Готовится, но ей страшно. Ой как страшно! Всё слишком сыро, а впереди ещё очень много научной работы. А учёных, глубоко разбирающихся в теме, слишком мало для столь амбициозной задачи. Поэтому так тщательно сейчас всё это рассматривается и оценивается, чтобы, с одной стороны, не расходовать деньги на не до конца продуманный и не до конца просчитанный проект, могущий завести в тупик, а с другой стороны, понять, что нужно сделать и сколько денег выделить на это, чтобы проект всё же не стал тупиковым. Ведь теперь то уж точно всем (даже наверху) очевидно, что Россия просто обязана самой себе добиться независимого производства чипов, в том числе, и по «тонким» с сегодняшней точки зрения техпроцессам.
Для тех, кто не совсем в теме
Напомню, что фотолитографы (степперы и сканеры) необходимы для печати СБИС (микросхем, контроллеров, процессоров и т.п.). Чем короче длина волны источника излучения в литографе, тем более мелкие детали им можно засвечивать для формирования элементов на кристалле.
Чем мельче детали, тем больше их можно разместить на чипе и тем короче проводники, быстрее внутренняя передача сигнала, меньше требуется энергии для переключения электронных ключей и т.п.
Чем мельче детали, тем более тонкий техпроцесс выполняется на фабрике для их производства. Кроме, собственно, засвечивания в литографе производственная линия имеет огромное количество оборудования для проявки этой засветки, наращивания на поверхность чипа нужных материалов и т.п. и это оборудование тоже должно соответствовать уровню техпроцесса, как и чистота наращиваемых материалов, «проявителей» и прочей чистой химии.
Сегодня на заводе «Микрон» трудится зарубежное оборудование, которое способно создавать чипы по техпроцессу 180 нм. Это самый массовый техпроцесс на «Микроне», мощности для осуществления которого последнее время серьёзно расширились. Также на Микроне загружены линии для производства чипов по техпроцессу 90 нм, которые также активно используются. Кроме того, на Микроне есть и другие, более толстые техпроцессы.
Все используемые для техпроцессов 90 и 180 нм зарубежные литографы работают на длине волны источника излучения 193 нм (для техпроцесса 180 нм могут использоваться источники излучения 248 нм). Всё это глубокий ультрафиолет. На этих длинах волн, используя различные ухищрения, можно печатать чипы вплоть до техпроцесса 7 нм (где 7 нм — это не размер минимального элемента, а условная цифра, происходящая от плотности транзисторов на квадрат площади, включая и вертикальное расположение элементов).
Для более тонких техпроцессов (и желательно для 7 нм тоже) требуется более короткая длина волны. Наиболее удобными являются дины волн диапазона экстремального ультрафиолета, например, используемая иностранными литографами длина волны 13,5 нм. Длины волн такого порядка подчиняются законам рентгеновской оптики, то есть, они распространяются только в вакууме, что в корне меняет весь подход к организации экспонирования и литографии в целом.
Таким образом, всё, что сегодня производится в мире по техпроцессам менее 7 нм — делается с использованием рентгеновских литографов (в зарубежной классификации — литографов экстремального ультрафиолета). В России такого оборудования нет и нам его не продают.
России нужен свой рентгеновский литограф
Создать самостоятельно и эксплуатировать оборудование, аналогичное выпускаемому за рубежом — задача слишком дорогая и сложная, чтобы её можно было осуществить в разумные сроки и не обескровив остальные научные направления. Но этому появилась интересная альтернатива.
Дело в том, что потребности России не совпадают с потребностями иностранных фабрик, закупающих иностранные литографы. Иностранные литографы, в том числе и рентгеновские, рассчитаны на адскую производительность для удовлетворения спроса фабрик, производящих огромную номенклатуру самых разных чипов не менее огромными тиражами для всего мира. России важно обеспечить оборудованием с российскими чипами хотя бы свой госсектор и стратегически важные предприятия.
То есть, в связи со снижением требуемых объёмов, требования к производительности литографа уже заметно снижаются. Как следствие, уже не нужны мощнейшие источники излучения, а также очень стойкие к мощному излучению пылевые фильтры. Компоненты литографа могут работать в щадящем режиме и не требовать частой замены. Переосмыслив подходы применительно к местной специфике становится возможным разработать рентгеновский литограф, который будет экономически выгодным для России.
И такое предложение было выдвинуто ФПИ РАН. Более того, в связи с меньшими требованиями по производительности, вместо дорогого в эксплуатации и огромного по занимаемой площади источника на 13,5 нм было предложено использовать в разы более простой и компактный источник на 11,2 нм, что вдобавок за счёт более короткой волны даёт преимущество и по разрешению оптической системы.
Небольшой экскурс в историю вопроса
В первой концепции рентгеновского литографа просто предлагалось сохранить привычную длину волны 13,5 нм, но уйти от фотошаблонов, и сделать бесфотошаблонный литограф, и ещё в сентябре 2021 года, одновременно с ОКР по литографу на 350 нм, который ещё год назад был успешно завершён, был профинансирован НИР «Разработка установки безмасочной рентгеновской нанолитографии на основе МЭМС (микроэлектромеханической системы) динамической маски для формирования наноструктур с размерами от 13 нм и ниже на базе синхротронного и/или плазменного источника».
Подробнее об этом можно прочитать в моей статье того времени «Собирается ли Россия сама делать оборудование для производства чипов по нормам 28 нм и менее?». Конкурс на эту работу выиграл Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники» (МИЭТ). Сроком завершения НИР был указан конец 2022 года. Субподрядчиком стал ИФМ РАН.
К слову сказать, проект был профинансирован не на пустом месте. В ИФМ РАН ещё в 2011 году был разработан лабораторный стенд по сути рентгеновского литографа. Конечно, этот стенд — не промышленный литограф (и не безмасочный), а научный образец, оборудование для изучения рентгеновской литографии. После нескольких доработок как источника излучения, так и объектива, на нём были получены микроструктуры с разрешением порядка 30 нм.
В конце 2022 года стало известно, что МЭМС для бесфотошаблонного EUV-литографа в рамках НИР сделать не удалось, но, в то же время, получилось сделать объектив. Кроме того, в процессе НИР выяснилось, что создать обычный рентгеновский литограф с фотошаблонами будет проще, чем это казалось ранее, за счёт использования другого источника излучения с длиной волны 11,2 нм вместо 13,5 нм.
В итоге учёные пока отказались от МЭМС и в 2023-м году ИФМ РАН предложил текущий вариант с излучателем 11,2 нм. Пару лет предложение ИФМ РАН мурыжили. В 2024-м году Мишустин приказывал проработать предложения по проекту. Туда даже пытался влезть Росатом, но потом слился, поняв, что не потянет. И только в 2025-м году проекту снова дали ход.
В марте 2025 года стартовал второй НИР, а точнее, аван-проект по этой теме, на этот раз Фонда перспективных исследований «Обоснование технической возможности создания отечественного рентгеновского проекционного литографа». В конце того же года аванпроект был завершён, но информации по его результатам в открытом доступе нет.
Новая информация
11 марта 2026 года появилась информация, что состоялось заседание Научного совета Отделения нанотехнологий и информационных технологий Российской академии наук «Фундаментальные проблемы элементной базы информационно-вычислительных и управляющих систем и материалов для ее создания» по теме «Перспективы литографии: технологии, оборудование, материалы и аналитика».
Член-корреспондент РАН Николай Чхало (ИФМ РАН – филиал ИПФ РАН) представил замысел планируемого при поддержке ФПИ проекта по созданию демонстратора рентгеновского литографа с использованием длины волны излучения 11,2 нм.
Руководитель Центра перспективной электроники ФПИ Алексей Заблоцкий сказал по этому поводу:
Получение обратной связи от академического сообщества является важной составляющей процедуры отбора и постановки работ Фонда. Это позволяет выявить неочевидные технологические риски и сразу же заложить меры по их парированию.
То есть, смысл читается такой: работа будет сложной, есть трудности, но она всё равно будет выполняться. Вопрос не столько в том, делать или нет, столько в том, как сделать так, чтобы решить проблемы и, несмотря ни на что, в итоге получить нужный результат.
На фото с заседания виден слайд, на котором указаны основные технические проблемы, которые понадобится решить:
- Невысокие экспериментальные коэффициенты отражения многослойных зеркал Ru/Be.
- Источник излучения ещё не создан и его реальные параметры пока неизвестны, что затрудняет остальные расчёты.
То есть, видимо, есть проблема недостаточной мощности экспонирования и нужно повышать мощность ксенонового источника излучения 11,2 нм и работать над повышением коэффициента отражения многослойных рентгеновских зеркал.
Напомню, что год назад в ИФМ РАН был создан экспериментальный стенд для изучения характеристик мощных лазерно-плазменных источников ЭУФ излучения:
Подробнее об этом стенде можно почитать в «Журнале технической физики» и в журнале Physical Review Applied.
Кстати, 26 февраля 2026, эта годовалая «новость» была опубликована на сайте РАН. Не очень понимаю, какой смысл писать об этом спустя целый год после события, причём в разделе «Новости».
Заключение
Что можно сказать исходя из имеющейся, но крайне скудной информации? Что какая-то подготовительная работа идёт, но государство пока не решается выделять деньги на создание реального демонстратора. Видимо, пути решения имеющихся проблем не до конца ясны.
Что же, будем наблюдать дальше. Возможно, вместо контракта на демонстратор мы скоро увидим ряд более мелких НИР'ов для проработки некоторых пока ещё не очень понятных технических моментов.
На сегодня всё. Ставьте нравлики, подписывайтесь на мой канал тут и в «Максе», и делитесь своими соображениями в комментариях. Буду очень благодарен и за донаты :-) Удачи!