Вопросы болезненные, но было бы грешно не попытаться ответить на них, хотя бы потому, что зародившаяся в ХХ веке электроника стала основой информатики - ведущей технологии ХХI века, а Россия без современной отечественной электроники не может сохраниться как великая держава.

Первоначально развитие электроники в России шло наравне с другими странами: А.С. Попов и Г. Маркони осуществили радиосвязь в 1895-96 гг.; и русские и японские крейсера в 1904 году имели радиопередатчики и приемники; Ли де Форест в США придумал триод в 1906 году, а Б.Л. Розинг в России в 1907 году описал электронно-лучевую трубку с электростатическим отклонением луча; в 1918 году М.А. Бонч-Бруевич опубликовал работу по триггеру с перекрестными анодно-сеточными связями (опередив Дж. Рейха на 11 лет), а затем в 1922 году построил мощнейшую в мире радиостанцию имени Коминтерна, - его дело в 30-х годах продолжил А.Л. Минц, создав длинноволновую станцию с мощностью излучения 500 кВт.

В это предвоенное десятилетие еще работали ученые и инженеры, начинавшие в начале века на основе фундаментальных наук, полагаясь на свои знания и избегая пагубного соблазна копирования образцов. В ведущих вузах профессора всячески поддерживали самостоятельность и ответственность мышления студентов. Например, экзамены в Ленинградском политехническом институте в тридцатых годах выглядели как публичный отчет студента о своих знаниях. В большой лекционной аудитории, где были смонтированы 8 досок, студент вытягивал билет, экзаменатор объявлял, какие вопросы ему достались, студент подходил к свободной доске и начинал готовить ответ, на глазах у зрителей исправляя ошибки в тексте и рисунках. Профессор-экзаменатор и его ассистенты смотрели на доски, ничем не обнаруживая своей реакции на ход подготовки. На моей памяти не было случаев подсказки со стороны студентов, сидящих в амфитеатре и тоже наблюдающих подготовку. Пользоваться конспектами и учебниками не разрешалось, но зато время подготовки практически не было ограничено, хотя считалось неприличным застревать на одном вопросе более получаса. Наконец, человек заявлял о своей готовности, и его ответ рассматривали и слушали все присутствующие, причем экзаменатор не прерывал сообщение, про себя отмечая его достоинства и ошибки. Товарищи испытуемого так же молча оценивали не только его ответ, но и корректность дополнительных вопросов экзаменатора и даже тональность его речи.

Открытость экзаменов исключала необъективные оценки, а главное, воспитывала научную доблесть и достоинство как студентов, так и преподавателей. Отличники были настоящими и их по-хорошему уважали. Выпускники-инженеры, получившие такую закалку, в практической работе не боялись ни научных, ни общественных трудностей.

В первые годы Великой Отечественной Войны производство вооружений обеспечивалось на основе довоенных научно-технических заделов, а в последние военные годы государство было вынуждено направить основные научно-технические ресурсы на разработку атомного оружия. В те же годы США преуспели в разработках трех новых электронных систем: наземных и бортовых радиолокационных станций, электронных взрывателей в снарядах и, наконец, электронного цифрового компьютера ENIAC. Впервые в истории государство сконцентрировало при одном вузе - Массачусетском технологическом институте - более 2 тыс. научных работников и инженеров. По окончании войны ведущих разработчиков сразу же усадили за отчеты. В результате была опубликована знаменитая Массачусетская серия из 27 томов с изложением накопленных знаний и технологий во всех областях электроники и автоматики.

Советский Союз, направляя имеющиеся ресурсы на создание и производство безусловно необходимых механических вооружений - артиллерии, танков и самолетов, - впервые отстал на этом этапе в развитии электроники. На долю послевоенных российских инженеров-электронщиков выпало освоение прошлых разработок, выполненных американцами. Исключением была лишь ядерная электроника - технология и аппаратура для регистрации и измерений ядерных излучений и частиц. В этой области советские инженеры работали самостоятельно и инициативно.

Холодная война и гонка вооружений с конца 40-х годов привели в СССР к ужесточению командно-бюрократической регламентации прикладных наук, а планирование разработок ограничивало конкуренцию изделий даже на примитивном внутреннем рынке. Технические задания, конечно, обсуждались, но главной целью было обеспечить "высокий качественный уровень" изделий, причем за эталон принимали уже давно производимый иностранный прототип. Ясно, что о самостоятельности разработок и создании новых качеств не было и речи.

С появлением плоскостного транзистора в 1951 году началась новая эпоха в электронике. Это событие с опозданием отозвалось в России строительством города Зеленограда сразу с несколькими НИИ и заводами. Предполагалось, что такое масштабное мероприятие позволит подтянуться до уровня передовых стран. Желаемого не получилось и не могло получиться просто потому, что инженерное творчество, как и творчество в искусстве, может существовать только в условиях свободы духа. Чтобы создать новое и ценное, необязательно строить город, но нужно обеспечить условия для свободного обсуждения предложений в группе специалистов.

В разработке стандарта "Расширяемый связный интерфейс (РСИ)", [1], начатой в США в 1988 году, с самого начала участвовали несколько норвежцев - сотрудников Университета Осло. По мере совершенствования логического протокола они воплощали его в усложняемых образцах большой интегральной схемы. В результате к моменту утверждения стандарта в 1992 году норвежцы имели действующую СБИС, проверили ее работу в опытной системе РСИ, основали при университете фирму Dolphin SCI Technology, а через год открыли два филиала в США, расширив производство еще на переключатели каналов РСИ. У норвежцев была свобода мышления и действий в сочетании с коммерческим интересом. А целый комплекс институтов Зеленограда за 35 лет не смог создать микропроцессор широкого применения.

Командно-бюрократическое правление нанесло и второй, сокрушительный, удар по отечественной электронике и вычислительной технике. Благие намерения, направленные на повышение научно-технического уровня советской техники, в конце 70-х годов обернулись решением образовать в Академии Наук СССР Отделение информатики и вычислительной техники под руководством академика-организатора Е.П. Велихова. С десяток НИИ и КБ, разрабатывавших и выпускавших отечественные вычислительные машины, были причислены к Академии, после этого открытые два десятка новых вакансий академиков и членов-корреспондентов были заняты директорами НИИ и главными конструкторами КБ. Поскольку основной задачей академических институтов является совершенствование фундаментальных наук, инженерные разработки деградировали. Открытий тоже не наблюдалось просто потому, что после работ Неймана, Винера и Шеннона информатика и вычислительная техника стали прикладной технической отраслью, а методы алгоритмизации и программирования развивались в сфере вычислительной математики. Аналогичный неудачный опыт имелся в Академии и раньше: в конце 40-х годов было образовано Отделение технических наук, ликвидированное после смерти Сталина. Еще тогда уяснили разницу между фундаментальной наукой и техникой.

Наиболее ярко трудности проявляются в микроэлектронике. Если механическую конструкцию можно разглядеть простым глазом и относительно легко измерить ее детали, то в СБИС не всё можно увидеть даже через электронный микроскоп и тем более нельзя рассмотреть токи и потенциалы, а часто невозможно их непосредственно измерить. Кроме того, полупроводниковый кристалл настолько мал в сравнении с самолетом, что казался советским администраторам несущественной деталью. Электронщиков у нас и сегодня не уважают и часто держат за радиолюбителей на подхвате. Вот почему мы в России можем делать прекрасные самолеты, но испытываем трудности при создании для них приличной авионики.

Переход к субмикронным технологиям с увеличением числа транзисторов в одном кристалле до нескольких миллионов и более потребовал от инженеров глубоких теоретических знаний из области физики твердого тела в сочетании с пониманием структуры и логики работы процессоров, а также владения методами измерения явлений, продолжительностью несколько наносекунд и даже пикосекунд. И не только знаний, но и необходимого высокого уменья, которое может быть воспитано лишь при выполнении практических разработок на пределе возможностей. Такие качества могут созреть в коллективах, где культивируется свободное обсуждение проблем и доброжелательность.

Создание СБИС требует совместной работы многих специализированных групп инженеров, поддерживаемых обслуживающим персоналом и хорошо обеспеченных материально. Перед российским руководителем возникает проблема: как найти таких людей, образовать группы и поддержать не только их творческий потенциал, но и практическую эффективность при минимальных штатах и затратах, чтобы решать проблемы не числом, а уменьем.

Прежде всего необходимы молодые силы, не испорченные копированием образцов. Неплохой опыт за 50 лет накопили МФТИ и МИФИ, где студенты с третьего курса участвуют в научных работах. В Санкт-Петербургском политехническом университете десять лет тому назад еще практиковался порядок проведения экзаменов, принятый в 1902 году. Метод определенно заслуживает распространения на другие вузы, поскольку существенно повышает квалификацию и моральные качества выпускаемых инженеров. Однако этого мало.

Придется принять чрезвычайные меры, в свое время оправдавшие себя при становлении атомной промышленности. В сентябре 1946 года в Московском энергетическом институте был образован 9-й факультет, не имевший названия, но предназначенный для обеспечения атомных НИИ и заводов активными творческими инженерными кадрами. На факультете не было первого курса - сразу на второй курс туда переводили студентов-отличников с других факультетов. Стипендия была повышенная. Для заведования кафедрами были приглашены крупные ученые, имевшие личные достижения в науке и работавшие в Курчатовском институте атомной энергии (тогда Лаборатории измерительных приборов Академии наук - ЛИПАН), в Институте химической физики АН и в других институтах, нацеленных на решение атомной проблемы. На кафедрах работали молодые преподаватели, проявившие себя в исследованиях по заказам атомного ведомства. 9-й факультет работал так вплоть до лета 1951 года, после чего был переведен в Московский механический институт, вскоре переименованный в Московский инженерно-физический институт - МИФИ. Сегодня без аналогичных преобразований в трех-четырех ведущих вузах России положение в отечественной электронике выправить не удастся.

Второе важное мероприятие относится к научно-техническим советам, которые могут кардинально повысить качество работы НИИ и КБ. В конце 50-х годов в Союзном НИИ атомного приборостроения директор установил порядок, при котором все предложения научно-исследовательских работ и опытно-конструкторских разработок, отчеты по НИР, эскизные и технические проекты по ОКР, статьи и авторские свидетельства обсуждались на заседаниях секций НТС при обязательном письменном рецензировании. Без положительного заключения НТС плановый отдел не открывал финансирование новых работ и не регистрировал выполнение этапов уже начатых. Автор, будучи главным инженером НИИ, поддерживал такой порядок обсуждений, при котором любой член НТС и приглашенные инженеры всегда могли высказать свои соображения, причем содержание всех высказываний тщательно заносилось в прошнурованную книгу протоколов штатным секретарем заседаний. Поскольку от рекомендаций НТС зависело финансирование, люди заинтересованно относились к работе НТС и внимательно анализировали обсуждаемые документы, а ведение протокола повышало ответственность суждений и позволяло не опасаться их искажения. Действовал Устав НТС де-факто.

Основываясь на рекомендациях НТС, дирекция уверено принимала ответственные решения, не мучаясь сомнениями и головной болью, а инженеры и начальники среднего уровня приобретали опыт. Неудачи в работах случались очень редко. НТС и сегодня имеются во всех НИИ и КБ, но такой четкой постановки дел я в других НИИ не встречал.

В развитых капиталистических странах руководители фирм вынуждены заботиться о тщательном обсуждении проектов и предлагаемых решений, чтобы обеспечить конкурентоспособность изделий. Наши акционерные общества еще не скоро достигнут такого состояния, особенно в наукоемких технологиях, подпитываемых из бюджета. Введение письменного "Устава научно-технических советов и комиссий, образуемых в организациях, НИИ и КБ" позволит не только значительно улучшить разработки в существующих российских фирмах, но будет способствовать и становлению новых фирм, поскольку предприниматели получат механизм, обеспечивающий надежный анализ проектов и избавление от крупных ошибок при инвестировании.

В декабре 1996 года в Комитет Государственной Думы по конверсии и наукоемким технологиям был направлен проект Закона РФ "Устав НТС", но реакции не последовало. Оно и понятно - многие старорежимные начальники будут на законном основании вытеснены молодыми энергичными людьми. Законы бывают разные, например в некоторых штатах США запрещено ездить на общественном транспорте в течение двух часов после употребления чеснока. Почему бы у нас в России не принять несколько более полезный закон об НТС? Свидетельство об обсуждении научно-технического документа по процедуре, предусмотренной Уставом НТС, в глазах заказчика-предпринимателя или заказчика-государства имело бы значение сертификата качества выполненной разработки. Кроме того, сузится поле для произвола чиновников при решении вопросов финансирования проектов. Разумеется, Устав НТС не панацея, нужны и начальные инвестиции. Однако в сложившихся в России условиях без введения Устава НТС невозможно поднять электронику и другие наукоемкие отрасли даже при неограниченном финансировании.

Остается выбрать генеральное направление в вычислительной технике и, следовательно, в электронике. В основу современных компьютерных систем положены стандарты на интерфейсы, поэтому целесообразно выбрать такой стандарт, который позволил бы создавать аппаратуру разного назначения. Выбор оказывается единственным - уже упомянутый Расширяемый связный интерфейс [1,2]. Этот базовый стандарт определяет не только логический протокол, но и модульные конструктивы общего применения. Уже утверждены четыре подстандарта с рекомендациями оптимального использования базового стандарта в конкретных применениях, в стадии разработки еще пять подстандартов, включая алгоритмы и программы. РСИ позволяет создавать как эффективные суперкомпьютеры, так и приборы разного назначения. На базе РСИ начато создание стандарта [3] на высоконадежный приборный интерфейс, который заменит существующий PCI-интерфейс.

Модульность системы РСИ с поддержкой подстандартами позволит эффективно перекрыть одной системой широкий диапазон применений, а это чрезвычайно снизит затраты на разработки и позволит обойтись малыми силами, обеспечит общность программирования, а в дальнейшем облегчит эксплуатацию аппаратуры, как гражданской, так и военной.

Чтобы Россия осталась великой державой, безусловно необходимо поднять погибающую электронику. Это возможно при выполнении описанных трех условий и рациональном финансировании комплекса разработок РСИ.


Литература

[1] ANSI/IEEE Std 1596-1992 The Scalable Coherent Interface (SCI); проект ISO/IEC DIS-13961; перевод "Расширяемый связный интерфейс (РСИ)", РФЯЦ_ВНИИТФ, Снежинск, 1994.

[2] К. Эрглис. Развитие открытой модульной системы "Расширяемый связный интерфейс". Сети, 1996, ноябрь, # 8, сс. 10-15.

[3] IEEE P1996 HiRelPCI_An Extensible High Reliability Extended PCI Bus. Draft 0.021, November 9, 1996.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями