Толчком к широким научным исследованиям свойств металлических
кристаллов высокой чистоты и совершенства, а затем интенсивного их
производства послужил, как уверяют, случай.
 
   Во время второй мировой войны инженеров-связистов долго мучила проблема
выхода из строя без видимых на то причин некоторых электронных приборов,
конденсаторов в радиоаппаратуре, кабелей, проложенных по дну морей и
океанов. К поискам причин аварий подключили ученых. Они обратили внимание
на мельчайшие "усы" - нитевидные кристаллы олова и кадмия, прорастающие
иногда на стальных частях аппаратуры, покрытых этими металлами. Тщательно
исследовав "усы", ученые были поражены их высочайшей прочностью, которая в
десятки раз превышала прочность кадмия и олова, полученных в обычных
условиях, и по величине приближалась к теоретически предсказанной
прочности металлов вообще.
 
   Дальнейшие изыскания доказали, что нитевидные кристаллы - "усы" -
сверхчистые монокристаллы кадмия или олова с почти идеально гладкой
поверхностью. Именно это и определяет их удивительные свойства.
Просвечивание "усов" рентгеновскими лучами обнаружило у них почти идеально
правильную кристаллическую решетку. Таким образом, высокая прочность
"усов" - следствие их строения и чистоты, гладкости поверхности.
 
   ...На черном бархате монокристаллы ультрачистых металлов фантастически
красивы.
 
   В лучах солнца они сверкают неземными по чистоте и насыщенности
оттенками цветовой гаммы. Монокристалл меди - темно-золотой, серебра -
зеркально-голубой, висмута - жемчужно-матовый. Все они, как и
монокристаллы сверхчистых индия, сурьмы, кобальта, свинца, никеля, иттрия
и самария,- мировые рекордсмены по чистоте.
 
   Эти крупные, длиной в десять и более сантиметров, монокристаллы
металлов выращены в лабораториях недавно созданного Института проблем
технологии микроэлектроники и особо чистых металлов.
 
 
                 Металлическая почти невидимая архитектура 
 
   С полупроводниковыми приборами в той или иной мере общается каждый,
когда слушает транзисторный радиоприемник, смотрит цветной телевизор,
ведет расчет с помощью микроЭВМ, работает у станка с числовым программным
управлением.
 
   Центром многих из этих устройств, аппаратов и машин служат
высокоорганизованные интегральные схемы микроэлектроники. Устройства и
элементы таких схем - универсалы. Они могут не только логически
обрабатывать информацию, но и, что не менее важно, запоминать ее. Для
этого применяют полупроводниковые элементы памяти. Их обычно изготовляют в
виде интегральных схем на слоистой основе: металл - окисел - полупроводник
и металл - нитрид - окисел - полупроводник. И металлы здесь, конечно,
сверхчистые.
   Внутри крошечного, объемом всего несколько кубических миллиметров,
кристалла полупроводника скрыта сложная архитектура из металла. Это
контакты и электрические "мостики", тончайшие пленки из сверхчистого
алюминия или золота, конденсаторы и прочие элементы сверхминиатюрного
прибора. Количество слагающих элементов исчисляется десятками тысяч, а
умещаются они на площади и в объеме нескольких миллиметров.
 
   Создание больших интегральных схем (БИС) обещает сделать повсеместным
применение ЭВМ для автоматического управления технологическими процессами
на производстве, в том числе с помощью роботов. Это не только реально, но
и целесообразно экономически. Почему?
 
   Использование БИС позволяет значительно уменьшить размеры ЭВМ.
   Созданы однокристальные микропроцессоры - основной узел машины,
выполняющий арифметические и логические действия, представляющие собой БИС
с программируемой (перестраиваемой) логикой. Причем программа работы
микропроцессора хранится тут же, в запоминающем устройстве, встроенном в
БИС.
   Ожидают, что со дня на день появится однокристальный микропроцессор, по
своим возможностям равный современной большой ЭВМ.
   В отличие от обычных ЭВМ микропроцессоры и микроЭВМ легко встраиваются
в станок, телевизор, автомобиль и мотоцикл, во всевозможные аппараты -
торговые, бытовые, медицинские. Микропроцессорная техника становится тем
средством, которое поможет оптимизировать работу всех отраслей народного
хозяйства, его экономику. В несколько раз увеличивают производительность
труда, например, автоматизированные с помощью микропроцессорной техники
станки - обрабатывающие центры, обслуживаемые роботами. Еще большего можно
достичь при создании на их основе гибких автоматизированных производств -
нового направления в развитии машиностроения и других отраслей.
Комплексная автоматизация возможна только на основе микропроцессорной
техники, которая способна одинаково успешно контролировать и анализировать
работу и отдельного станка, и целой отрасли хозяйства.
 
   Интегральная схема - "микроздание" необычное. Оно сооружается сразу,
одновременно на всех этажах и уже построенное не подлежит исправлению.
Поэтому о вероятности успеха говорят при создании каждой отдельной
интегральной схемы. Но и это не останавливает технологов, ведь вероятность
получения желаемой доброкачественной схемы все же достаточно велика. А
эффективность огромна.
   При формировании одной интегральной схемы идет в тысячу - сто тысяч раз
меньше материала, чем если готовить ее из обычных элементов.
Производительность труда при этом увеличивается фантастически - в миллион
раз. Таковы плоды науки и техники микроминиатюризации.
   А развитие элементной базы микроэлектроники, магнитоэлектроники,
оптоэлектроники и сверхпроводниковой криоэлектроники позволяет надеяться
на создание в недалеком будущем нового поколения особо миниатюрных
быстродействующих компьютеров.