@importknig
Перевод этой книги подготовлен сообществом "Книжный импорт".
Каждые несколько дней в нём выходят любительские переводы новых зарубежных книг в жанре non-fiction, которые скорее всего никогда не будут официально изданы в России.
Все переводы распространяются бесплатно и в ознакомительных целях среди подписчиков сообщества.
Подпишитесь на нас в Telegram: https://t.me/importknig
Крис Миллер
«Война чипов. Борьба за самую важную технологию в мире»
Оглавление
Крис Миллер
«Война чипов. Борьба за самую важную технологию в мире»
Введение
Часть I. Чипы Холодной войны
Глава 1. От стали к кремнию
Глава 2. Выключатель
Глава 3. Нойс, Килби и интегральная микросхема
Глава 4. Liftoff
Глава 5. Минометы и массовое производство
Глава 6. "Я... ХОЧУ... СТАТЬ... БОГАТЫМ"
Часть II. Схема американского мира
Глава 7. Советская кремниевая долина
Глава 8. "Copy It"
Глава 9. Продавец транзисторов
Глава 10. "Транзисторные девушки"
Глава 11. Точный удар
Глава 12. Государственное управление цепочками поставок
Глава 13. Революционеры Intel
Глава 14. Офсетная стратегия Пентагона
Часть III. Лидерство утрачено?
Глава 15. "Конкуренция жесткая"
Глава 16. «В войне с Японией»
Глава 17. "Грузовой хлам"
Глава 18. Нефть 1980-х годов
Глава 19. Спираль смерти
Глава 20. Япония, которая умеет говорить «нет»
Часть IV. Возрождающаяся Америка
Глава 21. Король картофельных чипсов
Глава 22. Нарушение работы Intel
Глава 23. "Враг моего врага": Возвышение Кореи
Глава 24. "Это будущее"
Глава 25. Управление "Т" КГБ
Глава 26. "Оружие массового поражения": Последствия смещения
Глава 27. Герой войны
Глава 28. "Холодная война закончилась, и вы победили"
Часть V. Интегральные схемы, интегрированный мир?
Глава 29. "Нам нужна полупроводниковая промышленность на Тайване"
Глава 31. "Поделись Божьей любовью с китайцами"
Глава 32. Литографические войны
Глава 33. Дилемма инноватора
Глава 34. Бегать быстрее?
Часть VI. Перевод инноваций на периферию?
Глава 35. "У настоящих мужчин есть фаблеты"
Глава 36. Бесфабричная революция
Глава 37. Большой союз Морриса Чанга
Глава 38. Apple Silicon
Глава 39. EUV
Глава 40. "Плана Б не существует"
Глава 41. Как Intel забыла об инновациях
Часть VIII. Китайский вызов
Глава 42. Сделано в Китае
Глава 43. "Вызываем штурм"
Глава 44. Передача технологий
Глава 45. "Слияния неизбежны"
Глава 46. Восхождение Huawei
Глава 47. Будущее 5G
Глава 48. Следующее смещение
Часть VIII. Чипы
Глава 49. "Все, с чем мы конкурируем"
Глава 50. Фуцзянь Цзиньхуа
Глава 51. Нападение на Huawei
Глава 52. Китайский "момент Спутника"?
Глава 53. Дефицит и цепочки поставок
Глава 54. Тайваньская дилемма
Заключение
Введение
18 августа 2020 г. эсминец USS Mustin вошел в северную часть Тайваньского пролива, его пятидюймовое орудие было направлено на юг, так как он начал одиночное плавание через пролив и подтвердил, что эти международные воды не контролируются Китаем - по крайней мере, пока. Жесткий юго-западный бриз хлестал по палубе судна, когда оно шло на юг. Высокие облака отбрасывали тени на воду, которая, казалось, простиралась до великих портовых городов Фучжоу, Сямынь, Гонконг и других гаваней, усеявших побережье Южного Китая. На востоке вдали возвышался остров Тайвань - широкая, густо заселенная прибрежная равнина, уступающая место высоким пикам, скрытым в облаках. На борту судна матрос в бейсболке и хирургической маске поднял бинокль и осмотрел горизонт. Воды были заполнены торговыми судами, доставляющими товары с заводов Азии потребителям по всему миру.
На борту корабля USS Mustin ряд моряков сидел в темной комнате перед множеством ярких цветных экранов, на которые выводились данные с самолетов, беспилотников, кораблей и спутников, отслеживающих перемещение в Индо-Тихоокеанском регионе. На мостике "Мустина" находилась радиолокационная станция, с которой поступали данные в компьютеры корабля. На палубе в готовности находились 96 пусковых ячеек, каждая из которых была способна выпустить ракеты, способные точно поразить самолеты, корабли и подводные лодки на расстоянии десятков и даже сотен миль. Во время кризисов холодной войны американские военные использовали угрозы применения грубой ядерной силы для защиты Тайваня. Сегодня они полагаются на микроэлектронику и высокоточные удары.
В тот момент, когда корабль ВМС США "Мустин" проходил через пролив, ощетинившись компьютерным вооружением, Народно-освободительная армия объявила об ответной серии учений с боевой стрельбой вокруг Тайваня, отрабатывая то, что одна из газет, контролируемая Пекином, назвала "силовой операцией по воссоединению". Но в этот день китайские лидеры беспокоились не столько о военно-морском флоте США, сколько о непонятном постановлении Министерства торговли США под названием Entity List, которое ограничивает передачу американских технологий за рубеж. Ранее "Список организаций" использовался в основном для предотвращения продаж военных систем, таких как ракетные части или ядерные материалы. Однако теперь правительство США резко ужесточает правила, регулирующие использование компьютерных чипов, которые стали повсеместно применяться как в военных системах, так и в потребительских товарах.
Объектом нападения стал китайский технологический гигант Huawei, продающий смартфоны, телекоммуникационное оборудование, услуги облачных вычислений и другие передовые технологии. США опасались, что цены на продукцию Huawei сейчас настолько привлекательны, в том числе благодаря субсидиям китайского правительства, что в скором времени она станет основой телекоммуникационных сетей нового поколения. Доминирование Америки в мировой технологической инфраструктуре было бы подорвано. Геополитическое влияние Китая возрастет. Чтобы противостоять этой угрозе, США запретили компании Huawei закупать современные компьютерные чипы, изготовленные по американским технологиям.
Вскоре глобальная экспансия компании остановилась. Стало невозможно выпускать целые линейки продукции. Доходы падали. Корпоративному гиганту грозила технологическая асфиксия. Huawei, как и все другие китайские компании, обнаружила, что она фатально зависит от иностранцев в производстве микросхем, от которых зависит вся современная электроника.
Соединенные Штаты по-прежнему удерживают за собой право на производство кремниевых микросхем, благодаря которым Силиконовая долина получила свое название, хотя их позиции опасно ослабли. В настоящее время Китай ежегодно тратит на импорт микросхем больше денег, чем на нефть. Эти полупроводники вставляются во всевозможные устройства, от смартфонов до холодильников, которые Китай потребляет у себя дома или экспортирует по всему миру. Стратеги на уровне кресел теоретизируют о "малаккской дилемме" Китая - отсылке к главному судоходному каналу между Тихим и Индийским океанами - и способности страны получить доступ к поставкам нефти и других товаров в условиях кризиса. Однако Пекин больше беспокоит блокада, измеряемая в байтах, а не в баррелях. Китай направляет свои лучшие умы и миллиарды долларов на разработку собственных полупроводниковых технологий, пытаясь освободиться от американского чипового удушья.
Если Пекин добьется успеха, это приведет к перестройке мировой экономики и восстановлению баланса военных сил. Вторую мировую войну решили сталь и алюминий, а вскоре после нее началась холодная война, которую определило атомное оружие. Соперничество между США и Китаем вполне может определяться вычислительной мощностью. Стратеги в Пекине и Вашингтоне понимают, что все передовые технологии - от машинного обучения до ракетных систем, от автоматизированных транспортных средств до вооруженных беспилотников - требуют новейших микросхем, более официально называемых полупроводниками или интегральными схемами. Их производство контролирует небольшое число компаний.
Мы редко задумываемся о микросхемах, а между тем именно они создали современный мир. Судьба государств зависит от их способности использовать вычислительные мощности. Глобализация в том виде, в каком мы ее знаем, не существовала бы без торговли полупроводниками и электронными изделиями, которые они делают возможными. Военное превосходство Америки во многом обусловлено ее способностью применять микросхемы в военных целях. Огромный подъем Азии за последние полвека был построен на кремниевом фундаменте, поскольку растущие экономики этих стран специализировались на изготовлении микросхем и сборке компьютеров и смартфонов, которые стали возможны благодаря этим интегральным схемам.
В основе вычислительной техники лежит необходимость использования многих миллионов 1 и 0. Вся цифровая вселенная состоит из этих двух чисел. Каждая кнопка на вашем iPhone, каждое электронное письмо, фотография, видеоролик на YouTube - все это, в конечном счете, закодировано в огромных строках из 1 и 0. Но на самом деле эти числа не существуют. Это выражения электрических токов, , которые либо включены (1), либо выключены (0). Микросхема представляет собой сетку из миллионов или миллиардов транзисторов, крошечных электрических переключателей, которые включаются и выключаются для обработки этих цифр, для их запоминания и для преобразования ощущений реального мира, таких как изображения, звук и радиоволны, в миллионы и миллионы 1 и 0.
Пока корабль USS Mustin плыл на юг, на заводах и сборочных предприятиях по обе стороны пролива шла работа над компонентами для iPhone 12, до выхода которого на рынок в октябре 2020 г. оставалось всего два месяца. Около четверти доходов чип-индустрии приходится на телефоны; значительная часть цены нового телефона приходится на полупроводники, находящиеся в нем. На протяжении последних десяти лет каждое поколение iPhone оснащалось одним из самых передовых процессорных чипов в мире. В общей сложности для работы смартфона требуется более десятка полупроводников: различные микросхемы управляют аккумулятором, Bluetooth, Wi-Fi, подключениями к сотовым сетям, аудио, камерой и т.д.
Apple не производит ни одного из этих чипов. Она покупает большинство готовых: микросхемы памяти у японской компании Kioxia, радиочастотные микросхемы у калифорнийской Skyworks, аудиочипы у Cirrus Logic, расположенной в Остине (штат Техас). Сложные процессоры, на которых работает операционная система iPhone, Apple разрабатывает самостоятельно. Но колосс из Купертино (Калифорния) не может производить эти микросхемы. Как и ни одна компания в США, Европе, Японии или Китае. Сегодня самые передовые процессоры Apple, которые, возможно, являются самыми передовыми полупроводниками в мире, могут производиться только одной компанией в одном здании - на самом дорогом в истории человечества заводе , который утром 18 августа 2020 года находился всего в паре десятков миль от правого борта корабля USS Mustin.
Изготовление и миниатюризация полупроводников - величайшая инженерная задача современности. Сегодня ни одна компания не производит микросхемы с большей точностью, чем Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, более известная как TSMC. В 2020 году, когда мир метался между блокировками, вызванными вирусом, диаметр которого составлял около ста нанометров - миллиардные доли метра, на самом современном предприятии TSMC, Fab 18, вырезались микроскопические лабиринты из крошечных транзисторов, вытравливая формы размером меньше половины коронавируса и сотой митохондрии. TSMC воспроизвела этот процесс в масштабах, ранее не имевших аналогов в истории человечества. Apple продала более 100 млн iPhone 12, каждый из которых оснащен процессорным чипом A14 с 11,8 млрд крошечных транзисторов, вырезанных в кремнии. Другими словами, за несколько месяцев на фабрике Fab 18 компании TSMC было изготовлено более 1 квинтиллиона транзисторов, то есть число с восемнадцатью нулями. В прошлом году индустрия микросхем произвела больше транзисторов, чем совокупное количество всех товаров, произведенных всеми другими компаниями, во всех других отраслях промышленности, за всю историю человечества. Ничто другое и близко не стоит.
Всего шестьдесят лет назад количество транзисторов на новейшей микросхеме составляло не 11,8 млрд, а 4. В 1961 г. небольшая фирма Fairchild Semiconductor, расположенная к югу от Сан-Франциско, анонсировала новый продукт под названием Micrologic - кремниевую микросхему с четырьмя встроенными в нее транзисторами. Вскоре компания придумала, как разместить на чипе десяток, а затем и сотню транзисторов. В 1965 г. соучредитель Fairchild Гордон Мур заметил, что количество компонентов, которые можно разместить на каждом чипе, ежегодно удваивается по мере того, как инженеры учатся изготавливать все более мелкие транзисторы. Это предсказание, согласно которому вычислительная мощность микросхем будет расти в геометрической прогрессии, получило название "закон Мура" и позволило Муру предсказать изобретение устройств, которые в 1965 г. казались невероятно футуристичными, таких как "электронные наручные часы", "домашние компьютеры" и даже "персональные портативные средства связи". Заглядывая в будущее с 1965 г., Мур предсказал десятилетие экспоненциального роста - но этот ошеломляющий темп прогресса продолжается уже более полувека. В 1970 году вторая компания, основанная Муром, Intel, представила микросхему памяти, способную запоминать 1024 единицы информации ("бита"). Стоила она около 20 долларов, что примерно соответствует цене в два цента за бит. Сегодня за 20 долларов можно купить флешку, способную запомнить более миллиарда битов.
Когда мы сегодня думаем о Кремниевой долине, в голову приходят социальные сети и компании, производящие программное обеспечение, а не материал, в честь которого эта долина была названа. Однако Интернет, облако, социальные сети и весь цифровой мир существуют только потому, что инженеры научились управлять мельчайшими движениями электронов, мчащихся по кремниевым плитам. "Большие технологии" не существовали бы, если бы за последние полвека стоимость обработки и запоминания 1 и 0 не снизилась в миллиард раз.
Это невероятное восхождение отчасти стало возможным благодаря гениальным ученым и физикам, получившим Нобелевскую премию. Но не каждое изобретение порождает успешный стартап, и не каждый стартап дает толчок новой отрасли, преобразующей мир. Полупроводники распространились в обществе потому, что компании разработали новые технологии, позволяющие производить их миллионами, потому что энергичные менеджеры неустанно снижали их стоимость, а творческие предприниматели придумывали новые способы их использования. Создание закона Мура - это история не только физиков или инженеров-электриков, но и специалистов по производству, цепочкам поставок и маркетингу.
Города к югу от Сан-Франциско, которые до 1970-х гг. не назывались Силиконовой долиной, стали эпицентром этой революции, поскольку в них сочетались научные знания, производственные ноу-хау и дальновидное бизнес-мышление. В Калифорнии было много инженеров, получивших образование в авиационной или радиопромышленности, окончивших Стэнфорд или Беркли, каждый из которых был обеспечен оборонными долларами, поскольку американские военные стремились закрепить свое технологическое преимущество. Однако культура Калифорнии имела не меньшее значение, чем экономическая структура. Люди, покинувшие Восточное побережье Америки, Европу и Азию, чтобы создать индустрию микросхем, часто ссылались на ощущение безграничных возможностей, принимая решение о переезде в Силиконовую долину. Для самых умных инженеров и самых креативных предпринимателей в мире просто не было более интересного места.
Как только индустрия производства микросхем сформировалась, ее оказалось невозможно вытеснить из Силиконовой долины. Сегодня в цепочке поставок полупроводников используются компоненты из многих городов и стран, но почти каждая микросхема по-прежнему связана с Силиконовой долиной или производится с помощью инструментов, разработанных и изготовленных в Калифорнии. Огромный запас научных знаний Америки, развиваемый за счет государственного финансирования исследований и усиленный способностью переманивать лучших ученых из других стран, обеспечивает базовые знания, способствующие технологическому прогрессу. Сеть венчурных фирм и фондовые рынки страны обеспечивают стартовый капитал, необходимый новым компаниям для развития, и безжалостно вытесняют неудачные компании. В то же время крупнейший в мире потребительский рынок США обеспечил рост, который позволил финансировать десятилетия исследований и разработок новых типов микросхем.
Другие страны не смогли справиться с этой задачей самостоятельно, но добились успеха, глубоко интегрировавшись в цепочки поставок Силиконовой долины. В Европе существуют изолированные островки полупроводникового опыта, в частности, в производстве станков, необходимых для изготовления микросхем, и в разработке архитектур микросхем. Правительства азиатских стран - Тайваня, Южной Кореи и Японии - пробивали себе дорогу в чип-индустрию путем субсидирования компаний, финансирования программ обучения, поддержания заниженного валютного курса и введения тарифов на импорт микросхем. Эта стратегия позволила добиться определенных возможностей, которые не могут повторить другие страны, но они добились своего в партнерстве с Кремниевой долиной, продолжая в основном полагаться на американские инструменты, программное обеспечение и клиентов. В то же время наиболее успешные американские компании, производящие микросхемы, создали цепочки поставок, которые протянулись по всему миру, снижая затраты и производя опыт, который позволил реализовать закон Мура.
Сегодня, благодаря закону Мура, полупроводники встроены в каждое устройство, требующее вычислительной мощности, а в эпоху Интернета вещей это означает практически каждое устройство. Даже в таких столетних продуктах, как автомобили, сегодня часто встречаются микросхемы стоимостью в тысячу долларов. Большая часть мирового ВВП производится с помощью устройств, основанных на полупроводниках. Для продукта, который не существовал семьдесят пять лет назад, это необычайный подъем.
Когда в августе 2020 г. корабль USS Mustin отправился на юг, мир только начинал задумываться о нашей зависимости от полупроводников и зависимости от Тайваня, где производятся чипы, обеспечивающие треть всей новой вычислительной мощности, которую мы используем каждый год. Тайваньская компания TSMC производит почти все самые современные процессорные чипы в мире. Когда в 2020 году COVID обрушился на мир, он нарушил работу всей индустрии чипов, в том числе. Некоторые заводы были временно закрыты. Снизились закупки чипов для автомобилей. Спрос на микросхемы для ПК и центров обработки данных резко возрос, поскольку многие люди готовились работать дома. Затем, в течение 2021 г., произошла серия аварий - пожар на японском полупроводниковом предприятии, ледяные бури в Техасе, центре производства микросхем в США, и новый виток блокировок COVID в Малайзии, где собираются и тестируются многие микросхемы, - которые усилили эти сбои. Внезапно многие отрасли промышленности, расположенные далеко от Кремниевой долины, столкнулись с проблемой нехватки микросхем. Крупные автопроизводители, от Toyota до General Motors, вынуждены были на несколько недель закрывать заводы из-за невозможности приобрести необходимые им полупроводники. Нехватка даже самых простых микросхем приводила к закрытию заводов на противоположном конце света. Казалось бы, это идеальный пример неправильной глобализации.
Политические лидеры США, Европы и Японии десятилетиями не задумывались о полупроводниках. Как и все мы, они думали, что "технологии" означают поисковые системы или социальные сети, а не кремниевые пластины. Когда Джо Байден и Ангела Меркель спрашивали, почему закрываются автомобильные заводы в их странах, ответ был скрыт за цепочками поставок полупроводников, вызывающими недоумение своей сложностью. Типичный чип может быть разработан по чертежам британской компании Arm, принадлежащей Японии, группой инженеров в Калифорнии и Израиле с использованием программного обеспечения из США. После завершения разработки проект отправляется на предприятие в Тайване, которое закупает в Японии сверхчистые кремниевые пластины и специальные газы. Дизайн вырезается на кремнии с помощью одного из самых точных в мире станков, способных травить, наносить и измерять слои материалов толщиной в несколько атомов. Эти инструменты производятся в основном пятью компаниями - одной голландской, одной японской и тремя калифорнийскими, без которых производство современных чипов практически невозможно. Затем чип упаковывается и тестируется, часто в Юго-Восточной Азии, после чего отправляется в Китай для сборки в телефон или компьютер.
Если хоть один из этапов процесса производства полупроводников прервется, это поставит под угрозу мировые поставки новых вычислительных мощностей. В эпоху ИИ часто говорят, что данные - это новая нефть. Однако реальное ограничение, с которым мы сталкиваемся, заключается не в наличии данных, а в вычислительной мощности. Существует конечное число полупроводников, способных хранить и обрабатывать данные. Их производство умопомрачительно сложно и ужасающе дорого. В отличие от нефти, которую можно купить во многих странах, производство вычислительных мощностей зависит от целого ряда "дросселей": инструментов, химикатов и программного обеспечения, которые зачастую производятся несколькими компаниями, а иногда и одной. Ни одна другая отрасль экономики не зависит так сильно от небольшого числа компаний. Чипы из Тайваня ежегодно обеспечивают 37% новых вычислительных мощностей в мире. Две корейские компании производят 44% всех микросхем памяти в мире. Голландская компания ASML производит 100% всех мировых станков для экстремальной ультрафиолетовой литографии, без которых производство новейших микросхем просто невозможно. По сравнению с этим 40-процентная доля ОПЕК в мировой добыче нефти выглядит не очень впечатляюще.
Глобальная сеть компаний, ежегодно выпускающая триллион микросхем нанометрового масштаба, - это триумф эффективности. Но это также и поразительная уязвимость. Сбои, вызванные пандемией, дают лишь представление о том, что может сделать с мировой экономикой одно удачно расположенное землетрясение. Тайвань расположен на линии разлома, на которой еще в 1999 году произошло землетрясение силой 7,3 балла по шкале Рихтера. К счастью, оно лишь на несколько дней вывело из строя производство микросхем. Однако более сильное землетрясение на Тайване - лишь вопрос времени. Разрушительное землетрясение может также ударить по Японии, сейсмоопасной стране, производящей 17% всех чипов в мире, или по Кремниевой долине, которая сегодня производит мало чипов, но строит важнейшее оборудование для производства микросхем на предприятиях, расположенных на разломе Сан-Андреас.
Однако сейсмический сдвиг, который сегодня больше всего угрожает поставкам полупроводников, - это не столкновение тектонических плит, а столкновение великих держав. В то время как Китай и США борются за превосходство, и Вашингтон, и Пекин нацелены на контроль над будущим вычислительной техники, и, что пугающе, это будущее зависит от небольшого острова, который Пекин считает отступнической провинцией, а Америка обязалась защищать силой.
Взаимосвязи между чип-индустрией США, Китая, и Тайваня головокружительно сложны. Лучшей иллюстрацией этого может служить человек, основавший компанию TSMC, которая до 2020 года считала двумя своими крупнейшими клиентами американскую Apple и китайскую Huawei. Моррис Чанг родился в материковом Китае, вырос в Гонконге времен Второй мировой войны, получил образование в Гарварде, Массачусетском технологическом институте и Стэнфорде, помогал создавать раннюю американскую индустрию микросхем, работая в компании Texas Instruments в Далласе, имел сверхсекретный допуск США для разработки электроники для американских военных и сделал Тайвань эпицентром мирового производства полупроводников. Некоторые внешнеполитические стратеги в Пекине и Вашингтоне мечтают о том, чтобы разделить технологические сектора двух стран, но сверхэффективную международную сеть разработчиков микросхем, поставщиков химикатов и производителей станков, которую помогли создать такие люди, как Чанг, не так-то просто размотать.
Если, конечно, что-нибудь не взорвется. Пекин упорно отказывается исключать возможность вторжения на Тайвань с целью "воссоединения" его с материком. Но для того чтобы ударная волна, вызванная полупроводниками, прокатилась по мировой экономике, не потребуется ничего столь драматичного, как десант. Даже частичная блокада со стороны китайских войск приведет к разрушительным сбоям. Один ракетный удар по самому современному предприятию TSMC по производству микросхем может привести к ущербу в сотни миллиардов долларов, если учесть задержки в производстве телефонов, центров обработки данных, автомобилей, телекоммуникационных сетей и других технологий.
Держать мировую экономику в заложниках одного из самых опасных политических споров в мире может показаться ошибкой исторического масштаба. Однако концентрация передового производства микросхем на Тайване, в Южной Корее и других странах Восточной Азии не случайна. Целый ряд продуманных решений государственных чиновников и руководителей компаний привел к созданию разветвленных цепочек поставок, на которые мы сегодня опираемся. Огромные запасы дешевой рабочей силы в Азии привлекли производителей микросхем, которые искали дешевых рабочих. Правительства и корпорации региона использовали офшорные предприятия по сборке микросхем для изучения и последующего внедрения в производство более передовых технологий. Стратеги внешней политики Вашингтона приняли сложные цепочки поставок полупроводников как инструмент привязки Азии к миру, возглавляемому Америкой. Неумолимое требование капитализма к экономической эффективности заставляло постоянно снижать издержки и укрупнять компании. Постоянный темп технологических инноваций, заложенный в законе Мура, требовал все более сложных материалов, машин и процессов, которые могли быть поставлены или профинансированы только через глобальные рынки. И наши гигантские потребности в вычислительной мощности продолжают расти.
На основе изучения исторических архивов на трех континентах, от Тайбэя до Москвы, и более сотни интервью с учеными, инженерами, руководителями компаний и государственными деятелями в этой книге утверждается, что полупроводники определили мир, в котором мы живем, определили форму международной политики, структуру мировой экономики и баланс военной мощи. Однако история этого самого современного устройства сложна и неоднозначна. Его развитие определялось не только корпорациями и потребителями, но и амбициозными правительствами и военными императивами. Чтобы понять, как наш мир стал определяться квинтиллионами транзисторов и небольшим числом незаменимых компаний, необходимо обратиться к истокам кремниевой эры.
Часть
I
. Чипы Холодной войны
Глава 1. От стали к кремнию
Японские солдаты описывали Вторую мировую войну как "стальной тайфун". Акио Морита, , молодой инженер из семьи преуспевающих торговцев сакэ, чувствовал себя именно так. Морита лишь с трудом избежал линии фронта, получив назначение в инженерную лабораторию японского флота. Но стальной тайфун обрушился и на родину Мориты: американские бомбардировщики B-29 Superfortress обрушились на японские города, разрушив большую часть Токио и других городских центров. К разрушениям добавилась американская блокада, вызвавшая повсеместный голод и вынудившая страну пойти на отчаянные меры. В конце войны братья Мориты проходили подготовку в качестве пилотов-камикадзе.
На другом берегу Восточно-Китайского моря детство Морриса Чанга проходило под звуки выстрелов и сирен воздушной тревоги, предупреждавших о готовящемся нападении. Подростковые годы Чанг провел, спасаясь от японских войск, пронесшихся по Китаю, переезжая то в Гуанчжоу, то в британскую колонию Гонконг, то в столицу Китая военного времени Чунцин, а затем, после победы над японцами, вернулся в Шанхай. Но и после этого война не закончилась, так как коммунистические партизаны возобновили борьбу с китайским правительством. Вскоре войска Мао Цзэдуна двинулись на Шанхай. Моррис Чанг снова стал беженцем и был вынужден во второй раз бежать в Гонконг.
Будапешт находился на противоположном конце света, но Энди Гроув пережил тот же стальной тайфун, который пронесся по Азии. Энди (или Андраш Гроф, как его тогда называли) пережил несколько вторжений в Будапешт. Ультраправое правительство Венгрии относилось к евреям, подобным Грофам, как к гражданам второго сорта, но когда в Европе началась война, его отца все же призвали в армию и отправили воевать вместе с союзниками Венгрии по нацизму против Советского Союза, где он числился пропавшим без вести под Сталинградом. Затем, в 1944 г., нацисты вторглись в Венгрию, свою якобы союзницу, направили танковые колонны через Будапешт и объявили о планах отправки евреев, таких как Гроув, в промышленные лагеря смерти. Еще будучи ребенком, Гроув услышал грохот артиллерии несколько месяцев спустя, когда войска Красной Армии вошли в столицу Венгрии, "освободили" страну, изнасиловали мать Гроува и установили на месте нацистов жестокий марионеточный режим.
Бесконечные танковые колонны, волны самолетов, тысячи тонн бомб, сброшенных с неба, конвои судов, доставляющих грузовики, боевую технику, нефтепродукты, локомотивы, вагоны, артиллерию, боеприпасы, уголь и сталь - Вторая мировая война была конфликтом на истощение промышленности. Соединенные Штаты хотели, чтобы так оно и было: промышленная война - это борьба, которую Америка выиграет. В Вашингтоне экономисты из Совета по военному производству измеряли успех медью и железом, резиной и нефтью, алюминием и оловом, поскольку Америка превращала производственную мощь в военную силу.
Соединенные Штаты создали больше танков, чем все державы оси вместе взятые, больше кораблей, больше самолетов, вдвое больше артиллерии и пулеметов, чем державы оси. Конвои с промышленными товарами шли из американских портов через Атлантический и Тихий океаны, снабжая Великобританию, Советский Союз, Китай и других союзников важнейшими материальными средствами. Войну вели солдаты под Сталинградом и моряки у Мидуэя. Но боевая мощь была произведена на американских верфях Kaiser и сборочных конвейерах River Rouge.
В 1945 году по всему миру прозвучало сообщение о том, что война наконец-то закончилась. В окрестностях Токио молодой инженер Акио Морита надел военную форму, чтобы послушать речь императора Хирохито о капитуляции, но слушал ее в одиночестве, а не в компании других морских офицеров, чтобы на него не оказывали давления и не заставляли совершить ритуальное самоубийство . На другом берегу Восточно-Китайского моря Моррис Чанг отпраздновал окончание войны и поражение Японии быстрым возвращением к неторопливой подростковой жизни, состоящей из тенниса, кино и карточных игр с друзьями. В Венгрии Энди Гроув и его мать потихоньку выбирались из своего бомбоубежища, хотя во время советской оккупации они пострадали не меньше, чем во время самой войны.
Исход Второй мировой войны определялся объемом промышленного производства, но уже тогда было ясно, что новые технологии меняют военную мощь. Великие державы производили самолеты и танки тысячами, но они также строили исследовательские лаборатории, в которых разрабатывались новые устройства, такие как ракеты и радары. Две атомные бомбы, уничтожившие Хиросиму и Нагасаки, породили множество предположений о том, что зарождающийся атомный век может прийти на смену эпохе, определяемой углем и сталью.
Моррис Чанг и Энди Гроув были школьниками в 1945 году, слишком молодыми, чтобы всерьез задумываться о технологиях или политике. Акио Морита, однако, было уже за двадцать, и он провел последние месяцы войны, разрабатывая ракеты с тепловым наведением . Япония была далека от создания работоспособных управляемых ракет, но этот проект позволил Морите заглянуть в будущее. Становилось возможным представить себе, что войну выигрывают не клепальщики на сборочных линиях, а оружие, способное автоматически распознавать цели и маневрировать. Эта идея казалась научной фантастикой, но Морита смутно представлял себе новые разработки в области электронных вычислений, которые могли сделать возможным "мышление" машин путем решения математических задач, таких как сложение, умножение или нахождение квадратного корня.
Конечно, идея использования устройств для вычислений была не нова. Люди перебирали пальцами вверх-вниз с тех пор, как Homo sapiens впервые научился считать. Древние вавилоняне изобрели абакус для работы с большими числами, и на протяжении веков люди умножали и делили, перемещая деревянные бусины вперед-назад по деревянным решеткам. В конце 1800-х - начале 1900-х годов в связи с ростом бюрократии в правительстве и бизнесе потребовались армии человеческих "компьютеров" - офисных работников, вооруженных ручкой, бумагой и иногда простыми механическими калькуляторами - редукторами, которые могли складывать, вычитать, умножать, делить и вычислять основные квадратные корни.
Эти живые, дышащие компьютеры могли табелировать зарплату, отслеживать продажи, собирать результаты переписи населения, просеивать данные о пожарах и засухах, необходимые для определения стоимости страховых полисов. Во время Великой депрессии американская администрация Works Progress Administration, стремясь трудоустроить безработных офисных работников, создала проект "Математические таблицы". Несколько сотен человеческих "компьютеров" сидели за рядами столов в офисном здании на Манхэттене и составляли таблицы логарифмов и экспоненциальных функций. В рамках проекта было опубликовано двадцать восемь томов результатов сложных функций с такими названиями, как Tables of Reciprocals of the Integers from 100,000 Through 200,009, где 201 страница была покрыта таблицами чисел.
Организованные группы людей-вычислителей продемонстрировали перспективность вычислений, но также и ограничения, связанные с использованием мозга для вычислений. Даже когда мозг был усилен за счет использования механических калькуляторов, люди работали медленно. Человеку, желающему воспользоваться результатами проекта "Математические таблицы", приходилось перелистывать страницы одного из двадцати восьми томов, чтобы найти результат конкретного логарифма или экспоненты. Чем больше вычислений требовалось произвести, тем больше страниц нужно было пролистать.
Тем временем спрос на вычисления продолжал расти. Еще до Второй мировой войны в проекты по созданию более мощных механических компьютеров вливались деньги, но война ускорила охоту за вычислительными мощностями. Военно-воздушные силы нескольких стран разработали механические бомбовые прицелы, которые помогали летчикам поражать цели. Экипажи бомбардировщиков вводили скорость ветра и высоту полета, поворачивая ручки, которые перемещали металлические рычаги, регулирующие стеклянные зеркала. Эти ручки и рычаги "вычисляли" высоту и углы более точно, чем это мог сделать любой пилот, фокусируя прицел при наведении самолета на цель. Однако ограничения были очевидны. Такие бомбовые прицелы учитывали только несколько входных данных и выдавали один выходной сигнал: когда нужно сбросить бомбу. В идеальных условиях испытаний американские бомбовые прицелы оказались более точными, чем предположения пилотов. Однако при применении в небе над Германией только 20% американских бомб падали в пределах одной тысячи футов от цели. Война была решена количеством сброшенных бомб и выпущенных артиллерийских снарядов, а не ручками механических компьютеров, которые пытались и, как правило, не могли их направить.
Повышение точности требовало большего количества вычислений. В конце концов инженеры начали заменять механические шестеренки в первых компьютерах электрическими зарядами. В первых электрокомпьютерах использовалась вакуумная трубка - металлическая нить накаливания, похожая на лампочку, заключенную в стекло. Электрический ток, проходящий через трубку, можно было включать и выключать, выполняя функцию, не похожую на движение бусинок абакуса вперед-назад по деревянному стержню. Включенная трубка кодировалась как 1, а выключенная - как 0. Из этих двух цифр можно было получить любое число, используя двоичную систему счета, а значит, теоретически можно было выполнять многие виды вычислений.
Более того, вакуумные лампы позволили перепрограммировать эти цифровые компьютеры. Механические шестеренки, такие как в бомбардировщике, могли выполнять только один тип вычислений, поскольку каждая ручка была физически связана с рычагами и шестеренками. Бусины на абакусе были ограничены стержнями, по которым они двигались вперед-назад. Однако соединения между вакуумными трубками можно было реорганизовать, что позволяло компьютеру выполнять различные вычисления.
Это был скачок в развитии вычислительной техники, или он был бы скачком, если бы не мотыльки. Поскольку вакуумные трубки светились как лампочки, они привлекали насекомых, что требовало от инженеров регулярной "отладки" . Кроме того, как и лампочки, вакуумные трубки часто перегорали. Современный компьютер ENIAC, созданный для армии США в Пенсильванском университете в 1945 году для расчета артиллерийских траекторий, состоял из восемнадцати тысяч вакуумных трубок. В среднем одна трубка выходила из строя каждые два дня, что приводило к остановке всей машины и заставляло техников метаться в поисках и замене вышедшей из строя детали. ENIAC мог перемножать сотни чисел в секунду, быстрее, чем любой математик. При этом он занимал целую комнату, поскольку каждая из его восемнадцати тысяч трубок была размером с кулак. Очевидно, что технология вакуумных трубок была слишком громоздкой, слишком медленной и слишком ненадежной. До тех пор пока компьютеры будут представлять собой чудовища, изъеденные молью, они будут полезны только в таких нишевых приложениях, как взлом кодов, если только ученым не удастся найти более компактный, быстрый и дешевый коммутатор.
Глава 2. Выключатель
Уильям Шокли давно предполагал, что если удастся найти лучший "выключатель", то это будет сделано с помощью материалов, называемых полупроводниками. Шокли, родившийся в Лондоне в семье горного инженера-путешественника, вырос среди фруктовых деревьев в сонном калифорнийском городке Пало-Альто. Будучи единственным ребенком, он был абсолютно убежден в своем превосходстве над всеми окружающими и давал всем это понять. Он поступил в колледж при Калифорнийском технологическом институте в Южной Калифорнии, затем защитил докторскую диссертацию по физике в Массачусетском технологическом институте и начал работать в Bell Labs в Нью-Джерси, которая в то время была одним из ведущих мировых центров науки и техники. Все его коллеги считали Шокли несносным, но при этом признавали, что он был блестящим физиком-теоретиком. Его интуиция была настолько точной, что один из коллег Шокли сказал, будто может реально видеть электроны, когда они проносятся по металлам или соединяют атомы вместе.
Полупроводники - область специализации Шокли - представляют собой уникальный класс материалов. Большинство материалов либо свободно пропускают электрический ток (например, медные провода), либо блокируют его (например, стекло). Полупроводники отличаются от них. Сами по себе полупроводниковые материалы, такие как кремний и германий, подобны стеклу, практически не проводящему электрический ток. Но при добавлении определенных материалов и приложении электрического поля ток может начать течь. Например, добавление фосфора или сурьмы к полупроводниковым материалам, таким как кремний или германий, позволяет протекать отрицательному току.
"Легирование" полупроводниковых материалов другими элементами открыло возможность создания новых типов устройств, способных создавать электрические токи и управлять ими. Однако освоение движения электронов по полупроводниковым материалам, таким как кремний или германий, оставалось далекой мечтой до тех пор, пока их электрические свойства оставались загадочными и необъяснимыми. Вплоть до конца 1940-х годов, несмотря на все усилия физиков, накопленные в Bell Labs, никто не мог объяснить, почему пластины полупроводниковых материалов ведут себя столь загадочным образом.
В 1945 г. Шокли впервые теоретизировал то, что он назвал "твердотельным клапаном", нарисовав в своем блокноте кусок кремния, присоединенный к девяностовольтовой батарее. Он предположил, что если поместить кусок полупроводникового материала, такого как кремний, в присутствии электрического поля, то это может привлечь "свободные электроны", хранящиеся внутри, к скоплению у края полупроводника. Если электрическое поле притягивало достаточное количество электронов, то край полупроводника превращался в проводящий материал, например в металл, в котором всегда имеется большое количество свободных электронов. В этом случае через материал, который до этого вообще не проводил электричество, мог начать протекать электрический ток. Вскоре Шокли построил такое устройство, рассчитывая, что прикладывая и снимая электрическое поле к куску кремния, он сможет заставить его работать как клапан, открывая и закрывая поток электронов через кремний. Однако когда он провел этот эксперимент, то не смог обнаружить никакого результата. "Ничего не поддается измерению", - пояснил он. "Весьма загадочно". На самом деле простые приборы 1940-х годов были слишком неточны, чтобы измерить крошечный ток, который протекал.
Два года спустя двое коллег Шокли из Bell Labs разработали аналогичный эксперимент на другом типе устройств. Если Шокли был гордым и несносным, то его коллеги Уолтер Браттейн, блестящий физик-экспериментатор с животноводческой фермы в сельской местности Вашингтона, и Джон Бардин, ученый из Принстона, ставший впоследствии единственным человеком, получившим две Нобелевские премии по физике, были скромны и мягко воспитаны. Вдохновленные теориями Шокли, Браттейн и Бардин создали устройство, в котором две золотые нити, присоединенные проводами к источнику питания и к куску металла, прикреплялись к блоку германия, причем каждая нить касалась германия на расстоянии менее миллиметра от другой. Днем 16 декабря 1947 года в штаб-квартире Bell Labs Бардин и Браттейн включили питание и смогли контролировать ток, проходящий через германий. Теории Шокли о полупроводниковых материалах оказались верными.
Компания AT&T, которой принадлежала Bell Labs, занималась производством телефонов, а не компьютеров, и рассматривала это устройство, названное впоследствии "транзистором", в первую очередь как полезное для усиления сигналов, передающих телефонные звонки по ее обширной сети. Вскоре стало ясно, что транзисторы могут усиливать ток, поэтому они будут полезны в таких устройствах, как слуховые аппараты и радиоприемники, заменяя менее надежные вакуумные трубки, которые также использовались для усиления сигнала. Вскоре Bell Labs начала оформлять патентные заявки на это новое устройство.
Шокли был взбешен тем, что его коллеги нашли эксперимент, подтверждающий его теории, и был полон решимости превзойти их. На Рождество он на две недели заперся в номере чикагского отеля и начал придумывать различные конструкции транзисторов, основываясь на своем беспрецедентном понимании физики полупроводников. К январю 1948 г. он разработал концепцию транзистора нового типа, состоящего из трех кусков полупроводникового материала. На двух внешних кусках будет избыток электронов, а на куске, расположенном между ними, - недостаток. Если к среднему слою "сэндвича" прикладывался крошечный ток, то по всему устройству протекал гораздо больший ток. Это преобразование малого тока в большой было тем же процессом усиления, который продемонстрировал транзистор Браттейна и Бардина. Но Шокли начал понимать и другие возможности использования этого транзистора, например, в качестве "твердотельного вентиля", о котором он уже говорил ранее. Он мог включать и выключать большой ток, манипулируя малым током, подаваемым в середину этого транзисторного сэндвича. Включение, выключение. Включение, выключение. Шокли сконструировал переключатель.
Когда в июне 1948 г. Bell Labs провела пресс-конференцию, на которой объявила, что ее ученые изобрели транзистор, было нелегко понять, почему эти проводные блоки из германия заслуживают специального объявления. Газета New York Times похоронила эту историю на 46-й странице. Журнал Time поступил лучше, сообщив об изобретении под заголовком "Маленькая клетка мозга". Однако даже Шокли, никогда не недооценивавший собственной значимости, не мог себе представить, что вскоре тысячи, миллионы и миллиарды этих транзисторов будут использоваться в микроскопических масштабах, чтобы заменить человеческий мозг в вычислительных задачах.
Глава 3. Нойс, Килби и интегральная микросхема
Транзистор мог заменить вакуумные лампы только в том случае, если его удастся упростить и продавать в широких масштабах. Теоретизирование и изобретение транзисторов было лишь первым шагом; теперь предстояло производить их тысячами. Браттейн и Бардин мало интересовались бизнесом и массовым производством. В душе они были исследователями, и после получения Нобелевской премии продолжили свою карьеру, занимаясь преподаванием и экспериментами. Амбиции Шокли, напротив, только росли. Он хотел быть не только знаменитым, но и богатым. Он говорил друзьям, что мечтает видеть свое имя не только в научных изданиях, таких как Physical Review, но и на сайте в Wall Street Journal. В 1955 г. он основал компанию Shockley Semiconductor в пригороде Сан-Франциско Маунтин-Вью, штат Калифорния, недалеко от Пало-Альто, где все еще жила его стареющая мать.
Шокли планировал создать лучшие в мире транзисторы, что стало возможным благодаря тому, что компания AT&T, владелец Bell Labs и патента на транзистор, предложила лицензировать устройство другим компаниям за $25 000 - выгодное предложение для самой передовой технологии электроники. Шокли предполагал, что рынок для транзисторов найдется, по крайней мере, для замены вакуумных трубок в существующей электронике. Однако потенциальный размер рынка транзисторов был неясен. Все соглашались с тем, что транзисторы - это умная технология, основанная на самых передовых достижениях физики, но транзисторы будут востребованы только в том случае, если они будут делать что-то лучше, чем вакуумные трубки, или их производство будет более дешевым. Шокли вскоре получит Нобелевскую премию за свои теоретические разработки в области полупроводников, но вопрос о том, как сделать транзисторы практичными и полезными, был дилеммой инженера, а не теоретика.
Вскоре транзисторы стали использоваться в компьютерах вместо вакуумных ламп, но разводка между тысячами транзисторов создавала сложные джунгли. Джек Килби, инженер компании Texas Instruments, провел лето 1958 года в своей техасской лаборатории, сосредоточившись на поиске способа упростить все эти сложности, связанные с проводами, которые требовали системы с транзисторами. Килби был мягким, коллегиальным, любопытным и тихо блестящим. "Он никогда не был требовательным", - вспоминал один из коллег. "Ты знал, что он хочет, чтобы произошло, и старался сделать все возможное, чтобы это произошло". Другой коллега, который регулярно обедал с Килби на барбекю, сказал, что он был "таким милым человеком, какого только можно пожелать встретить".
Килби был одним из первых, кто начал использовать транзистор за пределами Bell Labs, после того как его первый работодатель, компания Centralab, расположенная в Милуоки, лицензировала технологию у AT&T. В 1958 г. Килби покинул Centralab и перешел на работу в транзисторное подразделение компании Texas Instruments. Компания TI, расположенная в Далласе, была основана для производства оборудования, использующего сейсмические волны, чтобы помочь нефтяникам выбрать место для бурения. Во время Второй мировой войны компания была привлечена ВМС США для создания гидролокаторов, позволяющих отслеживать вражеские подводные лодки. После войны руководители TI поняли, что эти знания в области электроники могут быть полезны и в других военных системах, и наняли инженеров, подобных Килби, для их создания.
Килби приехал в Даллас как раз в период июльских отпусков, но отпускных у него не было, поэтому на пару недель его оставили в лаборатории одного. Имея время для возиться, он задумался, как уменьшить количество проводов, необходимых для соединения различных транзисторов. Вместо того чтобы использовать для изготовления каждого транзистора отдельный кусок кремния или германия, он решил собрать несколько компонентов на одном куске полупроводникового материала. Когда его коллеги вернулись с летних каникул, они поняли, что идея Килби была революционной. В одну пластину кремния или германия можно было встроить несколько транзисторов. Килби назвал свое изобретение "интегральной схемой", но в просторечии ее стали называть "чипом", поскольку каждая интегральная схема изготавливалась из кусочка кремния, "отколотого" от круглой кремниевой пластины.
Примерно за год до этого в Пало-Альто (Калифорния) группа из восьми инженеров, работавших в лаборатории полупроводников Уильяма Шокли, заявила своему начальнику, лауреату Нобелевской премии, что увольняется. Шокли умел замечать таланты, но был ужасным руководителем. Он процветал на противоречиях и создавал токсичную атмосферу, которая отторгала от него молодых талантливых инженеров, которых он собрал. Поэтому восемь инженеров покинули Shockley Semiconductor и решили основать собственную компанию Fairchild Semiconductor, получив начальное финансирование от миллионера с Восточного побережья.
Восьмерым перебежчикам из лаборатории Шокли многие приписывают роль основателей Силиконовой долины. Один из них, Юджин Клейнер, впоследствии основал одну из самых влиятельных в мире венчурных фирм Kleiner Perkins. Гордон Мур, который впоследствии руководил научно-исследовательским процессом в компании Fairchild, ввел понятие "закон Мура" для описания экспоненциального роста вычислительной мощности. Самым важным был Боб Нойс, лидер "предательской восьмерки", который обладал харизматическим, провидческим энтузиазмом в отношении микроэлектроники и интуитивным пониманием того, какие технические достижения необходимы для того, чтобы сделать транзисторы миниатюрными, дешевыми и надежными. Сопоставление новых изобретений с коммерческими возможностями - именно то, что нужно было такому стартапу, как Fairchild, чтобы добиться успеха, и то, что нужно было индустрии микросхем для взлета.
К моменту основания компании Fairchild научные основы транзисторов были в общих чертах ясны, но их надежное производство представляло собой чрезвычайно сложную задачу. Первые серийные транзисторы были изготовлены из блока германия, на который были нанесены слои различных материалов в форме мезы из пустыни Аризона. Эти слои были получены путем покрытия части германия каплей черного воска, использования химического вещества для вытравливания германия, не покрытого воском, и последующего удаления воска, в результате чего на германии образовывались мезы.
Недостатком меза-структуры было то, что она позволяла загрязнениям, таким как пыль или другие частицы, оседать на транзисторе, вступая в реакцию с материалами на его поверхности. Коллега Нойса Жан Хоерни, швейцарский физик и заядлый альпинист, понял, что мезы не нужны, если весь транзистор может быть встроен в германий, а не на его поверхности. Он разработал метод изготовления всех деталей транзистора путем нанесения защитного слоя диоксида кремния на пластину кремния, затем вытравливания отверстий в необходимых местах и нанесения дополнительных материалов. Такой способ нанесения защитных слоев позволил избежать воздействия воздуха и примесей, способных вызвать дефекты. Это был серьезный шаг вперед в области надежности.
Несколько месяцев спустя на сайте Нойс понял, что "планарный метод" Хоерни может быть использован для создания нескольких транзисторов на одном куске кремния. Если Килби, не подозревая о том, что Нойс изготовил меза-транзистор на германиевой базе, а затем соединил его проводами, то Нойс использовал планарный метод Хоерни для создания нескольких транзисторов на одном чипе. Поскольку планарный процесс покрывал транзистор изолирующим слоем диоксида кремния, Нойс мог прокладывать "провода" непосредственно на чипе, нанося на него металлические линии, проводящие электричество между транзисторами чипа. Как и Килби, Нойс создал интегральную схему: несколько электрических компонентов на одном куске полупроводникового материала. Однако в варианте Нойса вообще не было отдельно стоящих проводов. Транзисторы были встроены в единый блок материала. Вскоре "интегральные схемы", разработанные Килби и Нойсом, стали называть "полупроводниками" или, проще говоря, "чипами".
Нойс, Мур и их коллеги из компании Fairchild Semiconductor знали, что их интегральные схемы будут гораздо надежнее, чем лабиринт проводов, на которых базировались другие электронные устройства. Казалось, что миниатюризировать "планарную" схему Fairchild гораздо проще, чем стандартные меза-транзисторы. При этом более компактные схемы будут требовать меньше электроэнергии для работы. Нойс и Мур начали понимать, что миниатюризация и электрическая эффективность - это мощная комбинация: меньшие транзисторы и снижение энергопотребления создадут новые возможности для использования их интегральных схем. Однако на первых порах интегральная схема Нойса обходилась в пятьдесят раз дороже, чем более простое устройство с отдельными компонентами, соединенными между собой проводами. Все соглашались с тем, что изобретение Нойса было умным и даже гениальным. Все, что ему было нужно, - это рынок.
Глава 4.
Liftoff
Через три дня после того, как Нойс и Мур основали компанию Fairchild Semiconductor, в 20:55 в ночном небе Калифорнии над их головами пронесся ответ на вопрос, кто будет платить за интегральные микросхемы. Спутник, первый в мире спутник, запущенный Советским Союзом, двигался по орбите с запада на восток со скоростью восемнадцать тысяч миль в час. "Russ 'Moon' Circling Globe", - гласил заголовок в газете San Francisco Chronicle, отражая опасения американцев, что этот спутник дает русским стратегическое преимущество. Четыре года спустя Советский Союз последовал за "Спутником" еще одним потрясением, когда космонавт Юрий Гагарин стал первым человеком в космосе.
По всей Америке советская космическая программа вызвала кризис доверия. Контроль над космосом мог иметь серьезные военные последствия. США считали себя мировой научной сверхдержавой, но теперь они, похоже, отстали. Вашингтон приступил к реализации программы по догону советских ракет и ракетных программ, а президент Джон Кеннеди заявил, что США отправят человека на Луну. У Боба Нойса неожиданно появился рынок сбыта для его интегральных схем: ракеты.
Первый крупный заказ на микросхемы Нойса поступил от НАСА, которое в 1960-х годах выделило огромный бюджет на отправку астронавтов на Луну. Поскольку Америка нацелилась на высадку на Луну, инженеры Лаборатории приборов Массачусетского технологического института получили от НАСА задание разработать компьютер наведения для космического корабля "Аполлон" - устройство, которое должно было стать одним из самых сложных компьютеров, когда-либо созданных. Все соглашались с тем, что транзисторные компьютеры гораздо лучше, чем их аналоги в вакуумных трубках, с помощью которых во время Второй мировой войны взламывались коды и рассчитывались артиллерийские траектории. Но сможет ли хоть одно из этих устройств реально направить космический корабль к Луне? Один из инженеров Массачусетского технологического института подсчитал, что для удовлетворения потребностей миссии "Аполлон" компьютер должен быть размером с холодильник и потреблять больше электроэнергии, чем должен был производить весь космический корабль "Аполлон".
Лаборатория приборов Массачусетского технологического института получила свою первую интегральную схему, произведенную компанией Texas Instruments, в 1959 году, всего через год после того, как Джек Килби изобрел ее, купив 64 микросхемы по цене 1000 долл. для тестирования в рамках ракетной программы ВМС США. В итоге команда MIT не стала использовать микросхемы в этой ракете, но идея интегральных микросхем показалась им интересной. Примерно в то же время компания Fairchild начала продавать свои собственные микросхемы "Micrologic". "Один из инженеров Массачусетского технологического института в январе 1962 г. приказал своему коллеге: "Пойди и купи большое количество этих микросхем, чтобы проверить, настоящие ли они".
Fairchild была совершенно новой компанией, управляемой группой тридцатилетних инженеров без опыта работы, но их микросхемы были надежны и поставлялись вовремя. К ноябрю 1962 года Чарльз Старк Дрейпер, знаменитый инженер, руководивший лабораторией Массачусетского технологического института, решил сделать ставку на микросхемы Fairchild для программы Apollo, подсчитав, что компьютер, использующий интегральные схемы Нойса, будет на треть меньше и легче, чем компьютер на дискретных транзисторах. Кроме того, он будет потреблять меньше электроэнергии. Компьютер, который в итоге доставил "Аполлон-11" на Луну, весил семьдесят килограммов и занимал около одного кубического фута пространства, что в тысячу раз меньше, чем компьютер ENIAC Пенсильванского университета, который рассчитывал траектории артиллерийского огня во время Второй мировой войны.
Массачусетский технологический институт считает компьютер наведения "Аполлона" одним из своих самых гордых достижений, но Боб Нойс знал, что именно его микросхемы обеспечивали работу компьютера "Аполлон". К 1964 году, похвастался Нойс, интегральные схемы в компьютерах Apollo проработали 19 млн. часов всего с двумя отказами , один из которых был вызван физическим повреждением при перемещении компьютера. Продажи микросхем для программы "Аполлон" превратили компанию Fairchild из небольшого стартапа в фирму с тысячей сотрудников. Объем продаж вырос с 500 тыс. долл. в 1958 году до 21 млн. долл. через два года.
Наращивая объемы производства для NASA, Нойс снижал цены для других заказчиков. Интегральная схема, которая в декабре 1961 года продавалась по цене 120 долларов, к октябрю следующего года была снижена до 15 долларов. Доверие NASA к интегральным схемам для доставки астронавтов на Луну было важным знаком одобрения. Микросхемы Micrologic компании Fairchild больше не были неопробованной технологией, они использовались в самых неблагоприятных и жестких условиях - в космосе.
Это была хорошая новость для Джека Килби и компании Texas Instruments, хотя их микросхемы играли лишь небольшую роль в программе "Аполлон". В штаб-квартире TI в Далласе Килби и президент TI Пэт Хаггерти искали крупного заказчика для своих интегральных схем. Хаггерти был сыном железнодорожного телеграфиста из маленького городка в Южной Дакоте, получил образование инженера-электрика и во время Второй мировой войны работал над электроникой для ВМС США. С момента своего прихода в компанию Texas Instruments в 1951 г. Хаггерти сосредоточился на , продавая электронные системы военным.
Хаггерти интуитивно понимал, что интегральная схема Джека Килби в конечном итоге может быть подключена к каждой единице электроники, используемой американскими военными. Один из ветеранов TI вспоминал о Хаггерти как о захватывающем ораторе, который, выступая перед сотрудниками Texas Instruments с проповедью о будущем электроники, говорил "как мессия, говорящий с вершины горы. Казалось, что он может предсказать все". В начале 1960-х годов, когда США и Советский Союз находились в состоянии ядерного противостояния - сначала за контроль над разделенным Берлином, а затем во время Кубинского ракетного кризиса, - у Хаггерти не было лучшего заказчика, чем Пентагон. Всего через несколько месяцев после создания Килби интегральной схемы Хаггерти ознакомил сотрудников Министерства обороны с изобретением Килби. В следующем году Лаборатория авионики ВВС согласилась спонсировать исследования TI в области микросхем. Затем последовало несколько небольших контрактов на поставку военных устройств. Но Хаггерти искал крупную рыбу.
Осенью 1962 г. ВВС США начали поиск нового компьютера для управления ракетой Minuteman II, предназначенной для вывода ядерных боеголовок в космос перед нанесением удара по Советскому Союзу. Первая версия ракеты "Минитмен" только что поступила на вооружение, но она была настолько тяжелой, что с пусковых площадок, разбросанных по американскому Западу, едва могла попасть в Москву. Бортовой компьютер наведения представлял собой громадное чудовище, построенное на дискретных транзисторах, а программа наведения поступала в компьютер наведения через майларовую ленту с пробитыми в ней отверстиями.
Хаггерти пообещал ВВС, что компьютер, использующий интегральные схемы Килби, сможет выполнять вдвое больше вычислений при вдвое меньшем весе. Он представлял себе компьютер, использующий двадцать два различных типа интегральных схем. По его мнению, 95% функций компьютера выполняли бы интегральные схемы, вырезанные в кремнии, которые вместе весили бы 2,2 унции. Оставшиеся 5% аппаратной части компьютера, которые инженеры TI еще не могли придумать, как разместить на чипе, весили 36 кг. "Это был просто вопрос размера и веса", - пояснил один из инженеров, разрабатывавших компьютер, Боб Нис, принимая решение об использовании интегральных схем. " Выбор был невелик".
Выигрыш контракта на Minuteman II изменил бизнес TI по производству микросхем. Если раньше объем продаж интегральных микросхем TI измерялся десятками, то вскоре компания стала продавать их тысячами на фоне страха перед "ракетным разрывом" США с Советским Союзом. Уже через год поставки TI для ВВС составили 60% всех долларов, потраченных на закупку микросхем до настоящего времени. К концу 1964 года Texas Instruments поставила сто тысяч интегральных схем для программы Minuteman. К 1965 году 20 процентов всех проданных в том году интегральных микросхем было поставлено для программы Minuteman. Ставка Пэта Хаггерти на продажу микросхем военным окупалась. Вопрос заключался лишь в том, сможет ли TI научиться их массовому производству.
Глава 5. Минометы и массовое производство
Джей Лэтроп приехал на стоянку Texas Instruments на свой первый рабочий день 1 сентября 1958 г., как раз в то время, когда заканчивалось судьбоносное лето Джека Килби, проведенное в лабораториях TI. После окончания Массачусетского технологического института, где он пересекался с Бобом Нойсом, Лэтроп работал в правительственной лаборатории США, где ему было поручено разработать бесконтактный взрыватель, который позволил бы 81-мм минометной мине автоматически взрываться над целью. Как и инженеры компании Fairchild, он испытывал трудности с транзисторами мезаобразной формы, которые оказалось трудно миниатюризировать. Существующие технологические процессы предполагали нанесение на определенные участки полупроводникового материала восковых шариков специальной формы, а затем смывание непокрытых участков с помощью специальных химикатов. Для изготовления транзисторов меньшего размера требовались меньшие шарики воска, но сохранить их правильную форму было очень сложно.
Рассматривая в микроскоп один из своих транзисторов, Лэтроп и его ассистент, химик Джеймс Налл, пришли к мысли: объектив микроскопа может взять что-то маленькое и сделать его больше. Если перевернуть микроскоп вверх ногами, то его линза примет что-то большое и сделает его меньше. Можно ли с помощью объектива взять большой рисунок и "напечатать" его на германии, создав таким образом миниатюрные мезы на блоках германия? Компания Kodak, производящая фотоаппараты, продавала химические вещества, называемые фоторезистами, которые вступали в реакцию при воздействии света.
Лэтроп покрыл блок германия одним из химикатов Kodak - фоторезистом, который исчезал под воздействием света. Затем он перевернул микроскоп вверх дном и покрыл объектив рисунком так, чтобы свет проходил только через область в форме прямоугольника. Свет попадал в шаблон, светил через объектив в форме прямоугольника и уменьшался в размерах под действием перевернутого микроскопа, фокусируясь на германии с фоторезистивным покрытием, при этом лучи света создавали миниатюрную версию прямоугольного шаблона идеальной формы. Там, где свет попадал на слой фоторезиста, химическая структура изменялась, что позволяло смыть его, оставив крошечное прямоугольное отверстие, гораздо меньшее по размеру и более точное по форме, чем мог бы быть любой кусочек воска. Вскоре Лэтроп обнаружил, что может печатать и "провода", добавляя сверхтонкий слой алюминия для соединения германия с внешним источником питания.
Лэтроп назвал этот процесс фотолитографией - печатью с помощью света. Он создал транзисторы гораздо меньших размеров, чем это было возможно ранее: диаметром всего в десятую долю дюйма, с элементами высотой до 0,0005 дюйма. Фотолитография позволила представить себе массовое производство крошечных транзисторов. В 1957 году Лэтроп подал заявку на получение патента на эту технологию. Под звуки армейского оркестра военные вручили ему медаль за проделанную работу и денежную премию в размере 25 000 долларов США, которую он использовал для покупки своей семье универсала Nash Rambler.
Пэт Хаггерти и Джек Килби сразу же поняли, что процесс фотолитографии Лэтропа стоит гораздо больше, чем премия в 25 000 долларов, которую ему вручила армия. Для ракетной программы Minuteman II требовались тысячи интегральных схем. Для космического корабля "Аполлон" требовались десятки тысяч других. Хаггерти и Килби поняли, что световые лучи и фоторезисты могут решить проблему массового производства, механизируя и миниатюризируя изготовление микросхем так, как это не удавалось сделать при пайке проводов вручную.
Внедрение процесса литографии Латропа в компании Texas Instruments потребовало новых материалов и новых процессов. Химикаты фоторезиста компании Kodak были недостаточно чистыми для массового производства, поэтому TI приобрела собственные центрифуги и перерабатывала химикаты, поставляемые Kodak. Лэтроп ездил на поездах по всей стране в поисках "масок", которые можно было бы использовать для проецирования точных световых узоров на покрытые фоторезистом плиты полупроводникового материала для вырезания схем. В конце концов он пришел к выводу, что ни одна из существующих компаний, производящих маски, не обладает достаточной точностью, поэтому TI решила сама производить маски. Плиты кремния, которые требовались для интегральных схем Килби, должны были быть сверхчистыми, что не под силу ни одной компании. Поэтому TI также начала производство собственных кремниевых пластин.
Массовое производство работает, когда все стандартизировано. Компания General Motors вставляла множество одинаковых деталей во все автомобили Chevrolet, сходившие с ее конвейеров. Когда речь шла о полупроводниках, у таких компаний, как TI, не было инструментов, позволяющих определить, все ли компоненты их интегральных схем одинаковы. Химические вещества содержали примеси, которые в то время невозможно было проверить. Перепады температуры и давления вызывали неожиданные химические реакции. Маски, через которые проецировался свет, могли быть загрязнены частицами пыли. Одна примесь могла испортить весь цикл производства. Единственным методом совершенствования был метод проб и ошибок, и компания TI организовала тысячи экспериментов по оценке влияния различных температур, комбинаций химических веществ и производственных процессов. Джек Килби каждую субботу ходил по коридорам TI и проверял эксперименты своих инженеров.
Инженер-технолог компании TI Мэри Энн Поттер в течение нескольких месяцев проводила круглосуточные испытания. Первая женщина, получившая степень по физике в Техасском технологическом институте, Поттер была принята на работу в компанию TI для расширения производства микросхем для ракеты Minuteman. Она часто работала в ночную смену - с 11 часов вечера до 8 часов утра, чтобы убедиться, что эксперименты идут по плану. Сбор данных занимал несколько дней экспериментов. Затем она проводила регрессию данных, используя свою логарифмическую линейку для вычисления экспоненты и квадратных корней, выводила результаты на график и затем интерпретировала их - все это делалось вручную. Это был медленный, трудоемкий, болезненный процесс, когда для обработки чисел использовались человеческие "компьютеры". Однако метод проб и ошибок был единственным, которым располагала компания Texas Instruments.
Моррис Чанг пришел в компанию TI в 1958 г., в один год с Джеем Лэтропом, и был назначен ответственным за производственную линию транзисторов. Почти десятилетие прошло с тех пор, как Чанг бежал из Шанхая, спасаясь от наступающих коммунистических войск, сначала в Гонконг, а затем в Бостон, получив допуск в Гарвард, где он был единственным китайским студентом на первом курсе. После года, проведенного за изучением Шекспира, Чанг начал беспокоиться о своих карьерных перспективах. "Были китайско-американские прачечные, были китайско-американские рестораны", - вспоминает он. "Единственной действительно серьезной... профессией среднего класса, которой мог заниматься американец китайского происхождения в начале пятидесятых годов, была техническая". Машиностроение казалось более безопасным, чем английская литература, решил Чанг и перевелся в Массачусетский технологический институт.
После окончания университета Чанг был принят на работу в компанию Sylvania, крупную электронную фирму, располагавшуюся недалеко от Бостона. Перед ним была поставлена задача повысить "производительность" производства Sylvania - долю транзисторов, которые действительно работают. Дни Чанг проводил, возившись с производственными процессами Sylvania, а вечера - изучая книгу Шокли "Электроны и дырки в полупроводниках", библию ранней полупроводниковой электроники. После трех лет работы в Sylvania Чанг получил предложение от TI и переехал в Даллас, штат Техас, - "страну ковбоев", вспоминал он, и страну "бифштексов за 95 центов". Ему было поручено запустить производственную линию транзисторов, предназначенных для использования в компьютерах IBM, причем этот тип транзисторов был настолько ненадежным, что выход продукции TI, по его воспоминаниям, был близок к нулю. Почти все транзисторы имели производственные дефекты, которые приводили к замыканию или сбоям в работе схем; их приходилось выбрасывать по адресу .
Будучи мастером игры в бридж, Чанг подходил к производству так же методично, как к своей любимой карточной игре. Придя в TI, он начал систематически настраивать температуру и давление, при которых соединялись различные химические вещества, чтобы определить, какие комбинации работают лучше всего, применяя свою интуицию к полученным данным так, что это удивляло и пугало его коллег. "Работая с ним, нужно было быть осторожным", - вспоминал один из коллег. "Он сидел, попыхивал трубкой и смотрел на тебя сквозь дым". Техасцы, работавшие на него, считали его "похожим на Будду". За табачным дымом скрывался непревзойденный ум. Один из коллег вспоминал: "Он знал достаточно о физике твердого тела, чтобы превзойти любого". У него была репутация жесткого начальника. "Моррис не любил избивать людей", - вспоминал один из подчиненных. "Если вы не получали от Морриса взбучки, значит, вы не работали в TI". Однако методы Чанга дали свои результаты. В течение нескольких месяцев выход транзисторов на его производственной линии вырос до 25%. Руководители IBM, крупнейшей американской технологической компании, приехали в Даллас, чтобы изучить его методы. Вскоре он был назначен ответственным за весь бизнес TI по производству интегральных схем.
Как и Чанг, Нойс и Мур не видели пределов для роста индустрии микросхем до тех пор, пока им удавалось наладить массовое производство. Нойс понял, что его однокурсник по Массачусетскому технологическому институту Джей Лэтроп, с которым он вместе ходил в походы по горам Нью-Гэмпшира во время учебы в аспирантуре, открыл методику, способную изменить производство транзисторов. Нойс быстро принял решение нанять партнера Латропа по лаборатории, химика Джеймса Налла, для разработки фотолитографии в компании Fairchild. "Если мы не сможем заставить ее работать, - рассуждал Нойс, - у нас не будет компании".
Усовершенствовать производственный процесс Fairchild должны были инженеры-производственники, такие как Энди Гроув. После бегства от коммунистического правительства Венгрии в 1956 г. и прибытия в Нью-Йорк в качестве беженца Гроув поступил в аспирантуру в Беркли. В 1962 году он написал в компанию Fairchild письмо с просьбой о собеседовании, но ему ответили, чтобы он попробовал обратиться позже: "Мы предпочитаем, чтобы наши молодые люди проходили собеседование с нами, когда они уже закончили собеседование со всеми остальными", - говорилось в письме с отказом. По его словам, Гроув счел письмо Фэйрчайлда с отказом "снисходительно-отвратительным", что стало первым признаком того высокомерия, которое впоследствии стало определять Силиконовую долину. Но по мере роста спроса на полупроводники компании Fairchild внезапно возникла острая потребность в инженерах-химиках. Один из руководителей компании позвонил в Беркли и попросил прислать список лучших студентов химического факультета. Гроув оказался в верхней части списка и был вызван в Пало-Альто для встречи с Гордоном Муром. "Это была любовь с первого взгляда", - вспоминал Гроув. Он был принят на работу в 1963 году и всю оставшуюся жизнь посвятил созданию индустрии микросхем вместе с Нойсом и Муром.
Нобелевскую премию за изобретение транзистора получили Шокли, Бардин и Браттейн. Джек Килби позже получил Нобелевскую премию за создание первой интегральной схемы ; если бы Боб Нойс не умер в возрасте 62 лет, он разделил бы премию с Килби. Эти изобретения были крайне важны, но для создания индустрии микросхем одной науки было недостаточно. Распространению полупроводников способствовали как умные технологии производства, так и академическая физика. Такие университеты, как Массачусетский технологический институт и Стэнфорд, сыграли решающую роль в развитии знаний о полупроводниках, но развитие индустрии микросхем произошло только потому, что выпускники этих учебных заведений потратили годы на отладку производственных процессов, чтобы сделать возможным массовое производство. Именно инженерная мысль и интуиция, а также научное теоретизирование превратили патент Bell Labs в отрасль, изменившую мир.
Шокли, получивший широкое признание как один из величайших физиков-теоретиков своего поколения, в конце концов отказался от попытки сколотить состояние и попасть в Wall Street Journal. Его вклад в теоретическую разработку транзистора был очень важен. Но именно предательски покинувшие его компанию восемь молодых инженеров, а также аналогичная группа в Texas Instruments превратили транзисторы Шокли в полезный продукт - микросхемы - и продали их американским военным, одновременно научившись их массовому производству. Вооружившись этими возможностями, Fairchild и TI вступили в середине 1960-х годов с новой задачей: превратить микросхемы в массовый продукт.
Глава 6. "Я... ХОЧУ... СТАТЬ... БОГАТЫМ"
Компьютеры, управлявшие космическим кораблем "Аполлон" и ракетой "Минитмен II", стали отправной точкой для развития американской индустрии интегральных микросхем. К середине 1960-х годов американские военные стали использовать микросхемы в вооружениях всех типов - от спутников до гидролокаторов, от торпед до телеметрических систем. Боб Нойс знал, что военные и космические программы сыграли решающую роль в раннем успехе Fairchild, и в 1965 г. признал, что в военных и космических приложениях будет использовано "более 95% микросхем, произведенных в этом году". Но он всегда представлял себе еще больший гражданский рынок для своих микросхем, хотя в начале 1960-х годов такого рынка не существовало. Он должен был создать его, что означало держать военных на расстоянии вытянутой руки, чтобы он, а не Пентагон определял приоритеты НИОКР компании Fairchild. Нойс отказался от большинства контрактов на военные исследования, оценив, что Fairchild никогда не полагалась на Министерство обороны более чем на 4% своего бюджета на НИОКР. "В мире очень мало директоров по исследованиям, которые действительно подходят для оценки работы Fairchild", - уверенно объяснил Нойс, - "и они не часто являются кадровыми офицерами в армии".
Нойс познакомился с государственными исследованиями и разработками еще в аспирантуре, когда работал в компании Philco, производившей радиоприемники на Восточном побережье и имевшей крупное оборонное подразделение. "Направление исследований определяли люди менее компетентные", - вспоминал Нойс, жалуясь на время, которое он тратил на написание отчетов о проделанной работе для военных. Теперь, когда он руководил Fairchild, компанией, основанной наследником трастового фонда, у него была возможность относиться к военным как к заказчику, а не как к начальнику. Он решил направить большую часть НИОКР Fairchild не на военные нужды, а на массовый рынок. Большинство микросхем, используемых в ракетах или спутниках, должны иметь и гражданское применение, рассуждал он. Первая интегральная схема, выпущенная для коммерческого рынка и использовавшаяся в слуховом аппарате Zenith ( ), изначально была разработана для спутника NASA. Задача состояла в том, чтобы создать микросхемы, которые могли бы позволить себе гражданские лица. Военные платили по высшему разряду, но потребители были чувствительны к цене. Однако заманчивым оставалось то, что гражданский рынок был намного больше, чем даже раздутые бюджеты Пентагона времен холодной войны. "Продавать НИОКР правительству - это все равно что взять свой венчурный капитал и положить его на сберегательный счет", - заявил Нойс. "Венчур есть венчур; вы хотите взять на себя риск".
В Пало-Альто компания Fairchild Semiconductor находилась в окружении фирм, поставлявших продукцию Пентагону - от аэрокосмической техники до боеприпасов, от радио до радаров. Хотя военные покупали микросхемы у Fairchild, Министерству обороны было удобнее работать с большими бюрократическими структурами, чем с проворными стартапами. В результате Пентагон недооценил скорость, с которой Fairchild и другие начинающие полупроводниковые компании смогут изменить электронику. В оценке Министерства обороны, проведенной в конце 1950-х годов, радиогигант RCA хвалился тем, что у него "самая амбициозная программа микроминиатюризации", и пренебрежительно отмечал, что в Fairchild всего два ученых работают над программой создания ведущих микросхем. Оборонный подрядчик Lockheed Martin, располагавший исследовательским центром в Пало-Альто, имел более пятидесяти ученых в своем подразделении микросистемной электроники, что, по мнению Министерства обороны, означало, что Lockheed был далеко впереди.
Однако именно научно-исследовательская группа Fairchild под руководством Гордона Мура не только разработала новую технологию, но и открыла новые гражданские рынки. В 1965 году журнал Electronics предложил Муру написать небольшую статью о будущем интегральных схем. Он предсказал, что каждый год, по крайней мере в течение следующего десятилетия, компания Fairchild будет удваивать количество компонентов, которые могут поместиться на кремниевом чипе. Если так, то к 1975 году в интегральных схемах будет насчитываться 65 тысяч крошечных транзисторов, что позволит не только увеличить вычислительную мощность, но и снизить стоимость одного транзистора. По мере снижения стоимости будет расти число пользователей. Этот прогноз экспоненциального роста вычислительной мощности вскоре стал известен как закон Мура. Это было величайшее технологическое предсказание века.
Если вычислительная мощность каждой микросхемы будет продолжать расти в геометрической прогрессии, понял Мур, интегральная схема произведет революцию в обществе далеко не только в области ракет и радаров. В 1965 году 72% всех интегральных микросхем, выпущенных в тот год, по-прежнему покупались на военные нужды. Однако те характеристики, которые требовались военным, были полезны и в бизнес-приложениях. "Миниатюризация и прочность, - говорилось в одном из изданий, посвященных электронике, , - означает хороший бизнес". Оборонные подрядчики рассматривали микросхемы в основном как продукт, способный заменить устаревшую электронику во всех военных системах. В компании Fairchild Нойс и Мур уже мечтали о персональных компьютерах и мобильных телефонах.
Когда в начале 1960-х годов министр обороны США Роберт Макнамара провел реформу военных закупок с целью сокращения расходов, что вызвало то, что некоторые представители электронной промышленности назвали "депрессией Макнамары", видение компанией Fairchild микросхем для гражданских лиц показалось провидческим. Компания первой предложила полную линейку готовых интегральных схем для гражданских заказчиков. Нойс тоже снизил цены, рассчитывая, что это резко расширит гражданский рынок микросхем. В середине 1960-х годов цены на микросхемы Fairchild, которые ранее продавались по 20 долларов, были снижены до 2 долларов. Иногда Fairchild даже продавала продукцию ниже себестоимости, надеясь убедить больше покупателей попробовать ее.
Благодаря снижению цен компания Fairchild начала выигрывать крупные контракты в частном секторе. Ежегодные продажи компьютеров в США выросли с 1 000 в 1957 году до 18 700 через десять лет. К середине 1960-х годов почти все эти компьютеры были построены на интегральных схемах. В 1966 г. компьютерная фирма Burroughs заказала у Fairchild 20 млн. микросхем - более чем в двадцать раз больше, чем потребляла программа "Аполлон". К 1968 году компьютерная индустрия закупала столько же микросхем, сколько и военная. Микросхемы Fairchild обслуживали 80% этого компьютерного рынка. Снижение цен, предпринятое Бобом Нойсом, принесло свои плоды, открыв новый рынок гражданских компьютеров, который будет стимулировать продажи микросхем в течение десятилетий. Позже Мур утверждал, что снижение цен Нойсом было такой же инновацией, как и технология интегральных схем Fairchild.
К концу 1960-х годов, после десятилетней разработки, "Аполлон-11" был наконец готов использовать свой компьютер наведения, работающий от Fairchild, для доставки первого человека на Луну. Инженеры-полупроводники из калифорнийской долины Санта-Клара получили огромную выгоду от космической гонки, которая обеспечила им важнейшего заказчика на первых порах. Однако к моменту первой высадки на Луну инженеры Силиконовой долины стали гораздо меньше зависеть от оборонных и космических контрактов. Теперь они были сосредоточены на более земных проблемах. Рынок микросхем процветал. Успех Fairchild уже вдохновил нескольких ведущих сотрудников на переход в конкурирующие компании. Венчурный капитал вливался в стартапы, ориентированные не на ракеты, а на корпоративные компьютеры.
Однако компания Fairchild по-прежнему принадлежала мультимиллионеру с Восточного побережья, который хорошо платил своим сотрудникам, но отказывался предоставлять им опционы на акции, рассматривая идею передачи акций как форму "ползучего социализма" . В конце концов, даже Нойс, один из соучредителей Fairchild, начал сомневаться, есть ли у него будущее в этой компании. Вскоре все стали искать выход. Причина была очевидна. Наряду с новыми научными открытиями и новыми производственными процессами, способность зарабатывать деньги была основной движущей силой закона Мура. Как сказал один из сотрудников Fairchild в анкете, которую он заполнил, покидая компанию: " Я... ХОЧУ... СТАТЬ... БОГАТЫМ".
Часть
II
. Схема американского мира
Глава 7. Советская кремниевая долина
Через несколько месяцев после того, как Боб Нойс изобрел интегральную схему в компании Fairchild Semiconductor, , в Пало-Альто прибыл неожиданный гость. Осенью 1959 года, через два года после того, как Спутник впервые поднялся на орбиту, Анатолий Трутко, инженер-полупроводник из Советского Союза, поселился в общежитии Стэнфордского университета под названием Crothers Memorial Hall. Несмотря на то, что противостояние в холодной войне находилось на пике, две сверхдержавы договорились начать обмен студентами, и Трутко стал одним из немногих студентов, отобранных СССР и прошедших проверку в Госдепартаменте США. Год учебы в Стэнфорде он провел, изучая передовые американские технологии вместе с ведущими учеными страны. Он даже посещал лекции Уильяма Шокли, который бросил свой стартап и теперь был профессором университета. После одного из занятий Трутко попросил нобелевского лауреата подписать экземпляр его книги "Электроны и дырки в полупроводниках". "Анатолию", - подписал Шокли, а затем обрушился на молодого ученого с претензиями по поводу того, что Советский Союз отказался выплачивать авторские отчисления за русский перевод учебника.
Решение Америки разрешить советским ученым, таким как Трутко, изучать полупроводники в Стэнфорде было удивительным, учитывая опасения США, что Советский Союз догоняет их в области науки и техники. Однако электронная промышленность всех стран все больше ориентировалась на Силиконовую долину, которая настолько полно задавала стандарты и темпы инноваций, что остальным странам мира не оставалось ничего другого, как следовать за ней - даже противникам Америки. Советский Союз не платил Шокли гонораров, но понимал ценность полупроводников, переведя учебник Шокли на русский язык уже через два года после его публикации. Уже в 1956 г. американским шпионам было приказано приобретать советские полупроводниковые приборы для проверки их качества и отслеживания их усовершенствования. В отчете ЦРУ за 1959 год было установлено, что Америка опережает Советский Союз по качеству и количеству выпускаемых транзисторов всего на 2-4 года. По крайней мере, несколько из первых советских студентов по обмену были агентами КГБ, что подозревалось в то время, но подтвердилось лишь спустя десятилетия, что позволило установить тесную связь между обменом студентами и целями советской оборонной промышленности.
Как и Пентагон, Кремль понимал, что транзисторы и интегральные схемы изменят производство, вычислительную технику и военную мощь. Начиная с конца 1950-х годов в СССР по всей стране создавались новые полупроводниковые предприятия, а самые умные ученые направлялись на создание этой новой отрасли. Для молодого амбициозного инженера Юрия Осокина трудно было представить себе более увлекательное задание. Большую часть своего детства Осокин провел в Китае, где его отец работал в советском военном госпитале в городе Далянь, расположенном на берегу Желтого моря. С юности Осокин отличался энциклопедической памятью на такие предметы, как география и дни рождения известных людей. После окончания школы он поступил в один из лучших академических институтов Москвы, где специализировался на полупроводниках.
Вскоре Осокин был направлен на полупроводниковый завод в Риге, где работали свежие выпускники лучших вузов страны, и получил заказ на создание полупроводниковых приборов для советской космической программы и вооруженных сил. Директор завода поручил Осокину создать схему с несколькими компонентами на одном куске германия, чего ранее никто в СССР не делал. В 1962 году он изготовил прототип интегральной схемы. Осокин и его коллеги знали, что находятся на переднем крае советской науки. Днем они возились в лабораториях, а вечером обсуждали теорию физики твердого тела, причем Осокин иногда брал в руки гитару, чтобы аккомпанировать коллегам в песнях. Они были молоды, их работа была интересной, советская наука находилась на подъеме, а несколько спутников "Спутник" находились на орбите и были видны невооруженным глазом всякий раз, когда Осокин откладывал гитару и смотрел в ночное небо.
Советский лидер Никита Хрущев стремился превзойти США во всех сферах - от производства кукурузы до запуска спутников. Сам Хрущев больше чувствовал себя в колхозах, чем в лабораториях электроники. Он ничего не понимал в технологиях, но был одержим идеей "догнать и перегнать" США, как он неоднократно обещал сделать. Александр Шокин, первый заместитель председателя Государственного комитета СССР по радиоэлектронике, понял, что стремление Хрущева конкурировать с США можно использовать для получения дополнительных инвестиций в микроэлектронику. "Представьте себе, Никита Сергеевич, - сказал однажды Шокин советскому лидеру, - что можно сделать телевизор размером с папиросную коробку". Таковы были перспективы советского кремния. "Догнать и перегнать" США казалось реальной возможностью. Как и в другой сфере, где Советский Союз догнал США - в области ядерного оружия, - у СССР было секретное оружие: шпионская сеть.
Джоэл Барр был сыном двух русских евреев, иммигрировавших в США, спасаясь от царского гнета. Барр вырос в нищете в Бруклине, после чего поступил в Городской колледж Нью-Йорка на электротехнический факультет. В студенческие годы он сблизился с группой коммунистов и проникся симпатией к их критике капитализма и аргументам в пользу того, что Советский Союз лучше других мог противостоять нацистам. Через партийные связи он познакомился с Альфредом Сарантом, инженером-электриком и членом Коммунистической лиги молодежи. Всю оставшуюся жизнь они вместе работали на благо коммунистического движения.
В 1930-х годах Барр и Сарант были включены в группу шпионажа, возглавляемую Юлиусом Розенбергом, печально известным шпионом времен холодной войны. В 1940-х годах Барр и Сарант работали над секретными радарами и другими военными системами в двух ведущих американских технологических компаниях - Western Electric и Sperry Gyroscope. В отличие от других участников "кольца Розенберга", Барр и Сарант не владели секретами ядерного оружия, но они получили глубокие знания об электронике новых систем вооружения. В конце 1940-х годов, когда ФБР начало распутывать шпионские сети КГБ в США, Розенберга судили и приговорили к смертной казни на электрическом стуле вместе с его женой Этель. Прежде чем ФБР смогло поймать их, Сарант и Барр бежали из страны и в конце концов добрались до Советского Союза.
По прибытии они заявили сотрудникам КГБ, что хотят создать самые совершенные в мире компьютеры. Барр и Сарант не были экспертами в области компьютеров, но и никто другой в Советском Союзе не был экспертом. Их статус шпионов сам по себе вызывал восхищение, а их аура давала им доступ к ресурсам. В конце 1950-х годов Барр и Сарант приступили к созданию своего первого компьютера, получившего название "УМ", что в переводе на русский означает "ум". Их работа привлекла внимание Шокина, бюрократа, руководившего советской электронной промышленностью, и вместе с ним они убедили Хрущева в том, что СССР необходим целый город, занимающийся производством полупроводников, со своими исследователями, инженерами, лабораториями и производственными мощностями. Еще до того, как города на полуострове к югу от Сан-Франциско стали называть Силиконовой долиной (этот термин появился только в 1971 г.), Барр и Сарант придумали свой вариант в пригороде Москвы.
Чтобы убедить Хрущева в необходимости финансирования нового города науки, Шокин организовал посещение советским лидером Специального конструкторского бюро электронной промышленности № 2 в Ленинграде. За громоздким бюрократическим названием - советские люди никогда не отличались мастерством маркетинга - скрывался институт, находившийся на переднем крае советской электроники. В КБ несколько недель готовились к визиту Хрущева, а накануне провели генеральную репетицию, чтобы убедиться, что все идет по плану. 4 мая 1962 года Хрущев прибыл на место. Чтобы поприветствовать советского лидера, Сарант одел темный костюм под цвет своих кустистых бровей и аккуратно подстриженных усов. Барр нервно стоял рядом с Сарантом, на его лысеющей голове красовались очки. Во главе с Сарантом два бывших шпиона продемонстрировали Хрущеву достижения советской микроэлектроники. Хрущев опробовал миниатюрный радиоприемник, который помещался в ухе, и поиграл на сайте с простым компьютером, который мог напечатать его имя. Полупроводниковые приборы скоро будут использоваться в космических кораблях, промышленности, правительстве, самолетах - даже "для создания ракетно-ядерного щита", - уверенно заявил Хрущеву Сарант. Затем он и Барр подвели Хрущева к мольберту с изображениями футуристического города, предназначенного исключительно для производства полупроводниковых приборов, с огромным пятидесятидвухэтажным небоскребом в центре.
Хрущев любил грандиозные проекты, особенно те, в реализации которых он мог заявить о своей заслуге, поэтому он с энтузиазмом поддержал идею строительства советского города полупроводников. Он заключил Барра и Саранта в медвежьи объятия, пообещав им полную поддержку. Через несколько месяцев советское правительство утвердило планы строительства города полупроводников в пригороде Москвы. "Микроэлектроника - это механический мозг, - объяснял Хрущев своим соратникам по советскому руководству. "Это наше будущее".
Вскоре в СССР был заложен город Зеленоград, что в переводе с русского означает "зеленый город", и, действительно, он был задуман как научный рай. Шокин хотел, чтобы это был идеальный научный поселок с исследовательскими лабораториями и производственными площадками, а также школами, детскими садами, кинотеатрами, библиотеками и больницей - всем, что может понадобиться инженеру-полупроводнику. Недалеко от центра находился университет - Московский институт электронной техники с кирпичным фасадом, построенным по образцу английских и американских кампусов. Со стороны это выглядело как Силиконовая долина, только чуть менее солнечная.
Глава 8.
"Copy It"
Примерно в то же время, когда Н.С. Хрущев заявил о своей поддержке строительства Зеленограда, советский студент Борис Малин вернулся из Пенсильвании, где год учился, с небольшим прибором в багаже - Texas Instruments SN-51, одной из первых интегральных схем, проданных в США. Худой человек с темными волосами и глубоко посаженными глазами, Малин был одним из ведущих советских специалистов по полупроводниковым приборам. Он считал себя ученым, а не шпионом. Однако Александр Шокин, бюрократ, отвечавший за советскую микроэлектронику, считал, что СН-51 - это прибор, который Советский Союз должен получить любыми способами. Шокин вызвал Малина и группу других инженеров в свой кабинет, положил микросхему под микроскоп и посмотрел в объектив. "Копируйте, - приказал он им, - один в один, без отклонений. Даю вам три месяца".
Советские ученые с негодованием отреагировали на предположение о том, что они просто копируют зарубежные достижения. Их научные знания были не хуже, чем у американских химиков и физиков. Советские студенты, обучавшиеся в США по обмену, отмечали, что на лекциях Уильяма Шокли они узнали мало того, что не смогли бы изучить в Москве. Действительно, в СССР работали одни из ведущих в мире физиков-теоретиков. Когда в 2000 году Джеку Килби наконец-то была присуждена Нобелевская премия по физике за изобретение интегральной схемы (соавтор изобретения интегральной схемы, Боб Нойс, к тому времени уже умер), он разделил ее с российским ученым Жоресом Алферовым, который в 1960-х годах проводил фундаментальные исследования способов получения света с помощью полупроводниковых приборов. Запуск спутника в 1957 году, первый полет Юрия Гагарина в космос в 1961 году и создание интегральной схемы Осокина в 1962 году стали неопровержимыми доказательствами того, что Советский Союз становится научной сверхдержавой. Даже ЦРУ считало, что советская микроэлектронная промышленность стремительно набирает обороты.
Однако стратегия "копирования" Шокина была в корне ошибочной. Копирование сработало при создании ядерного оружия, поскольку за всю "холодную войну" США и СССР создали лишь десятки тысяч ядерных бомб. В США же TI и Fairchild уже учились массовому производству микросхем. Ключевым моментом для увеличения масштабов производства была надежность - проблема, над которой американские чипмейкеры, такие как Моррис Чанг и Энди Гроув, сосредоточились в 1960-е годы. В отличие от советских коллег, они могли использовать опыт других компаний, производящих современную оптику, химикаты, очищенные материалы и другое производственное оборудование. Если американские компании не могли помочь, Fairchild и TI могли обратиться к Германии, Франции или Великобритании, каждая из которых обладала собственными передовыми отраслями промышленности.
Советский Союз производил уголь и сталь в огромных количествах, но отставал практически во всех видах передовой промышленности. СССР превосходил всех по количеству, но не по качеству и чистоте, которые были крайне важны для крупносерийного производства микросхем. Кроме того, западные союзники запретили передачу многих передовых технологий, включая полупроводниковые компоненты, коммунистическим странам через организацию под названием COCOM. Зачастую Советский Союз мог обойти ограничения КОКОМа, используя подставные фирмы в нейтральных Австрии или Швейцарии, но этот путь было сложно использовать в широких масштабах. Поэтому советским полупроводниковым предприятиям регулярно приходилось работать на менее совершенном оборудовании и с менее чистыми материалами, в результате чего производилось гораздо меньше работоспособных микросхем.
Шпионаж мог завести Шокина и его инженеров лишь на некоторое время. Простая кража чипа не объясняет, как он был сделан, так же как кража торта не объясняет, как он был испечен. Рецепт чипов уже был чрезвычайно сложным. Студенты по обмену, обучавшиеся у Шокли в Стэнфорде, могли стать толковыми физиками, но именно инженеры, такие как Энди Гроув или Мэри Энн Поттер, знали, при какой температуре нужно нагревать определенные химические вещества или как долго фоторезисты должны подвергаться воздействию света. Каждый этап процесса производства микросхем предполагал наличие специальных знаний, которые редко распространялись за пределы конкретной компании. Часто такие ноу-хау даже не записывались. Советские шпионы были одними из лучших в своем деле, но процесс производства полупроводников требовал больше деталей и знаний, чем мог украсть даже самый способный агент.
Кроме того, передовые технологии постоянно менялись в соответствии с законом Мура. Даже если Советскому Союзу удавалось скопировать конструкцию, приобрести материалы и оборудование и воспроизвести производственный процесс, это требовало времени. Компании TI и Fairchild ежегодно представляли новые разработки с большим количеством транзисторов. К середине 1960-х годов самые ранние интегральные схемы были уже старой новостью, слишком большой и энергоемкой, чтобы быть очень ценной. По сравнению практически с любой другой технологией полупроводниковая технология рвалась вперед. Размеры транзисторов и потребляемая ими энергия уменьшались, а вычислительная мощность, которую можно было уместить на квадратном дюйме кремния, увеличивалась примерно вдвое каждые два года. Ни одна другая технология не развивалась так быстро, поэтому не было другой отрасли, в которой кража прошлогодней разработки была бы столь безнадежной стратегией.
Советские руководители так и не поняли, что стратегия "копируй" обрекает их на отсталость. Вся советская полупроводниковая отрасль функционировала как оборонный подрядчик - секретно, сверху вниз, ориентируясь на военные системы, выполняя заказы и не имея возможности для творчества. Процесс копирования "жестко контролировался" министром Шокиным, вспоминал один из его подчиненных. Копирование было буквально вмонтировано в советскую полупроводниковую промышленность: на некоторых станках для производства микросхем использовались дюймы, а не сантиметры, чтобы лучше копировать американские образцы, хотя в остальной части СССР использовалась метрическая система. Благодаря стратегии "копируй" СССР начал отставать от США в области транзисторных технологий на несколько лет и так и не смог наверстать упущенное.
Зеленоград мог показаться Кремниевой долиной без солнечного света. Здесь работали лучшие ученые страны и хранились секреты. Однако полупроводниковые системы двух стран не могли быть более разными. В то время как основатели стартапов в Кремниевой долине меняли место работы и получали практический опыт "на производстве", Шокин руководил процессом, сидя за министерским столом в Москве. Юрий Осокин же жил в Риге в безвестности, пользовался большим уважением коллег, но не мог говорить о своем изобретении ни с кем, кто не имел допуска. Молодые советские студенты, желая быть похожими на Осокина, не получали дипломов инженеров-электриков, поскольку никто не знал о его существовании. Для карьерного роста требовалось стать лучшим бюрократом, а не разрабатывать новые продукты или находить новые рынки. Гражданская продукция всегда оставалась на втором плане на фоне чрезмерного внимания к военному производству.
При этом менталитет "копируй" причудливым образом означал, что пути инноваций в советских полупроводниках задавали США. Таким образом, одна из самых чувствительных и секретных отраслей промышленности СССР функционировала как плохо управляемый форпост Силиконовой долины. Зеленоград был лишь еще одним узлом в глобализирующейся сети, в центре которой находились американские чипмейкеры.
Глава 9. Продавец транзисторов
Когда в ноябре 1962 г. японский премьер-министр Хаято Икеда встретился с президентом Франции Шарлем де Голлем в роскоши Елисейского дворца, он принес своему хозяину небольшой подарок - транзисторный радиоприемник Sony. Де Голль был формалистом и церемониймейстером, военным, придерживающимся традиций и считающим себя воплощением французского величия. Икеда, напротив, считал избирателей своей страны прямолинейными материалистами и обещал удвоить их доходы в течение десятилетия. Япония - не более чем "экономическая держава", - заявил де Голль, надувшись после встречи с помощником, что Икеда вел себя как "продавец транзисторов". Но пройдет совсем немного времени, и весь мир будет с завистью смотреть на Японию, потому что успех этой страны в продаже полупроводников сделает ее гораздо богаче и могущественнее, чем мог себе представить де Голль.
Интегральные микросхемы не только соединяли электронные компоненты инновационными способами, но и объединяли страны в сеть, центром которой были Соединенные Штаты. Советский Союз невольно стал частью этой сети, копируя продукцию Силиконовой долины. Япония, напротив, сознательно интегрировалась в американскую полупроводниковую индустрию, и этот процесс поддерживался японской бизнес-элитой и правительством США.
Когда закончилась Вторая мировая война, некоторые американцы предполагали лишить Японию ее высокотехнологичных отраслей в качестве наказания за развязывание жестокой войны . Однако уже через пару лет после капитуляции Японии оборонные ведомства в Вашингтоне приняли официальную политику, согласно которой "сильная Япония - это лучший риск, чем слабая Япония". За исключением кратковременной попытки свернуть японские исследования в области ядерной физики, правительство США поддержало возрождение Японии как технологической и научной державы. Задача состояла в том, чтобы помочь Японии восстановить свою экономику и одновременно привязать ее к системе, возглавляемой американцами. Превращение Японии в продавца транзисторов стало основой американской стратегии холодной войны.
Весть об изобретении транзистора впервые попала в страну через американские военные власти, управлявшие оккупированной Японией. Макото Кикути был молодым физиком в электротехнической лаборатории японского правительства в Токио, где работали самые передовые ученые страны. Однажды его начальник вызвал его в свой кабинет с интересной новостью: Американские ученые, пояснил начальник Кикути, прикрепили две металлические иглы к кристаллу и смогли усилить ток. Кикути понял, что открыто необычное устройство.
В разбомбленном Токио легко было почувствовать себя изолированным от ведущих мировых физиков, но американский оккупационный штаб в Токио предоставил японским ученым доступ к таким журналам, как Bell System Technical Journal, Journal of Applied Physics и Physical Review, в которых были опубликованы работы Бардина, Браттейна и Шокли. В послевоенной Японии эти журналы было невозможно достать. "Я пролистывал их содержание и всякий раз, когда видел слово "полупроводник" или "транзистор", - вспоминает Кикути, - , - мое сердце начинало колотиться". Несколько лет спустя, в 1953 г., Кикути познакомился с Джоном Бардином, когда американский ученый приехал в Токио в жаркий и влажный сентябрь на заседание Международного союза теоретической и прикладной физики. К Бардину относились как к знаменитости, и он был потрясен количеством желающих сфотографироваться с ним. "Я никогда в жизни не видел столько лампочек", - писал он своей жене.
В тот же год, когда Бардин приземлился в Токио, Акио Морита вылетел из аэропорта Ханеда в Нью-Йорк. Наследник пятнадцатого поколения одной из самых известных в Японии винокурен по производству сакэ, Морита с самого рождения готовился к тому, чтобы возглавить семейный бизнес. Отец Мориты хотел, чтобы его сын стал шестнадцатым Моритой, который будет управлять бизнесом по производству сакэ, но любовь Акио Мориты к электронике и его университетская степень по физике указывали на другое направление. Во время войны эти знания в области физики, возможно, спасли ему жизнь: его направили в исследовательскую лабораторию, а не на передовую.
Диплом физика Морита пригодился и в послевоенной Японии. В апреле 1946 г., когда страна еще лежала в руинах, Морита вместе с бывшим коллегой по имени Масару Ибука создал предприятие по производству электроники, которое они вскоре назвали Sony - от латинского sonus (звук) и американского прозвища "сони". Их первое устройство, электрическая рисоварка, оказалось неудачным, но магнитофон работал хорошо и продавался лучше. В 1948 г. Морита прочитал о новом транзисторе, разработанном Bell Labs, и сразу понял его потенциал. Он казался "чудесным", - вспоминал Морита, мечтая совершить революцию в потребительских устройствах.
Приехав в США в 1953 г., Морита был потрясен огромными расстояниями, открытыми пространствами и необычайным потребительским богатством страны, особенно по сравнению с лишениями послевоенного Токио. Кажется, что в этой стране есть все, - подумал Морита. В Нью-Йорке он встретился с руководителями компании AT&T, которые согласились выдать ему лицензию на производство транзистора. Они сказали ему, что он не сможет производить ничего более полезного, чем слуховой аппарат.
Морита понимал то, чего не понимал Шарль де Голль: электроника - это будущее мировой экономики, а транзисторы, которые вскоре будут встроены в кремниевые чипы, позволят создать новые невообразимые устройства. Уменьшение размеров и энергопотребления транзисторов, по мнению Мориты, должно было изменить бытовую электронику. Он и Ибука решили поставить будущее своей компании на то, чтобы продавать эти устройства не только японским покупателям, но и на самом богатом потребительском рынке мира - в Америке.
Японское правительство сигнализировало о своей поддержке высоких технологий: кронпринц Японии посетил американскую лабораторию радиотехнических исследований в тот же год, когда Морита отправился в Bell Labs. Влиятельное министерство международной торговли и промышленности Японии также хотело поддержать электронные компании, но его влияние было неоднозначным: в свое время бюрократы задержали на несколько месяцев заявку Sony на получение лицензии на транзистор от Bell Labs, сославшись на то, что "непростительно возмутительно", что компания подписала контракт с иностранной фирмой без согласия министерства.
Sony имела преимущество в виде более дешевой заработной платы в Японии, но ее бизнес-модель в конечном итоге была основана на инновациях, дизайне продукции и маркетинге. Стратегия Мориты "лицензируй это" не могла быть более отличной от тактики "копируй это" советского министра Шокина. Многие японские компании имели репутацию безжалостных производителей. Sony же преуспела в выявлении новых рынков и выпуске на них впечатляющей продукции с использованием новейших схемотехнических технологий Силиконовой долины. "Наш план состоит в том, чтобы вести за собой общественность, предлагая ей новые продукты, а не спрашивать ее, какие продукты она хочет", - заявил Морита. "Публика не знает, что возможно, а мы знаем".
Первым крупным успехом компании Sony стали транзисторные радиоприемники, такие как радиоприемник, подаренный де Голлю премьер-министром Икедой. Несколькими годами ранее компания Texas Instruments пыталась выпустить на рынок транзисторные радиоприемники, но, обладая необходимой технологией, TI не справилась с ценообразованием и маркетингом и быстро отказалась от этого бизнеса. Морита увидел открывшуюся возможность и вскоре выпускал десятки тысяч таких устройств.
Тем не менее, американские фирмы, такие как Fairchild, продолжали доминировать на переднем крае производства микросхем, например, в бизнесе, связанном с корпоративными компьютерами-мейнфреймами. На протяжении 1960-х годов японские фирмы выплачивали значительные лицензионные отчисления за интеллектуальную собственность: передавал 4,5% от всех продаж микросхем компании Fairchild, 3,5% - Texas Instruments и 2% - Western Electric. Американские производители микросхем с удовольствием передавали свои технологии, поскольку японские фирмы, как оказалось, отставали на несколько лет.
Компания Sony специализировалась не на разработке микросхем, а на создании потребительских продуктов и изготовлении необходимой им электроники. Еще одним потребительским устройством, преобразованным японскими фирмами, стали калькуляторы. Пэт Хаггерти, председатель совета директоров компании TI, в 1967 году попросил Джека Килби создать портативный калькулятор с полупроводниковым питанием. Однако отдел маркетинга TI не считал, что рынок дешевых портативных калькуляторов будет востребован, и проект застопорился. С этим не согласилась японская компания Sharp Electronics, установившая микросхемы калифорнийского производства в калькулятор, который оказался намного проще и дешевле, чем кто-либо мог предположить. Успех Sharp стал гарантией того, что большинство калькуляторов, выпущенных в 1970-х годах, были японскими. Если бы только TI нашла способ вывести на рынок свои собственные фирменные устройства раньше, сетовал позже Хаггерти, TI "стала бы Sony в области бытовой электроники". Однако повторить инновационный и маркетинговый опыт Sony оказалось так же сложно, как и опыт Америки в области полупроводников.
ТЕЛЕГРАМКанал с обзорами, анонсами новинок и книжными подборками
Книжный Вестник
Бот для удобного поиска книг (если не нашлось на сайте)
Поиск книг
Свежие любовные романы в удобных форматах
Любовные романы
О психологии, саморазвитии и личностном росте
Саморазвитие
Детективы и триллеры, все новинки
Детективы
Фантастика и фэнтези, все новинки
Фантастика
Отборные классические книги
Классика
ВКОНТАКТЕБиблиотека с любовными романами, которая наверняка придётся по вкусу женской части аудитории
Любовные романы
Библиотека с фантастикой и фэнтези, а также смежных жанров
Фантастика
Самые популярные книги в формате фб2
Топ фб2
книги