سنگ نگاره آلفا: روسیه در حال یادگیری تولید نیمه هادی ها است
تکنولوژی حیاتی
پیشینه کمی برای درک وضعیتی که تولید میکروالکترونیک مدرن روسیه در آن قرار دارد.
اکنون کشور آماده تولید کمابیش کارآمد تنها ریزتراشه هایی با توپولوژی 90 نانومتر است. تولید در Zelenograd Micron است و در حد توان خود عمل می کند. همه چیز مربوط به تجهیزات فتولیتوگرافی وارداتی است که باید خودتان آنها را نگهداری و تعمیر کنید. تجهیزات "چاپ" ریز مدارها توسط چند شرکت در جهان تولید می شود و نظارت بر ترافیک قطعات کمیاب برای آمریکایی ها بسیار آسان است.
به هر حال، با شروع عملیات ویژه، ممنوعیت کامل عرضه تجهیزات فوتولیتوگرافی به روسیه ادامه منطقی چندین سال محدودیت شد. برای اینکه آمریکایی ها به ASML هلندی یا در بدترین حالت نیکون ژاپنی اجازه فروش تجهیزات به روسیه را بدهند، احتمالاً لازم بود رامشتاین دوم در منطقه مسکو قرار گیرد. و کل ذخایر هسته ای کشور را به دست پنتاگون منتقل کند. مثلاً کره جنوبی دقیقاً این مسیر را طی کرد. با تایوان بدون پایگاه نظامی برخورد شد، اما وابستگی رعیت به تدارکات آمریکا کافی بود. بازوها و نزدیکی هفتم ناوگان ایالات متحده آمریکا.
وقتی آخرین لیتوگرافی های نیکون و ASML در Zelenograd Micron از کار بیفتند، جایی برای تولید نیمه هادی ها وجود نخواهد داشت.
به همین دلیل است که بزرگترین تولیدکنندگان ریزتراشه های مدرن در کره، تایوان و ایالات متحده متمرکز شده اند. واشنگتن فناوری‌های لیتوگرافی را بیش از اسرار هسته‌ای نگه می‌دارد - کشورهایی که قادر به تولید تجهیزات برای صنعت میکروالکترونیک هستند بسیار کمتر از صاحبان قدرتمندترین سلاح‌های جهان هستند.
اگر پیچیده ترین فرآیند فتولیتوگرافی 7 نانومتری را به عنوان نقطه شروع در نظر بگیریم، تنها ASML (هلند) و نیکون (ژاپن) می توانند چنین ماشین هایی را ارائه دهند. علاوه بر این، ژاپنی ها رزروهای بسیار زیادی دارند.
در روسیه، همانطور که در بالا ذکر شد، فناوری فقط می تواند تراشه های 90 نانومتری و فقط بر روی تجهیزات وارداتی تولید کند. به گفته دانشمندان مؤسسه فیزیک ریزساختارهای آکادمی علوم روسیه، فناوری های داخلی از نظر وضوح لیتوگرافی با یک مرتبه بزرگی و در چگالی یک الگوی دو بعدی روی یک تراشه - با دو مرتبه از فناوری های جهانی عقب هستند. اندازه. این یک آمار غم انگیز است.
به عنوان رویاهای اثیری، اگر صنعت میکروالکترونیک، و نه روسنانو، در یک زمان 280 میلیارد روبل دریافت می کرد، چه اتفاقی برای لیتوگرافی روسیه می افتاد؟
اکنون دولت قصد دارد تا سال 2025 100 میلیارد روبل برای توسعه چرخه کامل تولید نیمه هادی ها اختصاص دهد. این صراحتا کافی نیست - بودجه سالانه ASML هلندی بیش از 3,35 میلیارد یورو است.
مؤسسه فیزیک ریزساختارهای آکادمی علوم روسیه باید توسعه دهنده اصلی فتولیتوگرافی داخلی باشد. منبع: olympiada.scientificrussia.ru
عمق بحران با مقایسه وضعیت با سایر صنایعی که در آن ها عقب ماندگی داشته است آشکار می شود.
مثلاً صنعت هواپیماسازی که تحت تحریم های شدید قرار گرفت. اکنون این صنعت قادر است، هرچند با رزروهای فراوان، هواپیما برای خطوط هوایی داخلی تولید کند. آنها ممکن است قدیمی و مقرون به صرفه نباشند (به عنوان مثال، Tu-214)، اما می توانند در آسمان کار کنند، بار و مسافر را حمل کنند. در صنعت خودرو نیز وضعیت به همین منوال است.
اما یک بحران واقعی در میکروالکترونیک وجود دارد - حتی با توپولوژی باستانی 130 نانومتری، تراشه ها بر اساس فناوری وارداتی تحریم شده ساخته شده اند. عصر ماشین آلات خارجی البته کوتاه است.
بخشی از مشکل را می توان با پست دیپلماتیک، پر کردن بسته های اروپا و ایالات متحده با ریزمدارها و تراشه های کمیاب حل کرد، اما این یک اقدام موقتی است. چین با انقلاب دائمی فناوری خود در افق خودنمایی می کند. اما پکن هرگز و هرگز به روسیه فتولیتوگرافی عرضه نخواهد کرد. اولا، این ابزار قدرتمندی برای نفوذ بر مسکو است و ثانیاً، خود چینی ها هنوز تولید معمولی ماشین آلات تراشه ندارند.
بیایید سعی کنیم بفهمیم که پایه داخلی فوتولیتوگرافی در چه مرحله ای از توسعه است.
پروژه دوم اتمی
برای یک دانشمند، مهندس و فن‌شناس داخلی، هیچ چیز غیرممکن نیست. و این بدون ترحم غیر ضروری است - فقط پروژه های هسته ای و فضایی اتحاد جماهیر شوروی را به یاد داشته باشید. کشوری که دائماً در حال پیشرفت فناوری بود، نه تنها توانست با هژمون‌های جهانی همتراز باشد، بلکه سالها نیز جلوتر باشد. شما فقط باید مدیران مناسب با تفکر استراتژیک را پیدا کنید. در سال‌های آتی، زمانی که روسیه میکروالکترونیک خود را داشته باشد یا نخواهد داشت، دریابیم که آیا اکنون موفق به یافتن مدیران مؤثر شده‌ایم.
حتی یک نمودار بسیار ساده شده از عملکرد یک فوتولیتوگرافی اشعه ایکس به وضوح سطح پیچیدگی محصول را نشان می دهد.
در این میان، ما فقط می توانیم به متخصصان مؤسسه فیزیک ریزساختارهای آکادمی علوم روسیه یا به طور دقیق تر، بخش اپتیک اشعه ایکس چند لایه تکیه کنیم.
علیرغم عدم علاقه طولانی مدت دولت به مشکل لیتوگرافی مستقل، مؤسسه دارای پیشرفت هایی است. به عنوان مثال، اپتیک فوق دقیق اشعه ایکس بر روی آینه های روتنیم-بریلیم. برای درک اهمیت: زایس یک کارخانه اپتیک ویژه را به طور خاص برای نیازهای ASML هلندی ساخت. آنها ادعا می کنند که یاد خواهند گرفت که چگونه برای فتولیتوگرافی های 7-8 نانومتری آینه بسازند و این کار خیلی ساده تر از پرتاب یک انسان به ماه نیست. اندازه زبری روی آینه باید کمتر از یک نانومتر باشد، در غیر این صورت موج اشعه ایکس با انحراف و انعکاس منعکس می شود. история با چیپس نمی سوزد.
در حال حاضر، موسسه روسی در حال کار بر روی یک لیتوگرافی اشعه ایکس است که به گفته دانشمندان، 1,5 برابر کارآمدتر از آنالوگ های وارداتی خواهد بود. این یک بیانیه بسیار جسورانه است، اما خوش بینی دانشمندان نمی تواند شادی کند. در مرحله اول، برنامه ریزی شده است که یک نمودار شماتیک از لیتوگرافی اشعه ایکس در فلز و پلاستیک و به اصطلاح ماشین آلفا یا نمایشگر فناوری ایجاد شود.
این واحد قادر به تولید انبوه ریزتراشه ها نیست، اما می تواند این امکان را نشان دهد. حداقل دو سال برای این کار در نظر گرفته شده است. انتظار می رود توپولوژی تراشه 28 تا 32 نانومتر در اندازه باشد. و این فقط برای شرایط بسیار مطلوب است.
واقعیت این است که تصمیمات مدیریتی و بودجه فراوان نوشدارویی برای از بین بردن عقب ماندگی نیست. به پرسنل مجرب نیازمندیم که این یک مشکل است. حقوق های پایین چندین دهه است که متخصصان را از همه رشته های علمی بدون استثناء دور می کند. نیکلای پاتروشف، دبیر شورای امنیت اخیراً به همه یادآوری کرد که در بیست سال گذشته تعداد دانشمندان یک چهارم کاهش یافته است! با توجه به او،
با توجه به افزایش تعداد دانشجویانی که در تخصص ها و زمینه های آموزشی اولویت دار تحصیل می کنند، سطح اشتغال فارغ التحصیلان در رشته تخصصی خود کاهش یافته است.
یک بمب ساعتی در اینجا مدفون است - در آینده نزدیک ممکن است مغز کافی برای طوفان به قله های لیتوگرافی وجود نداشته باشد. حتی اگر اکنون امکان ایجاد یک سیستم آموزش پرسنل کافی وجود داشته باشد، اولین متخصصان زودتر از ده تا پانزده سال ظاهر می شوند. در آن زمان ممکن است دیگر نیازی به فتولیتوگرافی نباشد.
بیایید در مورد چیزهای غم انگیز صحبت نکنیم.
ظرف چهار سال، یک ماشین بتا یا نمونه اولیه صنعتی برای تولید تراشه های 28 نانومتری باید در موسسه فیزیک ریزساختار آکادمی علوم روسیه ظاهر شود. اولین فتولیتوگرافی های سریالی تا سال 2030 وعده داده می شود.
همه موارد فوق به پیشرفته ترین واحدهای روسیه اشاره دارد. آنها همچنین قصد دارند تجهیزاتی بسازند که اجرای آن تا حدودی ساده تر باشد. علاوه بر این، تراشه های 65 تا 350 نانومتری تقاضای بسیار بیشتری در صنعت داخلی خواهند داشت. در درجه اول برای مجموعه دفاعی.
به گفته واسیلی شپاک، معاون وزیر صنعت و تجارت، روسیه در سال 2026 اولین تراشه های 130 نانومتری را با استفاده از تجهیزات خود تولید خواهد کرد. و سال آینده، 2024، نیمه هادی های 350 نانومتری. این مسئول پر از خوش بینی است، اما ما موافقت کردیم که فعلاً بدون غم انجام دهیم. بیایید انتقاد را برای اولین اعلامیه در مورد تغییر ضرب الاجل به راست، که اغلب در روسیه مشاهده می شود، حفظ کنیم.
فقط می توان آن را یک معجزه نامید اخبار از دانشگاه پلی تکنیک سن پترزبورگ.
مهندسان محلی نوعی حالت بدون ماسک را برای حکاکی ریز مدارها ارائه کرده اند که از نظر کیفیت از بهترین نمونه های خارجی کم ندارد. از نظر قیمت، معمولاً چندین دهه ارزان تر است - یک واحد روسی باید تا 5 میلیون روبل هزینه داشته باشد، و واحدهای خارجی 10-15 میلیارد هزینه دارند. حتی اگر این به واقعیت نزدیک باشد، تفاوت های ظریف کافی وجود دارد.
این فناوری پیشرفت در سطح آزمایشگاهی وجود دارد و قبل از اینکه بتواند به یک نمونه اولیه تبدیل شود، به چندین سال مهندسی پیچیده نیاز دارد. یا اصلاً به چیزی تبدیل نمی شود - این قبلاً اتفاق افتاده است و نه تنها در روسیه.
احیای مرتبط با توسعه 100 میلیارد روبل ارائه شده توسط برنامه دولتی برای میکروالکترونیک آشکار است. اگر تعدادی از شرایط برآورده شود و ضرب الاجل های واقعی تعیین شود، ممکن است تاریخچه فتولیتوگرافی داخلی به واقعیت تبدیل شود.
شما فقط باید مدیر مناسبی را پیدا کنید که بتواند چنین مسئولیتی را بر عهده بگیرد. متأسفانه تاکنون هیچ کورچاتوف، موروزوف و کورولف جدیدی در افق نیست.
اطلاعات