俄羅斯，居然搞出光刻機了？

最近差評君看到了一篇報道，俄羅斯將一套 350 納米光刻機納入國家工業(yè)體系。這套設備由俄羅斯的 ZNTC 與白俄羅斯的 Planar 聯(lián)合研發(fā)，能夠生產 90nm 的芯片。

在看了一些資料后，差評君更是發(fā)現(xiàn)，這次的光刻機，居然是 30 年前蘇聯(lián)留下的技術遺產？！

等等，蘇聯(lián)時代能造芯片，還搞過光刻機？那為什么今天的芯片世界里，卻幾乎找不到它曾經存在過的影子呢？

大家好，我是差評君，今天我們來聊一聊，蘇聯(lián)芯片是怎么消失的？

1962 年 5 月 4 號，赫魯曉夫走進了列寧格勒的一間實驗室。

在這里迎接他的，不是閱兵，不是導彈。

而是一臺看起來并不起眼的機器和兩個來自美國的工程師。

隨著演示開始，工程師啟動了機器，在一頓操作后，機器在紙上緩緩打出了一個名字：“ 尼基塔.赫魯曉夫 ”。

對赫魯曉夫這種吃過見過的“正球級”領導來說，計算機本身其實不算什么新鮮玩意兒。

但面前這個只有文件柜大小的鐵箱子，顯然和他認識里，到處插滿電線，動輒占地幾十平米的計算機不是一個次元的產物。

隨后，其中一名工程師又拿出了一臺只有錢包大小，體積遠小于當時主流產品的收音機。

他沒有解釋，直接把耳機塞進赫魯曉夫的耳朵里。

隨著耳機里的廣播響起，赫魯曉夫興奮不已，一邊聽，一邊不停地追問。

眼看赫魯曉夫對“ 燕國地圖 ”愛不釋手，陪同參觀的蘇聯(lián)國家無線電電子委員會副主席肖金終于端出了這場表演的主菜。他遞上了一份計劃：把研究人員、工程師、工廠、設備，全部集中起來，建立一座“ 芯片城市 ”。

事實上，這場演示正是他為此精心設計的鴻門宴。而他的目的，就是說服蘇聯(lián)高層推廣這兩名美國工程師帶來的新技術——集成電路。

通過集成電路，工程師可以把多個晶體管，直接刻在同一塊硅片上，能把電子產品的體積縮小好幾倍。

主管電子產業(yè)的肖金注意到了這種技術的潛力，他告訴赫魯曉夫，一旦集成電路得到大規(guī)模應用，在不久的將來，別說是收音機，就算是電視都能做成煙盒大小。

從結果來看，這次畫餅顯然非常成功。

不久之后，在穗宗的親自推動下，后來被稱為蘇聯(lián)硅谷的“綠城”澤列諾格勒特區(qū)，在距克里姆林宮 25 公里的郊外拔地而起。

并在幾年時間里，陸續(xù)成立了一大批材料、設計、制造等不同領域的工廠、研究院和能容納數(shù)萬人的居民區(qū)，以及配套的學校、圖書館、醫(yī)院。

為了配合綠城的研發(fā)，蘇聯(lián)還在烏克蘭、拉脫維亞、白俄羅斯、哈薩克等地建立起了一套協(xié)同產業(yè)。

據(jù)當時的親歷者回憶，在綠城剛剛建立時，幾乎沒有任何系統(tǒng)性的技術文獻，手頭只有幾張 IBM 芯片的照片。

但在原則本人一路綠燈的傾力支持下，綠城很快集中全國的資源的從零開始一路平推，一步步搞定了設計、材料、流程和設備。

在短短兩年后就推出了薄膜集成電路“伊爾蒂什”，和厚膜的“大使”和“小徑”。

其中，“”被用在了一臺只有火柴盒大小，重量僅 27g 的微型收音機Микро上。

并在之后美國舉辦的無線電工程師大會上一炮而紅。

甚至一度被聞著味來的西方媒體當作蘇聯(lián)科技反超的典型案例，反復在“輸學”報道里充當定型文。

被爽到的赫魯曉夫，后來甚至把“Микро”當作國禮，送給了包括埃及總統(tǒng)納賽爾和英國女王在內的許多國家元首。

而“小徑”則走向了更宏大的舞臺，成為了專門為太空環(huán)境設計的計算機“氬氣”的核心組件。

并在 1969 年，隨“月球號”探測器被送上太空，完成了人類歷史上第一次繞月飛行。

到“蘇攻美守”的 70 年代，這種由綠城帶來的技術狂歡更是達到了巔峰。

按照蘇聯(lián)人自己的說法，70 年代末，美國和蘇聯(lián)在芯片技術上的代差，已經從八年縮小到了兩年，甚至能在一些領域掰掰腕子。

而摩托羅拉的工程師在見到蘇聯(lián)芯片的樣品后，更是感慨它的性能水平已經超過了美國產品。

但問題是，如果按這個劇本推進，擁有全套產業(yè)鏈，還一度“超英趕美”的蘇聯(lián)芯片產業(yè)，為什么幾乎沒有存在感，繼承了遺產的俄羅斯，更是直到今天也造不出什么像樣的芯片呢？

事實上，如果把鏡頭從蘇聯(lián)切換到冷戰(zhàn)的另一極，美國，我們就會聽到另一個版本的綠城故事。

1963 年，一位名叫阿納托利·特魯特科的蘇聯(lián)半導體工程師，作為交換生搬進了斯坦福大學的克羅瑟斯紀念館宿舍。

作為冷戰(zhàn)中極少數(shù)能夠進入美國高校的蘇聯(lián)人，阿納托利幾乎把所有時間都用在了學習上。

在同學們的眼里，他的生活和其他的學生沒什么不同，每天就是上課，睡覺，做實驗。

如果非要說有什么特別的地方，也就是喜歡聽講座。

尤其是和半導體有關的演講，幾乎場場不落。

有一次，在諾獎得主威廉·肖克利的講座結束后，他還拿出了一本肖克利編的教材《半導體中的電子和空穴》找他簽名。

肖克利雖然口頭上抱怨蘇聯(lián)白嫖，把這本書翻成俄語出版還不給錢，但還是給這個難得的蘇聯(lián)粉絲寫了一句話：“致蘇聯(lián)朋友阿納托利�！�

但他可能不知道是，面前的這位“蘇聯(lián)朋友”在盧比揚卡的檔案里，還有另一個身份：克格勃 T 局特工。

所謂 T 局，是克格勃為了繞開西方的科技封鎖成立的一個特殊部門，不同于刀口舔血的同事們，T 局的主要工作是收集國外，尤其是美國的尖端科技情報。

這些特工不僅為蘇聯(lián)帶回了包括英特爾、摩托羅拉、德州儀器在內的幾十種芯片。后來甚至還搞來了 IBM 的全套設計圖紙和操作系統(tǒng)源代碼。

按照末代克格勃主席弗拉基米爾·克留奇科夫的說法，從七十年代到蘇聯(lián)解體，這些特工至少給蘇聯(lián)帶來了價值數(shù)百億美元的技術情報。

通過 T 局，美國和歐洲最新的芯片和技術資料，被源源不斷地送到蘇聯(lián)，再被分發(fā)到各個研究所和工廠進行逆向工程。

而綠城，則是其中最大的“逆向中心”。

換句話說，蘇聯(lián)硅谷的崛起其實是把“抄”做到了極致。

雖然“小徑”和“大使”確實都是綠城的原創(chuàng)。但對綠城戶口的芯片來說，更普遍的情況還是多少沾點美國血統(tǒng)。

一份來自 CIA 1989 年的報告顯示，當時已知的蘇聯(lián)芯片中有至少有三分之一到一半都是英特爾、摩托羅拉這些美國公司芯片的“盜版”。

當然，對綠城來說，這也是沒辦法的辦法。

在集成電路出現(xiàn)之前，蘇聯(lián)在電子技術路線上押注的一直是電子管而非晶體管。

在他們的設想里，未來戰(zhàn)爭是要互扔核彈的。

晶體管雖然體積小，但一旦遇到核爆帶來的電磁脈沖干擾，很可能當場宕機。

而相比之下，雖然體積更大但結構簡單、皮實耐造的電子管，反而更值得信賴。

然而，集成電路的出現(xiàn)，給晶體管的體積按了個“無限縮小鍵”。

當成百上千個晶體管可以被刻進一塊指甲蓋大小的硅片里時，基本宣告了電子管路線的死刑。

在綠城建立的 1963 年，西方已經有相對比較成熟的集成電路工業(yè)，而剛起步的蘇聯(lián)，既沒有工藝，也沒有經驗，甚至沒有像樣的技術資料。

相當于別人跑一半了，你還在新手村，連教程都沒解鎖。

你讓他從零開始，一步步把整條產業(yè)鏈“手搓”出來，那不叫追趕，那叫重開一遍人類科技樹。

與其說蘇聯(lián)選擇了“抄”，不如說，在那個時間點他們唯一能做的只有抄。

但這種“高效”的復制戰(zhàn)略，在快速攢出芯片的同時，也種下了惡果。

首先，復制戰(zhàn)略把蘇聯(lián)的芯片研究焊死在了美國技術路線的尾氣里。

特工把情報帶回蘇聯(lián)，再加上工程師拆解、分析、逆向，這一整套折騰下來，少說也得一兩年。

克格勃和綠城的工程師動作再快，也不可能快得過美國自己。

當綠城的工程師還在理解上一代產品的時候，美國可能已經在研究下一代了。

隨著芯片變得越來越復雜，這個時間差也越拉越大。

而且，就算就抄，蘇聯(lián)其實也沒有真正抄明白。

在某些特定場景下，蘇聯(lián)確實能做到接近美國的工藝。

但問題是，這是生產能力的上限，而不是下限。

在 CIA 的報告中顯示，盡管蘇聯(lián)在 1984 年就實現(xiàn)了 64K 存儲器的滿負荷生產，但器件良率仍遠低于 10%，而美國的普遍良率則在 60%-70% 左右。

生產工藝的落后，使蘇聯(lián)長期處于能造出芯片，但無法大規(guī)模量產的困境里。

按照這個算法，美蘇芯片制造能力的差距，實際上不僅沒有縮小，反而是在越拉越大。

1990 年，美國的計算機年產量早已穩(wěn)定在百萬級別，而蘇聯(lián)最大的計算機生產基地之一庫爾斯克工廠，一年的產能只有 3500 臺。

連軍方需求都喂不飽，更別提科研和民用了。

之所以會這樣，是因為蘇聯(lián)的微電子體系，從一開始就是為軍工服務的。

對企業(yè)來說，芯片是要賣錢的。

成本、良率、穩(wěn)定性，每一項都是生死線。

但對軍方來說，變量才是不可接受的。

原創(chuàng)，意味著長周期和失敗的風險，反而不如復制穩(wěn)定高效。

一顆芯片，只要能完成任務，就是合格的，至于它是自研的，還是“借鑒”的，是 90% 良率，還是 10% 并沒有那么重要。甚至抄一顆芯片，比做一顆芯片還要更快，效果更好。

多產一些芯片，再從這些芯片里挑出合格品，比改進生產工藝更確定，也更能滿足甲方的要求。

在綠城的最大支持者赫魯曉夫被政變推翻后，失去耐心的軍方更是直接掐死了幾乎所有原創(chuàng)研究。逼著綠城把全部的產能都投入到復刻美國芯片里。

綠城的任務，徹底從追上美國的技術水平，變成了批量復制和美國一模一樣的芯片。

但仿制和自主生產，并不完全一回事。

把一顆芯片拆開，對著版圖一層層“描紅”，和完整走一遍流程，完全是兩件事。

很多關鍵技能，像是 EDA 軟件、良率控制、工程管理，靠抄是點不出來的。

于是，蘇聯(lián)的芯片工業(yè)，始終被卡在能臨摹，但很難自己搞的尷尬位置。

一個典型的例子，就是 Intel 80286。

從技術上講，這并不是一顆多復雜的芯片。總共也就 13 萬個門電路。

以蘇聯(lián)當時的制造能力，理論上應該可以做出這個級別的產品。

但由于 EDA 軟件的落后，綠城的工程師只能把原版芯片一層層剖開，對著每一層電路結構進行“像素級復刻”。

結果就是，從 80 年代初開始仿制，一直拖到 1991 年蘇聯(lián)解體，這顆并不算先進的芯片，始終沒能真正裝上蘇聯(lián)自己的計算機。

“軍工式”的 KPI 和對復制戰(zhàn)略的依賴，最終變成了整個蘇聯(lián)芯片行業(yè)的“技術自殺”。

更糟糕的是，綠城的“成功”，也在像黑洞一樣不斷吸走整個蘇聯(lián)微電子體系的資源。

在那個年代，全蘇聯(lián)的工程師幾乎都清楚一件事——想要更好的設備、更高的待遇，就得去綠城。

于是，各地研究所的人才，一批批的向莫斯科集中。

這些人才的流失，進一步干擾了蘇聯(lián)本就為數(shù)不多的原創(chuàng)研究。

白俄羅斯的“普爾薩爾”研究所，就曾經在光刻相關的磷擴散工藝上搞出過一些原創(chuàng)突破，并用這種方法在綠城成功制造了樣本。

但隨著人員的流失，實驗室被并入綠城，相關的研究也在不久之后被擱置。

結果就是，那些真正原創(chuàng)的技術路線，被一條條放棄；而“對標—復刻—量產”的路徑，則被不斷強化。

到最后，整個體系逐漸形成了一種慣性，沒有人再愿意為創(chuàng)新承擔代價。

而隨著蘇聯(lián)解體，不管是俄羅斯、白俄羅斯，還是其他前加盟共和國都迅速失去了繼續(xù)投入的理由。

自己造，不劃算，繼續(xù)抄，更不劃算。

直接進口芯片，哪怕買的是 落后一代的產品，也比自己做的更好用、更便宜。

直到后來，俄羅斯再次面臨外部封鎖，才不得不把這些幾乎被遺忘的技術重新翻出來。

在差評君看來，蘇聯(lián)的芯片產業(yè)，實際上是輸在了一整套看似“正確”的選擇。

每一個選擇單獨看，都似乎沒有問題。抄，是為了追趕；軍工優(yōu)先，是為了生存；集中資源，是為了效率。

但當這些選擇疊加在一起，它們卻指向了同一個結果：

一個擅長復制， 卻無法創(chuàng)造的體系。

它似乎許諾了一個看似足夠美好的未來，卻從未真正相信自己是這個未來的主人。

最終，隨著紅色巨人的解體，變成了歷史故紙堆中被人逐漸遺忘的只言片語。

編導：吉吉

編輯：楊子&蛋布利多&小鑫鑫

后期：小楊&錘子&十一&上進&胡尼

美編：煥妍&萱萱

圖片、資料來源：

Russia completes development of 30-year-old outdated lithography tool Tom's HARDWARE

The Soviet Microelectronics Industry: Hitting a Technology Barrier CIA

Soviet Progress in the Production of Integrated Circuits CIA

Soviet Microelectronics:Impact of Western Technology Acquisitions CIA

Engineering Communism HOW TWO AMERICANS SPIED FOR STALIN AND FOUNDED THE SOVIET SILICON VALLEY STEVEN T. USDIN

The history of Russian lithography machines EASELINK ELECTRONICS

Soviet’s First Planar Integrated Circuits THE CPUSHACK museum

The mysterious electronic module and the first Soviet integrated circuits RAFAL BARTOSZAK ELECTONICS

Computers in the USSR: A story of missed opportunities.

電子鴻溝——關于國產個人電子計算機批量生產的思考 消息報（蘇）

Зеленоград 維基百科

List of Soviet microprocessors Wikipedia

蘇聯(lián) / 俄羅斯軍用電子元器件發(fā)展歷程及啟示 王祖文 李耐和 賈鯤鵬 董倩

俄羅斯的光刻機往事 半導體行業(yè)觀察

《芯片戰(zhàn)爭：爭奪世界最關鍵技術的戰(zhàn)斗》 米勒.克里斯

Computers in the USSR: A story of missed opportunities RUSSIA BEYOND

Zelenograd: The Soviet Union’s Ill-fated Attempt to Replicate Silicon Valley Medium

Аспекты поддержки работ по ЕС-ЭВМ службами Технической разведки ГДР 俄羅斯虛擬計算機博物館

История отечественной вычислительной техники 俄羅斯虛擬計算機博物館

A Chip in the Curtain: Computer Technology in the Soviet Union DA Wellman

ЗЕЛЕНОГРАДСКИЙ ЦЕНТР МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ:СОЗДАНИЕ, РАСЦВЕТ, ЗАКАТ ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОНИКИ

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