Зеленоград — живой памятник нашей победы

Начало строительства города Зеленограда непосредственно связано с возникновением здесь научно-исследовательских и производственных объектов электронной техники и науки. Мало известно, что первоначально градостроительная база будущего города-спутника была ориентирована под предприятия и учебные заведения для легкой промышленности. Сегодня об этом напоминают лишь названия 3-этажных кирпичных зданий, что стоят у автобусной остановки «Березка»: «Школа швейников», «Школа металлистов». И застраиваться город должен был 4-5-этажными домами. После решения о переориентации города Генеральный план его строительства несколько раз пересматривался и корректировался.

Уже более 10 лет прошло с момента изобретения транзистора и появления первых ЭВМ, причем оба эти технических чуда появились в США еще в 40-х годах. Наша страна, вкладывая все свои силы и ресурсы в разгром фашизма, а затем в восстановление народного хозяйства, вынуждена была догонять в этой области своих богатых заокеанских соперников. И, хотя первая ЭВМ в СССР появилась уже в 1953 г., а транзисторы стали производиться в промышленных масштабах, американцы в 50-х годах сделали следующий научно-технический рывок — создали и начали производить интегральные микросхемы. Начиналась эра микроминиатюризации и наращивания технических возможностей интегральных схем.

Создать свою, отечественную микроэлектронику в кратчайшие сроки — вот какая сверхзадача ставилась перед создателями и новыми жителями Зеленограда!

Это был новый боевой рубеж, но уже не военный, а научно-технический. Проблема была комплексная и дорогостоящая: производить интегральные схемы (ИС) экономически целесообразно только в массовых количествах, значит — нужны заводы. Но полупроводниковые заводы не могут работать без инструментария и оборудования, без оснастки, без особо чистых материалов, без вспомогательных производств и утилизации отходов. Да и небезразлично, какие ИС производить, на каких принципах они будут работать, насколько эффективно станут применяться. Обо всем этом шли нескончаемые горячие споры уже в первом производственном здании — школе-интернате, выстроенной и названной так по первоначальному проекту, ныне в этом здании в глубине 1-го микрорайона размещается ЦКБ «Дейтон», а на заре строительства Зеленограда здесь был сосредоточен весь «мозговой центр», включая 5 вновь созданных НИИ и дирекцию Научного Центра. И дело было не только в блистательных перспективах — каждый вопрос по своей научной или технической сложности разрастался до уровня внутрисоюзных, а то и мировых проблем, и успешно решать их можно было только в комплексе.

Вновь строящийся город со вновь формируемой инфраструктурой идеально подходил для таких задач, но нужны были люди, специалисты. И сюда были привлечены крупные ученые и организаторы, талантливые инженеры, архитекторы, строители, приглашались опытне специалисты, вернувшиеся в страну с «хрущевской оттепелью» из-за рубежа и знакомые с американским производственнымм опытом.

Только теперь становятся известными для всех сведения о той блестящей плеяде людей, которые стояли у истоков Зеленограда и советской микроэлектроники. Целый цикл статей о них опубликовала Н. Стефаниди в Зеленоградской газете «Горожане» в 1992-93 г.г.

Первым директором Научного Центра (в ранге зам. министра электронной промышленности) был назначен Лукин Федор Викторович, д.т.н., профессор, известный ученый в области разработки радиоэлектронной аппаратуры для радиолокационных станций, ракетной техники и связи. Автор многих учебников, человек удивительной скромности, по воспоминаниям современников, он выглядел сухим и сдержанным, необыкновенно много знал, любил все подтверждать или опровергать цифрами. Сложные вопросы решали без шума и спешки, действовал продуманно и основательно.

Сегодня бы о нем сказали, что он хорошо знает рынок, а тогда это называлось «интересы заказчика». Радиокомпоненты никогда не были для него самоцелью, они создавались для схемотехники. Вычислительная техника также была в центре его интересов. Все это позволяло Ф.В.Лукину целеустремленно, грамотно и разносторонне проводить перспективную политику руководимого им Научного Центра.

При этом он смело выдвигал в директора новых предприятий не только заслуженных и надежных специалистов, но и молодых руководителей, таких как Малинин А.Ю., Валиев К.А., Юдицкий Д.И. Как вспоминает Г.Я. Гуськов, Ф.В.Лукин приглашал к себе директоров не просто на какой-то отчет по выполнению заданий, программы, а на беседу вообще. Разговор шел о проблемах, о сути, о каких-то взаимных неудовольствиях, о их согласовании. Это очень сплачивало директоров. Потом этот основной костяк за достигнутые результаты получил Ленинскую Государственную премии.

Помощниками Ф.В.Лукина были Ефимов Иван Ефимович, д.т.н., профессор, генерал, перешедший в Зеленоград из НИИ связи Советской армии и ставший первым главным инженером Научного Центра, и Бечин Геннадий Владимирович, позже ставший председателем Горсовета Зеленограда. Ефимов И.Е., автор свыше 100 научных работ, в том числе 15 монографий и учебников, при создании МИЭТа организовал и возглавил в нем первую в стране кафедру микроэлектроники. Ефимов И.Е. — ныне академик Международной Академии Информатики.

Но основной фронт работ разворачивался на новых предприятиях. Вот лишь немногое из того, что ныне широко известно.

В 1963 г. первым директором НИИ точной технологии и завода «Ангстрем» был назначен Сергеев Владимир Сергеевич. Начинали с одной комнатки и стола. Пока еще только строился завод «Элион», а на южной промышленной зоне (где теперь стоит «Ангстрем») паслись бараны и стояла силосная башня. Но могло ли это смутить Героя Социалистического труда Сергеева, имевшего горький, но бесценный опыт 1941 г. по развертыванию заводов, эвакуированных вглубь страны, когда эшелон останавливался где-нибудь в Приуральских степях вблизи маленького безвестного поселка, а через двое суток разгруженные и смонтированные станки начинали работать для фронта!

В Зеленограде людей набирали сами, обязательно с каждым беседовали. Через год в коллективе было 100 человек, 2 цеха: механический и сборочный (на площадях «Элиона») и лаборатория, где делали микросхемы. До микросхем успели еще сделать микроприемник, который весил всего 50 граммов и был самым маленьким в мире — потом его производство передали в Минск.

А по производству микросхем стартовое отставание от США оценивалось в 10 лет: в 1963 г. у фирмы IBM был уже завод-автомат по их выпуску. Но уже в 70-х годах, по американским данным, мы отставали всего на 2 года. Иногда и опережали американцев — так было, например, с лазерной подгонкой резисторов взамен дедовской пескоструйной.

Микроминиатюризация и микросхемы — родственные понятия. Сначала миниатюрные радиоэлементы (резисторы, конденсаторы, транзисторы) монтировали на так называемой подложке из толстой пленки или керамики, а затем герметизировали в одном общем корпусе — получалась интегральная микросхема (ИС). А ведь во всей стране ни оснастки, ни технологии для изготовления даже самых простых ИС до появления Зеленограда не было. Большими умельцами считались рабочие, умевшие «снять сотку» (т.е. 0.01 мм) на токарном станке — а тут надо было наладить массовое производство, где все размеры с самого начала измерялись в микронах и десятках микрон! Многие технологические операции требовали применения микроскопа. Но в НИИТТ и на «Ангстреме» сумели разработать и наладить производство микросхем. Позже отработанную технологию передали на 100 предприятий Москвы.

Конечно, первые заказчики были из военно-промышленного комплекса. На первых же наборах ИС стали делать новые ЭВМ, в том числе — для управления полетом ракет и спутников Земли. В 1970 г. «Луна-16» впервые в истории человечества опустилась на поверхность Луны, взяла пробу лунного грунта, а потом стартовала с Луны в сторону Земли — и спускаемый аппарат благополучно вернулся с драгоценным трофеем. Оказалось, что в спускаемом аппарате уцелела и аппаратура управления, выполненная на ангстремовских микросхемах. Одна из них была возвращена «Ангстрему» и заняла почетное место на стендах его Народного музея.

Сначала в ИС умещались десятки компонентов, потом счет пошел на сотни, а там — и на тысячи (это были уже так называемые большие интегральные схемы или БИС), десятки и сотни тысяч (сверхбольшие или СБИС). Достигнутый уровень технологии позволял формировать столь малые отдельные компоненты, что никакая механическая оснастка уже не могла их хотя бы удержать в нужном положении. Назрел переход к так называемой твердотельной технологии, когда все компоненты формировались и объединялись в теле единого полупроводникового кристалла. Это в корне меняло многие технологические решения, но зато многое упрощалось и унифицировалось, ужесточая, однако, всевозможные технологические допуски.

Понятно, например, что снижение размера элементов до нескольких микрон потребовало и специальной метрологии, и даже специальных «изолированных» фундаментов, снижающих вибрацию. Но вот то, что обычная пылинка в таких условиях — злейший враг, снижающий выход годных микросхем, потребовало создания так называемых гермозон и особо «чистых комнат» для производственных помещений. Даже улицы вблизи заводов специально моют несколько раз в сутки и «благословляют» зеленый наряд города, помогающий снижать уровень его запыленности. Как элемент технологической дисциплины приходится обсуждать такие пикантные детали, как запрещение ношения синтетического нижнего белья и использования аэрозольной косметики в производственных помещениях. Обязательным даже для «высоких гостей» оказывается ритуал переодевания в халаты, чепчики и тапочки перед входом в гермозону.

Но зато и результаты поразительны. Ведь в одной микросхеме теперь содержится столько элементов, что посетители выставок восторженно замирают перед стендом, где на приподнятом пьедестале красуется в позолоченном корпусе (тоже технологическое требование для повышения надежности!) единственная БИС, а внизу рядом стоит обыкновенное оцинкованное ведро, до краев заполненное транзисторами в эквивалентном количестве! И ведь делают БИСы на «Ангстреме» не штучно, а на потоке, и работают сегодня для этого в АО «Ангстрем» более 6 тысяч человек!

Сразу на твердотельную микроэлектронику был нацелен НИИМЭ молекулярной электроники с заводом «Микрон». Директором здесь был назначен Валиев Камиль Ахметович, ставший впоследствии академиком РАН. Перед коллективом была поставлена задача проектирования отечественных микросхем, которые не уступали бы зарубежным аналогам. И здесь микроэлектронная специфика выдвигала сложнейшие технические проблемы. С ростом степени интеграции само конструирование не поддавалось традиционным ручным методам разработки. Даже при больших увеличениях чертежей и топологических схем человеческий взгляд был не в состоянии отследить хотя бы наличие всех элементов, не говоря уже о правильности их соединений.

Размещение и соединение элементов требовали анализа огромного числа сочетаний. Такую работу, а также и моделирование электрических свойств создаваемых ИС могли выполнять только мощные ЭВМ, и только под управлением специально разработанных программ. Поэтому именно здесь зарождались, создавались и развивались отечественные системы автоматизированного проектирования (САПР), отсюда инициировались запросы на создание новых суперЭВМ и новое решение многих организационных вопросов. Например, здесь разработчики могли больше доверять данным на магнитной ленте, чем традиционному контролю чертежей. Это выходило за рамки государственных стандартов для машиностроителей, и пришлось разрабатывать собственные отраслевые стандарты и все новые и новые программы для САПР, отслеживая и пионерски осваивая новейшие средства вычислительной техники, появлявшиеся в стране.

Технологи НИИМЭ и «Микрона» выступили также зачинателями разработки и освоения многих технологий для быстродействующих ИС и БИС. В этот коллектив приезжали на учебу и стажировку специалисты из Молдавии и Грузии, Азербайджана и Литвы. На организуемые здесь Всесоюзные конференции съезжались специалисты со всей страны, и не только из организаций электронной промышленности.

Еще две принципиальные проблемы, возникшие при создании Научного Центра — это оборудование и материалы для микроэлектронного производства.

Для решения первой из них был организован НИИ точного машиностроения с заводом «Элион», его первым директором стал Савин Виктор Васильевич. Экстраординарность решаемых здесь задач состояла не только в том, что создаваемое специальное технологическое оборудование должно было управляться с потоком изделий с микронными размерами. Электронная технология требует проведения сотен операций с каждой микросхемой (или с их группой), и осуществляются они последовательно на нескольких типах оборудования. Допуски на параметры техпроцесса устанавливаются весьма жестко. Здесь нигде нельзя ошибиться, чтобы не пропал труд во всей цепочке. Все это потребовало разработки не только высокопрецизионного, но и максимально автоматизированного оборудования. А если учесть, что успехи технологии требовали практически полного обновления оборудования каждые 2-3 года, то понятно, сколь интенсивно и изобретательно работал коллектив машиностроителей.

И еще одна «деталь». В процессе производства микросхем и на выходе всей технологической цепочки необходимо измерять параметры создаваемых ИС. А чем? Ведь в Зеленограде на микроэлектронной базе создавались новейшие, сверхбыстродействующие по своему времени схемы. Нужно было иметь специзмерительное оборудование, которое превосходило бы по своим параметрам эти будущие ИС! Не правда ли, почти что «бежать впереди паровоза»?! Но и эти проблемы успешно решались, фактически опережая уровень подобной техники во всей стране.

Проблема спецматериалов остро возникла с первых шагов становления микроэлектроники. Для ее решения в Научном Центре был создан НИИ материаловедения с заводом «Элма». Его первым директором, а позже Генеральным директором всего НЦ, был назначен — член АН СССР Малинин Андрей Юрьевич.

Известно, что основой для полупроводниковой электроники служат особо чистые материалы. В стране их умели получать только в институтах АН СССР и в слишком малых количествах. А материалы нужны были для массового производства, их высокочистое производство само надо было поставить на поток. Появлялись новые перспективные материалу, их надо было и изучать, и осваивать — сначала в лабораториях, затем на опытном и массовом производствах.

С переходом к твердотельным ИС в начале технологической цепочки появились кремневые пластины, на каждой из которых заранее размечались контуры исходных структур сразу для десятков, а то и сотен одинаковых ИС — для последующей групповой обработки. Все эти операции осуществлялись на «Элме», начиная с выращивания самих монокристаллов кремния. Житейские ассоциации с кристалликами соли или сахара не идут ни в какое сравнение ни с много килограммовыми слитками монокристалла кремния длиной свыше метра и диаметром, превышающим сегодня 150 мм, ни со специальной технологией их получеши. Да и дальнейшая внешне чисто механическая обработка таких слитков, сразрезанием их на пластины толщиной около 0,5 мм, шлифовкой и полировкой до зеркального блеска, еще не отражает всех материаловедческих и технологических тонкостей, благодаря которым на таких пластинах становится возможным формировать затем прецизионные полупроводниковые структуры.

Одной из центральных проблем здесь является дефектность кристаллической решетки. Каждый такой дефект — это потенциальный брак будущей ИС, формируемой на данном месте полупроводниковой пластины. Появление конкретных дефектов, конечно же, непредсказуемо, но определенные закономерности ученым из НИИМВ удалось предсказать и изучить. В частности, было высказано предположение, что дефектность зависит от силы гравитации в зоне выращивания кристалла. Провели уточняющий экспериментов центрифуге, уверенность в правильности гипотезы возросла. Тогда поставили вместе с космонавтами технологический эксперимент на орбите — и гипотеза подтвердилась! Так родилось и ныне живет космическое материаловедение — одно из детищ А.Ю.Малинина.

Изначально в составе Научного центра были еще три организации: НИИ микроприборов с заводом «Компонент» (бессменный директор — Гуськов Геннадий Яковлевич, герой Социалистического труда), НИ физических проблем с опытным производством (первый директор — Стафеев Виталий Иванович) и Центральное бюро по применению интегральных микросхем (первый директор — Тарабрин Борис Викторович).

Последняя организация (ныне — ЦКБ «Дейтон») всегда была своеобразным банком данных и лицом научного Центра при общении с заказчиками. Здесь уже на ранних этапах работы создавали мощные информационные системы на базе ЭВМ

Только недавно в свете конверсионных программ явно обозначилась тематика НИИМП: космическая радиосвязь. Связь всегда секретилась, а уж космическая -тем более!

В НИИФП прорабатывались все фундаментальные проблемы, из его недр выделился в самостоятельное предприятие: Научно-технический комплекс системотехники, позже переименованный в Специализированный Вычислительный Центр (СВЦ), директором которого был назначен д.т.н., профессор Юдицкий Давлет Исламович, а его заместителем по научной работе — член-корреспондент АН КазССР Акушский Израиль Яковлевич, позже основавший в МИЭТе кафедру «Вычислительная математика».

Именно в СВЦ был распределен в 1966 г. выпускник МИФИ Джхунян Валерий Леонидович, ныне директор АО «Ангстрем»; здесь он со своей лабораторией разработал первый в СССР микропроцессорный комплект БИС, и всего на 3 года позже американцев. Доведены до технологии и изготовлены эти первые отечественные микропроцессоры были на «Ангстреме» — вместе с сотрудниками отдела НИИТТ Иванова Эдуарда Евгеньевича, ставшего позже Генеральным директором Научного Центра.

Появление микропроцессоров — это своеобразная научно-техническая революция, позволившая унифицировать аппаратные решения многочисленных отдельных заказчиков, а индивидуальность их задач разрешать на уровне разных программ для однотипных микропроцессоров. Первая Всесоюзная конференция по микропроцессорам и их применению собрала в 1977 г. в «Гайдаровце» (базе отдыха завода «Ангстрем» недалеко от Зеленограда) весь цвет прикладной науки и техники. Героями дня были главный инженер Научного Центра Васенков Александр Анатольевич, руководитель программы «Микропроцессор»; Юдицкий Д.И., директор предприятия-разработчика; его сотрудники — докладчики по основным архитектурным и схемотехническим решениям; Иванов Э.Е. и его технологи, представлявшие НИИТТ и завод «Ангстрем».

Дальнейшее научно-техническое соперничество в мире микроэлектроники пошло по двум направлениям: наращивание параметров микропроцессоров и микроЭВМ и разработка для них мощных программных средств. В Зеленограде разрабатывались все новые микропроцессоры и был выпущен целый ряд микроЭВМ «Электроника-НЦ», а в 1980 г. произошло неординарное событие: все тот же В.Л.Джхунян со своим коллективом сумел разработать первую в мире однокристальную 16-разрядную микроЭВМ «Электроника-НЦ-80». Рассказывали, что вокруг стенда на ВДНХ СССР, где была выставлена работающая микросхема, ходили пораженные американские специалисты и все выискивали, не идут ли провода от стенда куда-нибудь к «настоящей ЭВМ»?

Почти одновременно была разработана и однокристальная микроЭВМ «Электроника НЦ-80Д»; буква «Д» указывала на архитектурную совместимость этой полностью оригинальной разработки с микропроцессорами ряда PDP-11 американской фирмы DEC. Такое решение позволило очень быстро оснастить программами будущие микроЭВМ, которые не заставили себя долго ждать. Появился ряд одноплатных микроЭВМ «Электроника НЦ-01Д», высокий уровень которых неоднократно подтверждался медалями и дипломами международной Лейпцигской ярмарки, и на их основе начали изготавливать

Диалоговые вычислительные комплексы (ДВК). Для их производства в Зеленограде был построен завод «Квант», и ДВК не только фактически стал первой массовой персональной ЭВМ в стране, но очень скоро оказалось, что число этих комплексов превысило общее количество всех других ЭВМ, когда-либо выпущенных в СССР! Увы, это количество почти в 600 раз уступало достигнутому в мире, а в Минрадиопроме только собирались строить завод в Кишиневе для массового выпуска ПЭВМ в нашей стране.

Тем не менее, темпы роста промышленного производства в Зеленограде всегда были поразительно высокими: официально это сообщалось (на торжественных собраниях), что «по сравнению с 1965 г. выпуск изделий на заводах вырос более, чем в 200 раз», или что «за 1 день заводы выпускают столько же продукции, сколько производилось за весь год в седьмой пятилетке», но более взвешенной представляется такая оценка, как «среднегодовые темпы прироста производства около 25%», причем это увеличение происходило, в основном, за счет повышения производительности труда на базе бурных научно-технических достижений!

Конечно, руководители страны уделяли самое пристальное внимание новой области техники. Зеленоград был любимым детищем Шокина Александра Ивановича, первого Министра электронной промышленности. Именно он сумел убедить Н.С.Хрущева переориентировать Зеленоград на создание отечественной микроэлектроники. Сам А.И.Шокин, окончивший в свое время МВТУ и обладавший, по воспоминаниям В.С.Сергеева, глубоким знанием дела, слыл строгим и требовательным руководителем, но в отношениях с подчиненными стоял на позиции: «Вы в тонкостях разбираетесь лучше меня, если я не прав — спорьте, доказывайте!» По воспоминаниям В.В.Григорьевского, «все, что построено в Зеленограде, состоялось при личном участии и душевной заботе А.И.Шокина». Дважды Герой Социалистического труда, А.И.Шокин пожелал, чтобы положенный по закону в таких случаях памятник был установлен не на его родине, а в Зеленограде. И теперь бронзовый бюст бывшего министра возвышается на гранитном постаменте справа от входа в МИЭТ.

В Зеленоград приезжали известные академики: Келдыш М.В., Глушков В.М., Лебедев В.А. и др. Неоднократными гостями Зеленограда были советские космонавты. Многие министры и политические деятели, включая руководителей стран бывшего социалистического лагеря, приезжали в Зеленоград, где всегда было чем восхищенно поразиться.

Сюда готовился, но по каким-то причинам не состоялся визит Президента США Р. Никсона. Город был как бы мини-академией в области радиоэлектроники и вычислительной техники. Однако только с визитом М.С.Горбачева во всеуслышание было объявлено, что Зеленоград — Научный Центр электронной промышленности, а до этого режим секретности покрывал город некоей пеленой.

С началом реформ 90-х годов город науки и передовой отечественной технологии попал в нелегкое положение. Тем не менее, и «Микрон», и «Ангстрем» пробиваются на международный рынок. Постоянное внимание городу оказывает руководство Москвы, совсем недавно подписано Постановление правительства России «О государственной поддержке предприятий электронной промышленности Зеленограда». Вновь появилась надежда, что сложная техника, наукоемкое производство, использование в разработках всего спектра человеческого интеллекта и впредь будут ассоциироваться с нашим прекрасным городом!

Подготовлено доцентом, кандидатом технических наук МИЭТ Трояновским В.М.