Часть 1/3, читать вторую, третью
Интервью с директором Института физики полупроводников СО РАН академиком Александром Латышевым
— Что сейчас происходит на рынке полупроводников в мировом масштабе?
Когда мы говорим про микроэлектронику, надо понимать, что это не готовый продукт, это маленькие изделия, благодаря которым работают искусственный интеллект, роботы, связь, наши гаджеты, бытовая техника и многое другое. То есть микроэлектроника имеет очень широкую сферу применения в современной экономике.
А еще — это очень дорогая технология, которую ни одна компания не потянет в одиночку. Например, проработка технологического процесса в 5 нанометров (подчеркну, не само производство, а только разработка такой технологии) обошлась примерно в полмиллиарда долларов. А завод, где эту технологию можно реализовать, стоил еще $20 млрд. По процессу в 3 нанометра пока точные цифры неизвестны, но они точно будут не меньше, скорее больше раза в два.
В результате образовались глобальные конгломераты производителей, которые закупают у разных команд необходимое оборудование, открывают фабрики по производству микросхем, которые работают в режиме центров коллективного пользования. На долю самого крупного игрока в этой области, тайваньской компании TSMC сегодня приходится более половины всех выпускаемых контрактных полупроводниковых микросхем. При этом сами они вообще ничего не разрабатывают, вокруг них сформировались дизайн-центры, которые делают проект, по которому в Тайване им «печатают» изделие. К слову, раньше такие дизайн-центры, ориентированные на TSMC, работали и в нашей стране, так изготавливались, например, российские процессоры «Эльбрус» и «Байкал».
Мы говорим о том, что в России слабо развито производство современных микрочипов, но европейская микроэлектроника сегодня недалеко от нас ушла. Да, в Европе делают, допустим, электронику для автопрома, но это уже не самые передовые технологии.
— А если говорить не про экономику, а сами технологии? Они сводятся только к уменьшению порога технологических процессов или в обозримом будущем возможны какие-то качественные прорывы?
Формально сейчас микроэлектроника развивается в соответствии с известным законом Мура, согласно наблюдениям которого количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые два года. Правда, надо учитывать, что современные транзисторы размещают уже не в одной плоскости, это такие трехмерные структуры, где один слой надстроен над другим. Такое усложнение структуры порождает новые проблемы, включая проблему теплоотвода.
Да и тут есть свои границы. Сообщается, что в Intel работают над технологическим процессом в 1 нанометр. На такой площади помещается всего 4–5 атомов, и понятно, что это уже довольно близко к пределам этого вектора развития технологии.
Но параллельно развиваются и другие направления. Появляются новые материалы, и если они будут обладать большей подвижностью носителей заряда, чем кремний, на котором сейчас работает микроэлектроника, то при тех же геометрических размерах микросхемы будут работать на более высоких частотах. Большие надежды возлагаются сегодня на разные однослойные материалы. Классикой является графен, но в основе таких материалов могут лежать и другие химические элементы.
Второй возможный путь дальнейшего развития — микроэлектроника, работающая на новых физических принципах. Ярким примером являются квантовые вычисления, где вместо классических транзисторов используют кубиты. Другой вариант — использовать оптику, где место электронов займут фотоны, которые, как известно, двигаются со скоростью света и не имеют массы покоя.
Есть и другие направления. Но в каждом из них имеются и свои научные задачи, которые еще только предстоит решить. И от этого будет зависеть, какое место они будут занимать в развитии микроэлектроники.
Часть 1/3, читать вторую, третью
>>Click here to continue<<
