Создаются гетероструктуры для принципиально новых датчиков

НаукаНаука

Нобелевская премия за полупроводники: 20 лет спустя

В Новосибирском государственном университете ведущие специалисты в области полупроводниковой микроэлектроники и нанотехнологий обсудили их текущее состояние и перспективы развития в России.

Мария Роговая

Установка молекулярно-лучевой эпитаксии — оборудование собственного производства ИФП СО РАН

Россия — страна, давшая миру ученого, который получил Нобелевскую премию за открытие полупроводниковых гетероструктур. Новосибирск — город, где разработаны уникальные для России полупроводниковые технологии. Некоторые из них удалось успешно реализовать в период активного сотрудничества с крупными зарубежными компаниями, другие технологии освоены на отечественных предприятиях, но многие все еще ждут своего часа. Сотрудники Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова СО РАН академики Александр Асеев и Александр Латышев, а также руководители научно-производственных предприятий и институтов РАН поделились видением ситуации.

Тысячи километров в минуту

Погружаясь все глубже в цифровую эру, люди окружают себя огромным количеством единиц и нулей, от которых зависят результаты каждого из их действий, платят ли они за услуги, бронируют ли билеты, принимают ли участие или просто пользуются интернетом. Каждое действие сопровождается последовательностью нулей и единиц — то, что называется двоичным кодом. Виноват во всем полевой транзистор, у которого есть только два положения — открыт (1) или закрыт (0).

Если взять транспортную карту на проезд и снять с нее всю пластиковую и бумажную основу, вы увидите небольшой черный кристалл. Затем с помощью сканирующей электронной микроскопии вы увидите в нем много полос. Это еще не транзисторы, а только нанометровая разводка. Если же разрезать кристалл фокусирующими ионными пучками, то лишь тогда вы увидите внутри, в сечении, в самом нижнем слое транзисторы. Эти транзисторы в большем или меньшем количестве — микронные или нанометровые — стоят везде, где используются цифровые технологии.

Чтобы понять темпы развития микроэлектроники, лучше всего сравнить их для наглядности со скоростью железнодорожных поездов, не имея в виду обидеть ОАО РЖД, а пытаясь максимально доступно донести мысль. 40 лет назад поезд Новосибирск—Москва шел 70 часов, спустя десятки лет — около 50 часов, и даже на скоростном «Сапсане» он шел бы 17 часов. Если провести аналогию с мировыми темпами развития микроэлектроники, то сегодня поезд до Москвы должен был бы идти одну минуту.

В мире нет экономики или технологии, которая развивалась бы такими же колоссальными темпами. Современный полупроводниковый чип — это сотни миллиардов транзисторов, а в 2035 году, по прогнозам, он достигнет тысячи миллиардов или одного триллиона транзисторов. Между тем мозг человека содержит 80 млрд нейронов. С транзисторами их сравнивать не нужно, но для понимания количества элементов в структуре это сравнение уместно. Место разработки современных технологий — Силиконовая долина в США, но самого современного производства там нет. Все микро- и наноэлектронное производство размещено в Азии. Передовые производства — тайваньские, в частности, фабрика TSMС. Организовавший ее китаец долго работал в США и затем уехал на Тайвань, чтобы построить там фабрику.

Гонка за нанометрами

В России тоже есть свои производства. Например, завод «Микрон» в Зеленограде недавно сообщил, что они сделали технологию на 65 нанометров. Предыдущая была 90 нм — это 5 тыс. операций и 1 тыс. контрольных измерений. TSMC сегодня запускает технологию производства наночипов размером 3 нм. Запустить подобное производство стоит около миллиарда долларов. Если построить к этой линии собственный кремниевый завод, он будет стоить $20 млрд. Такие расходы можно оправдать только огромным объемом на мировом рынке и отсутствием конкурентов. Ни одна частная компания такой объем не осилит, только госинвестиции.

Нигде в Европе не производят персональные компьютеры и смартфоны, поскольку для создания полупроводниковой промышленности нужны государственные вложения — около $150 млрд — плюс существенные налоговые льготы. Ни одна страна Евросоюза такое себе позволить не может, поэтому всю цифровую электронику они покупают за границей. А вот, например, для автопрома такие микроэлектронные компоненты не нужны, значит, можно делать ставку на эту экономическую нишу.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Бизнесменская зорька Бизнесменская зорька

Вероника Романова – ведущая утренней программы «Стартап» на канале «РБК»

Maxim
Счастье незавершенного гештальта Счастье незавершенного гештальта

Что помогает осознать предназначение и как оно создает нас?

Psychologies
Строители невидимых путей Строители невидимых путей

Как устроен морской порт

Популярная механика
Квадратная правда: как расширить границы квартиры, не покупая новую Квадратная правда: как расширить границы квартиры, не покупая новую

Как маленькая квартира может стать больше большой

Inc.
Киберпанк-2021 Киберпанк-2021

Проект нового направления в музыкальной индустрии родился на стыке технологий

Популярная механика
Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований Как сахар влияет на клеточное старение и разрушает коллаген: данные исследований

Почему сахар провоцирует воспаления клеток?

ТехИнсайдер
Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать Антиоксиданты: зачем они нужны и где их искать

Какие продукты стоит внести в меню, чтобы поддерживать тело в тонусе?

Правила жизни
Нина Гребешкова: «Лёня на меня действовал магически» Нина Гребешкова: «Лёня на меня действовал магически»

В его присутствии мне хотелось быть умнее. Не хохотать без особой причины

Караван историй
«Ким Ир Сен: Вождь по воле случая» «Ким Ир Сен: Вождь по воле случая»

Как будущий правитель КНДР стал партизаном

N+1
Глава молдавского оппозиционного блока «Победа» Илан Шор: Евроинтеграция – это морковка, которую нам подвесили Глава молдавского оппозиционного блока «Победа» Илан Шор: Евроинтеграция – это морковка, которую нам подвесили

Молдавский оппозиционер Илан Шор о своем отношении к процессу евроинтеграции

Ведомости
Как заснуть буквально за минуту: способ, который все мы бессознательно используем Как заснуть буквально за минуту: способ, который все мы бессознательно используем

Как помочь своему организму заснуть?

Maxim
«Что знает Мариэль?»: зачем колкое драмеди меняет местами детей и родителей «Что знает Мариэль?»: зачем колкое драмеди меняет местами детей и родителей

Как «Что знает Мариэль?» по-новому рассматривает детско-родительские отношения

Forbes
Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить Типы старения лица и кожи: какие бывают и как их определить

Какие типы старения лица и организма существуют?

РБК
Вот оно какое, наше лето Вот оно какое, наше лето

Чем занять ребенка на даче: советы для детей любого возраста

Лиза
Вам и не снилось Вам и не снилось

Каким было время, когда снимался легендарный фильм «Вам и не снилось»

Лиза
Не просто цветы Не просто цветы

Когда флористика не только профессия — опыт читателей

Здоровье
Филипп Киркоров: «Публика принимает меня любым, но далеко не всё прощает» Филипп Киркоров: «Публика принимает меня любым, но далеко не всё прощает»

Какой путь прошел Филипп Киркоров и сколько еще впереди

ЖАРА Magazine
Клан Сгарсгардов: что нужно знать об одной из самых известных актерских династий Клан Сгарсгардов: что нужно знать об одной из самых известных актерских династий

С чего, а вернее, с кого началась династия Сгарсгардов

Правила жизни
Среди отходов древнего Пантикапея распознали окаменелость миоценового тюленя Среди отходов древнего Пантикапея распознали окаменелость миоценового тюленя

Палеозоолог описал ископаемую лопатку миоценового тюленя Cryptophoca maeotica

N+1
Перезапуск креативной экономики: новый закон и планы до 2030 года Перезапуск креативной экономики: новый закон и планы до 2030 года

Где уже есть успехи в развитии креативных индустрий, кто входит в число лидеров

ФедералПресс
Сбежать от рутины Сбежать от рутины

С потеплением всё больше людей сбегают от забот — в прямом и переносном смысле

Отдых в России
Когда наши поезда поедут с высокой скоростью Когда наши поезда поедут с высокой скоростью

Российский скоростной поезд: как создают технику для высокоскоростной магистрали

Монокль
«Отборочный турнир» жилищного строительства «Отборочный турнир» жилищного строительства

У спорта и рынка жилья в России гораздо больше общего, чем кажется

Ведомости
50 лет исследований показали: эти 4 ошибки разрушают брак 50 лет исследований показали: эти 4 ошибки разрушают брак

Четыре стратегии общения, которые могут привести к расставаниям и разводам

Inc.
Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов Австралийцы отыскали новую популяцию вымирающих беличьих кускусов

Экологи обнаружили в Косцюшко новую популяцию беличьих кускусов

N+1
Новый состав группы SEREBRO: «С Фадеевым мы чувствуем себя в безопасности» Новый состав группы SEREBRO: «С Фадеевым мы чувствуем себя в безопасности»

Группа SEREBRO об амбициях и музыкальных экспериментах

ЖАРА Magazine
Будет не жирно? Будет не жирно?

Какой вклад в борьбу с ожирением могут внести производители продуктов питания

Агроинвестор
Активный сезон Активный сезон

Самые классные и полезные летние развлечения

Лиза
Поговорим о космологии Поговорим о космологии

Пять работ, посвященных космологии, с комментариями специалиста

Знание – сила
Что скрывает от нас подземка: 10 интересных фактов о московском метро Что скрывает от нас подземка: 10 интересных фактов о московском метро

Московское метро — незаменимый транспорт, про который мы не все знаем

ТехИнсайдер
Открыть в приложении