Найти в Дзене
Отражение науки

Эффективный путь развития отечественной микроэлектроники.

Санкции, наложенные странами Запада в прошлом году, поставили ребром вопрос о развитии в России суверенной микроэлектроники. Действительно, до этого момента наши ведущие отечественные разработчики микропроцессоров «Эльбрус» и «Байкал» заказывали их производство на тайваньском заводе TSMC. После введения санкций это стало невозможным.

К сожалению, наши отечественные производители микрочипов, такие как зеленоградский «Микрон», пока не могут производить устройства такого класса. Более того, учитывая невероятную сложность технологического процесса, отсутствие необходимого отечественного оборудования и соответствующих материалов, можно сказать, что сокращение разрыва с передовыми иностранными производителями потребует огромных затрат и немалого времени.

Микропроцессор ведущего российского разработчика Baikal Electronics, изображение:  baikalelectronics.ru, CC BY 4.0
Микропроцессор ведущего российского разработчика Baikal Electronics, изображение: baikalelectronics.ru, CC BY 4.0

Поэтому вряд ли будет правильным включаться в прямолинейную гонку с целью «догнать и перегнать» лидеров. Вместо этого нужно чётко сформулировать задачу, выполнение которой обеспечит независимость нашей страны в этой высокотехнологической отрасли. Иными словами «мы должны пойти своим путём».

Работу литейных фабрик (так принято называть производство микрочипов) в каком-то смысле можно сравнить с работой студий копировальных услуг и печати, широко распространённых в наших городах. Только на литейных фабриках вместо фотографий и страниц документов «печатаются» микрочипы на кремниевых подложках.

Очень большой принтер, изображение: unsplash.com
Очень большой принтер, изображение: unsplash.com

Представим себе ведущую в городе цифровую типографию, куда ежедневно обращаются десятки, а то и сотни заказчиков с целью напечатать рекламные буклеты, фотографии, постеры, брошюры и так далее. Типография имеет огромный современный принтер и печатает очень быстро, недорого и с большим разрешением. Но вот в один прекрасный момент эта типография отказывается иметь дело именно с нами, а другой типографии в городе нет.

Что нам в таком случае делать? Купить собственный принтер, чтобы не зависеть от прихоти большой типографии? Но поставщики принтеров тоже отказываются их нам продавать. Остаётся изготовить принтер самим. Делать-то нечего: печатать рекламные листовки на чём-то нужно. Возникает вопрос: мы должны создать принтер, аналогичный тому, что использует цифровая типография? Но наши потребности слишком малы для этого и составляют, к примеру, всего пару процентов от возможностей такого принтера.

Маленький принтер, изображение: unsplash.com
Маленький принтер, изображение: unsplash.com

Отсюда вывод: нам нужен принтер маленький, способный не спеша печатать небольшое количество листов по нашей потребности. А первое время, пока мы его не изготовили, мы можем использовать рекламные листовки из старых запасов или перехватить готовые листовки у дружественных организаций, приклеив на на них сверху наш логотип. Можно также достать из кладовки старый чёрно-белый принтер и в крайнем случае печатать на нём.

Но когда речь заходит о литографе: ключевом оборудовании для печатания микросхем, мы почему-то начинаем сравнивать себя с таким лидером рынка этого оборудования как голландский ASML. При этом некоторые специалисты любят порассуждать, что этот литограф делали несколько десятилетий всем миром и что у нас нет шансов сделать его самим. Но разве такой литограф нам нужен? У нас же нет задачи обслуживать весь мир по примеру тайваньской TSMC, укомплектованной по полной программе самыми передовыми литографами ASML.

Гигантский EUV литограф компании ASML: для транспортировки подобной машины в разобранном виде требуется порядка 20 грузовиков, фото: ©ASML, медиатека asml.com
Гигантский EUV литограф компании ASML: для транспортировки подобной машины в разобранном виде требуется порядка 20 грузовиков, фото: ©ASML, медиатека asml.com

Нам нужна оптимальная микроэлектронная промышленность, базово обеспечивающая нашу технологическую независимость. Без излишеств и желания произвести на кого-то впечатление. Ни одна страна в мире не является передовиком в абсолютно всех отраслях промышленности. Китайцы не производят передовые микрочипы, а американцы не строят мегатанкеры. И так во всём. Мы в международном табеле о рангах и так на передовых позициях. К примеру, мы лидируем в энергетическом машиностроении: атомном, гидро- и тепло. Мы можем построить любую электростанцию «под ключ». Что мы и делаем в самых разных уголках мира: к нам очередь на годы вперёд стоит. Те же Тайвань и Нидерланды и близко ничего подобного сделать не могут. Но зато они «налегают» на микроэлектронику.

Обнадёживает, что похоже именно такой подход в развитии микроэлектроники в конце концов возобладал в России. В настояший момент учёные и инженеры из нижегородского Института физики микроструктур РАН разрабатывают отечественный EUV литограф, совмещающий простоту и эффективность, специально под нужды отечественной микроэлектроники. Научно-исследовательский институт молекулярной электроники (НИИМЭ) при поддержке государства разрабатывает литографические материалы для производства микроэлектроники, в том числе фоторезисты: важнейший химикат, использующийся при печатании микрочипов.

Микропроцессоры, изображение: pixabay.com
Микропроцессоры, изображение: pixabay.com

Примечательно, что в тендерных условиях на получения государственного финансирования, были особо отмечены такие будущие российские заказчики этих материалов как АО "Микрон" и ООО "НМ-Тех": передовики нашей микроэлектроники. Таким образом, при разработке новых материалов и технологий прослеживается намерение государства выстроить комплексную цепочку конкретных взаимосвязанных производств, что, вероятно, и является наиболее эффективным путём развития отечественной микроэлектроники на ближайшие годы.