Межотраслевой кластер фотоники сформирован решением правительства Москвы на платформе Московского инновационного кластера. Около половины из уже зарегистрированных в кластере четырех десятков компаний – предприятия микроэлектроники, которые являются резидентами особой экономической зоны (ОЭЗ) «Технополис Москва». В их числе Национальный исследовательский университет «МИЭТ» и АО «Зеленоградский нанотехнологический центр» (ЗНТЦ) – ученые, инженеры и конструкторы выступят единой командой, чтобы предложить свои технологические решения для будущего завода по выпуску активных фотонных интегральных схем, одного из первых проектов кластера.
Новый кластер объединит столичные предприятия и научно-технические организации, работающие в области фотоники с разной специализацией – от дизайна до выпуска серийной продукции. Они будут совместно развивать новые решения и запускать их в производство. «Это должно стимулировать развитие отрасли, оказать ей дополнительную поддержку и в результате укрепить технологический суверенитет страны», – считает заместитель мэра Москвы по вопросам экономической политики и имущественно-земельных отношений Владимир Ефимов. Он подчеркнул, что фотоника – одно из самых перспективных направлений развития информационных технологий в мире.
Фотонные технологии позволяют увеличить скорость обработки и передачи данных в 50-100 раз. Они уже применяются в мобильных телефонах, компьютерах и осветительных приборах на светодиодах – везде, где поток фотонов (света) используется подобно электронам в электронике. При этом детали передающих устройств и гаджетов в десятки раз меньше современных микросхем. Кроме того, такие устройства потребляют значительно меньше энергии.
«Идея кластера – реализовать всю цепочку по созданию изделий фотоники, – пояснил генеральный директор АО «ЗНТЦ» Анатолий Ковалев. – МИЭТ выступит в роли научного центра, усилия которого сосредоточены на изучении фундаментальных основ технологий фотоники, как активной, так и пассивной. В университете наработаны мощные компетенции по теоретической базе, разработке и дизайну изделий фотоники. ЗНТЦ совместно с МИЭТ уже сегодня разрабатывает элементы пассивной фотоники: мультиплексоры, разветвители на кремнии, кремнии-на-изоляторе и других перспективных материалах».
Исследования в области фотоники и нанофотоники МИЭТ проводит в рамках программы Минобрнауки России и Правительства РФ «Приоритет 2030». Ученые Института перспективных материалов и технологий работают над созданием энергонезависимых фотонных элементов для полностью оптических нейроморфных вычислительных систем – год назад ими был создан оригинальный чип, который позволит разрабатывать фотонные «микросхемы» нового поколения. На кафедре квантовой физики и наноэлектроники МИЭТ изготовили высокочувствительные детекторы фотонов и изучают технологию фемтосекундных лазеров, которая может стать основой для производства наноприемников единичных фотонов и других электрооптических приемо-передающих устройств. А Институт биомедицинских систем представил лазерный аппарат для восстановления биологических тканей на выставке «Фотоника-2022». Исследовательские группы МИЭТа вырабатывают подходы к конструированию принципиально новых интегрально-оптических схем и различных систем на их основе, результаты исследований публикуются в ведущих научных журналах мира.
Проектированием фотонных интегральных схем для прикладного применения занимаются в ЗНТЦ и научно-производственном комплексе «Технологический центр», где есть всё необходимое оборудованием для апробации решений в производственном масштабе. На базе действующей производственной линии ЗНТЦ, модернизированной под изготовление элементов фотоники, получены первые образцы кристаллов отечественного оптического волноводного DWDM мультиплексора. В следующем году предполагается запустить производство разработанных пассивных фотонных изделий в небольших сериях, постепенно наращивая объемы выпуска.
Одновременно ЗНТЦ совместно с партнерами планирует приступить к разработке трансиверов – одного из самых распространенный изделий фотоники, привлекательного для серийного производства: трансиверы используются во всех волоконно-оптических линиях при преобразовании светового потока в электрический сигнал с его оцифровкой и превращением в обычный информационный поток.
Научно-исследовательские работы стартуют уже в этом году, подтвердили в правительстве Москвы, а первые опытные образцы могут быть получены в 2025 году. В перспективе Московский кластер фотоники станет центром столичной экосистемы по проектированию, производству и внедрению фотонных интегральных схем как основы для большинства фотонных устройств следующих поколений. Она будет включать в себя дизайн-центры, фабрики, тестовые лаборатории и предприятия.
Фотографии предоставлены АО «ЗНТЦ».