Sowjetische IC-Kristalle: Topologie-Analyse

Visuelle Analyse sowjetischer Mikrochips: Architektur und Kennzeichnung

Sowjetische integrierte Schaltungen (ICs) verbergen unter ihren Gehäusen Silizium-Dies mit charakteristischen Topologien. Die Untersuchung einer sorgfältig ausgewählten Chip-Sammlung enthüllte bemerkenswerte strukturelle Vielfalt – von kompakten Operationsverstärkern bis hin zu komplexen Logik-Arrays. Die Dies unterscheiden sich in Größe, Transistordichte und Vorhandensein von Markierungen und bieten so einen greifbaren Einblick in die Halbleiterfertigungstechniken der 1970er–1980er Jahre.

Das Entfernen der Gehäuse (Decapsulation) erwies sich als äußerst schwierig, da viele Dies aufgrund ihrer geringen Größe vom Substrat abbrachen und vollständig verloren gingen. Letztlich konnten 18 intakte Exemplare für eine hochauflösende mikroskopische Analyse präpariert werden.

Detaillierte Aufschlüsselung nach IC-Typ

Operationsverstärker

Der K553UD2 weist ein stark verdichtetes Layout mit zahlreichen deutlich sichtbaren Transistorblöcken auf. Ebenso ist der K554SA3 bei stärkerer Vergrößerung dicht bestückt und zeigt gut erkennbare Strukturelemente.

Logikgatter und analoge Schalter

Der K172TR1 trägt die partielle Kennzeichnung „K1TR1“. Der K547KP1A – ein vierfacher analoger Schalter – weist im Eckbereich eine stark abgenutzte Markierung auf. Der K174HA10 fällt durch sein großes Die und das filigrane innere Layout auf; eine numerische Kennung wird erst bei genauer Betrachtung lesbar.

Seltene vollständige Markierungen

Der K157UL1B ist eine Ausnahme: Die vollständige Typenbezeichnung ist sauber in die Die-Oberfläche geätzt. Beim K548UN1A war eine zweite Decapsulation nötig – auf dem zweiten Die waren im unteren Eck die Ziffern „657“ erhalten geblieben. Der K155LA7 zeigt klare „LA“-Buchstaben; beim K155LA8 ist „LAV“ lesbar.

Hier sind wichtige ICs mit auffälligen Die-Merkmalen:

• K553UD2: Dichte Operationsverstärker-Topologie.
• K174HA10: Großes Die mit numerischer Identifikation.
• K157UL1B: Vollständige Typenbezeichnung deutlich auf dem Die markiert.
• K155IM2: Herstellerabhängige Variationen der Topologie.
• K172LI1: Sehr schwache Markierung mit der Lesart „K1LA(N?)1“.

Hersteller-spezifische Unterschiede

Der K155IM2, aus verschiedenen sowjetischen Werken bezogen, zeigte deutlich unterschiedliche Dies: Ein Exemplar war kompakt und minimalistisch gestaltet, das andere realisiert mit alternativer Schaltungsarchitektur. Ebenso wiesen zwei K548UN1A-Proben subtile, aber aussagekräftige Unterschiede in Layoutdetails auf.

Unmarkierte Dies umfassen den K155IR1, den K176PU1 (Ziffern ergeben keine kohärente Seriennummer) und den K155XL1 (Oberfläche unzureichend gereinigt).

Teilweise verdeckte Markierungen finden sich beim K155LR1 (kaum lesbares „LR1“), beim K157UD2 (Markierung überlagert oder maskiert), beim K155TM2 und beim K174UR1.

Technische Erkenntnisse

Sowjetische ICs nutzten sowohl Bipolartransistor- (BJT) als auch MOS-Technologien. Die Dies trugen meist verkürzte Serienkennungen statt vollständiger Typenbezeichnungen. Das nahezu vollständige Fehlen direkter Herstellerlogos dürfte branchenweite Standards widerspiegeln, die funktionale Austauschbarkeit über Markenidentität stellten.

Die Die-Größen variierten stark – von submillimetergroßen Einheiten, die bei der Handhabung leicht verloren gehen, bis hin zu großen Dies wie dem K174HA10. Oberflächenartefakte – etwa Ätzrückstände oder Substratreste – erschwerten die visuelle Interpretation zusätzlich.

Wichtigste Erkenntnisse

• Die meisten Dies enthalten keine expliziten Herstellerkennungen – lediglich abgekürzte Funktionscodes (z. B. „LA“, „LR1“).
• Identische Typenbezeichnungen aus unterschiedlichen Fabriken zeigen reale topologische Abweichungen – z. B. K155IM2.
• Vollständige Typenkennzeichnungen auf Die-Ebene sind seltene Ausnahmen – z. B. K157UL1B.
• Decapsulation kleiner Dies ist fehleranfällig: Frühe Versuche führten zum Verlust von Proben.
• Die strukturelle Bandbreite reicht von einfachen Verstärkern bis hin zu mehrschichtigen Logik-Arrays.

Diese Analyse unterstützt Reverse Engineering, Restaurierung historischer Elektronik sowie die Erforschung der Halbleitergeschichte.

— Editorial Team