Ten sam mikrokomputer na tranzystorach z trudem mieściłby się w M-5. A dziś już przecież konstruuje się komputery jednoukładowe wielkości pudełka do zapałek. Tę rewolucję umożliwiło wprowadzenie do produkcji układów scalonych wielkiej skali integracji - VLSI (Very Large Scale of Integration).
Zamiast wykonywać na płytce krzemowej jeden tranzystor umieszcza się ich nawet kilkaset tysięcy razem z rezystorami, diodami i kondensatorami małej pojemności. Oczywiście wymaga to wielkiej precyzji i bardzo dokładnego przestrzegania reżimów technologicznych. W największym skrócie wygląda to następująco: najpierw trzeba uzyskać monokryształ krzemu, pociąć go na płytki grubości od kilku do kilkudziesięciu mikronów. Potem na tych płytkach idealnie wypolerowanych wytrawia się i napyla kolejne warstwy półprzewodników. O skali tych operacji świadczy najlepiej to, że przebiegają one w substancjach niemal wielkości atomów. Gotowe płytki o rozmiarach 5 × 5 (a nawet mniej) umieszcza się na tzw. strukturze nośnej. Teraz pozostaje tylko przylutowanie wyprowadzeń złotym drutem kilkaset razy cieńszym od włosa i... umieszczenie wszystkiego w obudowie plastikowej lub ceramicznej. Skonstruowany w 1982 układ scalony zawierał 450 tys. tranzystorów.
Prekursorem elektroniki półprzewodników w świecie był m.in. prof. Cezary Andrzej Ambroziak, który uczestniczył w opracowaniu pierwszych technologii układów scalonych w USA. W Polsce pierwsze prace w zakresie elektroniki półprzewodników rozpoczął na przełomie lat 1952-1953 zespół kierowany przez prof. Janusza Groszkowskiego, a więc w pięć lat po wynalezieniu tranzystora. Wkrótce rozpoczęto doświadczalną produkcję elementów półprzewodnikowych. W roku 1958 utworzono Fabrykę Tranzystorów TEWA i Zakład Produkcji Półprzewodników PEWA. Od tych lat datuje się rozwój przemysłu półprzewodnikowego.
Obecnie w kraju jedynym producentem półprzewodników jest Naukowo-Produkcyjne Centrum Półprzewodników UNITRA-CEMI, które produkuje ok. 30 mln układów scalonych średniej i dużej skali integracji bipolarnych i unipolarnych — w tym rodzinę układów 8-bitowego mikroprocesora MCY 7880 (odpowiednik INTEL 8080). Oprócz tego CEMI produkuje elementy dyskretne jak: diody — począwszy od prostowniczych po stabilizacyjne, tranzystory wszystkich rodzajów oraz elementy optoelektroniczne (diody elektroluminescencyjne, fototranzystory i tranzystory). CEMI współpracuje z producentami w krajach socjalistycznych zarówno w opracowaniu nowych generacji układów jak i w specjalistycznej produkcji.
Jakie są perspektywy produkcji? Odpowiedź na to pytanie mgr inż. Jerzy Bujok — zastępca ds. technicznych kierownika Zakładu Produkcji Układów Scalonych — zaczyna od wyjaśnienia, na czym polega reżim technologiczny. Na przykład poziom czystości w hali, gdzie powstają VLSI mierzony jest ilością pyłków w stopie sześciennej (obowiązują angielskie miary). Nie może być ich więcej nić dziesięć — każdy o rozmiarach do pół mikrona! Przekładając te dane na prostszy języ k— jeden pyłek na dcm. sześć. Dla porównania — w powietrzu ulicznym średnio w 1 dcm3 znajduje się 100 tys. pyłków. Natomiast dokładność temperatury w procesach technologicznych określa się do połowy stopnia Celsjusza przy tysiącu stopni — czyli jest to dokładność półpromilowa. Ponieważ produkcja układów scalonych to ingerencja na poziomie atomów — wymagana jest wysoka klasa stabilności i powtarzalności technologicznych. Przy takich wymaganiach niebagatelne znaczenie ma nawet rodzaj farby do malowania ścian w halach.
Rozwój elektroniki uwarunkowany jest poziomem technologicznym całej gospodarki kraju — mówi mgr inż. Jerzy Bujok. W tej chwili na świecie układy scalone projektowane są przy udziale komputerów. Również produkcja jest w pełni zautomatyzowana i kierowana przez komputery.
Obecnie możliwości produkcyjne CEMI zaspokajają połowę zapotrzebowania w kraju na elementy półprzewodnikowe i mniej niż jedną czwartą na mikroprocesory. Największymi barierami są ograniczenia inwestycyjne oraz brak wysoko specjalizowanych linii produkcyjnych. Linie te produkowane są przez nieliczne firmy zachodnie, a na ich sprzedaż do krajów socjalistycznych nałożone jest embargo. Ograniczenia te zmuszają do korzystania z własnej bazy naukowo-technicznej. Szansą na przełamanie impasu jest ściślejsza współpraca między krajami socjalistycznymi w dziedzinie rozwoju nowych technologii.
Najbliższe plany CEMI przewidują m.in., że do 1990 roku będzie seryjnie produkowana rodzina procesorów kompatybilnych z rodziną INTEL-a oraz pamięci dynamiczne i stałe do 16 kilobitów.
Sławomir Polak