לידתה של מערכת ההגנה מפני טילים סובייטית. קריסטדינס, טריודות וטרנזיסטורים
גלאי ROBTiT והיישום שלו - תחנת רדיו שדה קטנה PMV. למרבה הצער, המלחמה קטעה את המחקר באימפריה הרוסית, אם כי היא גם הובילה להקמת תחנת הרדיו הקולטת טבר, שבה התכנס צוות מחקר ייחודי בראשות פרופסור V.K. Lebedinsky ו-M.A. Bonch-Bruevich. שם התוודע אולג לוסב, אז בן 15, לרדיו. צילום: epos.ua
בזלנוגרד, הדחף היצירתי של יודיצקי הגיע לקרשנדו ושם זה נגמר לנצח. כדי להבין למה זה קרה, בואו נצלול נוסף אל העבר ונבין איך בכלל קם זלנוגרד, מי שלט בו ואילו התפתחויות בוצעו שם. הנושא של טרנזיסטורים סובייטים ומיקרו-מעגלים הוא אחד הכואבים ביותר שלנו היסטוריה טֶכנוֹלוֹגִיָה. בואו ננסה לעקוב אחריו מהניסויים הראשונים ועד זלנוגרד.
בשנת 1906, גרינליף וויטיאר פיקארד המציא את גלאי הקריסטל, התקן המוליך למחצה הראשון שניתן להשתמש בו במקום מנורה (שהייתה פתוחה בערך באותו זמן, למעשה) כחלק העיקרי של מקלט רדיו. לרוע המזל, כדי שהגלאי יפעל, היה צורך למצוא את הנקודה הרגישה ביותר על פני השטח של גביש לא הומוגני עם בדיקה מתכתית (הנקראת שפם של חתול), דבר שהיה קשה מאוד ולא נוח. כתוצאה מכך, הגלאי נדחק על ידי צינורות הוואקום הראשונים, אולם לפני כן, פיקארד הרוויח עליו הרבה כסף והפנה את תשומת הלב לתעשיית המוליכים למחצה, שהייתה תחילתו של כל המחקר העיקרי שלהם.
גלאי קריסטל יוצרו בהמוניהם אפילו באימפריה הרוסית; בשנים 1906–1908, הוקמה האגודה הרוסית לטלגרפים וטלפונים אלחוטיים (ROBTiT).
Losev
בשנת 1922, O.V. Losev, עובד מעבדת הרדיו של נובגורוד, שהתנסה בגלאי פיקארד, גילה את יכולתם של גבישים בתנאים מסוימים להגביר וליצור תנודות חשמליות והמציא אב טיפוס של דיודה מחוללת - קריסטאדין. שנות ה-1920 בברית המועצות היו רק ההתחלה של רדיו חובבים המוני (התחביב המסורתי של גיקים סובייטים עד לקריסת האיחוד), Losev הצליח להגיע לנושא על ידי הצעת מספר מעגלי מקלט רדיו טובים על קריסטאדין. במשך הזמן התמזל מזלו פעמיים - ה-NEP צעדה ברחבי הארץ, העסקים התפתחו, נוצרו קשרים, כולל בחו"ל. כתוצאה מכך (אירוע נדיר עבור ברית המועצות!) נודעה ההמצאה הסובייטית בחו"ל, ולוסב זכה להכרה רחבה כאשר חוברותיו פורסמו באנגלית ובגרמנית. בנוסף, נשלחו מאירופה מכתבי תשובה למחבר (יותר מ-700 במשך 4 שנים: מ-1924 עד 1928), והוא הקים את הסחר בהזמנה בדואר בקריסטאדינים (במחיר של 1 רובל. 20 קופיקות), לא רק בברית המועצות, אבל גם באירופה.
עבודתו של לוסב זכתה להערכה רבה, עורך המגזין האמריקני המפורסם "רדיו ניוז" (רדיו ניוז לספטמבר, 1924, עמ' 294, The Crystodyne Principe) לא רק הקדיש מאמר נפרד לקריסטאדין וללוסב, אלא גם קישט אותו בקול מחמיא ביותר תיאור המהנדס ויצירתו (והמאמר התבסס על מאמר דומה במגזין הפריזאי Radio Revue - כל העולם ידע על עובד צנוע של מעבדת ניז'ני נובגורוד, שאפילו לא היה לו השכלה גבוהה).
אנו שמחים להציג בפני קוראינו החודש המצאה רדיופונית ועידנית שתהיה בעלת החשיבות הגדולה ביותר בשנים הקרובות. הממציא הרוסי הצעיר, מר. OV Lossev נתן את ההמצאה הזו לעולם, הוא לא רשם עליה פטנטים. עכשיו אפשר לעשות הכל והכל עם קריסטל שאפשר לעשות עם צינור ואקום. ...הקוראים שלנו מוזמנים להגיש את המאמרים שלהם על עקרון הקריסטודין החדש. אמנם אנחנו לא מצפים שהגביש יעקור את צינור הוואקום, אבל בכל זאת הוא יהפוך למתחרה חזק מאוד של הצינור. אנו צופים דברים גדולים עבור ההמצאה החדשה.
קריסטדין לוסבה מאותה כתבה אמריקאית ברדיו ניוז. צילום: חדשות הרדיו לספטמבר 1924, עמ'. 294, The Crystodyne Principe
לרוע המזל, כל הדברים הטובים מסתיימים, ועם סיום ה-NEP, הסתיימו גם מגעים סחר וגם אישיים של סוחרים פרטיים עם אירופה: מעתה ואילך, רק רשויות מוסמכות יכלו להתמודד עם דברים כאלה, והם לא רצו לסחור. בקריסטאדינס.
זמן קצר לפני כן, בשנת 1926, הציג הפיזיקאי הסובייטי יא.אי פרנקל השערה לגבי פגמים במבנה הגבישי של מוליכים למחצה, אותם כינה "חורים". בשלב זה, לוסב עבר ללנינגרד ועבד בספרייה המרכזית לרפואה ובמכון הממלכתי לפיזיקה וטכנולוגיה בניהולו של A.F. Ioffe, והרוויח כסף על ידי הוראת פיזיקה כעוזר במכון הרפואי לנינגרד. למרבה הצער, גורלו היה טרגי - הוא סירב לעזוב את העיר לפני תחילת המצור, ובשנת 1942 הוא מת מרעב.
כמה מחברים מאמינים כי הנהגת המכון התעשייתי ובאופן אישי A.F. Ioffe, שחילק מנות, אשמים במותו של לוסב. מטבע הדברים, לא מדובר בעובדה שהורעב בכוונה למוות, אלא בכך שההנהגה לא ראתה בו עובד יקר ערך שצריך להציל את חייו. הדבר המעניין ביותר הוא שעבודת פריצת הדרך של לוסב במשך שנים רבות לא נכללה בשום חיבור היסטורי על תולדות הפיזיקה בברית המועצות: הצרה הייתה שהוא מעולם לא קיבל השכלה פורמלית, יתר על כן, הוא מעולם לא היה שאפתן ועבד באותו זמן. כאשר אחרים קיבלו תארים אקדמיים.
כתוצאה מכך, ההצלחות של עוזר מעבדה צנוע נזכרו בעת הצורך, יתרה מכך, הם לא היססו להשתמש בתגליותיו, אך הוא עצמו נשכח בתוקף. לדוגמה, יופה כתב לאהרנפסט ב-1930:
"מבחינה מדעית, יש לי מספר הצלחות. אז, Losev קיבל זוהר בקרבורונדום וגבישים אחרים תחת פעולת אלקטרונים של 2-6 וולט. גבול הזוהר בספקטרום מוגבל.
Losev גם גילה את אפקט ה-LED, למרבה הצער, עבודתו בבית לא זכתה להערכה כראוי.
בניגוד לברית המועצות, במערב, במאמר מאת Egon E. Loebner Subhistories of the Light Emitting Diode (IEEE Transaction Electron Devices. 1976. Vol. ED-23, No. 7, July) על עץ הפיתוח של מכשירים אלקטרוניים, Losev הוא האב הקדמון של שלושה סוגים של התקני מוליכים למחצה - מגברים, מתנדים ונוריות LED.
בנוסף, לוסב היה אינדיבידואליסט: למד מהמאסטרים, הוא הקשיב רק לעצמו, הגדיר באופן עצמאי את מטרות המחקר, כל מאמריו ללא מחברים שותפים (שכזכור, לפי אמות המידה של הבירוקרטיה המדעית של ברית המועצות , זה פשוט מעליב: לא לשים 2-3 שמות לפני כל המפקדים שלך). לוסב מעולם לא הצטרף רשמית לאף בית ספר של השלטונות דאז - V.K. Lebedinsky, M.A. Bonch-Bruevich, A.F. Ioffe, ושילם על כך בעשרות שנים של שכחה מוחלטת. במקביל, עד 1944, גלאי מיקרוגל לפי תכנית Losev שימשו למכ"ם בברית המועצות.
החיסרון של הגלאים של לוסב היה שהפרמטרים של הקריסטאדינים היו רחוקים ממנורות, והכי חשוב, הם לא היו ניתנים לשחזור מאסיבי, נותרו עשרות שנים לפני תיאוריה מכנית קוונטית מלאה של מוליכות למחצה, אז אף אחד לא הבין את הפיזיקה של שלהם. עובדים, ולכן לא יכול היה לשפר אותם. בלחץ מצינורות הוואקום, הקריסטדין ירד מהבמה.
עם זאת, בהתבסס על עבודתו של לוסב, הבוס שלו איופה ב-1931 מפרסם מאמר כללי "מוליכים למחצה - חומרים חדשים לאלקטרוניקה", ושנה לאחר מכן B.V. Kurchatov ו-V.P. וסוג המוליכות החשמלית נקבע על פי הריכוז והטבע של טומאה במוליך למחצה, אך עבודות אלו התבססו על מחקר זר וגילוי המיישר (1926) והפוטו-תא (1930). כתוצאה מכך, התברר כי בית הספר למוליכים למחצה בלנינגרד הפך לראשון ובראשונה בברית המועצות, אבל איופה נחשב לאביה, אם כי הכל התחיל עם עוזר המעבדה הצנוע הרבה יותר שלו. ברוסיה, בכל הזמנים, המיתוסים והאגדות היו מאוד יראת שמים וניסו לא לחלל את טוהרם בעובדות כלשהן, ולכן סיפורו של המהנדס לוסב צץ רק 40 שנה לאחר מותו, כבר בשנות ה-1980.
דוידוב
בנוסף ליוף וקורצ'טוב, בוריס יוסיפוביץ' דוידוב ביצע עבודה עם מוליכים למחצה בלנינגרד (גם הוא נשכח באופן מהימן, למשל, אין אפילו כתבה עליו בוויקי הרוסי, ובהמון מקורות הוא נקרא בעקשנות אוקראיני אקדמאי, למרות שהוא היה דוקטורנט, ולא היה לו שום קשר לאוקראינה בכלל). הוא סיים את לימודיו ב-LPI ב-1930, לפני שעבר את הבחינות לתעודה חיצונית, לאחר מכן עבד במכון לנינגרד לפיזיקה וטכנולוגיה ובמכון המחקר לטלוויזיה. על בסיס עבודת פריצת הדרך שלו על תנועת אלקטרונים בגזים ובמוליכים למחצה, פיתח Davydov תיאוריית דיפוזיה של יישור זרם והתרחשות photoEMF ופרסם אותה במאמר "על התיאוריה של תנועת אלקטרונים בגזים ומוליכים למחצה" (JETP ז', גיליון 9–10, עמ' 1069–89, 1937). הוא הציע את התיאוריה שלו לגבי מעבר זרם במבני דיודות של מוליכים למחצה, כולל כאלה עם סוגים שונים של מוליכות, שנקראו מאוחר יותר צמתי pn, והציע באופן נבואי שגרמניום יתאים ליישום של מבנה כזה. בתיאוריה שהציע Davydov, צומת pn ביססה לראשונה תיאורטית והוצג מושג הזרקה.
מאמרו של דוידוב זכה להערכה רבה גם בחו"ל, אם כי מאוחר יותר. ג'יי ברדין (ג'ון ברדין) בהרצאת נובל שלו ב-1956 הזכיר אותו כאחד מאבות תורת המוליכות למחצה, יחד עם ווילסון (סר אלן הריס ווילסון), פרנקל, מוט (סר נוויל פרנסיס מוט), שוקלי (וויליאם ברדפורד). שוקלי) ושוטקי (וולטר הרמן שוטקי).
אבוי, גורלו של דוידוב עצמו במולדתו היה עצוב, בשנת 1952, במהלך הרדיפה של "ציונים וקוסמופוליטיים חסרי שורשים", הוא גורש כבלתי אמין ממכון קורצ'טוב, אולם הוא הורשה ללמוד פיזיקה אטמוספרית במכון ל. פיזיקת כדור הארץ של האקדמיה למדעים של ברית המועצות. בריאות לקויה ומתח לא אפשרו לו להמשיך לעבוד לאורך זמן. בגיל 55 בלבד נפטר בוריס יוסיפוביץ' ב-1963. לפני כן, הוא עוד הספיק להכין את יצירותיהם של בולצמן ואיינשטיין למהדורה רוסית.
לשקרב
אוקראינים ואקדמאים אמיתיים, לעומת זאת, גם הם לא עמדו מנגד, למרות שהם עבדו באותו מקום - בלב מחקר המוליכים למחצה הסובייטיים, לנינגרד. יליד קייב, האקדמיה העתידית של האקדמיה למדעים של ה-SSR האוקראינית, ואדים יבגנייביץ' לשקרב, עבר ללנינגרד ב-1928 ועבד במכון לפיזיקה וטכנולוגיה של לנינגרד, בראש המחלקה לאופטיקה של קרני רנטגן ואלקטרונים, ומאז 1933 , מעבדת עקיפות האלקטרונים. הוא עבד כל כך טוב שב-1935 הוא הפך לדוקטור לפיזיקה ומתמטיקה. נ. לפי תוצאות המעבדה, ללא הגנה על עבודת גמר.
עם זאת, זמן קצר לאחר מכן, משטח ההדחקות ריגש אותו, ובאותה שנה, הדוקטור למדעי הפיזיקה והמתמטיקה נעצר באשמת סכיזופרנית למדי של "השתתפות בקבוצה אנטי-מהפכנית של שכנוע מיסטי", אולם, הוא ירד בצורה אנושית באופן מפתיע - רק 5 שנות גלות בארכנגלסק. באופן כללי, המצב שם היה מעניין, לפי זכרונותיו של תלמידו, לימים חבר האקדמיה למדעי הרפואה נ.מ. אמוסוב, לשקרב באמת האמין ברוחניות, טלקינזיס, טלפתיה וכו', השתתף במפגשים (יתרה מכך, עם א. קבוצה של אותם אוהבי הפאר-נורמלי) שבשבילה הוא הוגלה. אולם בארכנגלסק הוא לא גר במחנה, אלא בחדר פשוט, ואף התקבל להוראת פיזיקה.
ב-1941, לאחר שחזר מהגלות, הוא המשיך בעבודה שהחלה עם איופה וגילה את המעבר ל-pn בתחמוצת קופרו. באותה שנה פרסם לשקרב את תוצאות תגליותיו במאמרים "חקירת שכבות מחסום בשיטת הבדיקה התרמית" ו"השפעת זיהומים על ההשפעה הפוטואלקטרית של השסתום בתחמוצת קופרוס" (נכתב בשיתוף עם K.M. Kosonogova). מאוחר יותר, בפינוי באופה, הוא פיתח והשיק את ייצור דיודות תחמוצת הנחושת הסובייטיות הראשונות לתחנות רדיו.
דיודת תחמוצת הנחושת הסובייטית הראשונה של Lashkarev הופקה במקביל לדיודות גרמניום עד אמצע שנות החמישים. צילום: ukrainiancomputing.org
מקרב את הגשושית התרמית למחט הגלאי, לשקרב למעשה שיחזר את המבנה של טרנזיסטור נקודתי, צעד נוסף - והוא היה מקדים את האמריקאים ב-6 שנים ומגלה את הטרנזיסטור, אבל, אבוי, הצעד הזה מעולם לא היה נלקח.
מאדויין
לבסוף, גישה נוספת לטרנזיסטור (בלתי תלויה בכל האחרים בשל סודיות) נעשתה ב-1943. לאחר מכן, ביוזמתו של א.י.ברג, שכבר ידוע לנו, אומצה הצו המפורסם "על מיקום המכ"ם", והחל פיתוח של גלאי מוליכים למחצה ב-TsNII-108 MO (S.G. Kalashnikov) ו-NII-160 (A.V. Krasilov) המאורגנים במיוחד. ). מזיכרונותיו של נ.א.פנין (עובד קלצ'ניקוב):
"יום אחד ברג נרגש רץ למעבדה עם כתב העת לפיזיקה יישומית - הנה מאמר על גלאי מכ"ם מרותכים, שכתב לעצמך את היומן ופעל".
שתי הקבוצות הצליחו בצפייה בהשפעות טרנזיסטור. ברישומי המעבדה של קבוצת גלאי קלצ'ניקוב לשנים 1946–1947, יש עדויות לכך, אבל מכשירים כאלה "הושלכו כפסולת", על פי זיכרונותיו של פנין.
במקביל, בשנת 1948, הקבוצה של קרסילוב, שפיתחה דיודות גרמניום לתחנות מכ"ם, השיגה את אפקט הטרנזיסטור וניסתה להסביר אותו במאמר "טריודת קריסטל" - הפרסום הראשון בברית המועצות על טרנזיסטורים, ללא תלות במאמרו של שוקלי ב" הסקירה הפיזית" וכמעט בו זמנית. יתרה מכך, למעשה, אותו ברג חסר מנוחה ממש תקע את אפו לאפקט הטרנזיסטור של קרסילוב. הוא הפנה את תשומת הלב למאמר של J. Bardeen ו-W.H. Brattain, The Transistor, A Semi-Conductor Triode (Phys. Rev. 74, 230 - פורסם ב-15 ביולי 1948), פורסם ב-Fryazino. קרסילוב חיבר את תלמידו לתואר שני S.G. Madoyan לבעיה (אישה נפלאה ששיחקה תפקיד חשוב בייצור הטרנזיסטורים הסובייטיים הראשונים, אגב, היא לא בתו של שר ה-ArSSR G.K. Madoyan, אלא גאורגית צנועה. האיכר G. A. Madoyan). אלכסנדר ניטוסוב במאמר "סוזנה גוקאסובנה מאדויאן, יוצרת שלישיית המוליכים למחצה הראשונה בברית המועצות" מתאר כיצד הגיעה לנושא זה (במלותיה):
"בשנת 1948, במכון לטכנולוגיה כימית במוסקבה, במחלקה לטכנולוגיה של התקני אלקטרו-וואקום והתקני פריקת גז ... בעת הפצת מסמכי תעודה, הנושא "חקירת חומרים לטריודה גבישית" הלך לסטודנט ביישן, אשר היה האחרון ברשימה של הקבוצה. מחשש שלא יוכל להתמודד, החל המסכן לבקש ממנהיג הקבוצה לתת לו משהו אחר. היא, לאחר שנשמעה לשכנוע, התקשרה לילדה שהיתה בקרבת מקום ואמרה: "סוזנה, תחליפו איתו. את בחורה אמיצה ופעילה, ואת תביני את זה". אז הסטודנטית לתואר שני בת ה-22, מבלי שציפתה לזה בעצמה, התבררה כמפתחת הטרנזיסטורים הראשונה בברית המועצות.
כתוצאה מכך היא קיבלה הפניה ל-NII-160, בשנת 1949 שוחזר על ידה הניסוי של ברטן, אך הדברים לא הלכו יותר מזה שוב. המשמעות של אותם אירועים מוערכת באופן מסורתי בארצנו, ומעלה אותם לדרגת יצירת הטרנזיסטור הביתי הראשון. עם זאת, הטרנזיסטור לא יוצר באביב 1949, אפקט הטרנזיסטור הודגם רק במיקרומניפולטור, ולא נעשה שימוש בגבישי גרמניום, אלא הופקו מגלאי פיליפס. שנה לאחר מכן פותחו דוגמאות של מכשירים כאלה ב-FIAN, LPTI וב-IRE של האקדמיה למדעים של ברית המועצות. בתחילת שנות ה-50, הטרנזיסטורים הנקודתיים הראשונים יוצרו גם על ידי לאשקרב במעבדה במכון לפיזיקה של האקדמיה למדעים של ה-SSR האוקראינית.
לצערנו הרב, כבר ב-23 בדצמבר 1947 ערך וולטר ברטן במעבדות הטלפונים AT&T Bell מצגת של המכשיר שהמציא - דגם העבודה של הטרנזיסטור הראשון. ב-1948 התקיימה הצגת הרדיו הטרנזיסטור הראשון של AT&T, וב-1956 קיבלו ויליאם שוקלי, וולטר ברטן וג'ון ברדין את פרס נובל על אחת התגליות הגדולות בהיסטוריה האנושית. אז, מדענים סובייטים (אחרי שהתקרבו ממש במרחק של מילימטר לתגלית דומה לפני האמריקנים ואפילו כבר ראו זאת במו עיניהם, וזה מעצבן במיוחד!) הפסידו את גזע הטרנזיסטור.
למה הפסדנו את מירוץ הטרנזיסטור
מה הייתה הסיבה לאירוע המצער הזה?
בשנות ה-1920 וה-1930, הלכנו ראש בראש לא רק עם האמריקאים, אלא, באופן כללי, עם כל העולם העוסק בחקר מוליכים למחצה. בכל מקום היו עבודות דומות, נערכו חילופי חוויות פוריים, נכתבו מאמרים, נערכו כנסים. ברית המועצות הייתה הכי קרובה ליצירת טרנזיסטור, ממש החזקנו את אבות הטיפוס שלו בידינו, ו-6 שנים מוקדם יותר מהינקי. למרבה הצער, הפריע לנו, קודם כל, הניהול האפקטיבי המפורסם בדרך הסובייטית.
ראשית, העבודה על מוליכים למחצה בוצעה על ידי חבורה של צוותים עצמאיים, אותן גילויים התגלו באופן עצמאי, למחברים לא היה מידע על ההישגים של עמיתיהם. הסיבה לכך הייתה החשאיות הסובייטית הפרנואידית שכבר הוזכרה של כל המחקר בתחום האלקטרוניקה הביטחונית. יתרה מכך, הבעיה העיקרית של המהנדסים הסובייטים הייתה שבניגוד לאמריקאים, הם לא חיפשו תחליף במיוחד לטריודת הוואקום - הם פיתחו דיודות לרדאר (ניסו להעתיק את הגרמנים שנלכדו, פיליפס), והסוף. התוצאה התקבלה כמעט במקרה ולא מימשה מיד את הפוטנציאל שלה.
בסוף שנות ה-1940 שלטו בעיות המכ"ם בתחום האלקטרוניקה הרדיופונית, עבור המכ"ם פותחו מגנטרונים וקליסטרונים באלקטרו-וואקום NII-160, יוצריהם, מטבע הדברים, היו בתפקידים הראשונים. גלאי סיליקון נועדו גם לרדאר. קרסילוב היה מוצף עם נושאים ממשלתיים על מנורות ודיודות ולא הכביד על עצמו עוד יותר, ועזב לאזורים לא נחקרים. והמאפיינים של הטרנזיסטורים הראשונים היו כל כך רחוקים מהמגנטונים המפלצתיים של מכ"מים חזקים, הצבא לא ראה בהם שום שימוש.
למעשה, שום דבר טוב יותר מאשר מנורות באמת הומצא עבור מכ"מים כבדים; מפלצות רבות כאלה של המלחמה הקרה עדיין בשירות ופועלות, ומספקות פרמטרים חסרי תקדים. לדוגמה, צינורות הגל הנוסעים מוט הטבעת (הגדולים בעולם, באורך של למעלה מ-3 מטרים) שפותחו על ידי רייתיאון בתחילת שנות ה-1970 ועדיין מיוצרים על ידי L3Harris Electron Devices משמשים במערכות AN/FPQ-16 PARCS (1972) ו AN / FPS-108 COBRA DANE (1976), שהיווה מאוחר יותר את הבסיס ל-Don-2N המפורסם. מערכת PARCS עוקבת אחר יותר ממחצית מכל העצמים במסלול כדור הארץ ומסוגלת לזהות עצם בגודל כדורסל במרחק של 3200 ק"מ. מנורה בתדירות גבוהה אף יותר ממוקמת במכ"ם Cobra Dane באי המרוחק שמיה, 1900 ק"מ מחופי אלסקה, המנטרת שיגורי טילים שאינם אמריקאים ואוספת נתוני מעקב לוויינים. מנורות רדאר מפותחות אפילו עכשיו, למשל, ברוסיה הן מיוצרות על ידי JSC NPP "Istok" על שמו. שוקין (ה-NII-160 לשעבר).
AN/FPQ-16 PARCS ו-AN/FPS-108 COBRA DANE. צילום: wikipedia.org
בנוסף, קבוצת שוקלי הסתמכה על המחקר העדכני ביותר בתחום מכניקת הקוונטים, לאחר שכבר זרקה את כיווני המבוי הסתום המוקדמים של יו. אי. לילינפלד, ר. פוהל (רוברט ויצ'ארד פוהל) וקודמים אחרים של שנות ה-20-30. . Bell Labs, כמו שואב אבק, שאבה את המוחות הטובים ביותר בארצות הברית עבור הפרויקט שלה, ולא חסכה בכסף. לחברה היו יותר מ-2000 מדענים בוגרים, וקבוצת הטרנזיסטורים עמדה בראש פירמידת המודיעין הזו.
היו בעיות עם מכניקת הקוונטים בברית המועצות באותן שנים. בסוף שנות ה-1940, מכניקת הקוונטים ותורת היחסות ספגו ביקורת על היותם "אידיאליסטים בורגניים". פיזיקאים סובייטים כמו K.V. Nikolsky ו-D.I. Blokhintsev (ראה מאמרו השולי של D.I. Blokhintsev "A Critique of the Idealistic Understanding of Quantum Theory", UFN, 1951) ניסו בעקשנות לפתח מדע "מרקסיסטי נכון", בדיוק כפי שניסו בגרמניה הנאצית העתיקה, ליצור פיזיקה "נכונה מבחינה גזעית", גם תוך התעלמות מעבודתו של היהודי איינשטיין. בסוף שנת 1948 החלו ההכנות לוועידת ראשי המחלקות לפיזיקה של כל האיגודים במטרה "לתקן" את "ההשמטות" בפיזיקה שהתרחשו, יצא לאור הקובץ "נגד אידאליזם בפיזיקה מודרנית". בו הועלו הצעות לרסק את ה"איינשטייןיזם".
עם זאת, כאשר בריה, שפיקח על העבודה על יצירת פצצת האטום, שאל את I. V. Kurchatov אם זה נכון שיש לנטוש את מכניקת הקוונטים ואת תורת היחסות, הוא שמע:
"אם אתה מוותר עליהם, אז אתה צריך לוותר על הפצצה."
הפוגרומים בוטלו, אבל מכניקת הקוונטים ו-RT לא ניתן היה ללמוד רשמית בברית המועצות עד אמצע שנות החמישים. לדוגמה, עוד בשנת 1950, אחד ה"מדענים המרקסיסטים" הסובייטים בספר "שאלות פילוסופיות של הפיזיקה המודרנית" (וההוצאה לאור של האקדמיה למדעים של ברית המועצות!) "הוכיח" את הכשל של E = mc² כך שהמודרני המודרני שרלטנים יקנאו:
"במקרה זה, מתרחשת חלוקה מחדש מוזרה שעדיין לא נחשפה במפורש על ידי המדע של גודל המסה, שבה המסה לא נעלמת ואשר היא תוצאה של שינוי עמוק בקשרים האמיתיים של המערכת... לא מתרחשת טרנספורמציה של מסה לאנרגיה, אך מתרחש תהליך מורכב של טרנספורמציות חומריות, שבו מסה ואנרגיה ... עוברים שינויים מתאימים.
הוא זכה להדהוד על ידי עמיתו, עוד "פיזיקאי מרקסיסטי גדול" א.ק. טימיראזב במאמר "שוב על גל האידיאליזם בפיזיקה המודרנית":
"המאמר מאשר, ראשית, כי השתלת איינשטיין ומכניקת הקוונטים בארצנו הייתה קשורה קשר הדוק לפעילות אנטי-סובייטית של האויב, ושנית, שהיא התרחשה בצורה מיוחדת של אופורטוניזם - סגידה למערב, ושלישית, שכבר בשנת 1930- לא הוכחו המהות האידיאליסטית של "הפיסיקה החדשה" ו"הסדר החברתי" עבורה מהבורגנות האימפריאליסטית.
והאנשים האלה רצו להשיג טרנזיסטור?!
מדענים מובילים מהאקדמיה למדעים של ברית המועצות לאונטוביץ', תמם, פוק, לנדסברג, חייקין ואחרים הוצאו מהמחלקה לפיזיקה של אוניברסיטת מוסקבה כ"אידיאליסטים בורגניים". כאשר בשנת 1951, בקשר עם חיסול הפקולטה לפיזיקה וטכנולוגיה של אוניברסיטת מוסקבה, הועברו תלמידיה, שלמדו אצל פיוטר קפיטסה ולב לנדאו, למחלקה לפיזיקה, הם הופתעו באמת מהרמה הנמוכה של מורי המחלקה לפיזיקה. יחד עם זאת, עד שהברגים היו מהודקים מהמחצית השנייה של שנות ה-1930, לא דיברו על טיהורים אידיאולוגיים במדע, להפך, היו חילופי רעיונות פוריים עם הקהילה הבינלאומית, למשל, רוברט פוהל ביקר. ברית המועצות בשנת 1928, השתתף יחד עם אבות מכניקת הקוונטים, פול דיראק (פול אדריאן מוריס דיראק), מקס בורן ואחרים בקונגרס השישי של הפיזיקאים בקאזאן, ולוסב שהוזכר כבר באותו זמן כתב בחופשיות מכתבים על אפקט פוטואלקטרי לאיינשטיין. דיראק בשנת 1932 פרסם מאמר בשיתוף פעולה עם פיזיקאי הקוונטים שלנו ולדימיר פוק. לרוע המזל, התפתחות מכניקת הקוונטים בברית המועצות נעצרה בסוף שנות ה-1930 ונשארה שם עד אמצע שנות ה-1950, כאשר לאחר מותו של סטלין, ברגים אידיאולוגיים שחררו וגינו את הליסנקואיזם ו"פריצות דרך מדעיות" סופר-שוליות אחרות.
לבסוף, היה גם הגורם הביתי הטהור שלנו, שכבר הוזכר אנטישמיות, בירושה מהאימפריה הרוסית. היא לא נעלמה לשום מקום לאחר המהפכה, ובסוף שנות הארבעים החלה לעלות שוב "שאלת היהודים". על פי זיכרונותיו של מפתח ה-CCD יו. ר. נוסוב, שנפגש עם קרסילוב באותה מועצת עבודת גמר (שמפורט בספר אלקטרוניקה מס' 1940/3):
המבוגרים והחכמים יותר ידעו שבמצב כזה יש צורך לשכב נמוך, להיעלם זמנית. במשך שנתיים קרסילוב מיעט ביקר ב-NII-160. הם אמרו שהוא מציג גלאים במפעל טומילינסקי. בדיוק אז, כמה אנשי מיקרוגל בולטים של פריאזינו, ובראשם ס.א. זוסמנובסקי, בניגוד לרצונם, רעמו על סרטוב כדי להעלות את אדמת הוולגה הבתולה האלקטרונית. "נסיעת העסקים" הממושכת של קרסילוב לא רק האטה את תחילת הטרנזיסטור שלנו, אלא גם הולידה מדען - המנהיג והסמכות דאז, הדגיש זהירות וזהירות, אשר מאוחר יותר, אולי, עיכבו את התפתחותם של טרנזיסטורי סיליקון וגליום ארסניד.
השווה זאת לעבודה של קבוצת Bell Labs.
הניסוח הנכון של מטרת הפרויקט, עמידה בזמנים של הגדרתו, זמינותם של משאבים אדירים. מנהל הפיתוח מרווין קלי, מומחה למכניקת קוונטים, הפגיש קבוצה של אנשי מקצוע מהמעמד הגבוה ביותר ממסצ'וסטס, פרינסטון וסטנפורד, העניק להם משאבים כמעט בלתי מוגבלים (מאות מיליוני דולרים בשנה). וויליאם שוקלי, כאדם, היה סוג של אנלוגי של סטיב ג'ובס: תובעני בטירוף, שערורייתי, גס רוח לכפופים, היה בעל אופי מגעיל (בניגוד לג'ובס, הוא גם לא היה חשוב כמנהל), אבל באותו הזמן כאיש טכני. מנהיג הקבוצה - היה לו המקצועיות הגבוהה ביותר, רוחב השקפה ואמביציה מטורפת - כדי להגיע להצלחה, הוא היה מוכן לעבוד 24 שעות ביממה. מטבע הדברים, מלבד העובדה שהוא היה פיזיקאי ניסיוני מצוין. הקבוצה התגבשה על פי עיקרון רב תחומי - כל אחד אמן במלאכתו.
בריטי
למען ההגינות, הטרנזיסטור הראשון זכה לזלזל קיצוני על ידי כל הקהילה העולמית, ולא רק בברית המועצות, וזו הייתה אשמת המכשיר עצמו. טרנזיסטורי גרמניום נקודתיים היו איומים. הם היו בעלי הספק נמוך, יוצרו כמעט בעבודת יד, איבדו את הפרמטרים שלהם בחימום ובניעור, והבטיחו פעולה רציפה בטווח שבין חצי שעה למספר שעות. היתרונות היחידים שלהם על פני מנורות היו הקומפקטיות העצומה וצריכת החשמל הנמוכה. ובעיות בניהול המדינה של התפתחויות היו לא רק בברית המועצות. הבריטים, למשל, לפי הנס-יואכים קוויסר (הנס-יואכים קוויסר, עובד תאגיד הטרנזיסטור של שוקלי, מומחה לגבישי סיליקון ויחד עם שוקלי, אבי התאים הסולאריים), ראו בדרך כלל את הטרנזיסטור כאל סוג של תעלול פרסום חכם של מעבדות בל.
למרבה הפלא, הם הצליחו לפספס את ייצור המיקרו-מעגלים אחרי טרנזיסטורים, למרות שרעיון האינטגרציה הוצע לראשונה כבר ב-1952 על ידי מהנדס הרדיו הבריטי ג'פרי וויליאם ארנולד דאמר (לא להתבלבל עם האמריקני המפורסם ג'פרי ליונל דאהמר). ), שלימים התפרסם כ"נביא המעגלים המשולבים". במשך זמן רב הוא ניסה ללא הצלחה למצוא מימון בבית, רק בשנת 1956 הוא הצליח ליצור אב טיפוס של IC משלו על ידי גידול נמס, אך הניסיון לא הצליח. ב-1957, משרד ההגנה הבריטי זיהה סוף סוף את עבודתו כלא מבטיחה, פקידים הניעו את הסירוב על ידי עלות גבוהה ופרמטרים גרועים יותר מאלה של מכשירים בדידים (שם הם קיבלו את הפרמטרים של הפרמטרים של ה-ICs שטרם נוצרו - סוד בירוקרטי) .
במקביל, כל 4 חברות המוליכים למחצה האנגליות ניסו לפתח ICs באופן פרטי: STC, Plessey, Ferranti ו-Marconi-Elliot Avionic Systems Ltd (שנוסדה מההשתלטות על האחים אליוט על ידי GEC-Marconi), אך אף אחת מהן לא באמת הקימה את ייצור המיקרו-מעגלים . הבנת המורכבות של הטכנולוגיה הבריטית היא די קשה, אבל הספר "היסטוריה של תעשיית המוליכים למחצה העולמית (היסטוריה וניהול טכנולוגיה)", שנכתב ב-1990, עזר.
מחברו פיטר רובינס (פיטר רובין מוריס) טוען שהאמריקאים לא היו הראשונים שפיתחו מיקרו-מעגלים. פלסי יצר אב טיפוס של ה-IC כבר ב-1957 (לפני קילבי!), אם כי הייצור המסחרי נדחה עד 1965 (!!) והרגע אבד. אלכס קרנסוויק, עובד פלסי לשעבר, אמר שהם קיבלו טרנזיסטורי סיליקון דו-קוטביים מהירים מאוד ב-1968 ויצרו עליהם שני התקני לוגיקה ECL, כולל מגבר לוגריתמי (SL521) ששימש במספר פרויקטים צבאיים, אולי במחשבי כיל.
פיטר סוואן טוען ב"חזון תאגידי ושינוי טכנולוגי מהיר" שפרנטי הכינה את ה-ICs הראשונים מסדרת MicroNOR I בהזמנה צי עוד ב-1964. אספן המיקרו-שבבים הקדום, אנדרו ווילי, הבהיר מידע זה בהתכתבות עם עובדי פראנטי לשעבר, והם אישרו זאת, למרות שכמעט בלתי אפשרי למצוא מידע על כך מחוץ לספרים בריטיים מיוחדים במיוחד (רק השינוי של MicroNOR II עבור Ferranti Argus 400 1966 הוא ידוע ברשת של השנה).
למיטב ידיעתנו, STC לא פיתחו ICs לייצור מסחרי, למרות שהם ייצרו מכשירים היברידיים. מרקוני-אליוט יצרה מיקרו-מעגלים מסחריים, אך בתפוצה קטנה ביותר, וכמעט לא נשמר מידע עליהם אפילו במקורות בריטיים של אותן שנים. כתוצאה מכך, כל 4 החברות הבריטיות פספסו לחלוטין את המעבר למכונות הדור השלישי, שהחל באופן פעיל בארה"ב באמצע שנות ה-1960 ואפילו בברית המועצות בערך באותו זמן - כאן הבריטים אפילו פיגרו אחרי הסובייטים.
למעשה, לאחר שהחמיצו את המהפכה הטכנית, הם נאלצו להדביק את הפער גם עם ארה"ב, ובאמצע שנות ה-1960, בריטניה (המיוצגת על ידי כיל) לא התנגדה בשום אופן להתאחדות עם ברית המועצות להפקת סינגל חדש שורה של מיינפריים, אבל זה סיפור אחר לגמרי.
בברית המועצות, גם לאחר פרסום פריצת הדרך של מעבדות בל, הטרנזיסטור לא הפך בראש סדר העדיפויות של האקדמיה למדעים.
בוועידת All-Union VII בנושא מוליכים למחצה (1950), הראשונה שלאחר המלחמה, כמעט 40% מהדיווחים הוקדשו לפוטואלקטריות ולא אחת - לגרמניום ולסיליקון. ובחוגים מדעיים גבוהים הם הקפידו מאוד על טרמינולוגיה, כינו את הטרנזיסטור "טריודה קריסטל" וניסו להחליף "חורים" ב"חורים". במקביל, ספרו של שוקלי תורגם בארצנו מיד לאחר פרסומו במערב, אך ללא ידיעתם ורשותם של הוצאות מערביות ושוקלי עצמו. יתרה מכך, בגרסה המקומית, פסקה המתארת את "השקפותיו האידיאליות של הפיזיקאי ברידג'מן, שהכותב מסכים עמו לחלוטין", לא נכללה, בעוד שההקדמה וההערות היו מלאות בביקורת:
"החומר אינו מוצג באופן עקבי מספיק... הקורא... יתבדה בציפיותיו... חיסרון רציני של הספר הוא דיכוי יצירותיהם של מדענים סובייטים".
ניתנו הערות רבות "שאמורות לסייע לקורא הסובייטי להבין את הצהרותיו השגויות של המחבר". אפשר לתהות למה הם תרגמו דבר כל כך מחורבן, שלא לדבר על השימוש בו כספר לימוד על מוליכים למחצה.
נקודת שבירה 1952
נקודת המפנה בהבנת תפקידם של הטרנזיסטורים בברית המועצות הגיעה רק ב-1952, כאשר יצא לאור גיליון מיוחד של כתב העת להנדסת הרדיו האמריקאי Proceedings of the Institute of Radio Engineers (כיום IEEE), שהוקדש כולו לטרנזיסטורים. בתחילת 1953 החליט ברג חסר הגמישות לשים סוף לנושא שהתחיל לפני 9 שנים, והלך עם קלפי מנצח, ופנה לפסגה. באותו רגע הוא כבר היה סגן שר ההגנה והכין מכתב לוועד המרכזי של ה-CPSU על פיתוח עבודה דומה. אירוע זה הוחלף על מושב VNTORES, בו פרסם עמיתו של לוסב, B.A. Ostroumov, דוח גדול "עדיפות סובייטית ביצירת ממסרים אלקטרוניים גבישיים המבוססים על עבודתו של O.V. Losev."
אגב, הוא היה היחיד שכיבד את תרומתו של עמית. לפני כן, בשנת 1947, בכמה גיליונות של כתב העת Uspekhi fizicheskikh nauk פורסמו סקירות על התפתחות הפיזיקה הסובייטית במשך שלושים שנה - "מחקר סובייטי על מוליכים למחצה אלקטרוניים", "רדיופיזיקה סובייטית ב-30 שנה", "אלקטרוניקה סובייטית ב" 30 שנים", ועל לוסב ומחקריו על קריסטדין מוזכרים רק בסקירה אחת (מאת B.I. Davydova), וגם אז בדרך אגב.
בשלב זה, בהתבסס על העבודה של 1950, OKB 498 פיתח את הדיודות הטוריות הסובייטיות הראשונות מ-DG-V1 ל-DG-V8. הנושא היה כל כך סודי שהצוואר הוסר מפרטי הפיתוח כבר ב-2019.
כתוצאה מכך, בשנת 1953, נוצר NII-35 מיוחד (לימים "פולסר"), ובשנת 1954 התארגן המכון למוליכים למחצה של האקדמיה למדעים של ברית המועצות, שמנהלו היה ראשו של לוסב, האקדמאי איופה. ב-NII-35, בשנת הפתיחה, סוזנה מאדויאן יוצרת את המדגם הראשון של טרנזיסטור גרמניום pnp מסגסוגת מישורית, ובשנת 1955 מתחיל ייצורם תחת המותגים KSV-1 ו-KSV-2 (להלן P1 ו-P2). כפי שמזכיר נוסוב הנ"ל:
"מעניין שביצוע בריה ב-35 תרם להתפתחות המהירה של NII-1953. באותה תקופה, SKB-627 היה ממוקם במוסקבה, בו ניסו ליצור ציפוי אנטי-רדאר מגנטי, בריה לקחה חסות על המיזם. לאחר מעצרו והוצאתו להורג, התפרקה מנהלת ה-SKB בתבונה, מבלי לחכות להשלכות, הבניין, כוח האדם והתשתיות - הכל הלך לפרויקט הטרנזיסטור, עד סוף 1953 הייתה כאן כל הקבוצה של א.ו. קרסילוב.
אם זה מיתוס או לא, נשאר על מצפונו של מחבר הציטוט, אבל בהכרת ברית המועצות, זה בהחלט יכול להיות.
באותה שנה החל ייצור תעשייתי של טרנזיסטורים נקודתיים KS1-KS8 (אנלוגי עצמאי של Bell Type A) במפעל סבטלנה בלנינגרד. שנה לאחר מכן, שונה שם ה-NII-311 של מוסקבה עם מפעל פיילוט למכון המחקר ספיר עם מפעל Optron וכיוון מחדש לפיתוח של דיודות מוליכים למחצה ותיריסטורים.
במהלך שנות ה-50 פיתחה ברית המועצות, כמעט במקביל לארה"ב, טכנולוגיות חדשות לייצור טרנזיסטורים צומתים ודו-קוטביים: סגסוגת, סגסוגת-דיפוזיה ומזה-דיפוזיה. כדי להחליף את סדרת KSV ב-NII-160, F. A. Shchigol ו- N. N. Spiro החלו בייצור סדרתי של טרנזיסטורים נקודתיים S1G-S4G (חבילת סדרת C הועתקה מ-Raytheon SK703-716), נפח הייצור היה כמה עשרות חתיכות ביום.
כיצד נעשה המעבר מעשרות אלו להקמת מרכז בזלנוגרד וייצור מעגלים משולבים? נדבר על זה בפעם הבאה.
מידע