РБК daily: "Роснано" займется выпуском микрочипов на пару с главным конкурентом Intel

" ультрасовременной технологии 65 нм"
- к тому времени как фабрика выйдет на полную мощность большая часть продукции, в т.ч. соственно ради чего весь сыр-бор - чипы для сотовых, безнадёжно устареет, пусть и в меньшей степени,чем сейчас Ангстрем, но вполне достаточной, чтобы сделатьнеконкурентоспособными наши коммерческие изделия. Короче как делали на Тайване так и будет.

Неужели такие идиоты в Кремле, что не понимают - по-настоящему новых технологий нам не продадут.
В качестве примера, попробуйте купить у ASML технологию EUV-литографии на 15нм, или у Nokon Presicion хотя бы двухволновую супер-иммерсию (20-28нм).
Хрен продадут. А то что дадут - не более чем жевачка малопожёванная уже сейчас.

Nikon Presicion

Тот же интелевский Medfield (рассчитанный именно на смартфоны) с 32 нм технологии будет в 2011 году, т.е. на пару-тройку лет раньше выпуска по 65нм технологии. Samsung скорее всего это сделает на полгода раньше.
Господа, вы кому мозги парите? Конторе?

Почему так кипячусь. Уже сейчас есть разработки медиапроцессоров, которые трбуют как минимум 32нм, ибо имеют до нескольких ядер, интегрированный кэш и хорошую графику. Ситуация примерно как в середине 1990-х - Трансмета для рынка ультралегких ноутов - прообразов нынешних нетбуков с ттой лишь существенной разницей, что рынок уже есть.

Использовать гибридную 45нм технологию и приспособить её "на лету" к выпуску чего-либо на AIIIBV маловероятно.

Могли бы для начала посмотреть Roadmap. В данном случае это Сематечевский, т.к. довольно часто именно он был наиболее правильным. Правда иммерсию они прозевали отчасти на долгом лаге.

Мне кажется вообще, что действительно нужно к нам ввозить, так это грамотных специалистов по Clean Environment, технологов и пр. пусть наших учат. Возможно самое важно во всём этом - организация процессов. Именно в ней, высокотехнологичного производства многое кроется.
Есть претензии и к нашим контролирующим органам. Так современные сендвич-панели для "чистых комнат" мне на объекте запретили ставить - пришлось соглашаться с архаичным минераловатным заполнением, дескать у вас в техпроцессе выделяется водород (проявка после экспозиции фоторезиста) и он де будет скапливаться и пр. бред. Доводы, чтоконцентрации менее взрывной раз в 100 не произвели впечатления. Теперичи я знаю как их обходить, а тогда, в 2003 было грустно от желания получить деньги пусть даже ценой тормоза хоть какого-то современного производтсва.

Позволю себе дополнить вопрос: сколько стоило бы создать технологию и запустить крупную серию микро чипов 15-20 нм?

И уж раз Остапа понесло, то: имеет ли смысл запускать в России серию или "качественнее" заняться производством в других странах на своих предприятиях и торговать технологией?

Мне кажется, что оптимальнее поступить так:
(I)  Продолжить выпуск на том что есть. 90нм вполне реален. Закупать лишь фабы не более 1,5-2млрд долл. с сроком ввода на полную мощность не позже 2013года
(II) Сделать НИОКР с опытными сериями нанолитографов с нормами 5-8нм для кремния и 15нм для A3B5, в гибридных частях с оптоэлектроникой - 20-25нм. Паралельно разработать базу (электронные приборы), использующие размерные эффекты, т.е. отойти от транзисторов как таковых.

Попробую привести ниже краткий примерный набросок, как это всё видится.


СОБСТВЕННО ИЗДЕЛИЯ КАК ТОВАР

Важно, ккак видится на сей день иметь ближние и дальние цели.

Ближняя цель
Наиболее быстро можно выпустить товары, сочетающие имеющиеся технологии с действительно нанотехнологиями.
Одим из главнейших для таких изделий направлений могут быть датчики, в т.ч. изображения.
Для ряда применений нужны метаматериалы. Примером могут быть дифрешетки для карманных спектрометров высокого разрешения, сверхяркие светодиоды истинно белого света, полупроводниковые лазеры с очень узкой шириной излучения - это критически важный параметр для получения качественных линеек и интегрированных оптоволоконных лазеров для мощных систем, в т.ч. боевых. Этим повышается КПД конверсии ИК излучения в зелень или УФ, снижаются требования к теплоотводу. Для их производства оптимально было бы использовать интерференционную нанолитографию, возможно с очень точной InPrint фотоиндуцированного ближнепольного типа, когда мастер-плёнка создаётся с использованием EUV, а затем рисунок переносится на ленту или пластины и соответсвующе обрабатывается до получения изделия. Таким образом можно получать и матрицы для широчайшего спектра  (в разных изделиях) - от терагарцового до мягкого рентгеновского диапазонов. Более того, возможно создавать интегрированные системы с метаматериалами, когда вы можете иметь матрицу с высочайшим разрешением вообще без объектива - по принципу фасеток насекомых. Это возможно, к примеру слепень видит корову на расстоянии до двух километров не обладая глазами как мы. Возможны и сверхсветосильные варианты.
Вся система FLIR для БПЛА может весить первые граммы, и при очень высоких параметрах (десятки мегапикселов со спектрозоналкой как минимум в четырёх диапазонах) - первые сотни грамм. Причём стабилизация изображения совсем иная и достаточно иметь примитивнейшую механическую головку, чтобы убирать отклонения свыше 3-5 градусов себестоимостью в первые тысячи рублей.

Большая цель
Второй независимой, в целом частью является собственно производство микросхем для нужд оптоэлектроники, вычтехники и гибридных, приложений, например, пространственных оптических линков.
Здесь и собственно процессоры, вернее системы с ультрамассовым паралелизмом, когда каждый элементарный процессор с вертикальной оптической связью и локальной памятью на первые Мб, не более квадратика в 50мкм и коммутационная оптоэлектроника.

Гибридным изделием можно считать исскуственную сетчатку. Она посложнее АФАР будет, но вотличие от неё данный товар может быть существенно снижен в цене. Тут есть несколько вариантов обработки информации и зависят они как от предполагаемой стоимости конечного изделия, так и от его параметров. В целом же как и любое изделие микроэлектроники - от серийности. Как у нас принято делать - десятки тысяч тут не покатит - нужно производить миллионы. Кстати это паралельно борьба с конкурентами, т.к. будет постоянный лаг в их отставании, минимум на 3-5лет. Куда же девать всю эту ораву? Думается наиболее перспективно использовать для промышленных роботов, ибо распознавание образов, особенно на естественных ландшафтах - трудная, если не сказать невыполнимая при ряде случаев условий для существуещих систем. Начиная от боевой робототехники, геологических или добывающих роботов и кончая сельхозмашинами органического земледелия, вместо рабов-таджиков или китайцев, как сейчас. Во всяком случае в разговоре с завлабом из института в Пушкине (ВНИИР Вавилова), имеющий контрактов с шведами, вынес, что есть живейший интерес, в частности в Скандинавии, дабы не завозить уйму сезонных рабочих. По всей видимости, кроме китайцев  с их потрясающей работоспособностью у данной технологии конкурентов нет, а в некоторых случаях и они не конкуренты.
.


КОМПОНЕНТЫ ТЕХНОЛОГИЙ ДОСТИЖЕНИЯ ДАННЫХ ЦЕЛЕЙ.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНО НАНОЛИТОГРАФ
На экспериментальный литограф нужно сейчас минимум 10млн евро и три года. Опытно-серийный же должен быть в серии не позже 2014года с переходом на крупную серию к концу 2015-середине 2016года. Это реально потянуть. Вся оптика давно посчитана, что-то (мелкая EUV оптика) уже изготовлено было в ГОИ по проекту МНТЦ 0991. Не нужно делать большую площадь. Для работы на высоких частотах собственно процессор должен иметь размеры всего 1-2мм2.  Если делать ядра на одной клетке вафли достаточно независимыми. то можно получить десятки-первые сотни ядер на 2-3см2.

Теперь по технологиям самого литографа.
Следует наверное разделить две существенно разные задачи:
- создание повторяющихся наноструктур
- создание вычислительных наносхем с предельными параметрами в первые нанометры.

Первая задача была решена путём разработки интерференционной схемы, могущей (с соотв. каждой длине волны -193 или 13,4нм  дифрешетками) создавать наноструктуры с порядком от десятков нм, до нескольких ангстрем. Её пытались реализовать с разработанной нами (мною в соавторстве с одним специалистом) в Nikon Precision Inc., но перемудрствовали, а давать им всю информацию задарма я не стал.
Американцы изготавливали дифрешетки на 193нм с разрешением края 10нм ещё лет 8назад. Затем довели (наверное за счет более качественных дифрешеток, пучка и обработки фотослоя) до 5-7нм. Официально - для астрономических орбитальных аппаратов (размер изделий официально в итоге - до полуметра). Паралельно - для сжатия мощных световых импульсов для Airborne Laser и высокоточного спектрального анализа нашей территории с орбиты, в частности оценки некоторых аспектов различных технологий и мест размещения стратегических ракет. Собственно для изготовления маски традиционно используется электронный пучок. Здесь же исходя из условий маски, необходимо использовать более тонкий способ. Он уже существует в Германии и его можно воспроизвести в России, т.к. некоторые работы были произведены здесь.

Вторая задача проработана в силу своей притягательности. Первые работы начались лет 30назад, а плотно где-то лет 10-12 назад в США, Западной Европе и Японии. В России наш проект по всей видимости единственный ставил целью достижение 10нм разрешения. К слову, данное разрешение у нас расчётное. Теоретически с принимаемыми нами ухищрениями возможно чуть лучшее разрешение, порядка 7-8нм.
Это без использования когерентного EUV. С оным разрешение можно  существенно поднять. Хотя и не без возни года на два (без учета времени на создание собственно EUV-лазера). Кстати было сообщение о совместной разработке такой системы с немцами.
Можно сказать, что при объединении частично усилий будет возможным получить синергию. Немцы не передали и передавать не собираются наиболее последние работы по нанопечати. Лаг они установили года три-пять, не меньше. В случае интересных результатов они согласяться. Если мы не будем делиться тонкостями, то не кинут. Был отчасти печальный опыт у того же Салащенко, когда Zeiss его сначала использовала его в своих разработках, а потом разобравшись в чём дело или разочаровавшись (что маловероятно) сказали спасибо.
Оптика уже существует отчасти, был Салащенко со своими дешевыми методами штамповки нанозеркал. Правда сей жук ещё тот. Самые же лучшие подложки, превосходящие по некоторым важным параметрам японские были сделаны в ГОИ и часть параметров считал её НИИЛФ. Есть просчёты многозеркальных зеркальных систем, сделанных в рамках проекта 0991 и после него в ГОИ и ИТМО.
Источник некогерентного излучения есть. Более того, их как минимум три. Два в Питере, один по заказу одного из ведущих производителей делался, есть машины серии ИМРИ в Томске - очень дешевые ускорители, вполне адекватные по цене и качеству излучения. Есть перспективы создания в сроки 3-5лет когерентных источников на 13,4 и линию кислорода. Факультативно я носился с этой идеей с года так 1998. Нашел единомышленника в НИИЭФА Ефремова, к сожелению он помер. Мы предполагали создание рентгеновского лазера с длиной когерентности до одного миллиметра. Недавно прочитал статью своих бывших коллег, которые довели предложенную нами с тем НИИФА-вцем идею с двойной накачкой в конце 1990-х до уровня готового для начала НИР.

Как представвляется, наиболее трудное место это не собственно нанолитография, в конце концов ускоритель с получением 8-12лазерных пучков в России будет стоить раза в три дешевле чем в штатах и реализовать можно будет такой источник к 2014году, а использование обычной логики. При уменьшении размеров уже нет даже одноэлектроники, а понимании того же Лихарева. Тут совсем иное. Это даже больше чем просто истинно бесдиссипативный компьютинг, коим занимался в последние годы жизни Денисюк (на оптике, кажется на волокне, правда). Тут с одной стороны проще, с другой сложнее. Логика фактически строится на состояниях отдельных электронов. Соответсвенно процесс правильного срабатывания логического элемента будет вероятностным. Можно сделать на группах электронов,чтобы было надёжное срабатывание логического элемента, на облачках большого, но счетного количества электронов, тот же Санин когда-то написал отличную книгу "Электронная синергетика", но мне представляется это слишком сложным, т.к. потребует большого НИР. Проще всё же предусмотреть на уровне алгоритмов. В годах 1994-99занимался с другом этой проблемой, так сказать ПО физического уровня. Пока пришёл к тому, что система будет вполне сносно работать, если используется принцип обработки, как в нейросетях. Более того, корреляцию функций состояниия будет провести существенно проще, чем в случае обычной транзисторной логики. Фактически мы иметь будем полуаналоговый компьютер. По размерам на чипе, наверное раз в 30-100 меньше такая логическая ячейка занимать будет. Это очень важно для создания упоминавшихся систем распознавания, да и управления реальными физическими объектами тоже.
Сделать логику

Из того в чём мало компетентен - нужны нанослои высокого качества и с низкой себестоимостью. MoCVD и пр подобные требуют исключительно сложных условий производства. Пока придётся применять их, но никто не запрещает искать обходные пути. Они реально нужны для перехода от 2D к отчасти 3D -интеграции, для проектирования объёмных датчиков волнового фронта для истинно голографической записи и пр. Теоретически это возможно путём отказа от тонких слоёв как таковых и использованием сравнительно толстых слоёв равновесных твёрдых растворов. В СПбГТУ был и надеюсь здравствует замечательный теоретик Александр Леонардович Санин. При постановке задачи он определённо высказался за возможность трансляции созданных на поверхности трёхмерных структур (их можно создать с использованием многолучевой VUV, но лучше EUV - литографии, так сказать затравочной исскуственной кристаллической решетки вглубь на сотни периодов решетки.
Это необходимо, к примеру, для производства высококачественных брэгговских зеркал для рентгеновской и EUV оптики. Многослойными такого вряд ли добиться можно - даже при лидере Салащенко (НН) им разработанных многослойных покрытиях реально работают первые десятки, т.к. накапливается ошибка в слоях. Такие исскуственный кристаллы позволят сделать компактные рентгеновские анализаторы по ценам ниже полупроводниковых при существенно, в 10-20раз более высоком энергетическом разрешении. Т.е. можно перевести такой товар в разряд полупрофессиональных, обять же сделав его буквально карманным или на десятки элементов одновременно (без сканирования) в размерах небольшого кейса. Те же структуры необходимы для фотоники как фотонные кристаллы с жестко заданными уникальными свойствами, да мало ли где ещё

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ
Наверное это самое важное.
Тут я не слишком силён. Вместе с тем некоторые факты для меня вполне очевидны, как и следствия из них, т.к. есть личный и не только опыт.
Из исполнителей убрать околомосковских товарищей, как ненадёжных. Собрать то что осталось в ГОИ и ИТМО.  Паралельно собирать коллектив, который сможет построить железо. Это правильнее - т.к. нужно всё равно будет отсев, обучение и тренинги проводить, так уж лучше изначально новых работников брать. Как видится меньше геморроя.

По НИР: ФТИ. Сейсяна людей из лаб. Бобашёва привлекать только как консультантов, причём конкретно Сейсяна, как довольно ценного. У него есть талант интегрировать знания и технологии, большой опыт в уникальных проектах. Но это учёные, а они не могут создать изделие с требуемой надёжностью (достаточно вспомнить эпопею с телевизором, когда выпустили первую в мире подобную микросхему, которая через год умирала  и это было в серийных изделиях! по стечению обстоятельств у моих родителей был именно телевизор с этим чипом - намучались). И не нужно от них этого ожидать. Для этого нужны специалисты могущие отсеивать научный флейм от реально полезных технологий. К сожалению без привлечения пусть и бывших наших соотечественников не обойдётся. Это очень тонкая грань и правильная оценка рисков может стоить и трети проекта - это лучше, чем не выполнить цель.
Обеспечить необходитмый уровень информационной безопасности разработок в ФТИ невозможно - нужно перевести хотя бы на светлану, не брать евреев и минимизировать участие лиц, имеющих коммерческие либо личные интересы за пределами России. При всём моём уважении к быв. коллегам, некоторые из которых - талантливые ученые, факты утечки технологий в Израиль и США - массовые.

СРОКИ И ПРИКИДКА КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ

Разработка простых нанолитографических процессов займет 2-3года с их доводкой до серии примерно 4-5лет. Т.е. к 2014году можно будет начать выпуск малых заводов и где-то через год - заводов производства рулонных экранов, осветительных панелей с солнечным спектром и пр. очень нужных товаров массового спроса. Конкурентный анализ достаточно проблематичен, т.к. ряд устройств, для выпуска которых предполагается испольльзовать такие мини-заводы имеют совершенно новые потребительские свойства.
Так портативный рентгеновский спектрометр будет стоить в розницу не более 5-6тыс евро, имея при том лучшее (20эВ и лучше) энергетическое разрешение, чем с ППД (на железе не более 110-130 для криогенных систем и 170-250для массовых). Стоимость самого дешевого ППД современной конструкции (кстати сваянного в США нашими соотечественниками) с пироэлектрическим источником рентгеновского излучения - выглядит как транзистор 1960-х годов, сейчас порядка 14-18тысяч в США. Здесь, даже если втихую везти не менее 15-20тыс долл. Его смогут себе позволить даже школы и мелкие фирмы.
Пистолетные же варианты стоили пару лет назад от 25 до 40тысяч там. Кстати разрешение тех же ППД также можно будет поднять, примерно вдвое, что достаточно для ряда простых применений.
Другой пример того, чтобыстро можно сделать карманный или портативный, для БПЛА, спектроанализатор высокого разрешения. Основное назначение первого - медицинский прибор, сейчас есть возможность по тому же дыханию устанавливать ряд заболеваний или приступов на ранней стадии, т.е. это будет как сейчас аппарат измерения уровня сахара у диабетиков или давления. Это десятки миллионов продаж в год при разумной, в первые сотни евро цене. Не говоря о контроле за потреблением различных наркотиков. Как показывает практика не всегда адекватен ответ на микролаборатории. Спектрометр более точен.  А летающий сможет искать не просто по углеводородам, но и по сопутсвующим, что резко увеличивает вероятность обнаружения цели, например замаскированного ЗРК, или выхода газа на поверхность. Да и разбить такую штуку будет трудно - она порядка 100g выдержит.

То же для вычислительных систем - порядка 5-6лет до опытного производства и ещё года два на запуск в серию. Т.е. к 2016-17годам.
У конкурентов к тому времени будут технологии на обычной логике, что само по себе даёт отставание в обработке сигналов в 1-3порядка, и 12-16нм техпроцесс. Так что то что разрабатывается будет обгонять.
Быстрее сделать можно попытаться, но без гарантий.


СТОИМОСТЬ

Думается первая технология потребует несущественных затрат на часть НИР и небольших на ОКР, примерно 2-3млн и около 30млн евров соответственно. Завод по выпуску мини-заводов будет стоить примерно полмиллиарда евро. Мини-заводы будут иметь совершенно различную стоимость. Скажем мини-завод по производству рулонных экранов встанет примерно 70-100млн Евро - там есть ряд операций, которые дешевыми трудно сделать,  в то время как микро-фабрика по производтству сенсоров или дифрешеток будет стоить сотни тысяч оных.

Разработка же нанолитографической технологии с разрешением 10нм и лучше займет даже на уровне НИР от 10млн - экспериментальный нанолитограф и порядка 50-80до уровня опытного производства в серии же завод по производству нанофабрик будет стоить от 2-3млрд Евро при себестоимости каждой нанофабрики чипов в пределах полумиллиарда на 100млн чипов в год. Дело в том, что технология как ни странно упрощается. Стадий литографии станет намного меньше. Сам процесс претерпевает кардинальные изменения. Суммарно количество операций сократится в 5-10раз. Поэтому такая невысокая стоимость (сейчас 3-5млрд долл). При этом маленькие модельные фабрички для заказных устройств будут стоить куда меньше, примерно 40-60млн евров и доступны будут практически любому серьёзному институту или крупной фирме. Хотя как мне видится проще быть fabless, так меньше свою голову забивать придётся.

Это не коммерческое. Многое прикинуто наглазок, а надо считать не один месяц. Скорее можно рассматривать как некое пожелание.

А вот здесь можете скачать как выглядит EUV литографический стенд то что есть в натуре, в чистой комнате (моей первой).

ПММА не даёт такого контраста, как некоторые неорганические фоторезисты. Одна из фишек - резист нелинеен. Причем этой нелинейностью можно в известных пределах, существенных для получения качественного края управлять.

С некогерентными источниками проблем нет. Так ня ядерной плазме с войным пучком конверсия из 193нм не менее 4-5%. Т.е. при мощном импульсе, где-нибудь 20Дж получим в EUV 1Дж. Реально после конденсора, маски и шести зеркал до подложки дойдёт не более 6мДж. Посему конденсор, как и фильтры к нему - вещь таки расходная. Тот же Салащенко поэтому и сделал их с пластиковым покрытием, так ценник раз в 10-20снизить можно.
Есть желание всё же сделать лазер. Тогда можно в четырёхволновом варианте добиться практически атомарного разрещения. Ну а фактически - 1-2нм. Тут уже стенка физическая, дальше можно двигаться изменяя логику и делая схемы трёхмерными, что является сложной задачей, т.к. даже на вроде бы бездиссипативных вычислениях энергия, пусть и на порядки меньшая, чем в обычных но выделяется.

В качестве варианта переходного периода - клубок из мелких полосок - чипов. Таким образом можно поднять степень упаковки до тысяч элементарных процессоров в одном см3. Связь только оптическая, питание подаётся по каркасу.

Если быть более точным стртуктура будет чем-то напоминать лук репчатый, но с частью мест свободными от чипов. Частоты оптических шин - до 10-20ГГц примерно, а внутри чипов - в несколько раз больше.
При размерах одоло 30-40см это будет уже суперкопьютер с вычислительной мощностью не менее экзафлоп.
Главная проблема- теплоотвода, поэтому незанятые чипами и каркасом пустоты используюся для подвода теплоотводящей жидкости. Это не вода. Скорее всего придется применять довольно большое давление, согласовывать это с чипами. Зато эффективность теплоотвода выше примерно в 10-12раз.

Вспомнил, что это мне отдаленно напоминает. Была такая система управления УМ1-НХ, кажется. Её ещё Старос ваял. Там у него послойка была сделана, т.е. массив одномерный. Тут же трёхмерный массив с несколькими осями передачи данных.