Размер имеет значение: проблемы и перспективы российской микроэлектроники

Микрочипы новейшего поколения «печатают» только на Тайване, в Корее и в США. Производят их на оборудовании только одной компании в мире — ASML из Нидерландов. При разработке этих «чудо машин» голландцы использовали международную кооперацию — ученые со всего мира, в том числе из России, работали вместе.

Любой микропроцессор — самое технологическое устройство на Земле — состоит из металлической крышки — она отводит тепло, защищает от повреждений, из основной части — кристалла кремния, благодаря которому и происходят все вычисления, и текстолитовой подложки — это тонкая контактная площадка.

В Ростове-на-Дону такие текстолитовые подложки научились делать из 4 слоев, в то время как во всем мире получается только из 5–6. Материал слишком хрупкий. Но здесь придумали свой секретный ингредиент и удешевили производство почти на 70 процентов.

Компания «Бештау» — далеко не самый крупный российский производитель, зато очень показательный. От государства денег не берут, всё выпускают за свои, но работают только по госзаказам. Часть промышленных площадок еще строится, но концу этого года здесь уже планируют выйти на годовой объем в 300 тысяч мониторов, 150 тысяч моноблоков и 100 тысяч ноутбуков в год. И вот что важно — микросхемы производят сами.

Нет проблем с производством микросхем и у другого российского производителя. Топливные, транспортные, банковские карты производят на одном из предприятий еще «советской силиконовой долины» — в подмосковном Зеленограде. Линии загружены, дефицита полупроводников не наблюдается. Более того, здесь придумали кое-что поинтереснее.

Фролов Михаил, заместитель генерального директора по производству компании «Смарт Системз»: «Внутри этой бумаги находится чип-модуль и антенна. Мы уже интегрировали это устройство туда таким образом, чтобы поверхность бумаги при этом оставалась также ровной, чтобы на ней можно было спокойно печатать без дефектов».

Чипы для такой «умной бумаги» тоже изготавливают в Зеленограде. Но если даже бумагу научились наделять элементами элементарного электронного интеллекта, в чем же тогда проблема? Что мешает конкурировать с Samsung, Intel или TSMC — основным производителем чипов для Apple?

Микрочипы — это та история, когда размер действительно имеет значение. Чем больше чип, тем больше времени ему надо на обсчет информации. Всё, что пока может предложить российская промышленность, это транзисторы размером 90 нанометров. В то время как самые передовые разработки в десятки раз миниатюрнее — 5 нанометров и меньше. Российские «огромные» сделают всё то же самое, просто чуть дольше или значительно дольше.

Самое малое из заявленных разрешений в России — это транзисторы размером 28 нанометров. Но завод, где их планируют производить, пока только строится в том же Зеленограде. И здесь возникает большой вопрос: как такое разрешение будет достигнуто?

В нижегородском институте физики микроструктур РАН пока есть только прототип российского литографа — некоего подобия голландских «чудо-машин». Сложность в том, чтобы добиться нужной длины волны, необходимой мощности и подобрать такой источник рентгеновского излучения, чтобы всё это еще и совпало. Голландцы над своим оловянным источником работали несколько десятилетий. В России этот вопрос — пока в теории — решили за несколько лет и вместо олова будут использовать, скорее всего, ксенон.

Но всё это надо ещё реализовать. Первая так называемая β-машина, то есть опытная, — согласно планам должна появиться через 5 лет. А первая индустриальная машина, которая сможет хоть как-то покрыть запрос российского рынка, — только к 2030 году.

За последнее десятилетие в нижегородском институте микроструктур проделали большой путь. Научились и выпускают оптику, зеркала и фильтры, без которых не сможет работать ни один литограф. Выстроили с нуля свою систему метрологического контроля, чтобы однажды «медленные» большие чипы российского производства можно было заменить быстрыми и невероятно малыми и тоже российского производства.