Корейский институт инженеров по полупроводникам опубликовал технологическую дорожную карту Semiconductor Technology Roadmap 2026, которая описывает головокружительное будущее микроэлектроники. Согласно прогнозам экспертов, к 2040 году человечество освоит производство чипов с техпроцессом 0,2 нанометра, размером буквально в несколько атомов.
Эра ангстремов: от нанометров к атомам
Чтобы понять масштаб прогноза, достаточно простого сравнения: Samsung только в 2025 году запустил массовое производство по 2-нанометровому техпроцессу, а переход на 1 нм запланирован лишь к 2029 году. Корейские эксперты же утверждают, что через 15 лет индустрия преодолеет барьер в 0,2 нм — это в десять раз тоньше, чем технологии, которые только-только выходят в массовое производство.
Столь радикальное сжатие размеров потребует полной перестройки транзисторной архитектуры. Сегодняшние структуры GAA (Gate-All-Around, затвор вокруг канала) уступят место принципиально новым решениям — комплементарным полевым транзисторам CFET (Complementary Field Effect Transistor) в комбинации с монолитным трёхмерным дизайном.
Фактически речь идёт о переходе от плоских чипов к объёмным структурам, где слои транзисторов располагаются друг над другом подобно многоэтажному зданию. Это единственный способ продолжать наращивать плотность при физических ограничениях атомарного масштаба.
Память растёт не вширь, а ввысь
Дорожная карта описывает не менее амбициозные планы развития технологий памяти к 2040 году. Здесь прогресс будет идти по пути вертикального наращивания слоёв:
- NAND Flash, та самая флэш-память, которая используется в SSD-накопителях и смартфонах, вырастет с нынешних 321 слоя до умопомрачительных 2000 слоёв. Представьте себе небоскрёб высотой в два километра, где каждый этаж — это слой ячеек памяти. Именно так будет выглядеть чип памяти будущего.
- DRAM, оперативная память компьютеров, эволюционирует с текущих 11 нм до 6 нм. Это более скромное улучшение по сравнению с логическими чипами, но для памяти даже такое сжатие критически важно: оно позволит разместить больше ячеек на той же площади кристалла.
- HBM (High Bandwidth Memory — память с высокой пропускной способностью) переживёт настоящую революцию. Количество слоёв вырастет с 12 до 30, а пропускная способность взлетит с 2 ТБ/с до фантастических 128 ТБ/с — рост в 64 раза. Это та самая память, которая сегодня стоит в AI-ускорителях и дефицит которой вызвал кризис цен на обычную оперативку.
AI-процессоры: в сто раз мощнее за полтора десятка лет
Отдельного внимания заслуживает прогноз по производительности процессоров для искусственного интеллекта. Современные чипы выдают около 10 TOPS (триллионов операций в секунду) при обучении нейросетей. К 2040 году эта цифра может достичь 1000 TOPS — стократное увеличение производительности.
Для сравнения: если сегодня обучение крупной языковой модели вроде GPT занимает недели на кластере из тысяч ускорителей, то через 15 лет аналогичную задачу можно будет решить за часы на десятках чипов. Или обучать модели в сто раз более сложные за то же время.
Скептицизм уместен
Впрочем, к подобным прогнозам стоит относиться с изрядной долей скептицизма. История полупроводниковой индустрии полна амбициозных дорожных карт, которые не выдерживали столкновения с реальностью.
Вспомним хотя бы знаменитый закон Мура, согласно которому количество транзисторов на чипе удваивается каждые два года. Этот закон прекрасно работал полвека, но в последнее десятилетие начал давать сбои. Физические ограничения атомарного масштаба, квантовые эффекты, рост стоимости фабрик — все эти факторы тормозят прогресс.
Переход от 2 нм к 0,2 нм за 15 лет означает десятикратное уменьшение размеров. Для контекста: переход от 10 нм (2017 год) до 2 нм (2025 год) занял восемь лет и дал всего пятикратное сжатие. Причём каждый следующий шаг даётся всё труднее и обходится всё дороже.
Вопрос экономики
Даже если технологически прорыв до 0,2 нм окажется возможным, остаётся открытым вопрос экономической целесообразности. Современные фабрики для производства 2-нанометровых чипов стоят десятки миллиардов долларов. Во сколько обойдётся фабрика для 0,2 нм? Сотни миллиардов?
При таких инвестициях стоимость чипов может взлететь до небес, делая их экономически невыгодными для массового рынка. Возможно, сверхтонкие техпроцессы останутся уделом узких высокомаржинальных сегментов вроде AI-ускорителей и серверных процессоров, в то время как массовый рынок застынет на уровне 1-2 нм.
Альтернативные пути
Не исключено, что вместо бесконечной гонки за уменьшением размеров индустрия сместит фокус на альтернативные направления: специализированные архитектуры под конкретные задачи, новые материалы (графен, углеродные нанотрубки), оптические вычисления, квантовые процессоры.
Так или иначе, дорожная карта корейских инженеров показывает направление, в котором индустрия хотела бы двигаться. Но между «хотеть» и «мочь» всегда лежит пропасть технологических и экономических вызовов. Покажет ли 2040 год чипы размером 0,2 нм, или это останется красивой мечтой — покажет время.
Как вы считаете: к какому году Россия достигнет прогресса в своем технологическом развитии? Пишите в комментариях.