Александр Иванович Шокин. Портрет на фоне эпохи

Одним из замечательных достижений квантовой электроники является голография – новый способ воспроизведения объемных изображений. Методы голографии положены в основу разработки системы объемного телевидения. Весьма перспективными являются квантово-оптические интегральные схемы, быстродействие которых благодаря высокой частоте светового излучения (сотни миллионов мегагерц теоретически может достичь 10—100 миллиардов операций в секунду).

Криогенная электроника

Научным фундаментом криогенной электроники является физика низких температур, изучающая свойства веществ при глубоком охлаждении, когда тепловые колебания атомов сильно ослаблены.

Применение криоэлектронных устройств позволяет значительно увеличить чувствительность приемной аппаратуры, повысить надежность и существенно сократить тепловые нагрузки в сложных электронных схемах при их микроминиатюризации.

Орган американских деловых кругов «Бизнес уик» подчеркивает, что крионика является областью, где уже в начале 70-х годов научные исследования должны дать «бурную отдачу». Примером криоэлектронных устройств является высокочувствительный усилитель, работающий при температуре жидкого азота (—196 °C). С помощью такого усилителя в

Москве были приняты через космос программы цветного телевидения из Парижа. Высокая чувствительность усилителя позволила уменьшить габариты приемной антенны станции «Орбита» в несколько раз, что существенно снизило стоимость каждого приемного пункта телепередач через спутник.

Криоэлектронные приборы уже сегодня применяются в системах космической связи, радиотелескопах и др.

Одной из задач на ближайшие годы является создание массовых малогабаритных сверхчувствительных приемников, принимающих такие слабые радио– и телевизионные сигналы, которые обычными приемниками нельзя обнаружить. При этом, например, дальность действия систем связи и телеметрии возрастает в 2–3 раза, защита от помех улучшится в 10—100 раз; появится реальная возможность принимать сверхдальние телевизионные передачи через спутник на небольшую коллективную или индивидуальную антенну в домашних условиях.

Конденсаторы и резисторы

Это самые массовые элементы электронной аппаратуры. Рабочие напряжения конденсаторов лежат в диапазоне от единиц вольт до десятков киловольт, а величины сопротивлений резисторов – в пределах от единиц Ом до тысяч миллиардов Ом (10¹²). У нас выпускаются миллиарды таких изделий в год. Конденсаторами и резисторами, выпущенными в 1969 г., можно было бы опоясать земной шар полтора раза. Отечественная промышленность обеспечивается всеми типами конденсаторов и резисторов, известными в мировой практике. Некоторые из них находят новые области применения. Так, например, созданы терморезисторные болометры, обнаруживающие перегретые буксы железнодорожных вагонов на ходу поезда.

В основе производства конденсаторов и резисторов лежит сложный комплекс тонких физико-химических процессов, позволяющий, в частности, создавать устройства с большой концентрацией энергии в малом объеме. Массовость и автоматизация производства, несмотря на сложность процесса, определяют низкую стоимость изделий. Одна из технологических линий по производству резисторов показана на рис. 23.

В дальнейшем все большее количество пассивных элементов будет выпускаться в виде пассивных микросхем. Это даст возможность удовлетворить перспективную потребность в резисторах и конденсаторах, которая, по оценкам советских и зарубежных специалистов, в несколько раз превышает масштабы современного производства дискретных элементов.

Радиокомпоненты

Не менее широкую область по номенклатуре, разнообразию выполняемых функций, различию конструктивных вариантов составляют устройства под общим названием – радиокомпоненты. К ним относятся различного рода переключающие и соединительные устройства, маломощные трансформаторы питания и согласования, дроссели, фильтры, резонаторы и фильтры частотной селекции, изделия из пьезокерамики и т. д. Образцы таких радиокомпонентов показаны на рис. 24.

Главными проблемами в области радиокомпонентов являются их миниатюризация и унификация. Проблема унификации решается нами созданием параметрических рядов на основе базовых конструкций и технологии. Например, более 40 тыс. типономиналов трансформаторов питания и дросселей фильтров сведены к 1700 типономиналам, образующим 56 параметрических рядов.

Проблемы уменьшения габаритов решаются новыми конструкциями на базе новых физических принципов и интеграции нескольких функций в одном компоненте. Например, использование пьезоэффекта позволило создать безобмоточный высоковольтный трансформатор, имеющий в 10 раз меньший объем, чем трансформатор с обмоткой из медного провода.

К радиокомпонентам предъявляются требования безотказной работы без ремонта до десяти и более тысяч часов, а от коммутационных изделий требуется обеспечение до одного миллиона переключений, при этом указанная работоспособность должна сохраняться в течение 10–12 лет в условиях низких и высоких температур (от —60 до +85 °C), давления от 10^-12 мм. рт. ст. до 3 атм., высокой относительной влажности и тропического климата (98 % и +40 °C), механических вибрационных, линейных и ударных нагрузок, радиационного облучения и факторов космического пространства.

Предприятия электронной промышленности

Специфика технологии производства электронных приборов и высокие темпы развития отрасли накладывают отпечаток на весь облик и архитектуру предприятий электронной промышленности (рис. 25, 26, 27).

Рис. 26. Научно-исследовательский институт

Рис. 27. Завод интегральных схем

Особенности производства тесно связаны с характером проблем, которые приходится решать на этапах проектирования и строительства предприятий. При этом наибольшего внимания требуют:

– разнообразные энергетические устройства, обеспечивающие подачу сверхчистого кислорода, водорода, азота, деионизированной воды, газа, воздуха и электроэнергии различного напряжения и частоты;

– двойное и тройное кондиционирование помещения и меры его обеспыливания;

– обеспечение стабильности температуры (+23 ± 1 °C) и влажности (50 ± 5 %) в помещении.

Эти особенности определяют требования к строительным материалам, конструкции, устройству технических этажей.

По американским данным каждый каскад противопылевой защиты увеличивает стоимость квадратного метра рабочей площади в 2,5–3 раза. При трехкаскадной защите затраты достигают 1500 долл./м², при двухкаскадной – 600 долл./м² а однокаскадной – 200 долл./м².

Строительство заводов электронной промышленности осложняется дефицитностью, а иногда и полным отсутствием у нас некоторых строительных и отделочных материалов, а также отдельных видов энергетического и сантехнического оборудования.

В последнее время в нашей отрасли все большее применение находит модульный принцип строительства заводов. Это дает возможность начать производство через 1–1,5 года после начала строительства. Удорожание строительно-монтажных работ на 8 % перекрывается экономическим эффектом от промышленной эксплуатации каждой предыдущей очереди (модуля) до окончания строительства всего предприятия. При этом полностью исключаются затраты на временное размещение. Строительство такого завода по модульному принципу показано на рис. 28.