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

Крутятся диски Крутятся диски

Утилизация отработавшей свое компьютерной техники оказалась выгодным делом

Наука
Иван Соснин: Хочется находить крупицы хорошего Иван Соснин: Хочется находить крупицы хорошего

Режиссер Иван Соснин — о пути в кино, сказках и нейросетях в кинопроизводстве

Ведомости
Вторые на Луне Вторые на Луне

Как продвигается работа над космической программой Artemis?

ТехИнсайдер
От синтеза клетки до зрелого цветка От синтеза клетки до зрелого цветка

Как выращиваются орхидеи рода фаленопсис на базе тепличного комбината

Агроинвестор
Пит-стоп в невесомости Пит-стоп в невесомости

Когда автомобиль парит в воздухе, сложно справиться даже с закручиванием гайки

Популярная механика
Индивидуалистка из СССР: как Айн Рэнд боролась с коммунизмом и создавала бестселлеры Индивидуалистка из СССР: как Айн Рэнд боролась с коммунизмом и создавала бестселлеры

Как Айн Рэнд, дочь аптекаря из Петербурга, смогла покорить США

Forbes
Пресноводные русалки Пресноводные русалки

Когда-то давно, 200 тысяч лет назад, в Евразии появился необыкновенный зверь

Знание – сила
От Тегерана до Потсдама: большая дипломатия в конце Второй мировой войны От Тегерана до Потсдама: большая дипломатия в конце Второй мировой войны

Как Сталин, Рузвельт и Черчилль преодолевали взаимное недоверие

Монокль
Минус вайб Минус вайб

Чем опасно доверять написание кода нейросетям?

N+1
Изогнутый экран смартфона — это удобно? Изогнутый экран смартфона — это удобно?

Стоит ли покупать смартфоны с изогнутыми экранами?

CHIP
Романтика в большом городе Романтика в большом городе

Психология любви в условиях вечной спешки

Лиза
Будь в форме Будь в форме

Мы собрали семь причин, из-за которых вы никак не можете обрести фигуру мечты

Moodboard
Свежая ягода — круглый год Свежая ягода — круглый год

Как функционирует круглогодичный комплекс по выращиванию ягод в Ставрополье

Агроинвестор
Как разглядеть планету в далекой галактике? Как разглядеть планету в далекой галактике?

Сначала — предположения, потом — тысячи подтверждений: как ищут экзопланеты

Наука и техника
На зарядку становись: как развиваются инфраструктурные технологии для электромобилей На зарядку становись: как развиваются инфраструктурные технологии для электромобилей

Как инфраструктура для электромобилей способна изменить рынок

Forbes
Идем по циклу Идем по циклу

Что в менструальном цикле считается нормой, а когда требуется внимание

Лиза
Проекции в психологии Проекции в психологии

Проекция в психологии – это бессознательный защитный механизм

Лиза
«Любовь к Родине. Куда она может исчезнуть?» «Любовь к Родине. Куда она может исчезнуть?»

Борис Николаев о военных кампаниях на Северном Кавказе, службе в спецназе и вере

Монокль
Электрическое движение Электрическое движение

Электродвижение в яхтинге: путь к экологичной навигации

Y Magazine
Подводный флот Ирана Подводный флот Ирана

Главная сила ВМС Ирана — подводные лодки

Наука и техника
Как выбрать брокера Как выбрать брокера

Как выбрать яхтенного брокера и избежать ошибок?

Y Magazine
Тело в цифрах Тело в цифрах

Параметры тела, которые очень важно регулярно отслеживать

Лиза
Флагман «Адмирала» Флагман «Адмирала»

Platinum от Admiral Yachts: суперъяхта, опередившая своё время

Y Magazine
Новые археологические памятники открыты на Кольском полуострове Новые археологические памятники открыты на Кольском полуострове

Уникальные находки древнескандинавской культуры гресбакен

Знание – сила
Великая Отечественная промышленность Великая Отечественная промышленность

Как СССР превзошел Германию в промышленности во время войны

Ведомости
Нейросети в поисках персонала: как компании используют искусственный интеллект в рекрутинге уже сейчас Нейросети в поисках персонала: как компании используют искусственный интеллект в рекрутинге уже сейчас

Как рекрутеры используют нейросети — кейсы из России

ТехИнсайдер
Афганская эпопея: оценки сегодняшнего дня Афганская эпопея: оценки сегодняшнего дня

Об условиях, в которых принимались решения о вводе и выводе войск из Афганистана

Монокль
Небо и море люблю одинаково… Небо и море люблю одинаково…

Боевой и жизненный путь генерал-майора авиации Ивана Васильевича Рожкова

Знание – сила
Катамараны Bering Катамараны Bering

Зачем Bering Yachts строит экспедиционные катамараны из алюминиевого сплава

Y Magazine
Поэты-ифлийцы на фронтах Великой Отечественной Поэты-ифлийцы на фронтах Великой Отечественной

Вступить в «кружок поэтов ИФЛИ» было никак не легче, чем в Союз писателей СССР

Знание – сила
Открыть в приложении