В Новосибирске представили научные разработки высокой степени готовности ― отечественное оборудование для микроэлектроники, системы таргетной доставки лекарств, робота-помощника для слабовидящих, возможности СКИФ, новые решения в энергетике
На пленарной сессии форума «Золотая долина» в Новосибирском государственном университете (НГУ) учёные, представители высокотехнологичных компаний и вузов обсудили, как создаваемая в России исследовательская инфраструктура способствует укреплению экономики, появлению новых технологий и достижению технологической независимости страны. Участники привлекли внимание к развитию отечественной микроэлектроники, возможностям центров коллективного пользования и сотрудничеству науки с промышленностью.
Собравшиеся подчеркивали необходимость масштабных государственных инвестиций, создания собственного исследовательского и производственного оборудования, подготовки квалифицированных специалистов.
Модератором сессии выступил член-корреспондент РАН Михаил Михайлович Лаврентьев, декан факультета информационных технологий НГУ.
«Создание собственного технологического оборудования — не забег на короткую дистанцию, а длительный затратный марафон»
Директор Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН (ИФП СО РАН) академик РАН Александр Васильевич Латышев посвятил своё выступление состоянию отечественной микроэлектроники, созданию технологического оборудования и участию сибирских научных организаций в решении задач технологической независимости.
«Как утверждают эксперты, микроэлектроника — это фундамент современной экономики», — обозначил глобальный тренд ученый.
Он пояснил, что цифровая вселенная стала возможной благодаря прогрессу полупроводниковых технологий. Именно транзистор, «родившийся» в середине XX века, открыл путь к созданию вычислительной техники, средств связи и электронных устройств. Развитие физики полупроводников обеспечило появление мобильной связи, интернета, спутниковой навигации, цифровой фотографии, полупроводниковых лазеров и светодиодного освещения.
Сейчас микроэлектроника определяет возможности суперкомпьютеров, искусственного интеллекта и становится одним из важнейших факторов экономической конкурентоспособности государств.
При этом, отметил академик, Россия располагает серьёзной научной школой и опытом разработки электронных компонентов, однако возможности отечественного производства пока существенно отстают от потребностей рынка.
Александр Латышев напомнил, что СССР был одним из пионеров мировой микроэлектроники. В 1950-е годы советская вычислительная техника (БЭСМ-1) практически не уступала зарубежной (Ferranti Mark I), а в 1960-е годы страна занимала третье место в мире по объёмам производства электронных чипов после США и Японии.
«Сегодня в России есть опыт проектирования микросхем, но нет возможности их производить. Из-за наложенных санкций приостановлено производство процессоров для суперкомпьютеров “Байкал” и “Эльбрус” — они изготавливались на Тайване, хотя разработаны были в России», — сказал директор ИФП СО РАН.
Расстановка сил, когда производство наиболее сложных полупроводниковых компонентов сосредоточено в ограниченном числе стран и компаний, характерна для всего мира. Такая концентрация связана с технологическими сложностями и с высокой стоимостью создания современных фабрик.
«Например, TSMC — крупнейший в мире контрактный производитель микросхем, расположенный на Тайване, закрывает потребности больше чем 50% всех высокотехнологичных работ. Поэтому нет процессоров, произведённых в Германии, Франции, Испании. В свою очередь, в США в 2022 году президент Джон Байден подписал “закон о чипах”, ключевой целью которого было снизить зависимость США от азиатских поставщиков, вернуть производство на американскую территорию», — пояснил ученый.
В России в рамках стратегии развития электронной промышленности до 2030 года реализуется программа развития электронного машиностроения, предусматривающая финансирование в объёме 240 млрд рублей. Она направлена на создание отечественного технологического оборудования, материалов и программного обеспечения, необходимых для микроэлектронного производства.
Однако уровень задачи значительно превышает возможности отдельных предприятий и крупных исследовательских организаций.
«Без масштабного государственного участия создание собственной технологической базы невозможно. При этом вложения должны носить долгосрочный характер: оборудование, которое сегодня считается передовым, через несколько лет уже может уступить новым разработкам», — напомнил академик.
Оборудование и технологии, которые создаются в институтах Сибирского отделения РАН
Значительную часть доклада Александр Латышев посвятил проектам, которые реализуются в ИФП СО РАН и в других НИИ в кооперации с вузами и промышленными предприятиями.
Одно из направлений — создание отечественных промышленных установок молекулярно-лучевой эпитаксии, предназначенных для выращивания высококачественных полупроводниковых кристаллических структур. Технологический процесс — молекулярно-лучевая эпитаксия — позволяет формировать тонкие слои материала с высокой точностью управляя их составом и структурой. Такие технологии нужны для изготовления современных полупроводниковых приборов и функциональных электронных компонентов.
«В Институте физики полупроводников разрабатываются производственно-ориентированные установки молекулярно-лучевой эпитаксии, работающие в автоматическом режиме, для выпуска гетероструктур на подложках диаметром до 150 мм», — рассказал ученый.
Он подчеркнул, что речь идёт о собственных технологических решениях, а не о воспроизведении зарубежных.
Разработкой оборудования для ионной имплантации занимаются специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. Технология ионной имплантации позволяет внедрять определенные химические элементы в полупроводниковый материал для манипуляции его свойствами. Она используется на ключевых этапах изготовления микроэлектронных компонентов. ИЯФ СО РАН ведёт разработку двух типов имплантеров в кооперации с профильными организациями электронной промышленности.
«Цель разработки: импортозамещение и создание первых за многие годы российских ионных имплантеров для производства микросхем с проектными нормами до 90 нм», — подчеркнул Александр Латышев.
Другой крупный проект ИФП СО РАН связан с созданием автоматизированной установки контроля электрофизических параметров полупроводниковых пластин.
«Установка будет использоваться в особо чистых условиях, работать в автоматическом режиме, с пластинами от 150 до 300 мм», — сообщил директор ИФП СО РАН. Подобные системы необходимы для контроля качества материалов и технологических процессов при производстве микроэлектроники.
Ещё одна разработка Института физики полупроводников — оптический интерференционный микроскоп-профилометр, позволяющий исследовать рельеф поверхности с экстремально высокой точностью по вертикали. Помимо предельной разрешающей способности, микроскоп позволяет вести неразрушающий контроль рельефа поверхности.
«Микроскоп, который позволяет получать изображения с пикометровым разрешением. Вы не ослышались, именно с пикометровым! Хотя кажется, что такие характеристики недостижимы для оптического микроскопа. Но пикометровое разрешение по вертикали — это реально то, что реализуется и позволяет фиксировать изменения рельефа, дефекты атомарных масштабов», — сказал академик.
Он добавил, что Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН вместе с индустриальными партнерами ведет разработку позитивных фоторезистов с химическим усилением, чувствительных в ультрафиолетовой (УФ) и глубокой УФ областях спектра: «Такие фоторезисты очень нужны нашей стране, без них невозможно производство чипов».
Завершая выступление, Александр Латышев подчеркнул: «Создание технологического оборудования необходимо для нашей страны, иначе мы будем отставать, будет недоступно многое, в том числе собственные ИИ системы. Это не забег на короткую дистанцию, а длительный затратный марафон. Самое главное, что финишная ленточка не будет стоять, она будет бежать вперёд».
Пресс-служба ИФП СО РАН
Фото пресс-службы НГУ
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии