаллы не получены. К тому же, их и вообще может не быть.

— Вот и попытаемся это выяснить, ты готова поучаствовать?

— Да, верю в твою интуицию. С чего планируешь начать?

— С графита, естественно. Нужно снимать максимально тонкий слой вещества, помещать его на подложку и изучать под микроскопом, лучшим, какой у нас только найдётся.

— Микроскоп должен обязательно быть электронным?

— Нет, лучше оптический.

— Как мы поймём, что видим слой углерода в один атом?

— Не знаю. Думаю, что для начала нужно научиться отличать более тонкий слой от более толстого.

— Как снять с графита достаточно тонкий слой?

— Тоже не знаю, предлагаю попробовать с помощью липкой ленты. Причём слой в один атом увидеть вообще невозможно.

— Значит, это должно выглядеть примерно так: коснулась липкой лентой поверхности графита, если на ней ничего не видно, переношу это "не видно" на подложку и смотрю в микроскоп. Это напоминает сказку "пойди туда, не знаю куда, и принеси то, не знаю что" с изменениями, "возьми то, не видно что, увидь то, не знаю что". Не очень понятно, но очень интересно. В общем, подписываюсь.

— Да, Женя, подложку предлагаю взять из оксида кремния толщиной, скажем, 0,2-0,3 микрона. И графит нужно попробовать разный.

— Разберусь.

Хотя в этот короткий субботний рабочий день я вернулся домой довольно рано, не было ещё и шести часов вечера, и жена и все соседи уже вернулись с работы. Поправка, с работы вернулись все, кроме Тамары, она уже неделю находится в декретном отпуске. В преддверии трёх выходных дней подряд мы собрались на кухне на ужин всем составом, благо кухня достаточно велика и в ней поместилась даже Тамара со своим внушительным животом. Насчёт поместилась, это одна из моих неудачных шуток.

По случаю наступающего 7 ноября распили на пятерых бутылку Качинского каберне (Тамара отказалась), а Толя, будучи завзятым хоккейным болельщиком, при первой возможности затеял разговор о хоккее с шайбой. После побед советской сборной на чемпионате мира в 54-м и Зимних Олимпийских играх в 56-м был восьмилетний период относительных неудач, пока три года назад сборная СССР не победила на чемпионате мира в Швеции, а через год и на Зимних Олимпийских играх в Австрии, повторив золотой дубль 50-х годов. Толя не сомневался в победе наших хоккеистов и в предстоящих через два года Олимпийских играх в Гренобле. Он сыпал фамилиями наших знаменитых хоккеистов и тренеров, комментируя особенности тактики и достижения каждого.