О пресловутом отставании элементной базы

Малашевич Б.М. О пресловутом отставании элементной базы

В последнее время выходит масса печатных и телевизионных изданий об истории отечественной науки и техники, о главных конструкторах космических, ракетных, авиационных и иных систем, об их продукции, зачастую превосходящей своих зарубежных современников. Издания достаточно интересные и, безусловно, полезные. Но практически у всех имеется один принципиальный недостаток – они полностью умалчивают о важнейших составляющих этих систем. Так, в фильме о главном конструкторе ракетных систем П.Д. Грушине ("Защита Грушина" в сериале "Тайны забытых побед") много внимания уделяется точности поражения ими целей, но ни слова не говорится о том, чем такая точность обеспечивается. Ни о бортовой или наземной системах управления, ни о радиолокаторах, ни о чем ином, где работают электроны, даже не упоминается. Слова с корнем "электрон" в этом фильме и многих подобных изданиях просто отсутствуют. Из фильма создается впечатление, что эти хитрой конструкции гептиловые бочки умны сами по себе, сами находят и поражают цель. А ведь без электроники в принципе было бы невозможно создание всех тех систем, о которых рассказывают печатные и телевизионные издания. Без электроники ракеты Грушина не только не попали бы в цель – вообще не полетели бы.

Но разработчики систем управления, радиолокаторов, компьютеров и других радиоэлектронных систем, о которых забывают упомянуть создатели ракет, самолетов и т.п., оказались больны той же болезнью. В подавляющем большинстве, рассказывая о вычислительной технике и иной радиоэлектронике, они забывают о комплектующих изделиях, из которых их аппаратура строится, умалчивают, что именно уровнем развития комплектующих изделий определяется и технический уровень их продукции. А если и вспоминают, то чаще всего для того, чтобы недостатки своих изделий "списать" на пресловутую "отсталость элементной базы". Из всей массы пишущих, пожалуй, только В.В. Пржиялковский (ген. конструктор ЕС ЭВМ) и В.И. Штейнберг (гл. конструктор семейства БЦВМ "Аргон") не забывают достаточно объективно оценить роль элементной базы.

Такая однобокая подача материалов, на фоне нынешнего подавляющего распространения импортной электроники, создает ложное представление у читателя и зрителя, особенно у молодежи, об уровне развития станы и ее электроники в недалеком прошлом. В результате общество стремительно забывает, что во многих областях науки и техники дореформенного периода наша страна имела весьма высокий уровень развития, часто превосходящий мировой. Первый в мире спутник, первый в мире космонавт были наши. Первое в мире поражение баллистической ракеты противоракетой с безъядерным зарядом (кстати, ракетой "В-1000" П.Грушина) было получено нашей системой ПРО (Система А), американцы отстали на 23 года. И сбита она была благодаря системе управления, полностью отечественной, построенной на основе ЭВМ "М-40" академика А.С. Лебедева. Первая в мире атомная электростанция была наша. Первый в мире атомный ледокол был наш. Первой в мире ЭВМ производительностью более 1 млн. оп/с. была наша К340А (кстати, так и оставшаяся мировым рекордсменом по производительности среди ЭВМ второго поколения, на транзисторах). Лучшей ЭВМ Восточного полушария и второй в мире в своё время была наша БЭСМ-6. Производство интегральных схем в СССР и США (конструктивно и технологически разных) началось практически одновременно, в 1962 г. Таких примеров нашего лидерства или соответствия передовому уровню было огромное количество. В СССР информация о достижениях электроники, как и многих других направлений науки и техники, была в значительной степени засекречена. И тогда общественность о многих наших достижениях и приоритетах не знала, а в нынешних условиях и то, что было известно, забывается. Это создает у непосвященных, особенно у молодежи, не знающей жизненных реалий тех времен, ложное представление, что своей электроники у нас никогда не было. Что совершенно не соответствует действительности и дает ложные ориентиры на будущее.

Что же было на самом деле? Номенклатура "элементной базы", официально это называлось "изделия электронной техники" – ИЭТ (сейчас ЭКБ – электронная компонентная база), весьма обширна и разнородна. От "простейших" резисторов, до сложнейших микросхем. Это и конденсаторы, и транзисторы, и разъемы, и переключатели, и трансформаторы, и радиолампы, и кинескопы, и многое, многое иное. С самого зарождения электронной промышленности в стране в 1961 г. министр А.И. Шокин стремился реализовать принцип ее опережающего развития относительно запросам потребителей. На основе инициативных разработок отрасли. Но далеко не всегда потребители воспринимали эти инициативы. Так 1 февраля 1973 г. на заседании в Военно-промышленной комиссии при СМ СССР (ВПК) А.И. Шокин привел следующий пример [1]: "МЭП инициативно разработал СВЧ-приборы миллиметрового диапазона, опережающие зарубежный уровень, но 5;6 лет эти приборы остаются невостребованными разработчиками РЭА – они не видят аналогов за рубежом и не хотят рисковать. Пример СВЧ ЭВП миллиметрового диапазона – не единственный". (Кстати, в СВЧ приборах наша электроника всегда была и есть на передовых в мире позициях).

Именно инициативные разработки МЭП соответствовали, а часто и превосходили мировой уровень. И именно для демонстрации преимуществ созданных ИЭТ, не оценённых потребителями, Минэлектронпрому часто приходилось разрабатывать и аппаратуру на их основе. Сохранились [1] оценки уровня разработок ИЭТ в интересах заказчика относительно мирового уровня, которые давало заказывающее 16ГУ Минобороны (МО) на ежегодных отчётах МЭП в Военно-промышленной комиссии (ВПК), и выглядят они весьма достойно:

Год разработки Отстаёт, % Соответствует, % Опережает, %

1974 10,0 90,0 0,0

1976 9,0 67,0 24,0

1977 3,0 77,0 20,0

1980 12,9 87,1 0,0

1981 3,1 96,9 0,0

1982 4,0 96,0 0,0

1983 13,0 57,0 0,0

1984 5,3 94,7 0,0

Подчеркнём, что это оценки заказчика, не заинтересованного в приукрашивании успехов Минэлектронпрома.

Но и без лукавства здесь не обошлось – сравнивались только что законченные разработки с новыми, но уже серийными зарубежными образцами, т.к. информации об их последних разработках, как правило, не было. Но если за мировой уровень принимать не рекордсменов, а некоторый спектр производимых изделий с лучшими параметрами, что вполне справедливо, то многие наши ИЭТ этому спектру вполне соответствовали, а не редко и превосходили.

Этот вывод в 2010 г. в своей статье [2] подтвердил наш нобелевский лауреат за работы в микроэлектроники Ж.И. Алфёров: "В 1970 – 1980-е годы существовали только три страны с развитой электроникой: США, Япония и СССР. Но по многим направлениям советская электроника занимала передовые позиции".

Все вышесказанное о техническом уровне отечественной электроники относится к разработкам и началу производства новых ИЭТ. Хуже обстояло с организацией их массового производства – МЭП всегда находился в состоянии острого дефицита специального технологического оборудования и материалов.

Основой электронной промышленности являются новые технологии, в этом ее принципиальное отличие от радиопромышленности, основой которой являются новые архитектурные и схемотехнические решения, слабо связанные с технологиями производства. А новые технологии влекут за собой необходимость микроэлектронике новых материалов (сверхчистых) и нового технологического оборудования (сверхсложного и сверхпрецизионного), причём, в основном, специализированных, не востребованных в других отраслях промышленности. Эта специализация привела к тому, что профильные министерства (химики, металлурги, машиностроители, приборостроители и др.) отказывались от разработок и производства для Минэлектронпрома специальных материалов, технологического и контрольно-измерительного оборудования. А централизованная плановая система, которая, вроде бы по определению должна была просто решить эту проблему волевым методом, не сработала, государство не смогло (или не сочло нужным) заставить министерства выполнять свои функции – воли не хватило. И импортировать в условиях противостояния двух систем в форме "холодной войны" с "балансированием на грани войны" (термины тех лет) ничего передового не удавалось, только второстепенное. Страны НАТО во главе с США создали специальный международный комитет КОКОМ, который строго следил, чтобы ничего передового, стратегически важного в СССР и его союзникам из капиталистических стран не поставлялось.

В результате Минэлектронпрому все приходилось делать самому. Но собственных ресурсов у МЭП-а для производства в нужных объемах технологического оборудования и материалов было недостаточно, а помощь государства была ничтожна. В результате достаточных мощностей серийных заводов Минэлектронпрому создать так и не удалось. По этой причине на заводы профильных инновационных центров, например зеленоградского по микроэлектронике, изначально задуманные как опытные для отладки новых технологий и новых изделий, директивными документами было возложено серийное производство продукции, что, естественно, влекло к снижению эффективности инновационных центров по созданию новой продукции.

Руководство Минэлектронпрома предпринимало все возможные меры исправить положение. Вот примеры выступлений А.И. Шокина на заседаниях ВПК, записи о которых сохранились у В.М. Пролейко [1], в течение18 лет начальника Главного научно-технического управления МЭП:

19.03.1975: "МЭП вынужден производить более 1000 типов материалов и более 100 типов вынужден закупать по импорту".

13.08.1975: "Мы не можем получить от МРП, МПСС, МОП их стандартной метрики и оптики".

7.04.1976: "МЭП производит для себя все технологическое оборудование, включая металлорежущие станки, и более 1000 наименований материалов, включая бескислородный кремний".

13.04.1977: "МЭП сегодня – 12 500 типов ИЭТ, 20 млн. типономиналов, 340 тыс. договоров на поставку. Объемы производства в 10-й пятилетке в полтора раза превышают суммарный объем четырех пятилеток. МЭП сегодня в связи с уровнем микроэлектроники способен производить РЭА любой сложности. 100 типов материалов для МЭП закупаются за рубежом, хотя еще на 23-м съезде КПСС было решено создать в СССР производство всего комплекса материалов для электронной промышленности. В МЭП самая низкая зарплата и худшее обеспечение среди МООП" (Министерств Оборонных Отраслей Промышленности).

7.03.1978: "Сохраняется крупный дисбаланс: строят 20 заводов по производству цветных телевизоров и только один завод (вместо 10 необходимых) по производству ИС. Этот единственный завод микроэлектроники строится в Кишиневе уже 10 лет. О дисбалансе я говорю последние четыре года, а об отсутствии в МЭП необходимых материалов – много лет".

4.04.1981: "По-прежнему трудности с поставкой материалов для МЭП, поставкой из МПСС метрики. Мы не смогли добиться такого же отношения к микроэлектронике, как в США, где она объявлена высшим приоритетом".

24.02.1983: "В США со времен Картера высший приоритет отдается электронике, а МЭП СССР не обеспечен материалами и метрикой".

4.04.1984: "В стране никто кроме МЭП не производит электронные материалы. МЭП уже выпускает более 1000 наименований материалов, а более 100 получает по импорту". Следовательно, с 1975 г. (см. выше) ничего в отношении к обеспечению МЭП не изменилось.

Инициатива МЭП по разработке современных видов РЭА закончилась тем, что МО (Покровский, Ивашутин, Белов) переадресовывают рода войск на заказы, которые должны выполнять МРП и МПСС, на МЭП. Это приведёт к развалу МЭП".

20.02.1985 г. А.И. Шокин комплексно коснулся принципиальных вопросов, определяющих уровень электроники:

"1. Технология: МЭП имеет 150 проекционных литографических установок стоимостью по 160 тыс. руб. А электронная промышленность США имеет 3200 установок стоимостью по 1 млн. долл. Ежегодно США направляет 23 млрд. долл. на развитие микроэлектроники.

2. Материалы: в МЭП поставляются материалы, которые не имеют ни ГОСТов, ни ТУ. На входном контроле заводов цветных кинескопов бракуется до 60% материалов. Глинозем для корпусов ИС не имеет ТУ. Ферритовые порошки не поставляются. Из 113 типов материалов, поставляемых по импорту, только на 47 типов подписаны контракты. Нельзя снабжать электронную промышленность материалами, качество которых никто не гарантирует.

3. Оборудование: МЭП выпускает оборудование на 800 млн. руб. в год. Электронной промышленности требуется оборудование с годовым выпуском в 3 млрд. руб., MOM, МРП, МПСС, Минприбор требуют поставки оборудования из МЭП на 5 млрд. руб. Но наша главная задача разрабатывать и производить для обороны и народного хозяйства СССР электронные приборы.

4. Радиоаппаратуростроение: МЭП за прошедший период 11-й пятилетки произвел на основе микроэлектронных технологий РЭА на 4 млрд. руб. Характеристики этого класса РЭА так понравились генеральному заказчику – Министерству обороны, что многие из родов войск стали заказывать РЭА номенклатуры МРП, МПСС, Минприбора, МЭТП прямо в МЭП. Но, повторяю: это не наше дело, наша главная задача – разработка и производство современных высоконадёжных ИЭТ.

5. Положение электроники, как традиционной третьесортной комплектующей отрасли, (а не определяющей, как в США).

6. Нам не учитывают наши работы, пока не сданы конечные системы вооружения. Мы вынуждены производить ИЭТ разработки 1935 и даже 1928 года из-за нежелания производителя РЭА модернизировать её.

7. Электроника требует другого, государственного отношения к её развитию".

Как видим, MOM, МРП, МПСС, Минприбор, вместо того, чтобы обеспечивать Минэлектронпром оборудованием для производства необходимых им ИЭТ, уже требуют от МЭП поставки оборудования, соответствующего их специализации. А военные начали заказывать аппаратуру в МЭП. Комментарии, как говориться, излишни. Это не поддаётся никакому пониманию. Но это факт.

Даже этого короткого экскурса на заседания ВПК достаточно, чтобы понять невыносимость условий, в которых развивалась отечественная электронная промышленность.

Но, несмотря на эти ужасные условия, в дореформенный период темпы роста объемов производства в МЭП всегда был значительно выше, чем в промышленности страны в целом, к 1990 г. – в 35 раз [3]. При том, что рост численности производственного персонала в МЭП был всего в 3,5 раза выше, чем в промышленности в целом. Следовательно, эффективность производства в электронной промышленности была примерно в 10 раз выше, чем в среднем по промышленности в стране. И, при этом, как уже было сказано А.И. Шокиным: "В МЭП самая низкая зарплата и худшее обеспечение среди МООП".

Именно благодаря высочайшей эффективности работы отечественной электронной промышленности наша страна занимала уверенные, а часто лидирующие позиции в важнейших отраслях науки и техники. 13.08.1975 г. на заседании ВПК С.А. Афанасьев (министр общего машиностроения) заявил: "Только благодаря МЭП с надежностью ИС в 1 отказ на 100 миллионов и миллиард часов, нам удалось создать новые ракеты". А в 2009 г. свою статью, посвященную 100-летию А.И. Шокина, Ж.И. Алферов начал абзацем [2]: "Я очень высоко оцениваю советскую электронику, созданную под руководством ее министра, Александра Ивановича Шокина в 60–80-е годы прошлого века. В 1970–1980-е годы существовали только три страны с развитой электроникой: США, Япония и СССР. Но по многим направлениям советская электроника занимала передовые позиции…"

И все же многие ИЭТ МЭП разрабатывал и производил по зарубежным аналогам, программируя этим отставание от мирового уровня в данном направлении.

Попробуем разобраться с этим на примере микроэлектроники – самом сложном изделии электронной техники. И самом важном. И прежде всего на уже упомянутом утверждении многих отечественных компьютерщиков и радиоэлектронщиков об "отставании отечественной элементной базы". Действительно, большинство изделий микроэлектроники (но далеко не все) разрабатывались по зарубежным аналогам, следовательно, появлялись в нашей стране на пару и более лет позже, чем в других развитых странах. В народе этот процесс уничижительно назывался "передиром", официально – "воспроизведением". Но всегда ли это было, почему и как это происходило?