Ещё в XIX веке Россия начала изучать электричество. Некоторые изобретения тех лет опережали остальной мир.
От двигателя к свету
В 1834 году Борис Якоби собрал первый электродвигатель (15 Вт). Через четыре года он установил его на шлюпку — 1 л.с. хватило, чтобы идти против течения Невы со скоростью 2 км/ч.
В 1876 году Павел Яблочков запатентовал дуговую лампу без механического регулятора («свеча», патент №112024). Два угля с гипсовой прослойкой горели 1,5 часа и стоили 20 копеек. В 1878 году 60 таких ламп осветили Всемирную выставку в Париже.
Александр Лодыгин в 1872–1874 годах использовал вольфрамовую нить в вакуумной колбе, а позже — заполнение азотом (11 патентов по всему миру). Срок службы достиг 1500 часов. К началу XX века в России действовало 200 электростанций.
Уже тогда Россия шла вровень с Европой, а по лампам накаливания — даже впереди.
Радио и первые полупроводники
Радио и полупроводники стали отправной точкой для развития электроники. Их первооткрыватели — А. Попов и О. Лосев — заложили основы, без которых невозможны были бы ни радиосвязь, ни современные микросхемы.
7 мая 1895 года Александр Попов показал радиоприёмник на дальности ~50 м. В 1900 году при спасении броненосца «Апраксин» его аппаратура обеспечила связь на 46 км — передано 440 радиограмм.
В 1922 году Олег Лосев открыл у кристалла цинкита способность генерировать незатухающие колебания. Так появился «кристадин» — приёмник без ламп [1]. В 1927 году Лосев запатентовал «световое реле» — первый светодиод на основе электролюминесценции карборунда [1]. В 1929–1933 годах он экспериментировал с твердотельным аналогом триода, предвосхитив точечный транзистор [1].
Лосев умер в блокадном Ленинграде в 1942 году, не дожив до признания. Его работы на десятилетия опередили своё время.
От лампы к транзистору и ЭВМ
В гонке за транзистором Советский Союз отставал от США менее чем на год — уникальный случай в истории. Однако это отставание было компенсировано активной разработкой собственных вычислительных машин.
В 1923 году в СССР развернули серийный выпуск радиоламп. Руководил работами Михаил Бонч-Бруевич. Радиостанция РВ-1 мощностью 5 кВт вещала на всю Европу.
4 декабря 1948 года Исаак Брук и Башир Рамеев зарегистрировали авторское свидетельство №10475 на ЭВМ с хранимой в памяти программой — день рождения советской информатики.
Мировой прорыв случился 19 декабря 1947 года в Bell Laboratories: Уолтер Браттейн и Джон Бардин собрали первый точечный транзистор [1]. Уильям Шокли затем предложил плоскостной биполярный транзистор [1]. В СССР первый точечный транзистор появился в 1948 году — отставание составило менее года [2].
Сергей Лебедев в 1951 году запустил МЭСМ (50 операций/сек), а в 1967-м — БЭСМ-6 (1 млн операций/сек). Виктор Глушков в 1970-е разработал ЭВМ «МИР-1» и концепцию ОГАС.
Рождение советской микроэлектроники
Разработка микроэлектроники в СССР изначально была независимой и оригинальной. Первая советская микросхема не копировала американскую. Однако ради совместимости с западными системами военные настояли на копировании, и оригинальность была утрачена. Впрочем, это не помешало создать в Зеленограде уникальную для своего времени инфраструктуру — единый научно-производственный центр, аналог которого существовал только в США.
Ключевую роль сыграл Александр Шокин. С 1961 года он возглавил Госкомитет по электронной технике, а затем — Министерство электронной промышленности. 8 августа 1962 года вышло Постановление о создании Зеленограда как единого научного центра микроэлектроники [3]. Первым главным инженером стал Альфред Старос — бежавший из США инженер, создавший самый маленький в мире микроприёмник «Эра».
В том же 1962 году Юрий Осокин на Рижском заводе изготовил первую советскую микросхему Р12–2 (2НЕ-ИЛИ). Серийный выпуск микросхем в СССР и США начался почти одновременно — разница менее полугода [3].
Леонид Коленов внедрил планарную технологию. Николай Кардымон наладил выпуск транзисторов ПТ-3 (600 МГц) для спутников.
Пик, кризис и современность
Сегодня электроника в России развивается не за счёт погони за мировыми технологическими лидерами, а за счёт создания собственных уникальных решений для оборонной и гражданской промышленности. Криптография, системы навигации (ГЛОНАСС), чипы для банковских карт и загранпаспортов — вот области, где отечественная микроэлектроника добилась реальных успехов.
К 1980 году СССР выпускал ~1,5–2 млрд интегральных схем в год. Суперкомпьютер «Эльбрус-2» достигал 32 млн оп/сек. Борис Малашевич из «Ангстрема» подчёркивал: «только в Советском Союзе была единственная в мире самодостаточная микроэлектроника — всё своё» [3]. Однако к концу 1970-х началось отставание из-за копирования западных образцов и ведомственной разобщённости. Среди ярких разработок позднего СССР — портативный компьютер «Электроника МК-90» (1988), опередивший своё время, но выпускавшийся малыми партиями.
После 1991 года разрыв вырос до 10–15 лет.
Но традиция не прервалась. Жорес Алфёров создал основы оптоэлектроники. «Микрон» под руководством Геннадия Красникова (с 2022 года — президента РАН) выпускает чипы для карт «МИР», ГЛОНАСС и загранпаспортов. Учёные МФТИ во главе с Дмитрием Свинцовым исследуют туннельные эффекты в графене для сверхбыстрых переключателей [4]. «МЦСТ» производит «Эльбрус-8СВ» (14 нм). К 2026 году, по официальным данным, 45% чипов для ВПК — отечественные.
Список источников:
- Гуреева О. Л. "Транзисторная история: изобретение транзисторов и развитие полупроводниковой электроники" // Компоненты и технологии. 2006. https://cyberleninka.ru/article/n/tranzistornaya-istoriya-izobretenie-tranzistorov-i-razvitie-poluprovodnikovoy-elektroniki
- Худокормов А. Г. "Научно-техническая революция в XX веке (в помощь лектору)" // Научные исследования экономического факультета. 2023. Т. 15. Вып. 1. С. 7–36. https://cyberleninka.ru/article/n/nauchno-tehnicheskaya-revolyutsiya-v-xx-veke-v-pomosch-lektoru
- Малашевич Б. "Советская микроэлектроника: от Спутника до Олимпиады" // Интервью журналу «Эксперт» https://www.zelenograd.ru/news/6125/
- Свинцов Д. и др. "Исследование туннельных эффектов в двухслойном графене" // Nano Letters. 2023. https://habr.com/ru/news/723232