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60年前,向美国学习芯片制造,苏联为什么输惨了?<尤里列宁什么关系>

60年前,向美国学习芯片制造,苏联为什么输惨了?

一堂课后,特鲁特科请这位诺贝尔奖得主在他的代表作《半导体中的电子与空穴》上签名。“致阿纳托利”,肖克利签了名,然后对着这位年轻的科学家大吼大叫,抱怨苏联拒绝为这本教科书的俄语版支付版税。

就像五角大楼一样,克里姆林宫意识到晶体管和集成电路将改变制造业、计算和军事力量。在肖克利的教科书出版两年后,苏联人就将其翻译成了俄语。 1959年CIA的一份报告称,当时美国生产的晶体管在质量上只领先苏联2到4年。

从20世纪50年代末开始,苏联在全国各地建立了新的半导体设施,并指派最聪明的科学家来建设这个新产业,其技术负责人是尤里·奥索金。

奥索金的大部分童年时光都是在中国度过的,他的父亲在大连市的一家苏联军事医院工作。从年轻时起,奥索金就以超强的记忆力而出名。中学毕业后,他获得了莫斯科一所顶级学术学院的入学资格,专攻半导体。毕业后,奥索金被分配到里加的一家半导体工厂,那里的工作人员都是苏联最好的大学的毕业生,奥索金领导他们为苏联的太空计划和军队制造半导体器件。

厂长给奥索金的任务是在一块锗上建造一个有多个元件的电路,即所谓的集成电路,这是苏联之前没能做到的。 1962年,奥索金完成了任务,拿出来的集成电路原型已接近硅谷的水平。

当时的苏联科学正在崛起,重工业航空业领先于美国,奥索金和其他苏联科技工作者都认为在半导体工业赶超美国也是迟早的事。

“莫斯科硅谷”的诞生

苏联领导人赫鲁晓夫致力于在各个领域超越美国,包括在半导体工业。当时的苏联国家无线电电子委员会第一副主席亚历山大·肖金给了他承诺,“电视可以做成烟盒那么大。这就是苏联半导体工业的承诺。”他对赫鲁晓夫说。为了实现这个承诺,肖金启用了王牌: 两个克格勃间谍。

乔尔·巴尔是俄国犹太人的后代,他在纽约布鲁克林的贫民区长大,后来被纽约城市学院录取,学习电气工程。在学生时代,他结识了一群志同道合的共产主义者,发现自己认同他们对资本主义的批判,以及他们认为苏联最适合对抗纳粹的观点。他结识了同为电气工程师、共青团员的 阿尔弗雷德·萨朗特,他们成为终身好友,共同推动共产主义事业的发展。

在20世纪40年代,萨朗特和巴尔在美国两家领先的科技公司西部电气公司和斯佩里陀螺仪公司从事机密雷达和其他军事系统的研究工作,他们对新武器系统中的电子设备了如指掌。

40年代末,FBI开始在美国各个科研机构捉拿苏联间谍,在被抓住之前(1956年初),萨朗特和巴尔逃离了美国,最终到达了苏联。到苏联后,他们的工作才能引起了苏联电子工业负责人肖金的注意。

他们与肖金合作,打算 说服赫鲁晓夫兴建苏联的硅谷。他们认为苏联需要一座城市专门生产半导体,拥有自己的研究人员、工程师、实验室和生产设施。

1962年1月,在莫斯科市议会红厅的建筑项目年度审查中,肖金向赫鲁晓夫提议, 打造一座以半导体产业为重心的科学新城(泽列诺格勒)。

△泽列诺格勒(Zelenograd),图片来源:vk.com

肖金设法安排了苏联领导人赫鲁晓夫参观列宁格勒的电子工业第二特殊设计局的计划,这是苏联电子技术前沿研究所。为了打动赫鲁晓夫,设计局花了数周时间为赫鲁晓夫的来访做准备。

1962年5月4日,赫鲁晓夫来了。斯塔罗斯和伯格也完美地履行了自己的职责——向赫鲁晓夫宣传即将成立的最高级别的微电子中心。

他们向赫鲁晓夫展示了一台可以打印出自己名字的第一台具有原始架构的苏联微型计算机。它是 PDP 机器的一种仿制品, 它的出现,比 PDP-5 晚了 1 年,并以小批量发布,但主计算机单元很容易放在桌子上,整个机器和外围都在一个标准的 175x53x90 厘米机架中。

斯塔罗斯还毫不犹豫地将一个微型无线电接收器(微型收音机)塞入了赫鲁晓夫的耳朵。 虽然它只捕捉到了两个地方电台,但它的尺寸要比电子管收音机“Rodina”的尺寸小的多得多。

郝鲁晓夫欣喜若狂,问了很多东西,听着微型收音机像个孩子一样高兴。很快,斯塔罗斯将关于在泽列诺格勒建立一个科学城的计划交给了他,并向他进行了介绍。

赫鲁晓夫立刻对这个宏大工程着了迷,他也给了斯塔罗斯和伯格一个拥抱,承诺全力支持。 几个月后,苏联政府批准了在莫斯科郊区建设半导体城的计划。

苏联“硅谷”——泽列诺格勒很快就破土动工,这个城市在俄语中意为“绿色城市”——

它被设计成科学天堂。肖金希望它成为一个完美的科学定居点,有研究实验室和生产设施,还有学校、日托所、电影院、图书馆和医院——半导体工程师所需的一切都能在这里找到。靠近市中心的是一所大学,莫斯科电子技术学院,这是比照斯坦福而建的大学。

莫斯科电子技术学院(MIET)

从外面看,这里就是硅谷,只是少了一点湾区的阳光。

没有希望的“复制战略”

就在尼基塔·赫鲁晓夫宣布支持建造泽列诺格勒的同时,克格勃设立了一个新的部门——T总局(Directorate T),即技术学(teknologia)的缩写,任务是: “获取西方的设备和技术”。

到了上世纪80年代初,克格勃雇了大约1000人来窃取外国技术,大约300人在国外工作,其余大部分人都在克格勃位于莫斯科卢比扬卡广场总部的8楼工作。

“莫斯科硅谷”成立初期,一个名叫鲍里斯·马林的苏联学生从宾夕法尼亚留学回来,行李里有一个小装置——德州仪器SN-51,美国最早在市场上销售的集成电路之一。马林身材瘦削,头发乌黑,眼睛深陷,是苏联半导体器件领域的顶尖专家之一。

肖金把马林和其他一群工程师叫到他的办公室,把芯片放在他的显微镜下,透过镜头仔细观察。并下令: “给我抄!完全照抄,不准有任何偏差,给你们三个月的时间。”

被指说直接抄袭国外的研究成果时,苏联的科学家感到很愤怒。他们对科学的理解,跟美国的化学家及物理学家一样先进。据悉,去美国的苏联交换学生表示,他们从肖克利的课堂上很少学到在莫斯科学不到的东西。 事实上,苏联有世界上最顶尖的理论物理学家,包括半导体方面。

2000年,杰克·基尔比终于因发明集成电路而荣获诺贝尔物理学奖时(当时集成电路的共同发明者罗伯特·诺伊斯已过世),是与俄罗斯科学家佐雷斯·阿尔费罗夫(Zhores Alferov)共同被授予诺贝尔奖的,他在1963年率先提出半导体双异质结构,成为半导体激光器的理论基石。1957年发射的人造卫星,1961年尤里·加加林的首次太空飞行,1962年制造的奥索金集成电路,以及阿尔费罗夫的研究都为苏联正在成为科学超级大国提供了无可争议的证据。

复制战略的

4大根本缺陷

但是,肖金的复制战略在根本上存在缺陷。

1)生产工艺不可靠、无法规模化量产

那时的得州仪器和仙童已经开始学习如何大规模生产芯片,大规模量产才有利润,而在半导体工业中,规模化生产的关键在于可靠性,这是苏联科学家没有意识到的差距。

苏联能大量生产煤炭和钢铁,但在几乎所有类型的先进制造业上都落后于美国。

当时,西方国家还通过了一个名为COCOM(巴黎统筹委员会)的组织,禁止向苏联等社会主义国家转让包括半导体元件在内的先进技术。虽然苏联人可以通过中立国奥地利或瑞士的空壳公司绕过COCOM的限制,但这种途径很难大规模使用。 因此,苏联的半导体设施经常使用精密度较低的机器和纯度较低的材料,结果导致生产工艺极度不可靠。

2)摩尔定律

由于摩尔定律的存在,半导体工艺也在飞速进化中。即使苏联人成功地复制了一种设计,获得了材料和机械,复制了生产过程,这也需要很长时间。而像得州仪器和仙童这样的美国公司,每年都会发布晶体管数量

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