Сергей Суханов - Перелом. Часть 3 [СИ]

По сравнению с этой микромашинерией автоматическая установка шаблонов была плевым делом - там и требовалось-то взять кассету с шаблоном, воткнуть ее в щель аппарата и затем подвигать-повертеть, чтобы совпали фигуры ориентации, что находились как на стекле проекционного аппарата, так и на шаблоне. Правда, сами фигуры пришлось переделать под машинный поиск - если до этого оператор вполне мог определить все эти кресты и косые линии, что должны были уместиться друг в друге, то машина пока не умела распознавать сложные фигуры, поэтому их заменили на наборы небольших прямоугольников, и если они переставали пропускать свет через микроскоп на матрицы фотоэлементов, значит - шаблон установлен ровно. Разве что на каждый "квадрат" пришлось все-таки ставить по четыре фотоэлемента и маскировать их входными отверстиями, чтобы определить - а куда собственно надо двигать шаблон, чтобы его квадраты перекрыли отверстия. В итоге, хотя поначалу и пытались решить проблему схемой на жесткой логике, но в конце концов поставили нормальную ЭВМ, которая и решала эти задачи - слишком сложным получались алгоритмы - там ведь по сути сделали первую систему распознавания изображений. Ее же потом применили и для автоматизированной установки пластин в проекционном аппарате, только для пластин сделали окраску площадок люминофором, чтобы видеть под УФ-лучами - там ведь не сделаешь прозрачные квадраты, да и сами пометки должны пережить все технологические процессы - не только нанесение фоторезиста, но и его сушку, смывку, легирование при высоких температурах - сохранить пометку пока удалось только при работе через люминофоры и ультрафиолет, да и то - во все шаблоны пришлось встраивать площадки, которые защищали эти площадки с установочными элементами, иначе защитная пленка оксида кремния смылась бы при первом же открытии окон для диффузии или контактов. Правда, чтобы все совпадало, отметки на шаблонах и на пластинах пока делались только на одном и том же аппарате, предназначенном только для данной проекционной установки - над переносимостью отметок между аппаратами еще предстояло потрудиться, и, что самое плохое - пока было непонятно, как это сделать. Так что для каждой проекционной установки делались свои фотошаблоны, и пластины могли засвечиваться только в конкретной установке, для другой установки приходилось рисовать свои фотошаблоны, несмотря на ту же самую схемотехнику - масштабирование и гибкость производства были под вопросом.

Забегая вперед, отмечу, что в итоге вся эта вакханалия с рисованием шаблонов привела к тому, что в конце ноября мне продемонстрировали первый "процессор на чипе". Точнее - "на пластине" - они просто соединили все нормальные блоки пластины в общую схему - и вуаля! - процессор !!! Уникальный и неповторимый, так как сложно было представить, что на других пластинах окажется такое же распределение рабочих транзисторов. С другой стороны - ничего удивительного - техпроцесс в 10 микрон позволял разместить на одной микросхеме пятьсот транзисторов - мы и затачивали их на изготовление прежде всего широких сумматоров, умножителей и регистровых банков, ну и микросхем динамического ОЗУ - памяти мало не бывает. Двадцать микросхем одной пластины - это уже десять тысяч транзисторов - а это размерности не слишком сложных 16-битных процессоров - у нас, собственно, такие и были, только собирались они на рассыпухе. Ну а тут - прозвонили транзисторы, определили годные - и нарисовали схему разводки под эту конкретную пластину. Ну разве что рабочих регистров было всего двенадцать из шестнадцати, положенных нашей архитектуре ЦПУ - часть пришлось задействовать на логику и дешифраторы. Зато частота была несколько мегагерц.

Более того - для пластин создали шаблоны, которые не содержали внутренних контактных площадок, необходимых только если пластина потом будет разделяться на отдельные микросхемы - за счет этого максимальное количество транзисторов выросло в два раза - уже двадцать тысяч. Процессор и немного памяти. Или конвейерный ускоритель вычислений с регистрами. На одной пластине. Быстродействующий. Ну, как минимум по количеству транзисторов - все-равно одна такая схема делалась минимум неделю, все из-за необходимости каждый раз делать новую разводку и новые шаблоны. Конечно, в основном разводка повторялась, но какие-то детали были различными. Ну и ладно - зато народ активно тренировался проектировать схемы. Более того - разработчики уже начали составлять какие-то алгоритмы для автоматизации прокладки межсоединений - авось года через два получат уже автоматизированную систему проектирования. Вот тогда заживем ! Впрочем, попутно они старались выправить косяки аппаратуры. Так, при поисках работоспособных транзисторов нашли несколько участков, которые стабильно выдавали испорченные приборы. Из-за чего это происходило, было неизвестно - грешили на оптику, но для ряда участков тестовые растры проходили без искажений. Так что пока просто переделали схемотехнику - перестали размещать там транзисторы, ну и учли особенности данной проекционной системы в алгоритмах поиска работоспособных транзисторов и трассировки разводки. И еще в паре участков были оптические искажения - в одном месте изображение двоилось, в другом - изгибалось. Как побороть задвоение, мы пока не придумали, а вот искривление обошли очень элегантно - просто стали рисовать на шаблонах "кривые" участки - и они своей кривизной исправляли кривизну оптики. Из имеющейся техники старались выжать по максимуму. И, хотя все эти шаблоны становились заточенными под конкретный проекционный аппарат со всеми его закидонами и потому неприменимы к другим аппаратам, но зато постепенная автоматизация, и - более того - наработка опыта - будут применимы и к другим аппаратам. А человеческий ресурс для нас был самым важным.

Всего же на исследованиях в области микроэлектроники и в проектировании схем сейчас работало более пяти тысяч специалистов - и это не считая вспомогательного персонала и производств, которые изготовляли аппаратуру - с ними было порядка пятнадцати тысяч человек. На западе пионеры полупроводниковой индустрии имели на порядки меньше людей - Fairchild Semiconductor была образована пресловутой "вероломной восьмеркой" - ушедшими от Шокли специалистами числом в эти самые восемь человек, Intel еще и в начале семидесятых имела всего сотню сотрудников - на все про все, и при этом уже создала восьмибитный процессор. Так что у нас по сути было около пятидесяти Интелов. Да у нас одних только установок выращивания монокристаллов по методу Чохральского было уже шестьдесят штук ! При вытягивании со скоростью, скажем, пять миллиметров в минуту, они выдадут в час 18 (восемнадцать !) метров (ха!) монокристаллов диаметром от трех до десяти сантиметров ! Правда, на производство работало примерно с десяток установок, а остальные использовались для исследований - более сотни команд по три-пять человек днями и ночами вытягивали монокристаллы на разных режимах и затем смотрели что получалось. И, если мы пойдем такими же темпами, то к середине пятидесятых мы сможем получить что-то типа Макинтошей, не говоря уж об Apple-II или - держите меня ! - Спектрума. Впрочем, уже и сейчас начинались опыты с графикой - те же разработчики шаблонов очень хотели в интерактиве отлаживать разводку, поэтому корпели над графическим монитором - пока с разрешением всего 128х128, однобитным - в промежуточный буфер на сдвиговых регистрах считывалось полстроки - 8 байт, и пока она выводилась на экран, во второй буфер считывалась вторая половина - иначе быстродействия видео-ОЗУ хоть и хватало, но впритык. Пусть тренируются - четыре килобайта для такого дела уже не жалко, благо что я сам им и подкинул такую идейку - просто как-то спросил "А чего вы на бумаге-то все чертите ?" - и потом часа три рассказывал про графику - что это такое и с чем ее едят.