Завыдающиеся научные разработки в области
проектирования и создания цифровы хинтегральных схем
широкого применения десятки сотрудников
институтанеоднократно становились лауреатами
Я пришел в НИИМЭ в 1968 году и на сегодняшний день проработал здесь уже 56 лет.
Мой трудовой путь начался на Раменском приборостроительном заводе, куда попал по распределению. Там в начале 1960-х годов у нас сложилась дружная компания инженеров: я – из Москвы, Георгий Эдуардович Широ (ныне профессор МИЭТа) – лидер нашей команды из Ленинграда, и Леонид Борисович Осипов из Ростова. Мы работали в Раменском, потом перешли во ВНИИЭМ – всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики, где занимались вопросами автоматизации проектирования электронных вычислительных машин. В то время мне было уже 30 лет.
В шестидесятые годы у всех у нас уже были семьи, дети и не было отдельного жилья. Широ прослышал про Зеленоград – город, где можно быстро получить квартиру. Мы решили перебраться туда и устроиться на работу в НИИМЭ. Первым, чуть раньше нас, в институт пришел Георгий Широ, его принимал на работу К.А. Валиев. Затем в течение двух-трёх месяцев перевелись в Зеленоград и мы с Осиповым. Со мной проводил собеседование первый замдиректора по кадрам П.С. Щербак. Меня приняли на должность старшего инженера в четвёртом отделении. Мы втроем заложили основу и образовали костяк лаборатории одного из направлений САПР. Последним направлением нашей совместной работы до переезда в Зеленоград была автоматизация проектирования блоков ЭВМ. И в НИИМЭ мы пришли тоже заниматься автоматизацией проектирования – но уже интегральных схем, что на отдельных этапах совпадало с проектированием узлов плат ЭВМ.
Самой первой моей задачей на новом месте работы была та, с которой я пришел из ВНИИЭМ: диагностика – поиск неисправностей в интегральных схемах. Интегральная схема может не работать из-за ошибки проектировщика, разработчика, технолога или из-за просчетов изготовителей: операторов, травильщиц. Так же схема может быть неисправной из-за привносимой дефектности, например, загрязнённых газов. Для установления этих причин я разработал программу. Но она годилась только для логических цифровых схем, а для линейных и схем с памятью не подходила. К тому времени уже появились и более сложные микросхемы, стало ясно, что моя программа работает лишь для узкого круга изделий. В результате программа практически оказалась не востребована.
В первые три-четыре года в НИИМЭ я занимался САПРом – системой автоматического проектирования. Причём САПР тогда и САПР сейчас – это совершенно разные системы. Сейчас САПР везде: в металлургии, в строительстве – всюду, где есть проектирование. А тогда САПР начинался с вычислительной техники и интегральных схем.
Автоматизация в нашей группе началась с банальных вещей. Интегральная схема – это пластина, на которую наносится последовательно слой изоляции, потом через шаблон на нем вытравливаются определённые фигуры. В эти вытравленные места тем или иным способом внедряются примеси. Затем наносится новый слой изоляции, вытравливается новая «картинка»… и так много слоев. Получается многослойная полупроводниковая структура – сегодня это 20-30 слоев.
Чтобы вытравливать в слое изоляции такие фигуры, нужны фотошаблоны. В то время фотошаблоны изготавливали так. Брали большой лист стекла, покрытый плёнкой. Сбоку – резец. В руке у человека – таблица, где написано как двигать резец: поставить туда-то, переместить туда-то, повернуть там-то, передвинуть туда-то и т.д. Когда резец возвращался в исходное положение, его поднимали, переносили в новую точку, и рисовали следующую картинку.
Чтобы составить такую картинку, её прежде всего надо было нарисовать на бумаге. Процесс проектирования состоял в изображении топологии на миллиметровке. Потом с бумаги координаты нужных точек для каждого слоя следовало переместить в отдельную таблицу.
Эта таблица выглядела как свиток, как рулон: одна строчка – это одна точка. Следующая строчка – следующая точка. Такие списки писали вручную. Человек смотрел миллиметровку и записывал координаты точек в таблицу.
В конце 1960-х наша группа занялась автоматизацией процесса создания фотошаблонов.
Первое, что мы сделали, перевели эти свитки в нормальные таблички – в пачку листов А4, напечатанных разборчивым шрифтом, не зависящим от почерка составителя таблицы.
Второй шаг: к резакам подвели моторчики, чтобы эти инструменты могли двигаться по горизонтали, вертикали, подниматься, опускаться. Мы создали программу управления этими резаками. Потом нам подсказали, что нельзя эти точки воспринимать один в один, надо вводить коррекцию, поскольку при фотографировании, проявлении и печати изображения на полупроводниковую пластину, линии смещаются относительно шаблона. Мы ввели коррекцию.
Потом выяснилось, что если давать координаты резаку двигаться туда-сюда, а потом дать команду с последней координаты вернуться в начальную точку «00», то резак возвращался не туда, а смещался по осям координат на пару миллиметров. Так получалось из-за того, что управление двигателями резака имело какую-то дискретную единицу, скажем, 1/10 мм, а координаты, которые мы рисовали, не имели ограничения, что они должны быть кратны 1/10 мм. Поэтому там, где следовало сделать движение на 10,35 мм, наш инструмент отрабатывал либо 10,3, либо 10,4 мм. А 10,35 мм он отработать не мог. Нам пришлось решить и эту задачу. Потом появились другие установки – фотонаборные, когда уже не надо было изготавливать большие фотошаблоны, которые потом уменьшались в масштабе 400:1 или 500:1. Это была одна сторона автоматизация производственного процесса.
Теперь о проектировании топологии – оно развивалось тоже. Если взять достаточно большую интегральную схему, то там много повторяющихся узлов. А если не узлов, то, как минимум, одинаковых транзисторов. Раньше каждый одинаковый транзистор надо было нарисовать, сейчас не так: один эталон сделаем и ставим его туда-сюда, как штампом. Мы сделали так, чтобы в схему можно было поставить повторяющиеся большие блоки, состоящие из нескольких десятков элементов с указанием «смещать на кристалле на столько-то» или «повернуть на столько-то градусов». Сейчас топологический редактор стал привычным. Мы создали его к 1972 году, но тогда у нас не было средств отображения – не было обычной сегодня картинки на мониторе. В то время у нас был только большой лист бумаги и координатограф – вот и все средства отображения. Сейчас, если где-то ошибся, раз-раз и поправил, а тогда все делалось медленно, долго: снова рисуешь картинку метр на метр и вносишь корректировки. Мы предпринимали попытки использовать как средство отображения – телевизор. Запад в этом направлении стремительно развивался со своей мощной вычислительной техникой, и в СССР Киевский институт закупил на Западе такую систему – то ли уже с математическим обеспечением, то ли они его сами постепенно разработали. И началась эпоха изображения и проектирования на экране, на мониторе.
Следующий этап автоматизации проектирования состоял в расчёте схемы. И наша команда решила, что нужен специалист в этой области. Чтобы мы могли заняться автоматизацией проектирования, нужно освоить сам процесс проектирования – направить человека, который изучит этот вопрос. Вот я и оказался тем человеком. Занялся этим делом, а тем временем наш руководитель Георгий Широ и главный руководитель направления САПР в НИИМЭ Геннадий Казёнов вступили в конфликт. В результате, мои товарищи Широ и Осипов ушли из НИИМЭ. А я остался и продолжил заниматься проектированием микросхем.
Моя карьера в НИИМЭ резко изменила траекторию – я перестал заниматься САПРом и переключился на проектирование интегральных схем. В следующие 5-6 лет я занимался проектированием микросхем ППЗУ (постоянные программируемые запоминающие устройства). В лаборатории, где я стал работать, был замечательный коллектив – творческий, сплоченный. Кстати, из этого отдела вырос потом отдел ОРСИП (отдел разработки схемы источников питания), заместителем начальника которого я сейчас являюсь.
Начинали мы со схемы 256 бит – я был старшим инженером, потом стал начальником лаборатории, а когда перешел на другое направление, у нас уже было разработано и введено в серию ППЗУ на 4 КБ ёмкости, и в разработке было на 16 КБ. ППЗУ хоть и называется памятью, но устройство довольно простое, состоящее из матрицы элементов и шин. Есть связь этих элементов с шинами – есть постоянная память, разрывается связь – и памяти нет.
В конце 1970-х я перешел в лабораторию, которая занималась оперативной памятью. Там я проработал более десяти лет. В этой лаборатории проектировали ОЗУ – оперативные запоминающие устройства. Они были сложнее, чем ППЗУ, и для меня – интереснее, поскольку больше связаны с передовыми полупроводниковыми технологиями: плотность компоновки, размеры, особенности поведения этих схем – схемы с памятью, они довольно капризные. Именно работу с ОЗУ я назвал бы самым интересным проектом из тех, с которыми мне довелось работать. На новом поприще я сделался сначала начальником лаборатории оперативной памяти, а потом и начальником отдела, который занимался двумя направлениями работ: матричные интегральные схемы и оперативная память полупроводников. В начале 1990-х я ушел из отдела, который занимался ОЗУ, в связи с переходом на другую должность. В этот период я достиг вершины своей карьеры (если рассматривать её с административной точки зрения) – стал заместителем главного инженера НИИМЭ. Вскоре в НИИМЭ началась реструктуризация – все разрабатывающие отделы объединили в дизайн-центр, и я стал заместителем начальника дизайн-центра.
Когда завод «Микрон» слился с институтом, в 2009 году был организован отдел, который состоял из лаборатории, разрабатывающей микросхемы и участка функционального контроля кристаллов на пластине. То есть объединили институтскую лабораторию и цеховое подразделение в один отдел. Для него долго не могли найти ему начальника. Тем временем мне стало скучно на должности скорее административной, чем технической, и я перешел работать в этот новый отдел, который просуществовал 7 лет до тех пор, пока в 2016-м НИИМЭ и завод «Микрон» не разделились опять на разные юридические лица.
Сейчас я – заместитель начальника отдела разработки схем источников питания (ОРСИП), но фактически я в этом отделе не работаю. Мое нынешнее занятие сложилось еще в годы работы в дизайн-центре. Дело в том, что «Микрон» выпускает достаточно большую номенклатуру микросхем – изделий, разработанных в НИИМЭ. А в 90-х годах у нас, в том числе и из дизайн-центра, ушло очень много специалистов, оставив свои изделия, свои разработки. Обострилась необходимость авторского сопровождения серийного производства. Этим я и стал заниматься. Сделался одним из основных «поддерживателей». Нужно было обеспечивать процент выхода годных, разбираться с причинами неудач в серийном производстве. Поскольку все специалисты, которые уходили, были моими подчинёнными, мне приходилось «отвечать» за их наследие. Так сложилась моя теперешняя функция: авторский надзор за серийным производством изделий, которые остались без надзора своих создателей.
За более чем полвека работы в НИИМЭ я принял участие в решении ряда сложных задач, и эти работы можно без ложной скромности назвать и моими достижениями. На данный момент я считаю, что их всего три.
Первое относится к тому периоду, когда я занимался ППЗУ. Под моим руководством была разработана и внедрена схема программируемой логической матрицы. Первоначальный вариант его дальнейшего развития и сейчас и выпускается на «Микроне».
Второе достижение связано с оперативной памятью. Это не то, что сейчас делается на новых технологиях, на новых линейках, но по тогдашним меркам – достижение. Мы занимались памятью КМОП типа и достигли такого уровня, который опережал возможности производства. Для того чтобы реализовывать память такой большой ёмкости, пришлось усовершенствовать технологию и перестраивать производство.
Третье достижение связано с моей текущей работой по авторскому надзору за серийным производством изделий. В самом конце 1990-х у нас в институте работала группа рижан. Специалисты из Риги приехали в Зеленоград (их обеспечили жильём) и поступили к нам в НИИМЭ, заключив контракт на 5 лет. Они принесли с собой свои идеи и наработки. У нас они разработали и внедрили микросхему – 12-разрядный цифро-аналоговый преобразователь. И пока сидели над ней как наседка над цыплятами, схема жила в производстве. Я был их непосредственным начальником. После того, как срок их контракта истек, они покинули институт, а я остался надзирать за их «детищем». После их ухода этот 12-разрядный цифро-аналоговый преобразователь перестал получаться у нас на заводе: ноль годных. Пришлось мне разбираться с проблемами и многое дорабатывать. Разработчиков этих уже нет, а я, можно сказать, «крайний», поскольку осуществляю авторский надзор. Эта схема заняла большую и интересную часть моей профессиональной жизни.
Тогда у нас не было специалистов, способных разобраться в этой проблеме (нынешняя команда в то время еще не пришла). Мне поручили найти кого-нибудь со стороны. К кому я только не обращался! Все говорили: «Нет, 12-разрядный цифро-аналоговый преобразователь – это слишком сложно, там надо лазерную подгонку делать». Тогда я сам провел анализ и сказал технологам: «Вот, ребята, корень зла – здесь, решите эту проблему, и у нас всё получится». И действительно, технологи подумали-подумали, и решили эту проблему. И тогда вместо единичных случайно получавшихся кристаллов у нас стало 70% выхода годных. Это было большое достижение. Микросхема пошла – она до сих пор популярна, 6000 в месяц таких схем у нас выпускают.
Поскольку она популярна, её стали широко использовать. И тут на нас посыпались рекламации, причем все жалобы однотипные. Мы проверяем схемы – у нас всё хорошо, ни сучка, ни задоринки. В чем же дело? Оказалось вот в чем. Никакая микросхема сама по себе не используется – вокруг нее есть внешнее обрамление. И температурное поведение внешнего обрамления и нашей микросхемы не совпадало. Нам пришлось довольно долго выяснять суть проблемы и искать пути ее устранения.
Были и другие проблемы с этими же схемами. Года три нам пришлось одной этой схемой очень плотно заниматься и преодолевать связанные с ней трудности, но оно того стоило.
Должен сказать, то, чем я занимаюсь сейчас, тоже со временем будет достижением «Микрона» и моим тоже, хотя пока ещё не стало. Три последних года я фактически работаю на «Микроне», занимаясь внедрением этих микросхем в производство. Когда мы освоим их выпуск, это будет четвертым, возможно самым главным моим вкладом в работу НИИМЭ и «Микрона».
С НИИМЭ, да и с «Микроном», меня связывает не только работа, но и друзья, коллеги – все то, что называется человеческими отношениями и придает ценность нашим усилиям. В разные периоды мне довелось встречаться и бок о бок работать с такими выдающимися специалистам, оставившими след в истории НИИМЭ как В.Я. Контарев, Б.А. Безбородников, В.Н. Дягилев, А.П. Голубев, Н.С. Самсонов, Ю.И. Щетинин и возглавляемые ими коллективы разработчиков и технологов. За долгие годы я настолько сроднился с институтом, что уже и не представляю иного существования вне его стен. НИИМЭ для меня – это жизнь, а вместе с «Микроном» – еще и будущее. НИИМЭ и «Микрон» – это всё для меня.
В год 60-летнего юбилея, я желаю нашему институту оставаться лидером отечественной микроэлектроники, как в научно-техническом, так и в производственно-практическом аспекте, поддерживать высокий уровень новых разработок и качества выпускаемой продукции и по-прежнему стремиться к зафиксированной в названии цели – МОЛЕКУЛЯРНОЙ ЭЛЕКТРОНИКЕ!
Уважаемые коллеги!
Примите искренние поздравления в связи с 60-летним юбилеем Научно-исследовательского институт молекулярной электроники (АО «НИИМЭ»).
Роль института в истории отечественных передовых технологий трудно переоценить. Во многом благодаря внедрению разработанных коллективом инновационных решений и микроэлектронных изделий сегодня функционируют и успешно развиваются ключевые направления промышленности страны.
Созданная в АО «НИИМЭ» научная школа и высокий профессиональный уровень его сотрудников позволяют институту не только оставаться общепризнанным центром компетенций в области микроэлектроники, но и успешно реализовывать новые значимые технологические проекты и передовые разработки.
Желаю коллективу АО «НИИМЭ» дальнейших трудовых успехов и процветания на благо российской науки и техники!
Заместитель Председателя Правительства Российской Федерации – Министр промышленности и торговли Российской Федерации
Д. Мантуров
От имени Министерства промышленности и торговли и от себя лично спешу поздравить коллектив Научно-исследовательского института молекулярной электроники с этой славной датой – с 60-летним юбилеем.
Весь творческий путь коллектива овеян серьезными достижениями, большими научными победами, свершениями, которые позволили нашей стране собрать серьезный научный потенциал. Сегодня, в непростое время, благодаря вашей слаженной и четкой работе мы в состоянии ответить на любые внешние вызовы. Впереди предстоит еще очень много дел. Работа, которой вы занимаетесь, сегодня как никогда важна для страны.
Поэтому еще раз от себя лично и от имени Министерства желаю вам силы, здоровья, уверенности в себе, счастья , добра и света. Пусть этот весенний день наполнит вас хорошим настроением.
Еще раз с праздником вас!
Всегда ваш, Василий Шпак
Глубокоуважаемый Геннадий Яковлевич!
От лица госкорпорации "Роскосмос" и от себя лично сердечно поздравляю Вас и весь коллектив Научно-исследовательского института молекулярной электроники с юбилеем.
Вклад НИИМЭ в развитие отечественной микроэлектроники колоссален. На протяжении десятилетий институт является одним из ключевых звеньев промышленности, обеспечивая качественной и надежной продукцией как гражданских потребителей, так и заказчиков, решающих задачи обороны государства.
Отдельного упоминания достойна работа вашего института на благо развития отечественной космонавтики: разработанные в стенах НИИМЭ изделия шагнули далеко за пределы планеты, будучи примененными в составе межпланетных космических аппаратов.
Дорогие коллеги!
Поздравляю АО «НИИМЭ» с 60-летним юбилеем!
Научно-исследовательский институт молекулярной электроники проделал огромный путь, став ведущим российским центром в области микро- и наноэлектроники. Сегодняшний успех предприятия – заслуга высокого профессионализма и уникальной экспертизы работающего там коллектива.
Выражаю искреннюю благодарность каждому из сотрудников и ветеранов за ваш доблестный труд и созидательную энергию – за неоценимый вклад в развитие отрасли. Вместе мы строим прочную основу технологического суверенитета нашей страны!
От лица Группы компаний «Элемент» примите самые искренние поздравления с Юбилеем!
Нам уже есть, чем гордиться, пускай предстоящие годы будут еще более успешными и великими!
Президент ГК «Элемент», Председатель Совета директоров АО «НИИМЭ»
Иванцов И.Г.