Fotolitograf ASML. Sumber: arscomp.ru
Ora ono kanggo pindhah menyang tengen
Napa Rusia butuh fotolitograf dhewe lan apa sing bisa ditindakake?
Iku worth miwiti sethitik luwih. Miturut akeh, ing abad kaping 2, tandha pangembangan negara yaiku kemampuan kanggo ngasilake produk berteknologi tinggi. Contone, smartphone utawa laptop. Strictly ngandika, Rusia tundhuk karo kualifikasi iki - negara mrodhuksi peralatan cukup competitive. Ing kene, Bitblaze Titan minangka laptop domestik utawa YotaPhone XNUMX minangka smartphone homegrown. Laptop kasebut uga dibangun ing sekitar prosesor Baikal-M wolung inti Rusia. Iku misale jek sing alesan kanggo bangga wis siyap - kita ngajak kabeh wong kanggo ngrameke. Nanging ing kene nuansa diwiwiti.
Loro-lorone smartphone lan laptop mung minangka produk kompilasi komponen sing diimpor lan nyetel kabeh orkestra teknis. Pakaryan kasebut ora gampang lan mbutuhake otak sing berkualitas, nanging akeh kerentanan. Katergantungan ing supplier, pisanan kabeh. Baikal-M sing misuwur mung ing desain domestik. Lan ing kene, ora kabeh rampung Rusia - inti prosesor saka ARM kantor Inggris. Produksi produk saka A nganti Z diatur ing fasilitas TSMC raksasa Taiwan.
Kajaba iku, prosesor kanggo smartphone "Skif" diprodhuksi saka Zelenograd SPC "Elvis" - "Komputasi Elektronik lan Sistem Informasi". Luwih tepate, digawe: pabrikan Taiwan nolak kabeh pangembang Rusia.
Kristal silikon sawise photolithography. Sumber: domoticzfaq.ru
Industri desain microchip sing dikembangake kanthi apik wis digawe ing negara kita. Antarane pimpinan yaiku MCST Elbrus, Baikal Electronics, STC Modul, Syntacore lan SPC Elvis sing kasebut ing ndhuwur. Ironis sing dikembangake kanthi mandiri Kripik Baikal-M lan sing paling maju saka garis Elbrus, Rusia ora bisa ngasilake dhewe. Saiki pabrik mikroprosesor Rusia paling apik "Mikron" siap ngasilake produk kanthi nggunakake teknologi 90 nanometer. Ing urutan produksi pilot, 65 nm uga bisa. Baikal-M dirancang kanggo teknologi proses 28nm, lan Elbrus-16C umume kanggo 16nm. Apa iki tragedi? Ora, ora masalah banget kanggo kamardikan teknologi negara.
Kasunyatane yaiku proses teknis sing dikuasai ing Rusia luwih saka cukup kanggo industri pertahanan lan sektor sipil. Ing sawetara saka 65 kanggo 180 nm, manufaktur domestik bisa mbangun prosesor kanggo peralatan mesin modern, server, kluwarga, otomotif lan peralatan militer. Relatif ngandika, rudal jelajah ora perlu chip ing arsitektur 5-10 nanometer. Teknologi subtle kasebut dibutuhake kanggo smartphone lan teknologi sing bisa dipakai liyane. Contone, chip 5nm dibangun ing konsol game Sony Playstation. Nanging ing Rusia iki ora diprodhuksi.
Ing kawitan marketing, kabeh iku nggoleki - ana ing ngarep-thukul lan cukup dhuwur-kualitas manufaktur, pangembang uga supaya, iku tetep mung kanggo ngganti menyang syarat saka pasar domestik. Nanging ana siji caveat - kabeh peralatan produksi khusus diimpor. Utamane fotolitograf, komponen kritis pabrik mikroprosesor.
Photolithographs iku kabeh kita
Yen sampeyan ndeleng produksi mikroprosesor Rusia, apa Mikron, Milander, Modul utawa Elvis, ana fotolitograf Walanda (ASML) utawa Jepang (Nikon, Canon) ing endi wae. Mesthi, saiki malah spare parts kanggo peralatan iki ora bisa resmi diwenehake kanggo Rusia, ora kanggo sebutno mesin rampung. Lan ora gampang nggawe fotolitograf dhewe. Luwih tepate, angel banget.
A dicokot saka teori. Sembarang mesin fotolitografi meh padha karo mesin cetak foto. Mung kabeh luwih rumit lan luwih larang. Contone, kit photomasks kanggo printing chip bisa regane nganti $10 yuta. Liwat cithakan kasebut, emitor ultraviolet (paling asring laser) nggawe sirkuit menyang kristal silikon sing dilapisi komposisi fotosensitif - kaya ngono, mikrochip ing mangsa ngarep katon.
Prosedur paparan iki diulang kaping pirang-pirang, diselingi karo etsa, doping, pangatusan, lan deposisi. Prosesor modern bisa ngemot 12 utawa luwih lapisan, kalebu transistor efek medan, konduktor, lan komponen liyane. Lan iki kabeh ing obyek, 100 ewu kaping kurang saka kekandelan saka rambute manungsa. Mesthine, produksi diatur ing kamar ultra-resik lan ing bangunan khusus sing diisolasi saka getaran eksternal. Para ahli seneng ujar manawa trem sing ngliwati sawetara blok saka pabrik bisa mengaruhi akurasi manufaktur chip.
Monopoli nyata ing antarane manufaktur fotolitograf yaiku ASML Walanda. Nikon lan Canon Jepang nggawe kurang sampurna. Pusat produksi microchips ing fotolitograf sing padha dumunung ing Taiwan.
Proyek domestik fotolitograf kita dhewe muncul 10-12 taun kepungkur, nanging banjur, sakperangan alesan, diputusake kanggo beku arah iki. Mung defrosted saiki. Ing Pusat Nanoteknologi Zelenograd, kanthi prentah saka Kementerian Perindustrian lan Perdagangan, dheweke wiwit ngembangake mesin kanggo proses 130-nm. Miturut prakiraan paling konservatif, bakal njupuk nganti sepuluh taun. Iku salah siji bab kanggo nggawe prototipe digunakake lan cukup liyane kanggo mesthekake operasi Gamelan saka produk serial.
Proyek kapindho fokus ing fotolitograf kanggo teknologi proses 350nm. Kripik kasebut akeh dikarepake, contone, ing industri pertahanan. Nganti saiki, kompleks industri militer umume ngatur mikroprosesor 600-nm lan malah mikron.
Pabrik mikron ing Zelenograd. Mikroprosesor paling canggih ing Rusia digawe ing kene. Sumber: Zelenograd-info.rf
Masalahe yaiku Rusia ora bisa 100 persen ngganti kabeh rantai produksi lan komponen kanthi bahan mentah dhewe. Sanajan sampeyan bisa nggawe fotolitograf dhewe, sampeyan kudu nggawe kabeh industri bahan bakar lan komponen. Contone, photoresist cair sing dibutuhake kanggo ngembangake "pola" ing chip silikon diprodhuksi dening sawetara perusahaan ing donya.
Mesthi, kabeh iki sejarah bakal operate ing mundhut, ora bisa ngomong bab sembarang hubungan pasar. Negara kudu menehi subsidi kanggo produksi microchip lan perakitan fotolitograf ing mangsa ngarep. Umume produk bakal menyang lembaga pemerintah, amarga meh ora ana pasar sing amba kanggo teknologi mikroprosesor domestik.
Rusia butuh fotolitograf dhewe ora ing pungkasan milenium saiki, nanging ing rong utawa telung taun. Sumber daya peralatan sing diimpor bakal entek, lan kabeh industri mikroelektronik bakal mandheg. Mesthi, sampeyan bisa tuku soko saka wong Tionghoa, nanging malah ora bakal ngirim pembangunan paling modern kanggo Rusia. Kajaba iku, ora kabeh cocog karo pangembangan mesin mikroprosesor ing tanggane.
Beijing wis suwe dikenai sanksi "fotolitografi", lan durung bisa ngasilake produk kanthi mandiri sing luwih cilik tinimbang teknologi proses 45-nanometer. Kasus kasebut yaiku Huawei, sing dilarang dening Trump ing taun 2018 supaya ora pesen microchips ing TSML Taiwan. Akibaté, stagnasi lan mundhut pasar relatif marang pesaing sing luwih sukses. Apa Huawei bakal bisa metu saka bolongan ora dingerteni, nanging perusahaan kasebut wis paten fotolitograf kanggo teknologi proses 10 nanometer. Nanging, bisa njupuk taun saka paten kanggo sampel rampung.
ASML Walanda wis ngembangake fotolitograf terobosan ing ultraviolet ekstrem (EUV) paling ora rong puluh taun, ngidini chip bisa dicithak nggunakake teknologi 5-nanometer lan malah luwih murah. Lan proyèk kuwi biaya kira-kira $20 milyar.
Punika photolithograph swung ing Rosatom. Kita ngomong babagan proyek Pusat Nasional Fisika lan Matematika ing Sarov, digawe dening keputusan presiden.
EUV photolithograph saka ASML. Sumber: ravenfile.com
A teori sethitik liyane. Napa nggawe EUV kabeh?
Iku kabeh babagan dawa gelombang ultraviolet sing digunakake ing fotolitograf konvensional - kira-kira 120-140 nanometer. Hukum fisik ora ngidini, sanajan kabeh trik bisa, nggawe chip topologi ing ngisor 40-65 nm. ASML mutusake kanggo nyuda dawa gelombang operasi radiasi kanthi radikal nganti 13,5 nm, yaiku, padha mudhun menyang sinar-X alus. Supaya ora medeni sapa wae, teknologi kasebut diwenehi jeneng "ultraviolet ekstrem".
Ing kertas, kabeh prasaja - kurang dawa gelombang, kurang resolusi. Print chip nganti 2nm. Kangelan utama njedhul karo radiation dhewe - 13,5-nm gelombang X-ray nyerep kabeh, saka udhara kanggo lensa. Optik diganti karo sistem mirrors dhuwur-tech, kang mung Jerman Carl Zeiss bisa nggawe ing donya. Ing cendhak, roughness ing saben produk kuwi ngirim ora ngluwihi 1 nm. Mesthine, fotolitografi mung bisa ditindakake ing kahanan vakum sing dhuwur, sing nggawe kesulitan tambahan kanggo pangembang lan teknologi. Radiasi kasebut dhewe dibentuk sawise laser sing kuat ngebom tetesan timah, sing dadi plasma sing ngasilake gelombang 13,5-nm sing dikarepake.
Umumé, proyek fotolitograf EUV sing ditanam ing omah bisa dibandhingake karo kerumitan program ruang angkasa. Iki minangka tantangan nyata kanggo industri lan organisasi ilmiah Rusia. Miturut Akademisi Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia Alexander Sergeev, ana pangembangan domestik ing cermin sinar-X ing Institut Fisika Mikrostruktur, lan Rosatom siap nyedhiyakake laser multikilowatt.
Ing podo karo, Institut Fisika Terapan nggawe "prototipe prototipe" saka photolithograph sing ngidini nggawe chip nggunakake teknologi 7-nanometer. Nanging, kita mbaleni, taun, yen ora puluhan taun, bisa ngliwati saka nggawe prototipe menyang produk serial.
Pusat Nasional Fisika lan Matematika ing Sarov. Sumber: atomic-energy.ru
Malah luwih revolusioner yaiku proyek nanolithography sinar-X tanpa topeng, sing dikembangake ing Pusat Riset Nasional "Institut Kurchatov" lan Institut Teknologi Elektronik Moskow. Prototipe wis siyap, tes sing bakal diwiwiti ing 2026-2027.
sing apik warta lan ramalan babagan prospek fotolitograf domestik pisanan isih luwih ala. Nanging industri kita saiki wis biasa nggeser wektu nggawe produk rampung ing sisih tengen. Iki ditrapake khusus kanggo penerbangan, otomotif lan industri kritis liyane. Apa microelectronics bakal ing dhaftar sedih iki, wektu bakal ngomong.