Современная электроника №5/2021

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 64 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2021 Как завоевать мировой рынок электроники в посткремниевую эпоху? В статье рассматривается вопрос конкурентоспособности отечественной микроэлектронной промышленности в посткремниевую эпоху. Приводятся примеры перспективных отечественных разработок в области материалов для терагерцовой электроники. Александр Гордеев (г. Ульяновск) Введение Как известно, Минпромторгом в 2015 году был утверждён «План меро- приятий по импортозамещению в радиоэлектронной промышленности Российской Федерации» (приказ№662 от 31марта 2015 года) (так называемая «Программа импортозамещения»). Программой импортозамещения, в частности, предусматривалось резкое увеличение доли отечественных про- дуктов ЭКБ на внутреннем и внешнем рынках, достижение в 2018 году тех- нологического проектного уровня 28 нм в цифровых системах, сокра- щение отставания от ведущих фирм мира, таких как TSMC, Samsung, Intel, IBM, до 5…8 лет. На решение этих задач были выде- лены огромные ресурсы, неоднократ- но докладывалось о том, что «мы идём с опережением выполнения програм- мы импортозамещения по ЭКБ». Всё было хорошо, пока в декабре 2019 года на конференции «Электро- ника в России: будущее отрасли» вице- премьерЮ.И. Борисов не поставил всех на место, заявив: «Сегодня просто глупо говорить, что в России существует серьёзное серий- ное микроэлектронное производство. Мы даже не присутствуем в мировой статистике». Нужно констатировать, что и закон Мура тоже сработал, правда в отри- цательно-показательную сторону, на фоне того, что компания TSMC вот уже год как освоила 5-нанометровую полевую технологию и разработала цифровые чипы по технологии GAA (gate-all-around) (кольцевой затвор) с размерностью 3 нм. И вот 06.05.21 была опубликована информация о том, что компания IBM (США) продемонстрировала цифро- вой чип с проектной нормой 2,0 нм (!) и плотностью транзисторов до 50 мил- лиардов/чип. Если так «российский закон Мура» будет работать, то в условиях мировой терагерцовой цифровой экономики к 2030 году в России придётся выпол- нять информационно-технологиче- ские, финансовые операции, операции с искусственным интеллектом «на счё- тах». Не спасёт ситуацию и выделение госсредств на 22-нанометровую техно- логию в размере около $1,0 млрд. Под что их выделять? Ведь мировое массо- вое рыночное производство, начиная с TSMC и заканчивая компаниями Бель- гии, Китая и др., в основном работает в диапазоне 5–14 нм. Напомним дав- нее заявление (2015 года) специалистов компании IBM, касающееся 7-наноме- трового техпроцесса: «…нынешние про- грессивные 14-нанометровые чипы будут казаться рядом с 7-нанометровы- ми устаревшими, медленными и горя- чими «динозаврами». Тогда какими же по сравнению с ними будут 22-нано- метровые чипы? Правда, необходи- мо отметить, что спецстойкие CMOS- приборы не могут быть выполнены на 14 или 22 нанометрах. Но умест- но отметить, что для мелкосерийных партий радиационно стойких CMOS в России имеются как минимум два лито- графа с разрешением до 10 нм. Следо- вательно, абсолютно необходима новая национальная идеологическая плат- форма, которая, вероятно, находится в разработке в Правительстве РФ. Идеология и правовая политика Подлинная, не рекламно-мифиче- ская (до 100 нм) наноэлектроника с проектными нормами 0,1…10 нм тре- бует огромных финансовых вложений. Для того чтобы приблизиться к техно- логическому уровню TSMC или IBM, необходимо вкладывать в те же наши флагманские зеленоградские площад- ки до $30 млрд ежегодно. Таких средств у государства нет. В таком случае необ- ходимо искать другие резервы. Идеология развития отечественной электроники должна быть инноваци- онной. Это не имеет ничего общего с лексиконом первого десятилетия теку- щего века («инновационные мосты», «лифты», «рельсы», «инкубаторы» и т.д.). Этот период прошёл. Инновация – это не копирование западных технологий, не плагиат идей, допустим в нелиней- ной электромагнитной оптике, и не намерение «тащить» в наноэлектронику Евклидову размерность – 65 нм, 22 нм (мы же не называем 65 мкм микроэ- лектроникой). Инновация – это когда 2D-дрейфовый канал имеет уже размер- ность порядка субнанометра, т.е. нахо- дится хотя бы на уровне постоянной решётки GaAs (0,56 нм). Это уже другое дело. Или приборостроение, основан- ное на изменении энергии межатом- ного пространства, допустим того же GaAs, где величина «твёрдого вакуума» достигает 34% всего объёма кристал- ла. Или создание систем на основе уже открытой в России сверхпроводимости на гетероструктурах по патентуемой отечественной технологии на основе деформации запрещённой зоны полу- проводника в диапазоне температур –60…+125°С (до миллионных долей kT). Или динамическая сверхпроводимость на плазменных частотах орбитальных электронов в A III B IV с «обнулением» в решётке кулоновских, лоренцовых и джоулевых сил сопротивления прово- димости ( εε 0 E = μμ 0 H = 0), т.е. «обнуле- ние» фундаментальных уравнений по Максвеллу. Или создание нестандарт- ного СВЧ HBT-транзистора, который в схеме с общей базой имеет коэффици- ент усиления 100, а не как в классиче- ской физике ≤ 1. Или разработка «опти- ческого трансформатора», на вход которого подаётся волна λ = 1,0 мкм, а выходят «на выходных оптических обмотках» две по 1,5 мкм с некоторым сдвигом. Можно построить когерент- ное излучение на основе рекомбина- ции дырки зона – энергоуровни с плот- ностью потока квантов, предположим, ≈ 5 × 10 16 см -3 . Или из ячейки 10 × 10 × 10 нм излучить всего-навсего два фотона («дырочный» и «электронный») одно- временно, разве это не вписывается в архитектуру холодных оптических

RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ4NjUy