Раньше обучение по программе «Электронное машиностроение» было выделено в отдельное направление. Сейчас этого нет. Из ведущих вузов есть профильная кафедра в МГТУ им Баумана. Исторически компетенции представлены в МИЭТ, МФТИ, МИФИ, МИЭМ и других университетах. У нас в стране есть технологи-электронщики, которые не умеют разрабатывать оборудование, и есть отдельно инженеры-конструкторы, но они не разбираются в микроэлектронике. Нам нужен именно микс станкостроителей, которые хорошо понимают микроэлектронику. Нам нужны физики, оптики, специалисты по вакуумной технике, лазерщики, программисты и так далее. Сейчас в «Нанотронике» более 20 инженеров и руководителей с техническим образованием, в то время как в НИИТМ — более 200. К 2030 году мы планируем собрать в периметре Группы и в рамках работы с партнерами порядка 2000 специалистов. Чтобы закрыть потребность в специалистах мы сотрудничаем с вузами, открываем лаборатории и кафедры на базе ведущих технических учебных заведений страны.

CNews: Вы сами откуда пришли? И простите, но вы очень молодо выглядите, сколько вам лет?

Мне 31 год. Я заканчивала МИФИ, кафедру микро-и наноэлектроники. По основной специальности я — инженер-физик, второе образование — это экономическая безопасность. Работала в Ростехе, запускала свой проект по оборудованию для химического травления. Он был поддержан и получил грант на реализацию. Он используется как раз в МИФИ. Раньше микроэлектроника не была модной. Но я никогда не понимала, почему так. Микроэлектроника — это фундамент технологического развития всей цифровой индустрии и нашей страны, и я была уверена, что рано или поздно все изменится.

CNews: Планируете ли вы приобретать компании для развития направления технологического оборудования?

Программа развития «Нанотроники» допускает покупку небольших стартапов и компаний со специализацией в области машиностроения. Это не самый простой процесс, но это как раз под силу такому крупному игроку как «Элемент», который предлагает стартапам доступ к рынку, инвестиции и возможность выходить на бюджетные инструменты поддержки.

CNews: Это финансируется только группой «Элемент» или часть средств предоставляет Минпромторг?

Покупка компаний, создание команды, обеспечение инфраструктуры преимущественно финансируется за средства Группы и является частью инвестпрограммы «Элемента» до 2026 года. Кроме того, есть разные инструменты поддержки отрасли, начиная от субсидий, заканчивая заказными опытно-конструкторскими разработками. Основной инструмент финансирования — это комплексная программа развития электронного машиностроения, которую курирует и финансирует Минпромторг. Общий объем финансирования программы превышает 200 миллиардов рублей и предусматривает финансирование опытно-конструкторских разработок оборудования и материалов для микроэлектроники.

CNews: Это много или мало для развития отрасли?

С точки зрения развития микроэлектронной отрасли для России — это беспрецедентные меры. То есть если сравнивать с 2020-м годом, то годовой объем поддержки составлял в среднем 10-15 миллиардов. Поэтому формирование таких программ как развитие электронного машиностроения — это беспрецедентная мера. С другой стороны, если мы посмотрим на мировой рынок, то создание каждой единицы оборудования занимает десятилетия, задействует огромное количество людей и совсем другие деньги. По сути, сейчас мы воссоздаем целую индустрию. При этом даже если сейчас залить отрасль триллионами рублей, то кадров недостаточно. И их необходимо вырастить.

CNews: Какие разработки сейчас ведет «Нанотроника»?

Сейчас есть несколько флагманских проектов, по которым ведутся разработки, общий портфель которых составляет порядка 10 миллиардов рублей. Отдельные проекты, как, например, эпитаксия нитрида галлия, это оборудование используется в производстве силовой электроники, сейчас находятся в завершающей стадии. Со следующего года мы планируем запустить серийное производство таких установок. Другое направление, по которому ведутся работы, — это установки для ионного легирования. Это второй по значимости и сложности процесс в производстве микроэлектроники после литографии. Такое оборудование весит больше 15 тонн. Это очень масштабная история, которую может развернуть не каждое предприятие. В 80-е годы в стране оборудование для легирования выпускалось серийно. И эта работа была полностью утеряна. К счастью, удалось восстановить часть команды, которая еще тогда разрабатывала установки и которые были крайне рады вновь вернуться к работе. Мы собрали вокруг них целые команды молодых талантливых инженеров и дополнительно привлекли команды специалистов РАН. Это не реверс инжиниринг, это именно воссоздание школы машиностроения. Эти специалисты обладают необходимыми компетенциями и пониманием, что делать, но теперь применяют более современные решения.

CNews: Где вы планируете серийно производить оборудование?

В России сейчас отсутствует площадка для серийного производства технологического оборудования. Отдельные установки собираются на площадке НИИТМ. По мере выхода новых проектов на серийное производство потребуется современная площадка, которая будет обладать собственным комплексом чистых помещений для финишной сборки и технологической аттестации, а также тестирования оборудования. Одним из базовых обсуждаемых сейчас вариантов является создание такой площадки в Зеленограде. С одной стороны, город очень удобен с точки зрения близости к производственной инфраструктуре, с другой — необходимо учитывать, что район перегружен. Строительство такой площадки может начаться уже в следующем году.

CNews: Что будет включать площадка?

Это комплекс помещений для узловой сборки, комплекс чистых помещений для сборки и технологической аттестации и тестирования, метрологический комплекс для измерений работы оборудования. И скорее всего, отдельно будет вынесен механообрабатывающий комплекс. При этом, мы не исключаем, что будем использовать в этом смысле контрактное производство, которое сейчас планирует создать государство.

CNews: Сколько стоит такая площадка?

Пока сложно говорить о конкретных цифрах, диапазон достаточно велик.

CNews: К чему вы планируете прийти в перспективе пятилетки?

Наша цель, которую и мы определяем для себя, и которую разделяет Министерство промышленности и торговли, к 2030 году — 70% техпроцессов должны выполняться на отечественном оборудовании. Речь о самых основных операциях, которые задействованы в создании микроэлектроники, Остальные 30% наименее критических направлений могут быть реализованы за счет поставщиков из Китая, где есть широкая линейка компаний, из которых можно выбрать.

ИЯФ СО РАН разработал первое в России устройство для создания сильноточных ионных имплантеров, необходимых в микроэлектронике

Последние 30 лет микроэлектронная промышленность всего мира развивается благодаря имплантерным технологиям – они позволяют внедрять в поверхность кремниевой пластины легирующие добавки различных примесей (бора, фтора, мышьяка), создавая тем самым структуры с заданными характеристиками

ИЯФ имеет большой опыт в создании различных ионных источников, которые в свое время разрабатывались и создавались в Институте для полупроводниковой промышленности, а также для экспериментов в области физики плазмы, и для развития методов ускорительной масс-спектрометрии

Например, в 90-е г. XX в. в ИЯФ разрабатывали целую линейку протонных источников по заказу Министерства электронной промышленности

Именно с ионных источников, созданных в Институте для экспериментов в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза, в России началось развитие метода ускорительной масс-спектрометрии, благодаря которому сегодня с высокой точностью производится датировка археологических и геологических объектов

Имплантерные ионные источники ИЯФ будут использоваться для развития современных отечественных ионных имплантеров, первые проекты которых уже реализуются в коллаборации с предприятиями Зеленограда: НИИТМ и НИИМЭ

Со стороны АО НИИТМ поступило предложение разработать и изучить касповый ионный источник, который может создавать ленточные пучки шириной вплоть до двух метров и не требует внешнего магнитного поля. Ленточные пучки тяжелых ионов имеют преимущества перед круглыми пучками, обеспечивая в разы более высокий предел объемного заряда, что необходимо для сильноточных имплантеров. Также они обеспечивают точное легирование путем механического сканирования подложки ионным пучком в одном измерении

В настоящее время в имплантерах используются ионные источники Фримана и Бернаса

Они работают в магнитном поле, создаваемом внешним магнитом, вес которого растет в кубической зависимости от ширины ленточного пучка и может достигать многих сотен килограммов

Расположение такой конструкции под потенциалом в сотни киловольт и даже мегавольта становится весьма проблематичным

Идея создать конструкцию ленточного источника ионов, сочетающую в себе модифицированную ловушку Пеннинга с системой магнитного удержания, которая позволяет расширить пучок до нескольких метров, сохраняя линейную плотность тока около 10 мА/см, показалась специалистам ИЯФ привлекательной, и они приступили к выполнению задачи

Поскольку описание такого источника было представлено только одной лабораторией и не было подтверждения в печати другими авторами его работоспособности, а идея выглядела весьма привлекательной, в феврале 2024 г. мы начали проектирование, изготовление и исследование такого источника с шириной эмиссионной щели 5 см. Была также спроектирована и изготовлена ионно-оптическая система для формирования ленточного пучка

Первоначально их интересовало, может ли такой источник обеспечить равномерную эмиссию, то есть равномерное испускание электронов с поверхности твердого тела при его бомбардировке ионами, вдоль эмиссионной щели

Для такого измерения мы разработали и изготовили измерительное устройство, профилометр, и 2 декабря 2024 г. провели измерение с пучком ионов аргона. При этом были исследованы различные режимы работы источника. Получен прекрасный результат: эмиссия вдоль щели равномерна, и это открывает возможность разработки такого источника с любой шириной ленточного пучка. Отмечу, что в экспериментах мы не стремились получить максимально возможный ионный ток, но уже сейчас он выдает ~ 20 мА при извлекающем потенциале 6 кВ, что вполне приемлемо. Направление дальнейшей разработки каспового источника зависит от конкретных требуемых параметров ионного пучка. В высоковольтных имплантерах, таких как разрабатываются в ИЯФ, то есть с энергией ионов ~ 1 Мэв, разработанный тип источника предпочтителен, когда не требуется предельно большой ток ионов, (который при такой энергии может разрушить кремниевую пластину), и применения внешнего магнита

ЗНТЦ весьма креативно поздравил всех с новым годом с помощью введенного в эксплуатацию программно-аппаратного комплекса систем проектирования литографических структур и управления электронным лучом

Размер изображения 22 на 5 мкм, ширина линий 480 нм, увидеть такое изображение возможно на оптическом микроскопе только при 100-кратном увеличении

В новогоднем ролике генеральный директор АО "Микрон" Гульнара Хасьянова упомянула, что российский чипмейкер № 1 в 2024 году запустил три новых производственных линии, ввели много высокочистых российских материалов, значительно увеличили выручку и численность сотрудников

По недавнему посту о литографах на рентгеновском излучении, мне написал специалист по этому вопросу. И дополнил технологические детали, которые демонстрируют уровень сложности данной разработки:

По EUV-литографам для выпуска микросхем по техпроцессам меньше 10 нм. Сама технология разрабатывалась еще с начала 2000-х гг., и натолкнулась на ряд сложностей.

1) Требуется источник излучения с длиной волны около 10 нм. До этого в предыдущих поколениях фотолитографов использовались различные лазеры. Последний в технологическом ряду - эксимерный лазер на молекулах благородных газов, дающий ультрафиолетовое излучение в диапазоне 100-300 нм. Лазеры удобны для фотолитографии: они создают когерентное монохроматическое излучение, нет проблем с хроматическими абберациями и т.д. Но сгенерировать лазерное излучение на волне 10 нм с приемлемым КПД очень сложно - на это способен только лазер на свободных электронах, который представляет собой кольцевой ускоритель частиц с излучательными вставками, где знакопеременное магнитное поле заставляет электроны излучать свет. Лазер на свободных электронах может иметь достаточно большую мощность излучения - вплоть до сотен кВт, а также легко настраивается на нужную длину волны. Но это - ускоритель, система с вакуумной камерой, криогенным охлаждением и сверхпроводящими магнитами и биологической защитой (т.к. никто синхротронное излучение не отменял). Такой источник излучения уместно ставить на целый цех фотолитографов.

Голландская ASML пошла иным путем. Вместо лазера на свободных электронах, они используют тепловое излучение горячей плазмы. Микрокапелька из олова сначала расплющивается импульсом ИК-лазеров в тонкий блинчик, а потом следующим импульсом она испаряется и нагревается до десятков тыс. градусов. Далее свет отфильтровывается до получения узкой линии излучения с максимумом амплитуды на длине волны 13 нм. Проблема - в КПД, он очень низок. Чтобы иметь мощность источника света 100 Вт, потребляемая мощность излучателя должна составлять около 1 МВт.

Использование олова для создания плазмы создает массу проблем для литографа: пары олова оседают на оптической системе и на фотошаблонах. А изолировать источник от рабочей камеры фотолитографа невозможно: для излучения 10-15 нм не существует прозрачных материалов, оно активно поглощается любыми веществами. Отсюда вырастает вторая проблема:

2) Оптика на пределе технологических возможностей. Для жесткого ультрафиолета и мягкого рентгена невозможно создать оптическую систему из линз. Только зеркала. Причем не простые - а зеркала брэгговского отражения, когда луч света падает под очень небольшим углом к поверхности и отражается в первом слое кристаллической решетки зеркала. КПД отражения у однослойного зеркала невысок - а потому приходится делать целый "бутерброд" из десятков слоев с разными оптическими свойствами, чтобы добиться отражения хотя бы половины падающего излучения.

Изготовление брэгговских зеркал является кошмаром для технологов: методами напыления разных веществ нужно добиться четкой контрастной границы между слоями. А поскольку методы нанесения нанометровых по толщине покрытий работают с горячими веществами - то неизбежна диффузия атомов напыляемого вещества в предыдущий слой. Итог - вместо четкой границы получается переходная зона, ухудшающая отражательные качества зеркала. Не стоит забывать и про длину волны используемого излучения - 10-15 нм. А это значит, что дефекты поверхности зеркала должны быть как минимум в три раза меньше. Вдумайтесь: зеркало диаметром от 5 до 30 см, поверхность которого имеет допуск шероховатости меньше 4 нм! Это все равно что провести автомобиль из Санкт-Петербурга в Москву по заданной траектории с отклонением меньше миллиметра.

Думаете на этом сложности заканчиваются? Ан-нет...

Продолжение 👇👇👇

Начало 👆👆👆

3) Излучение на волне 10-15 нм - ионизирующее. А это значит, что при взаимодействии с веществом оно выбивает электроны из атомных орбит и создает ионы. Выбитые электроны - тоже рассматриваются как излучение. Ионы со временем восстанавливают свой заряд и тоже излучают свет. Все это называется вторичное излучение, которое портит оптические свойства фотолитографа. Чем больше зеркал в оптической системе - тем больше вредного вторичного излучения. Конечно, его можно отсеять при грамотном расположении элементов оптической системы. Но вторичное излучение возникает даже при взаимодействии света с фоторезистом на кремниевой пластине во время экспонирования, засвечивая соседние области больше, чем нужно. Подбор фоторезистов для такого излучения - непростая задача для химиков.

Это только самые крупные обозначенные проблемы, стоящие на пути создания фотолитографа на жестком ультрафиолете. Неудивительно, что компании из США и Японии в свое время вышли из гонки, а голландская ASML затратила почти 20 лет на разработку, попутно объединив наработки многих западных коллективов. Одно только повторение этой технологии при многих известных решениях - само по себе подвиг инженеров, сравнимый с ядерным проектом.

Тем не менее, данный вызов принят нашими инженерами, о чем и упоминалось в новостях о прогрессе в данной разработке.

И пару нюансов. В комментариях многие упоминали что мол достаточно 60 нм для большинства задач, и зачем гнаться за таким уровнем. Разумеется, приоритетно насытить наше производство наиболее массовыми чипами. И тем не менее есть множество узких мест в технологиях, где требуется такой уровень топологии. И это не только телефоны ноутбуки. Нам необходима радиационно стойкая элементная база, нам нужны процессоры для ИИ, кровь из носу необходимо создать свою спутниковую систему связи, альтернативу старлинку, ведь потенциал этой технологии просто гигантский, и нам недопустимо отставать в ней.

Поэтому вызов по достижению точности в производстве микросхем, является не менее важным вызовов для нас, для нашей безопасности, чем Атомный проект 80 лет назад.

Русский Инженер -
✅ подписаться

Много говорят об изменениях требований к интегральным схемам первого и второго уровней. И возможности ограничения работы с иностранными производителями. Как вы смотрите на это?

Мы принимаем самое активное участие в выработке требований по локализации для микроэлектроники. Идея в том, чтобы требования к локализации стимулировали дальнейшее развитие и спрос на уже освоенные технологические операции, а также устанавливали ориентиры для развития переделов, локализация в которых приоритетна в ближайшие годы.

В ограничении работы дизайн-центров с иностранными производителями потребности нет. Но задачу обеспечения манёвра в организации устойчивого производства интегральных схем с опорой на локализованные компетенции разработчики требований к локализации микросхем перед собой ставят

Несколько лет назад в контексте локализации производств речь шла о значительном финансировании отрасли в части дизайн-центров. При этом уже тогда возникали сомнения в способности отрасли освоить даже эти средства. Как ситуация выглядит сегодня?

В последние годы активно финансировались разработки аппаратуры, модулей, электронной компонентной базы и специального технологического оборудования и средств разработки. Это позволило во многих нишах создать заделы, расширить номенклатуру продукции

Само собой, есть примеры, когда разработка была сорвана, не привела к ожидаемому результату - это нормальное явление для отрасли с высокой наукоёмкостью, где каждая новая разработка содержит хотя бы один "шаг" или "прыжок" в неизвестность

Для успешно реализованных разработок, коих действительно много, сейчас актуально расширение внутреннего рынка, прежде всего, за счёт расширения рамок национального режима (квотирование, правило "второй лишний" и полный запрет) и контроля за его исполнением, включая контроль как за закупкой отечественного, так и иностранного

Компании, уверенные в спросе, уже расширяют производство и их количество будет увеличиваться пропорционально рынку, если стимулировать закупки

Регулярно всплывает идея о выносе ряда производств в дружественные страны для облегчения санкционных ограничений. Кажется ли вам это разумной схемой?

Как один из способов международного технологического партнёрства - разумная схема, создающая манёвр в условиях санкций для производства не критичной продукции для нерегулируемых рынков, например. Вопрос в деталях, включая финансовые потоки, юридические аспекты, способы и рынки сбыта производимой продукции

Требования к локализации электроники подразумевают, что производственные операции должны максимально проводиться именно на территории нашей страны. Это, как основа обеспечения национального режима, должно оставаться незыблемым.

Локализация производства позволяет оставить в стране наиболее маржинальные переделы, создаёт "тягу" для развития смежных отраслей. Поэтому приоритетной модель вынесенных производств быть не может

Вера Смирнова, исполнительный директор АКРП-Консорциум дизайн-центров

Поросёнок потрошит остатки Х-59м2а. Тут уже без схем и запуска блоков, но даже так видно, что стиральные машины были отечественные. Кроме одной единственной, из которой утянули альтеру 10.

Нейроматрикс, на котором отчётливо видна буква Я, но поросёнка это на мысли не наводит, это 1879ВМ5Я. Разработан в 2013 году. Представляет собой высокопроизводительный микропроцессор цифровой обработки сигналов с векторно-конвейерной VLIW/SIMD архитектурой на базе запатентованного 64-разрядного процессорного ядра NeuroMatrix.
Тактовая частота 320 МГц. Технология КМОП 90 нм.

То, что он называет транзисторами, это 2ДШ2134AC4 - мощные СВЧ диодные сборки Шоттки с общим катодом, в чиподипе лежат по 5 тыр 😏

638РР1А - микросхема энергонезависимой многократно электрически перепрограммируемой ПЗУ (ЭСППЗУ) с параллельным вводом/выводом информации (128Кх8).
1635РУ1Т - Оперативное запоминающее устройство статическое информационной ёмкостью 256Кбит (32К × 8 бит).
Н5503ХМ5 - предназначена для обнаружения и исправления ошибочных сигналов путем их мажорирования.

И пусть вас не вводят в заблуждение керамические корпуса "советского" типа - это стандарт для военной техники. Внутри комплектуха свежая, и по годам выпуска, и по дате разработки. Видна даже отечественная пассивка SMD исполнения, а выводная пассивка тем паче.

Если первые прилетавшие поросянам носители демократии были преимущественно на западной комплектухе, то чем дальше, тем больше она вытесняется отечественной, да ещё и довольно неплохой.

СанкцииХуянкции.

По состоянию на конец 2022 года доля российской электроники на мировом рынке стремится к статистической погрешности и составляет порядка 1,5% против 26% в 1980 году

При этом необходимо отметить , что в 1970-80- е годы электроника СССР стремительно теряла индивидуальность и шла по пути дублирования американских интегральных схем

Стоит подчеркнуть, что к 1962 году СССР находился в паритете с США, технологический уровень был абсолютно равным ( рис. 9)

Именно в этом году под руководством Юрия Осокина была разработана первая интегральная схема

К 1985 году в США, Японии Южной Корее освоили производство сверхбольших интегральных схем памяти емкостью 1 Мбит и технологическим уровнем 1,3 мкм

В начале 1986 года они начали разработки СБИС памяти 4 Мбита с технологическим уровнем 0,8 мкм и предполагали освоить их серийное производство уже к 1988 году

В СССР к тому моменту было освоено серийное производство схем памяти в 64 кбита и уровнем 1,5 мкм

Таким образом, к 1985 году наше
отставание от Запада составляло одно технологическое поколение

Шпак В.В. Развитие электронной промышленности России в условиях меняющегося мира, 2024 год, с.31 ISBN 978-5-94836-656-2

Россия впервые запустит производство кристаллов силовых диодов и транзисторов на основе кремния и карбида кремния

Новый завод ПАО «Элемент» позволит нарастить за шесть лет объёмы российской силовой микроэлектроники на рынке с текущих 2% до 70% и нарастить уровень локализации силовой электронной компонентной базы

Финансированием нового производства ПАО «Элемент», которое будет выпускать компоненты силовой микроэлектроники гражданского назначения, займётся Госкорпорация ВЭБ .РФ

Решение об участии ВЭБ .РФ в проекте уже принято наблюдательным советом

По программе «Кластерная инвестиционная платформа» ПАО «Элемент» получит 15 млрд рублей

Общая стоимость запуска производства при этом оценивается в 19,5 млрд рублей

Завод станет первым в России крупным серийным производством кристаллов силовых диодов и транзисторов на основе кремния и карбида кремния

Он будет выпускать в год  до 140 тысяч пластин на основе кремния и карбида кремния

Новгородский государственный университет (НовГУ) подписал соглашение о научно-техническом сотрудничестве с Белорусским государственным университета информатики и радиоэлектроники (БГУИР)

Отмечается, что сотрудничество будет вестись в интересах развития Центра полупроводникового материаловедения НовГУ

У Белорусского государственного университета есть огромный опыт образовательной и научной работы в сфере радиоэлектроники. Также он сотрудничает с вузами Китая. Наша задача — обмен компетенциями между университетами, в том числе для развития кремниево-германиевых технологий полупроводников. Центр полупроводникового материаловедения уже оснащён оборудованием. Можно проводить исследования, получать новые материалы, изучать их свойства и изготавливать чипы

В свою очередь проректор по научной работе БГУИР Виктор Стемпицкий отметил, что белорусские коллеги заинтересованы также в создании образовательных инженерных программ в рамках Союзного государства

Кроме того, вузы планируют проводить академический обмен студентами и стажировки аспирантов радиотехнических специальностей

В 2024 году между Научно-исследовательским институтом точного машиностроения («ГК Элемент») и Национальным исследовательским университетом «МИЭТ» было подписано соглашение о сотрудничестве в рамках реализации программы Передовой инженерной школы МИЭТ, основной задачей которого являются повышение качества образования с учетом актуальных потребностей реального сектора экономики и объединение усилий по подготовке квалифицированных кадров для дальнейшего трудоустройства в компанию

В рамках соглашения была создана базовая кафедра «Конструирование и автоматизация специального технологического оборудования микроэлектроники», и в декабре прошлого года Технический директор НИИТМ и кандидат технических наук была назначена по совместительству на должность заведующей базовой кафедрой

Мы заинтересованы в расширении штата разработчиков нашего предприятия, поэтому планируем отбирать на базовую кафедру самых толковых и заинтересованных в профессии инженера-конструктора СТО, инженера-разработчика УСУ ТП студентов. Имея многолетний опыт руководства командами инженеров, мне, в том числе постоянно приходилось заниматься внедрением в коллектив и профессиональным развитием молодых специалистов, поэтому я отчетливо вижу, как можно адаптировать образовательную программу к конкретным задачам разработки и конструирования СТО и повысить профессиональный уровень подготовки приходящих к нам на работу студентов. Также в наших планах привлечение к преподаванию на кафедре сотрудников НИИТМ, которые уже успешно подготовили и прочли курс лекций для преподавателей ПИШ МИЭТ. Студентов кафедры мы планируем привлекать к реальным проектам предприятия в рамках практических работ и стажировок