AUSZÜGE aus " Die Unterstützung der elektronischen Industrie"

Teil Der Vorrang der Mikroelektronik

Autoren Horst Müller und Klaus Rösener

"Die Industriespionage der DDR / Die Wissenschaftlich-Technische Aufklärung der HV A"  Autoren: Horst Müller, Manfred Süß, Horst Vogel (Herausgeber) erschienen in :2008 edition Ost" im Verlag "Das Neue Berlin"; ISBN 987-3-360-01099-5 

Auswahl der Auszüge erfolgte zum Kontext der WEB-Site zum DDR-Anteil am ESER

Kommentare in [  ] erfolgten durch G.Jungnickel

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Die Beschaffung von Informationen auf dem Gebiet der Elektro­technik/Elektronik stand auf der Prioritätenliste der Wissenschaftlich-Technischen Aufklärung der HVA [weiter WTA] von Anfang an ganz vorn. Die elektrotechnische Industrie auf dem Gebiet der DDR hatte einen hohen Stellenwert. ...

Das Ziel bestand in der Unterstützung ihrer Entwicklung, der Erhöhung ihrer Produktivität und Effektivität sowie ihrer Orien­tierung auf neue Entwicklungsrichtungen und Erzeugnisse.

Unsere Zielobjekte waren vor allem die führenden Konzerne der Branche in der Bundesrepublik Deutschland, in den USA und Japan. In den ersten Jahren der Arbeit ging es vor allem darum, in diesen Objekten Fuß zu fassen und Positionen aufzubauen, die in späteren Jahren wirksam werden konnten. ..

Mitte der 60er Jahre rückten die Elektronik und die elektro­nische Datenverarbeitung, später die Mikroelektronik, ins Zen­trum der Wirtschaftspolitik der DDR und damit auch der Informationsbeschaffung der WTA.

Der Vorrang der Mikroelektronik

Der Einstieg

Die Unterstützung der Entwicklung mikroelektronischer Bauelemente in der DDR durch den Sektor Wissenschaft und Technik sollte sich als die größte operative Herausforderung für die Wissenschaftlich-Technische Aufklärung erweisen. Die führenden Unternehmen auf diesem Wissenschaftsgebiet befanden sich in den USA und in Japan, also in Übersee und damit weit außerhalb unseres bisherigen Hauptoperationsgebietes Westeuropa.

Hinzu kam, daß - im Unterschied zur EDV-/PC-Technik, wo Entwicklung und Produktion weit gestreut und an vielen Orten aufklärbar waren - hier eine punktgenaue operative Ortung erforderlich war, um auf Technologien, Musterbauelemente und Herstellungsgeräte zugreifen zu können. Das erhöhte die operative Anforderungen und auch Aufwendungen.

Die Analyse zeigte, dass sich in den Vereinigten Staaten die entscheidenden Entwicklungen bei den integrierten Mikroprozessorbauelemente vollzogen, während man sich in Japan auf die Mikrominiaturisierung in der Herstellungstechnologie konzentrierte. Das betraf insbesondere passive Chipbauelemente und Speicherschalt-kreise.

Die Entwicklung der Mikroelektronik in der DDR begann mit der Transistortechnik Ende der 50er Jahre und der Gründung der ersten Halbleiterfabrik in Markendorf bei Frankfurt/Oder. …..

Der Mikroprozessor U 880

Mitte der 70er Jahre drängte die Einführung der Personal-Com­puter-Technik, um vor allem die traditionellen Maschinen-, ins­besondere Werkzeugmaschinenexporte der DDR international wettbewerbsfähig zu halten. Das Ministerium für Elektrotechnik/Elektronik stellte daher die Aufgabe, im Kombinat Mikro­elektronik die erforderlichen Mikroprozessoren zu entwickeln. Der 1977 auf dem 6. ZK-Plenum gefasste Beschluss, auf den bereits verwiesen wurde, führte dazu, die Entwicklungsarbeiten auf allen damit verbundenen Gebieten zu forcieren.

Wir beschafften Entwurf und Technologie der Mikroprozes­soren INTEL 8080 und ZILOG Z 80 aus dem kalifornischen Sili­con Valley. Es erwies sich als günstig, dass das Territorium, in dem die weltweit führenden amerikanischen Mikroelektronik-Exper­ten angesiedelt waren, sehr überschaubar war. Bei einem Firmenwechsel mussten sie nicht einmal umziehen. Für langfristig angelegte operative Maßnahmen waren das ideale Voraussetzungen.

Unter Ausnutzung dieses Umfelds konnten operativ wichtige Schlussfolgerungen für Nachentwicklungen ausgereifter Mikroprozessor-Schaltkreise in der DDR gezogen werden. Es wurden schließlich in rascher Folge 8-bit-Mikroprozessoren von ZILOG, wie der Z80, und INTEL mit den Reihen 8008, 8080 bis 8086 und 8088 bis zum 16 bit-Mikroprozessor INTEL 80286 angeboten werden.

Für die DDR-Entwicklungskräfte im Funkwerk Erfurt war es aufgrund dieser Vielfalt der Mikroprozessorlösungen jedoch außerordentlich problematisch, die Vor- und die Nachteile der einen oder der anderen Lösung zu erkennen. Erst Klausurtagun­gen unter Einbeziehung der Auswertungsergebnisse aus den von SWT übergebenen Dokumenten führten zu der damals richtigen Entscheidung zugunsten des Z80. Mit einer der US-Technologie angepassten DDR-Herstellungsvariante gelang der Nachbau des Z 80. Er wurde als erster DDR-Mikroprozessor mit der Bezeichnung U 880 auf den Markt gebracht. Die DDR gehörte damit zu den ersten Herstellern von Mikroprozessoren in Europa. Vermut­lich waren wir überhaupt die ersten auf dem Kontinent.

Wir wussten nicht, wie weit die Sowjetunion war, und der in Westeuropa führende Halbleiterhersteller Siemens bot noch keine Mikroprozessoren an.

Das Erfurter Entwicklungsergebnis trug sofort dazu bei, die PC-Produktion im thüringischen Büromaschinenwerk Sömmerda kontinuierlich zu steigern. Nach der Inbetriebnahme einer neuen Chipfabrik im Kombinat Mikroelektronik konnten bald jährlich rund 150.000 PC ( ?) produziert werden.

Die DDR und die Sowjetunion waren die einzigen RGW-Länder, die in dieser Halbleiterentwicklungslinie tätig waren. Auf­grund des Embargos gegenüber den sozialistischen Ländern bestand im RGW große Nachfrage nach dem U 880, insbeson­dere von Bulgarien, wo es eine PC-Fertigung gab.

Aus dieser Monopolstellung konnten wir nicht viel machen. Die Produktionskapazitäten im Funkwerk Erfurt blieben begrenzt, weil die nötigen Investitionen zur Erweiterung nicht kamen. Das operativ beschaffte Technologieniveau mit Entwurfsdokumenten gestattete es zwar, die EDV-Logikelemente höher zu integrieren und beispielsweise mit Hilfe eines Schachgroßmeisters der DDR einen ersten Schachcomputer in der DDR herzustellen. Doch die notwendige Massenproduktion der PC-Bauelemente blieb hinter der Nachfrage zurück.

Ende der 80er Jahre begann der Übergang zur 16-bit-Mikro-prozessorlinie. Als Zieltyp der Entwicklung wurde der INTEL 80286 ausgewählt, weil von dort die besten Ergebnisse bekannt wurden. ZiLOG war 1980 an Exxon verkauft worden und damit als Hersteller von Mikroprozessoren untergegangen. Das neu im Geschäft aufgetauchte US-Unternehmen Advanced Micro Devices (AMD) brachte lediglich INTEL-Entwicklungen zeitverzögert auf den Markt. Trotz knapper Valuta-Kassen wurde die operative Beschaffung für Entwicklungsdokumentationen aufgenommen.

Im Entwicklungsplan der DDR-Halbleiterindustrie war [auch]der  Coprozessor von INTEL für schnellere mathematische Berechnungen vorgesehen. Es war jedoch nicht möglich, operativ ein geschlossenes Paket von Technologie und Entwurf zu beschaffen. INTEL hatte die Sicherheitsvorkehrungen offensichtlich wegen der AMD-Konkurrenz ganz wesentlich verschärft. So blieben die unterstützenden Maßnahmen zunächst auf die Bereitstellung von technologischen Teilen und eines Rasterelektronenmikroskops beschränkt. Jedoch gelang die Beschaffungen von Entwicklungsmustern der 16-und 32-bit-Reihe, 80286 und 80386 sowie 80486. Dieser 486er war eine Weiterentwicklung des 386-er und der letzte Prozessor, der in seinen ersten Baumustern noch ohne aktive Kühlung auskam. Entsprechend dimensioniert war die Gehäuselüftung. Aufgrund dieser Probleme bei der Entwicklungsunterstützung mussten die Strukturen der Schaltkreise Mikrometer für Mikrometer abgetragen und mit dem Rasterelektronenmikroskop rekonstruiert werden, was zeitlich aufwendig war, aber zum Erfolg führte. Das Fehlen einer neuen Fabrik für dieses Technologieniveau, weil die Investitionsmittel fehlten, bereitete weitaus größere Schwierigkeiten.

Bei den technischen Untersuchungen des INTEL 80486 erkannten die Fachleute im Funkwerk Erfurt, dass aufgrund der erforderlichen hohen Elektronenströme die physikalischen Grenzen der minimalisierten Leiterbahnen erreicht waren. Ohne Kühlung des Mikroprozessors waren die bei der Betriebswärme stei­genden Widerstandswerte nicht zu beherrschen. Man begann sich Gedanken zu machen, diese Grenze zu überwinden….

Nach 1990 war der Bundesnachrichtendienst sehr daran interessiert zu erfahren, wie es möglich gewesen sei, dass man in der DDR schon über Muster des INTEL 80486 verfügte, während man in der BRD nicht einmal dessen Bezeichnung kannte.

Die Speicherschaltkreisentwicklung

Das Mikroelektronik-Programm forderte die Entwicklung von Speicherschaltkreisen, die ebenso wie Mikroprozessoren für breite Industrie-Anwendungen nötig waren. Die Entwicklungs- und Produktions-Voraussetzungen waren mit der Bildung des Kombinates Mikroelektronik in Erfurt mit einigen Halbleiterfabriken geschaffen worden. Zu diesen neuen Strukturen gehörte auch das Halbleiterwerk Frankfurt.

In Dresden- Klotzsche wurde ein modernes Zentrum für Forschung und Technologie der Mikroelektronik (ZFTM) errichtet, um dort die nächsten Generationen von Schaltkreisen zu entwickeln. Es entstand im Bereich der ehemaligen Flugzeugwerft und des Instituts für Automatisierungstechnik. Zu diesem moderner Komplex gehörten ein Halbleiter- Entwurfszentrum, die Technologie-Entwicklung und erste Produktionsstätten unter höchsten Automatisierungs- und Clean- Room- Bedingungen. Das ZFTM wurde dem Kombinat Carl Zeiss Jena zugeordnet, welches hoch integrierte Speicherschaltkreise aus Dresden forderte. Die Forderung lautete, 1988 einen 1-Megabit-DRAM (dynamischer Schreib- und Lesespeicher) und einen 250-Kilobit-SRAM {statischer Schreib- und Lesespeicher) in die Produktion zu überfuhren.

Beide Schreib- und Lesespeicher-Schaltkreise waren auf gleich hohem Technologieniveau herstellbar. Sie unterschieden sich lediglich in der Zugriffsgeschwindigkeit auf die Daten. Der schnellere, statische RAM hatte einen höheren Leistungsdurchsatz und konnte daher nur eine um eine Stufe geringere Speicherkapazität realisieren. Er war jedoch für schnelle Steuerungsprozesse erforderlich.

Die in der vorgegebenen Zeit möglichen Entwicklungen und Produktionsvorbereitungen waren in Dresden beim 256-KB-DRAM erschöpft, weil sich danach völlig neue Dimensionen auftaten. So lag auf der Hand, dass Dresden durch den Sektor Wissenschaft und Technik unterstützt werden mußte, um die Zielstellung im ZFTM zu erreichen. Das auf diesem Gebiet führende Unternehmen war der Toshiba-Konzern in Japan, der gerade die für die DDR-Zielstellung vorgesehenen DRAM und SRAM mit einer einzigartigen Technologie realisiert hatte.

Durch eine unserer Quellen bei Siemens wurde bekannt, daß auch der Siemens-Konzern seit geraumer Zeit als einziges Technologieunternehmen in Westeuropa an dieser Aufgabe arbeitete. Da aber Siemens ähnlich wie das Dresdner Zentrum für Forschung und Technologie nicht so recht vorankam, hatte sich Siemens wegen der Bedeutung dieser Bauelemente dafür entschie­den, die relativ teure komplette Produktionslizenz bei Toshiba zu erwerben. Die DDR partizipierte sofort von diesem Einkauf. Alle Unterlagen, die bei Siemens zur Lizenznahme gehörten, gelangten in ihrer Originalfassung aus dem Siemens-Einwicklungszentrum in den Besitz der DDR. Der Aufbau von operativen Verbindungen im oder zum Toshiba-Konzern wären erheblich riskanter und die Zeitvorgaben für die Entwicklung kaum einzuhalten gewesen.

Die Technologie war das entscheidende Problem, denn der Schaltkreis war durch die gleichmäßigen Strukturen nicht so kompliziert zu enträtseln. Allerdings mussten auch Ausrüstungen für die Herstellung der Strukturen beschafft werden. Die besondere Leistung der DDR-Technologen bestand nun darin, die beschaffte Technologie an den in der DDR vorhandenen Ausrüstungspark in der Mikroelektronik anzupassen. Und es gab einen Zeitfaktor für die Technologiedurchläufe im ZFTM. Erst jeweils nach drei Monaten konnte festgestellt werden, ob nur Ausschuß oder funktionsfähige Chips auf der Siliziumscheibe waren. Nach Fehlversuchen wurden die Durchläufe variiert und zeitversetzt gestartet, um Zeit zu gewinnen. Trotzdem war der Termin für die Übergabe des ersten funktionsfähigen 1-Megabit-Speicherschaltkreises an den General­sekretär des ZK der SED bereits festgelegt. Das war der 12. September 1988.

Es gelang, funktionsfähige Chips rechtzeitig herzustellen. Ein unerwartetes Problem mit dem Chip-Gehäuse wurde durch eine operative Sofortaktion mit einem bei Siemens genutzten Gehäuse noch in letzter Minute gelöst.

Die Bemühungen des Verfassungsschutzes der BRD, nach 1990 über ehemalige Mitarbeiter des Sektors Wissenschaft und Technik herauszufinden, wie die Siemens-Technologieunterlagen in die DDR gelangt waren, verriet uns, dass dort die Zusammenhänge zwischenzeitlich aufgearbeitet worden waren.

Die Beschaffung von Spezialausrüstungen für die Mikroelektronik

Um in der elektronischen Industrie in möglichst kurzer Zeit ein hohes, international vergleichbares Technologie-Niveau zu erreichen, war eine große Anzahl unterschiedlicher Spezialausrüstungen erforderlich. Für ihre Bereitstellung aber fehlte es in der DDR einerseits an eigenen Kapazitäten, andererseits verhinderte die westliche Embargo-Politik deren Erwerb auf dem Weltmarkt. Der dafür zuständige Außenhandelsbetrieb konnte jedenfalls nicht in vollem Umfang seinen Auftrag realisieren. Obwohl es nicht ihrer spezifischen Aufgabenstellung entsprach, stellte sich die Wissenschaftlich-Technische Aufklärung die Aufgabe, durch ihre Unterstützung einen Beitrag zur Lösung dieser Probleme zu leisten. Nach internen Vorbereitungen wurde mit dem Ministerium für Elektrotechnik und Elektronik vereinbart, dass wir in die Beschaffung einbezogen wurden. Ab Ende der 70er Jahre nutzten wir dafür vorhandene operative Verbindungen oder entwickelten neue. Schwerpunkte waren zunächst die Bereitstellung geeigneter leistungsstarker Computer mit hoch auflösen-den großen Bildschirmen und Plottern für den Schaltkreisentwurf in den Entwicklungsbereichen der Halbleiterwerke des Kombinates Mikroelektronik. Im Halbleiterwerk Frankfurt/Oder wurden bald »Sun-Rechner« eingesetzt. Für andere Standorte im Kombi­nat Mikroelektronik und dem ZFTM in Dresden wurde eine Viel­zahl von Mini- und Mikrocomputer unterschiedlicher Konfigurationen einschließlich der entsprechenden Betriebssysteme der ver­schiedenen Firmen bis zu den modernsten und größten VAX-Rechnern (u. a. VAX 8600) der Firma Digital Equipment Corporation beschafft. Aber auch umfangreiche Ausrüstungen für den unmittelbaren Produktionsprozeß der Mikroelektronikbetriebe in Frankfurt, Erfurt und Dresden wurden besorgt. Dazu gehörten vor allem Justier- und Belichtungseinrichtungen für die Strukturierung der Siliziumscheiben, Plasma- Ätzer und Diffusionsanlagen sowie Automatik- Bonder für die Verbindung der einzelnen Chips zum Gehäuserahmen und der automatischen Verdrahtung von Chip und Gehäuseanschlußbeinen mittels Edelmetallfäden.

Als für das Technologieniveau des 1 -Megabit-Speicherschaltkreises und des 16-bit-Mikroprozessors die aus der UdSSR bezogenen Ausrüstungen für die chemischen Bearbeitungstechnologien und die Ionen- Implantation nicht mehr ausreichten, um eine Massenproduktion zu erreichen, stand Ende der 80er Jahre die Herausforderung vor uns, mindestens einen Hochenergie- Ionen-Implanter zu beschaffen. Das war notwendig, um die neu entworfenen Strukturen und Dotierungen auf dem Silizium-Wafer realisieren zu können. Um die Dimension dieser Aufgaben zu verdeutlichen, sei darauf hingewiesen, dass diese Anlage strengsten Embargobestimmungen unterworfen war. Weltweit gab es nur drei Hersteller, und der potentielle Käuferkreis beschränkte sich auf wenige Konzerne. Mit Hilfe komplizierter operativer Kombinationen gelang es uns, über Zwischenstationen in Drittländern und hohen finanziellen Aufwendungen 1989 zwei solcher Anlagen der amerikanischen Firma Eaton zu beschaffen. Zu einer Inbetriebnahme in Dresden kam es aufgrund der politischen Ereignisse in der DDR jedoch nicht mehr. Auch die im Kombinat Carl Zeiss Jena getroffenen Vorbereitungen für den Nachbau dieser Spezialausrüstung waren damit hinfällig.

Der Sektor Wissenschaft und Technik der Hauptverwaltung Aufklärung des MfS hat mit dieser Art der Unterstützung in den 80er Jahren in wichtigen Abschnitten der Mikroelektronik der DDR die Sicherheit und das Tempo der Entwicklung außerordentlich positiv beeinflusst. Die beschriebenen operativen Beschaffungen widerspiegeln allerdings nur einen Teil der der Industrie zugeführten Menge an technologischen Spezialausrüstungen. Die Finanzierung dieser Beschaffungen erfolgte ausschließlich über die betreffenden Bedarfsträger, das Ministerium für Elektrotechnik und Elektronik oder den Bereich Kommerzielle Koordinierung des Ministeriums für Außenhandel (KoKo).

Finanzielle Mittel des MfS standen für solche Vorhaben in keinem Fall zur Verfügung