Создаются гетероструктуры для принципиально новых датчиков

НаукаНаука

Нобелевская премия за полупроводники: 20 лет спустя

В Новосибирском государственном университете ведущие специалисты в области полупроводниковой микроэлектроники и нанотехнологий обсудили их текущее состояние и перспективы развития в России.

Мария Роговая

Установка молекулярно-лучевой эпитаксии — оборудование собственного производства ИФП СО РАН

Россия — страна, давшая миру ученого, который получил Нобелевскую премию за открытие полупроводниковых гетероструктур. Новосибирск — город, где разработаны уникальные для России полупроводниковые технологии. Некоторые из них удалось успешно реализовать в период активного сотрудничества с крупными зарубежными компаниями, другие технологии освоены на отечественных предприятиях, но многие все еще ждут своего часа. Сотрудники Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН академики Александр Асеев и Александр Латышев, а также руководители научно-производственных предприятий и институтов РАН поделились видением ситуации.

Тысячи километров в минуту

Погружаясь все глубже в цифровую эру, люди окружают себя огромным количеством единиц и нулей, от которых зависят результаты каждого из их действий, платят ли они за услуги, бронируют ли билеты, принимают ли участие или просто пользуются интернетом. Каждое действие сопровождается последовательностью нулей и единиц — то, что называется двоичным кодом. Виноват во всем полевой транзистор, у которого есть только два положения — открыт (1) или закрыт (0).

Если взять транспортную карту на проезд и снять с нее всю пластиковую и бумажную основу, вы увидите небольшой черный кристалл. Затем с помощью сканирующей электронной микроскопии вы увидите в нем много полос. Это еще не транзисторы, а только нанометровая разводка. Если же разрезать кристалл фокусирующими ионными пучками, то лишь тогда вы увидите внутри, в сечении, в самом нижнем слое транзисторы. Эти транзисторы в большем или меньшем количестве — микронные или нанометровые — стоят везде, где используются цифровые технологии.

Чтобы понять темпы развития микроэлектроники, лучше всего сравнить их для наглядности со скоростью железнодорожных поездов, не имея в виду обидеть ОАО РЖД, а пытаясь максимально доступно донести мысль. 40 лет назад поезд Новосибирск—Москва шел 70 часов, спустя десятки лет — около 50 часов, и даже на скоростном «Сапсане» он шел бы 17 часов. Если провести аналогию с мировыми темпами развития микроэлектроники, то сегодня поезд до Москвы должен был бы идти одну минуту.

В мире нет экономики или технологии, которая развивалась бы такими же колоссальными темпами. Современный полупроводниковый чип — это сотни миллиардов транзисторов, а в 2035 году, по прогнозам, он достигнет тысячи миллиардов или одного триллиона транзисторов. Между тем мозг человека содержит 80 млрд нейронов. С транзисторами их сравнивать не нужно, но для понимания количества элементов в структуре это сравнение уместно. Место разработки современных технологий — Силиконовая долина в США, но самого современного производства там нет. Все микро- и наноэлектронное производство размещено в Азии. Передовые производства — тайваньские, в частности, фабрика TSMС. Организовавший ее китаец долго работал в США и затем уехал на Тайвань, чтобы построить там фабрику.

Гонка за нанометрами

В России тоже есть свои производства. Например, завод «Микрон» в Зеленограде недавно сообщил, что они сделали технологию на 65 нанометров. Предыдущая была 90 нм — это 5 тыс. операций и 1 тыс. контрольных измерений. TSMC сегодня запускает технологию производства наночипов размером 3 нм. Запустить подобное производство стоит около миллиарда долларов. Если построить к этой линии собственный кремниевый завод, он будет стоить $20 млрд. Такие расходы можно оправдать только огромным объемом на мировом рынке и отсутствием конкурентов. Ни одна частная компания такой объем не осилит, только госинвестиции.

Нигде в Европе не производят персональные компьютеры и смартфоны, поскольку для создания полупроводниковой промышленности нужны государственные вложения — около $150 млрд — плюс существенные налоговые льготы. Ни одна страна Евросоюза такое себе позволить не может, поэтому всю цифровую электронику они покупают за границей. А вот, например, для автопрома такие микроэлектронные компоненты не нужны, значит, можно делать ставку на эту экономическую нишу.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Вирус здоровой крови Вирус здоровой крови

Новый метод лечения гемофилии работает прямо из человеческой клетки

Наука
Переходи на зеленый Переходи на зеленый

Мода на экосексуальность и привычки, полезные для тебя и для природы

Лиза
Долгая счастливая жизнь Долгая счастливая жизнь

Старение – это естественно, но не нормально

Популярная механика
В именьи близ столицы В именьи близ столицы

Почему крестьяне из Мурина получили свободу раньше?

Санкт-Петербургский университет
10 лучших лайфхаков для мойки автомобиля подручными средствами 10 лучших лайфхаков для мойки автомобиля подручными средствами

Чтобы привести машину в порядок, вовсе не обязательно ехать на мойку

Maxim
Камни не для всех Камни не для всех

Алмазы подорожают более чем на 50% к 2027 году: надо ли в них инвестировать

Ведомости
Маме не говори: 12 вещей, которые родителям не нужно знать о твоем мужчине Маме не говори: 12 вещей, которые родителям не нужно знать о твоем мужчине

О чем не стоит рассказывать даже маме?

VOICE
Для чего нужен магниевый анод в бойлерах накопительного типа? Для чего нужен магниевый анод в бойлерах накопительного типа?

От чего и как именно защищает магниевый анод в бойлере косвенного нагрева?

CHIP
Вопрос психологу: что мешает нам экономить и как изменить свое отношение к деньгам Вопрос психологу: что мешает нам экономить и как изменить свое отношение к деньгам

Почему экономия часто кажется наказанием и как можно изменить это восприятие

Правила жизни
VOX VOX

VOX — культовое место тихой роскоши, где встречаются знаменитости

Собака.ru
Показать то, что за кадром: как создаются экскурсии по действующему кинопарку Показать то, что за кадром: как создаются экскурсии по действующему кинопарку

Как организовать экскурсии по кинопарку, не мешая при этом съемочному процессу

Inc.
Опасно ли летать на старых самолетах и почему их до сих пор так много Опасно ли летать на старых самолетах и почему их до сих пор так много

Почему авиакомпании используют самолеты, которые можно называть пожилыми?

Maxim
Кладбища кораблей: три самых опасных моря на планете Кладбища кораблей: три самых опасных моря на планете

Штормы и смертельные течения — воды каких морей особенно коварны

ТехИнсайдер
Правила порядка Правила порядка

Как научить детей поддерживать порядок в своей комнате, не тратя на это часы

Новый очаг
Мягкая сила русского стиля Мягкая сила русского стиля

Масштабная площадка, рассказывающая о русской идентичности и новом образе жизни

Монокль
Астрономы увидели старт образования экзопланет в протопланетном диске Астрономы увидели старт образования экзопланет в протопланетном диске

Как образовываются твердые тела в диске протозвезды

N+1
Российский шик с японским акцентом Российский шик с японским акцентом

Зачем текстильные компании выбирают коллаборации как главный способ продвижения

Монокль
В сети жалуются на укачивание в электромобилях: вот почему это происходит даже с теми, кто не страдает кинетозом В сети жалуются на укачивание в электромобилях: вот почему это происходит даже с теми, кто не страдает кинетозом

Почему в электромобилях укачивает даже людей с развитым вестибулярным аппаратом?

ТехИнсайдер
«Эффект коктейля» для керамических покрытий «Эффект коктейля» для керамических покрытий

Керамика на основе карбида гафния и карбида циркония для агрессинвых сред

Наука и жизнь
Как правильно тормозить на механике: пошаговая инструкция для начинающих Как правильно тормозить на механике: пошаговая инструкция для начинающих

Как правильно тормозить на машинах с механической коробкой передач?

РБК
Миссия – «чудо-женщина»: как, думая обо всём на свете, не забыть о себе? Миссия – «чудо-женщина»: как, думая обо всём на свете, не забыть о себе?

Женщины XXI века: как выдержать нагрузку и сохранить здоровье?

Здоровье
Терраса с видом на море Терраса с видом на море

Как выглядит Majesty 112 Terrace, продолжающая концепцию яхт Majesty

Y Magazine
Почти вся пластиковая упаковка загрязнила пищу микропластиком Почти вся пластиковая упаковка загрязнила пищу микропластиком

Микро- и нанопоастик переходит из пластикосодержащей упаковки в еду и напитки

N+1
«Человек собаке друг, это знают все вокруг»: 10 знаменитых собак-героев «Человек собаке друг, это знают все вокруг»: 10 знаменитых собак-героев

10 псов, которые заметно отличились и вошли в историю

ТехИнсайдер
Установка для очистки отработанных масел УОМ-3М(100) Установка для очистки отработанных масел УОМ-3М(100)

Как установка УОМ-3М(100) очищает отработанное моторное масло

Наука и техника
Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте Длительное ожирение вызвало экспрессию биомаркеров старения в молодом возрасте

Как ожирение снижает ожидаемую продолжительность жизни

N+1
Вьетнамский вклад в импортозамещение Вьетнамский вклад в импортозамещение

Концерн TH Group открыл завод по переработке молока в Калужской области

Агроинвестор
«Медицина стала точной наукой» «Медицина стала точной наукой»

Революция в изучении человека и новые методы терапии рака: мнение профессора РАН

Монокль
«Сирены»: честная сатира с Джулианной Мур о драме богатых людей и семейных травмах «Сирены»: честная сатира с Джулианной Мур о драме богатых людей и семейных травмах

О новом шоу с Джулианной Мур рассказывает кинокритик Тамара Ходова

Forbes
Банки на передовой Банки на передовой

Как работала финансовая система СССР во время войны

Эксперт
Открыть в приложении