Необходимость создания собственной микроэлектроники, как передовой и независимой отрасли отечественной промышленности, в общем-то ни у кого сомнений не вызывает. Микроэлектроника — ключ практически ко всем другим отраслям. И действительно, микросхемы сейчас используются буквально везде: от ноутбуков и смартфонов до промышленных производственных линий и бытовой техники. Причём именно на изделия микроэлектроники приходится значительная часть прибавочной стоимости самой разной промышленной продукции. Так что импортируя микросхемы из-за рубежа, мы значительную часть прибыли оставляем инстранцам.
И это не говоря уже о том, когда закупаются готовые конечные изделия. Хороший пример те же смартфоны. Счёт ежегодно импортируемых в Россию телефонов идёт на десятки миллионов штук. Это сотни миллиардов рублей. В общем, чем быстрее в стране будет создана соответствующая компонентная база, тем быстрее и дешевле мы сможем производить современную электронику у себя дома. И прибыль от этого оставлять себе. Дело остаётся «за малым»: необходимо собственное производственное оборудование и соответствующие материалы и технологии. С необходимостью создания такого оборудования опять же никто не спорит, но вызывает вопросы наша способность сделать его в разумные сроки.
Речь прежде всего идёт о фотолитографе: ключевом оборудования для производства микросхем. Разумеется, к одному литографу такое производство не сводится: необходимо оборудование для осаждения, травления, тестирования, капсулирования и ещё для многих процессов. Но именно фотолитографы «рисуют» узор микросхемы на кремниевой пластине. Этот вид оборудования традиционно вызывает самый большой интерес и точно является самым сложным и дорогим среди прочего. Стоимость одного фотолитографа легко может достигать сотен миллионов долларов.
Литографы, работающие в экстремальном ультрафиолете (EUV), на сегодняшний день являются самыми передовыми: именно на них производятся наиболее «продвинутые» микрочипы по техпроцессамм 5-4-3 нанометров. К примеру, последние смартфоны iPhone 16 американской компании Apple работают на процессоре, изготовленном по ультрасовременному 3 нм техпроцессу тайваньским производителем чипов TSMC. Проблема звключается в том, что кроме моноплиста в области EUV-литографов, голландской компании ASML, никто в мире производство такой техники освоить не сумел: ни американцы, ни японцы, ни китайцы, ни, к сожалению, мы, россияне.
Считается, что подобное оборудование, возможно, является самым сложным из созданного за всю историю человечества. Голландцы разрабатывали его два десятилетия, пользовались неограниченной финансовой и технологической поддержкой со стороны практически всего мира. Отсюда некоторые скептики делают вывод о проблематичности создания таккого оборудования в России, учитывая несопоставимые финансовые возможности, а главное — жёсткие санкионные ограничения на доступ нашей страны к передовым технологиям. Но при этом не учитывается ключевой фактор: именно Россия стояла у истоков создания EUV-литографии. И именно благодаря нашим учёным ASML смог в своё время создать свой знаменитый фотолитограф.
ASML к 2000 году упёрся в препятствие, которое никак не мог преодолеть: EUV
литография требовала мощного коротковолнового излучения с длиной волны 13,5 нм. Существующие на тот момент источники излучения обладали слишком малой мощностью. И тут голландцы вспомнили о советском (в то время уже российском) передовике в области лазерных технологий Институте спектроскопии (ИСАН) РАН из подмосковного Троицка (сейчас — округ Москвы). Впрочем, о наших возможностях в этой области голландцы никогда и не забывали, так как к тому времени множество наших учёных в поисках лучшей доли уехали на Запад и трудились там в лучших исследовательских центрах, в том числе — в ASML.
Результат не заставил себя ждать: работая по контракту с голландской компанией, наши учёные нашли способ многократно увеличить мощность генерируемого излучения, предложив вместо использовавшегося голландцами ксенона пары олова. В 2003 году в ИСАН был создан прототип источника EUV излучения на основе электрического разряда в парах олова. Голландцы сказали спасибо, оплатили стоимость работ, а промышленной разработкой источника излучения в дальнейшем уже занимались сами.
Коротковолновое излучение в дальнейшем нужно передавать и фокусировать. Для этого используются оптические системы на основе многослойных зеркал. Без наших учёных голландцы и в этом случае обойтись не смогли. Ведущим в этой области научным учреждением того времени являлся нижегородский Институт физики микроструктур (ИФМ) РАН. ASML заказала нашим разработчикам технологию изготовления многослойных зеркал, с чем нижегородские учёные блестяще справились.
В наши дни лидерство ASML основывается прежде всего на координации работы самых разных разработчиков и производителей. Прежде всего немецких. В области лазерной техники — это Trumpf. В области оптики — Carl Zeiss. Научный лидер этих тенологий — институт Fraunhofer. Но дело в том, что и у нас в России подобные предприятия и институты есть в достатке. Сохранились и традиции, и научные разработки. Физико-технологический институт, Национальный исследовательский университет «МИЭТ», Курчатовский институт, Зеленоградский Нанотехнологический центр, НИИ молекулярной электроники (НИИМЭ), НПП «ЭСТО»: список предприятий, вовлечённых в создание комплексной отечественной микроэлектроники, велик. Ну и конечно, герои этой статьи, ИСАН и ИФМ, также занимаются этими разработками. Всё должно получиться.
