Перспективная элементная база микроэлектроники для РЭА МНИИП
Давид Таубкин
Разрабатываемая МНИИП сложная аппаратура: бортовой радиолокационный комплекс для системы морской космической разведки, система радиолокационного наблюдения высокого разрешения, радиолокационный комплекс дозора, станция бокового обзора, доплеровские устройств и система навигации летательных аппаратов требовали применения большого количества комплектующих изделий, среди которых основное место занимали интегральные микросхемы.
Для бортовой аппаратуры, помимо получения необходимых тактико- технических характеристик, требовалось, чтобы она обладала высокой надёжностью и минимальными массо-габаритными характеристиками. Поэтому для получения требуемых параметров разрабатываемой РЭА, при обеспечении её высокой надёжности (учитывая крайне ограниченные сроки разработки) необходимо было эту аппаратуру проектировать на новейшей элементной базе микроэлектроники (которая часто находилась на предприятия МЭП ещё в стадии НИР).
Разработчики РЭА требовали от отечественной электронной промышленности (в её соревновании с мировым уровнем) сочетания быстрого количественного увеличения выпуска изделий микроэлектроники с радикальным их качественным совершенствованием. Развитие микроэлектроники носило взрывной характер и электронная промышленность СССР приступив к разработке интегральные схемы в начале 60-х годов, в середине 70-х уже выпускала около 6000 типо-номиналов интегральных микросхем, каждая из которых имела своё функциональное назначение.
По функциональному назначению все микросхемы подразделялись на основные классы: микропроцессоры, запоминающие устройства, логические микросхемы, схемы интерфейса, схемы АЦП и ЦАП и аналоговые микросхемы. Интегральные микросхемы разрабатывались по различным схемо-технологическим решениям (транзисторно-транзисторная логика - ТТЛ; ТТЛ с диодами Шоттки - ТТЛШ; эмиттерно-связанная транзисторная логика - ЭСЛ; с биполярными транзисторами, метал-окисел-полупроводниковыми транзисторами - МОП, комплементарными транзисторными структурами — КМОП и сочетании биполярной структуры и МОП — БиМОП), что определяло их электрические параметры и уровень интеграции. Качество выпускаемых микросхем к этому времени определялось размерами транзисторного элемента в пределах трёх микрон и уровнем интеграции до двадцати тысяч транзисторов на кристалле.
С развитием технологии стала резко увеличиваться степень интеграции микросхем за счёт уменьшения размеров элементов и увеличения их числа, т.е. функциональные возможности микросхем возрастали (при сохранении надёжности). Важным обстоятельством было то, что специфика технологии изготовления интегральных микросхем сохраняла значение надёжности ( интенсивность отказов в единицу времени) постоянной величиной при увеличении степени их интеграции. Таким образом значение величины надёжности одного дискретного транзистора стало почти эквивалентно значению надёжности микросхемы с высокой степенью интеграции, содержащей до ста тысяч транзисторов на одном кристалле. Поэтому для достижения требуемых параметров разрабатываемой аппаратуры и обеспечения её высокой надёжности было важно использовать микросхемы с высокой степенью интеграции, т.е. применять в РЭА новейшие микросхемы.
Центральное бюро применения интегральных схем “Дейтон” — информационная организация МЭП ежегодно выпускала и рассылала на каждое предприятие, разрабатывающее радиоэлектронную аппаратуру каталоги, содержащие электрические и эксплутационные параметры отечественных интегральных схем. Однако в связи с бюрократическими порядками, характерными для советской промышленности в целом, и в частности для электронной промышленности, разрабатывающей и изготовляющей интегральные схемы, данные, помещаемые в каталоги "Дейтона", отставали почти на два года от изготовления интегральных микросхем заводами МЭП. Кроме этого изготавливаемая предприятиями минэлектронпрома элементная база микросхем быстро морально устаревала.
Требования к разработке новой номенклатуры интегральных микросхем для создания РЭА различного назначения, учитывая ограниченные (по сравнению с зарубежными) возможности МЭП, можно было удовлетворить путем обобщения параметров требуемой номенклатуры. В связи с этим в лаборатории микроэлектроники МНИИП, была запущена НИР "Элемент" (научный руководитель Евгений Леонидович Байков, заместитель — Давид Аронович Таубкин).
Анализируя требования к разрабатываемой РЭА и зная последние достижения современной зарубежной элементной базы,
 |
| Слева направо: Д.А.Таубкин, А.Е.Черный, И.А.Бруханский |
МНИИП стремился проводить техническую политику в МЭП, финансируя разработку необходимых микросхем, разрабатываемых на предприятиях электронной промышленности по согласованным техническим заданиям.
Эта техническая политика всячески поддерживалась руководителями МНИП и в частности, Главным инженером, заместителем Генерального директора по научной работе Игорем Алексеевичем Бруханским.
К разработке технических заданий на изделия микроэлектроники привлекались ведущие специалисты МНИИП: в области микропроцессорной техники — Александр Борисович Штерн, в области запоминающих устройств — Виктор Васильевич Циркин, в области аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей - Юрий Андреевич Рюжин, в области микросхем для вторичных источников питания - Светлана Алексеевна Лобанова и Александр Сергеевич Сёмин, в области логических микросхем Вячеслав Владимирович Иванеев и Валентин Викторович Сергеев, в области элементов ФАР — Борис Васильевич Сестрорецкий.
Тесная оперативная связь с предприятиями минэлектронпрома позволяла ориентироваться в новых разработках микроэлектроники, проводимых на предприятиях МЭП, что в свою очередь позволяло рекомендовать разработчикам РЭА применять новейшую элементную базу интегральных микросхем.
Сотрудникам лаборатории микроэлектроники МНИИП приходилось поддерживать постоянные контакты с основными предприятиями-разработчиками и изготовителями по соответствующему специализированному профилю элементной базы: ПО "Г амма", Запорожье (микропроцессоры, запоминающие устройства, логические микросхемы); ПО "Микрон", Зеленоград МО, (запоминающие устройства, логические микросхемы); ПО "Ангстрем" Зеленоград МО, (запоминающие устройства, логические микросхемы); ПО "Альфа", Рига, (многоразрядные АЦП и ЦАП); ПО "Вента", Вильнюс, (быстродействующие АЦП и ЦАП); НПО "Интеграл", Минск (микропроцессоры, запоминающие устройства, логические микросхемы); Таллиннский Электротехнический завод, (УВХ и аналоговые микросхемы); НПО "Электроника", Воронеж, (микропроцессорные комплекты); ЛОЭП "Светлана", Ленинград (микропроцессоры) ; ПО "ТОР", Томилино МО, ( микросхемы для вторичных источников питания); НИИ "Восток", Новосибирск (запоминающие устройства) ; ПО "Фотон", Ташкент, (мощные тран зисторные сборки); НПО "Кристалл", Киев, (микропроцессоры, запоминающие устройства, аналоговые микросхемы).
Для рекомендации применения перспективной элементной базы интегральных схем в аппаратуре, разрабатываемой в МНИИП, сотрудниками лаборатории микроэлектроники Ириной Захарьевной Чесаловой, Татьяной Александровной Воробьёвой, Ириной Александровной Белей и Татьяной Андреевной Копаевой ежегодно выпускался "Каталог перспективных интегральных микросхем", в который включались новейшие микропроцессорные комплекты, микросхемы запоминающих устройств, логические микросхемы, микросхемы интерфейса и аналоговые микросхемы. Каталог содержал данные по номенклатуре, функциональному назначению, конструктивному исполнению и эксплуатационным характеристикам, а также электрическим параметрам и срокам освоения в МЭП основной элементной базы микросхем. Оперативная информация о новой элементной базе микроэлектроники позволяла использовать в разрабатываемой РЭА последние достижения микроэлектроники, обеспечивая получение необходимых параметров разрабатываемой аппаратуры и её высокой надёжности, при этом существенно сокращая сроки разработки. Можно смело утверждать, что успехи достигнутые МНИИП в разработке радиоэлектронной аппаратуры в значительной степени стали возможны благодаря квалифицированным рекомендациям по применению перспективной элементной базы интегральных микросхем. Эта важная работа осуществлялась коллективом лаборатории микроэлектроники.
Оставить комментарий
