Российская Силиконовая долина



Ультрасовременный научно-технологический комплекс по разработке и коммерциализации новых технологий будет построен в Сколково в Подмосковье, сообщил президент России Дмитрий Медведев на встрече с победителями Олимпиад, студентами - президентскими стипендиатами.

О планах по созданию в России Центра исследований и разработок Медведев объявил в феврале этого года на заседании комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики РФ. Тогда он пояснил, что новый инновационный центр станет своего рода прообразом города будущего, который должен стать крупнейшим испытательным полигоном новой экономической политики.

Среди мест, где может быть построен российский аналог американской Кремниевой долины, назывались Томск, Новосибирск, Санкт-Петербург, Обнинск, Дубна, а также ряд территорий в непосредственной близости от Москвы, включая земли между МКАД и Троицком, ряд участков по Ново-Рижскому и Ленинградскому шоссе, а также земли, примыкающие к Школе управления в Сколково. "Будем строить этот центр в том месте, где у нас есть неплохой задел для того, чтобы это сделать быстро. Скорость имеет особое значение. Поэтому будем строить его в Сколково", - сказал президент.

Из Калифорнии в Сколково

Летом Дмитрий Медведев сам побывал в Калифорнии, где посетил Кремниевую долину, в которой работает большинство высокотехнологичных компаний мира.

Теперь в Россию пожаловала делегация представителей венчурных и инновационных компаний, собиравшихся принять участие в форуме "Глобальное инновационное партнерство".

- Мне было очень приятно узнать о вашей идее создать аналог Кремниевой долины в Сколково, - признался возглавлявший группу американских инвесторов губернатор Калифорнии Арнольд Шварценеггер, встретившись с президентом РФ в его резиденции "Горки". - Мы сейчас туда поедем, встретимся с главами американских инвестиционных компаний, с их российскими партнерами. Убежден, что российские ученые, которые занимаются инновационными разработками, при поддержке американских коллег смогут совершить чудо, создать настоящий технологический бум.

Шварценеггер заявил, что США не хотят замыкаться в своем инновационном развитии и готовы делиться опытом с остальным миром, в т. ч. с Россией. "Мы не хотим скрывать свои навыки, - заявил он. - Мы хотим распространять их по всему миру, потому что считаем, что живем в глобальной среде".

Россия же хочет выступать прилежным учеником. "Основное для нас не создание новых продуктов, а коммерциализация того, что мы придумываем, - рассказал российский президент бизнесменам. - В этом плане нам есть чему поучиться у американских партнеров".

Вспоминая о посещении Кремниевой долины, Дмитрий Медведев в первую очередь выделял атмосферу, царящую там: особую, творческую и в то же время в чем-то домашнюю. Атмосферу, в которой можно заниматься бизнесом. "Важно и то, чтобы люди чувствовали интерес к внедрению новых технологий, чтобы была мотивация рисковать и добиваться выигрыша", - считает он.

- Важно то, что Россия занимается сейчас созданием новых правил игры, - заметил Дмитрий Медведев, послушав наставления иностранных бизнесменов. - Причем эти правила должны распространяться не только на бизнес. Они должны формировать новые условия для жизни.

Это касается даже такой российской проблемы, как коррупция, которая в России воспринимается обычным делом. "Это и ментальная проблема, и здесь нам есть чему поучиться у американцев, которые тоже никогда не были стерильными, но в какой-то период прошли этот путь. Нам тоже надо это сделать", - заключил президент РФ.

Microsoft будет сотрудничать со "Сколково"

Фонд "Сколково" и Microsoft договорились о сотрудничестве, в рамках которого корпорация намерена развивать в российском наукограде ряд направлений. Соответствующий документ был подписан президентом "Сколково" Виктором Вексельбергом и президентом Microsoft Стивом Баллмером, говорится в официальном сообщении.

В частности, американский разработчик программных продуктов собирается разместить на территории "Сколково" свой центр разработки, к сотрудничеству с которым будут привлекаться и российские компании. Также  Microsoft планирует проводить научные исследования совместно с российскими университетами и научными институтами и поддерживать инновационные научные стартапы, в том числе и финансово.

Кроме того, софтверный гигант примет участие в создании Сколковского технологического университета и планирует заниматься обучением студентов и преподавателей. Еще одним направлением сотрудничества станет создание так называемого центра коллективного доступа к ИТ-технологиям, на базе которого компании, работающие в Сколково, получат возможность тестировать свои решения в условиях корпоративной инфраструктуры.

Напомним, что интерес к российскому наукограду проявляют многие западные компании, среди которых Nokia, Siemens, Boeing, а также Cisco.



Дом для "Сколково"

Фонд "Сколково" продолжает расширять число ключевых партнеров, приглашая к сотрудничеству самые продвинутые инновационные компании мира. Вслед за Cisco, Nokia, Microsoft свой интерес к проектам и новым возможностям подмосковного иннограда засвидетельствовало руководство Intel.

Генеральный менеджер этой компании по операциям в Европе, на Ближнем Востоке и в Африке Кристиан Моралес и президент "Сколково" Виктор Вексельберг подписали соглашение о сотрудничестве. Intel - уже признанный мировой лидер в разработке инновационных решений для вычислительной техники. Для сколковских идей и проектов такой партнер, безусловно, важен и может рассчитывать на полновесную отдачу.

Сейчас это приобретает особое звучание, потому что буквально на днях в Центре разработки и коммерциализации новых технологий открыт приём заявок на соискание статуса участника проекта. Те, кто уже выстроился в очередь, могут испытать эту процедуру в пилотном режиме. Такие заявки, как и было обещано, принимаются заочно: в Интернете по адресу app.i-gorod.com размещена электронная анкета соискателя. Перед ее заполнением всем заявителям настойчиво рекомендуют ознакомиться с уже действующими российскими законами об инновационном центре "Сколково", чтобы исключить отказ в рассмотрении по формальным или процедурным признакам и чтобы не делать ненужной работы. Поступившие заявки соискателей будут изучаться группой экспертов из числа авторитетных российских и зарубежных ученых, предпринимателей, венчурных инвесторов.

Одновременно с началом приема заявок обнародован проект положения об экспертных коллегиях фонда "Сколково". Виктор Вексельберг сообщил о намерении создать такие коллегии еще на первом заседании Консультативного научного совета и тогда же пояснил, что они будут формироваться при каждом отраслевом (тематическом) кластере по всему инновационному полю "Сколково". Именно в этих экспертных коллегиях и будут определять, "тянет" заявка на статус участника проекта или нет, рекомендовать ее к дальнейшему продвижению или вежливо отклонить на первом же этапе.

Любопытно и то, что заседания экспертных коллегий предлагается проводить в заочной форме: их члены должны будут попросту заполнить бюллетень оценки проекта по установленной форме. Член экспертной коллегии, являющийся заинтересованным лицом по отношению к соискателю, обязан сообщить об этом в бюллетене оценки. В случае нарушения он подлежит исключению из числа экспертов. Заинтересованным по отношению к соискателю признается лицо, которое "извлекает или может извлечь выгоды в связи с принятием решения экспертной коллегией".

Пока шло согласование порядка и процедур отбора участников проекта, президент "Сколково" Виктор Вексельберг успел обсудить с послом Дании в Москве Томом Рисдаль Йенсеном ближайшие перспективы сотрудничества с датскими компаниями по проблемам энергоэффективности. Обсуждался, в частности, проект строительства "Зеленого дома". Как дали понять, это будет первый дом, реально возведенный на территории иннограда Сколково. По словам главы фонда, уже отведено место для его строительства. Проект будет реализован совместно российскими и датскими компаниями.

"Дания 30 лет работала над программой энергоэффективности и энергосбережения с момента энергетического кризиса в 1973 году. Поэтому наша страна имеет огромный опыт в реализации таких проектов, и мы готовы поделиться с Россией технологической и стратегической основой данного вопроса", - заявил Том Рисдаль Йенсен. Кроме того, по словам посла, Дания обладает успешным опытом проведения публичных кампаний по пропаганде рационального и бережного отношения к энергетике среди населения, который тоже может быть полезен России.

Вексельберг от себя добавил, что помимо пяти ключевых приоритетов модернизации страны, обозначенных президентом Медведевым, и соответствующих им технологических кластеров, в Сколково есть еще один - шестой приоритет - эффективное градостроительство. На примере иннограда хотят отработать принципиально новые подходы в этой области, с использованием самых современных технологий. Вексельберг резюмировал, что такой дом может приобрести каждый российский гражданин.



Революция в "Сколково"

Каким быть Международному центру квантовой оптики и квантовых технологий в России? Эту тему в конце минувшей недели обсуждали в Москве президент фонда "Сколково" Виктор Вексельберг и первый заместитель главы кремлевской администрации Владислав Сурков с группой известных ученых.

Команду инициаторов нового проекта объединяет фигура лауреата Нобелевской премии по физике за 2001 год Вольфганга Кеттерле (Wolfgang Ketterle) - гражданина Германии, живущего и работающего в США. Нобелевский лауреат и автор еще более двадцати престижных научных премий и наград возглавляет Центр ультрахолодных атомов при Масачуссетском технологическом институте (MIT).

В связке с Кеттерле - известные специалисты в области молекулярной и оптической физики, физики конденсированных состояний Джон Дойл (John Doyle), Томмасо Каларко (Tommaso Calarco), а также выходцы из России Михаил Лукин и Евгений Демлер, работающие сейчас в Гарвардском университете в США.

На встрече с журналистами сразу по прибытии в Москву Евгений Демлер напомнил, что проект Международного центра квантовой оптики и квантовых технологий был назван в числе первых шестнадцати участников "Сколково". Одно из предполагаемых направлений работы центра - квантовая информатика. Результатом этой научной деятельности могут стать абсолютно безопасные и недоступные для взлома сети передачи данных, субмикронные оптические транзисторы и высокочастотная оптическая электроника, новые системы для сверхчувствительной томографии головного мозга, компактные и точные часы для систем навигации.

В ответ на вопрос "РГ", какие ожидания связывают прибывшие со встречами в Москве, Вольфганг Кеттерле и его коллеги дали понять, что это пока лишь первый, но чрезвычайно важный шаг - он поможет спланировать работу. А еще они надеялись прояснить механизм формирования научного совета и условия подключения к работе центра иностранных и российских ученых.

Отличительная особенность всего проекта - совмещение фундаментальной научно-исследовательской деятельности с решением прикладных задач. И в этом смысле он выходит за рамки сколковского формата (разработка и коммерциализация новых технологий), но прибывшие в Москву ученые считают "нужным и возможным создание в России подобного центра". По аналогии с уже действующими Центром холодных атомов на базе MIT и Гарварда, Институтом Макса Планка в Мюнхене, Центром квантовой оптики в Барселоне.

"Какая практическая польза в подобном клонировании и какие новые возможности это создаст для ученых, работающих в России?" - среди прочих гостям был задан и такой вопрос.

Профессор физики Джон Дойл из Гарварда, как и его коллега профессор Кеттерле, уже возглавляющие подобные структуры в США, убеждены, что нужен еще один географический центр для таких исследований. И Россия - самое подходящее место, потому что здесь блестящая физическая школа. Вспомнили, в частности, о работающем в США выходце из России Алексее Китаеве, который первым выдвинул идею топологического квантового компьютера.

- Она имела огромный резонанс во всем мире, Microsoft даже создал специальный институт, - развил тему Евгений Демлер. - И сейчас мы на пороге новой квантовой революции. Мы хотим активно использовать законы квантовой механики, чтобы менять природу материи. Нам недостаточно того, что легкодоступно в природе - хотим строить новые приборы, которые используют законы квантовой физики на принципиально ином уровне.

Что же касается интересов непосредственно российской науки, то и Демлер, и Лукин называют задуманный ими центр первым функциональным образованием на базе РФ, который объединит около десяти реально работающих в России исследовательских групп общей численностью до ста научных сотрудников. А в научном совете будут представлены лидеры мировой науки. Что в конечном счете может и Россию вывести в лидеры на этом направлении научных исследований и разработок.



Перспективы развития микроэлектроники

Основной тенденцией развития микроэлектроники является по­вышение степени интеграции микросхем. Согласно знаменитому прогнозу, сделанному в 1965 г. и известному с тех пор как закон Мура, условное число транзисторов в наиболее скоростных процес­сорах удваивается каждые полтора года. Разумеется, эта тенденция не может сохраняться вечно, и уже с 90-х годов XX в. разные специ­алисты периодически высказывают мысль о том, что в своем разви­тии микроэлектроника вплотную подошла как к технологическому пределу увеличения размеров кристаллов СБИС и УБИС, так и к дальнейшему повышению «плотности» размещения компонентов на кристалле. Среди множества конструкторско-технологических про­блем, которые приходится решать при проектировании и производ­стве микроэлектронных изделий, можно выделить пять основных.

На первом месте стоит проблема уменьшения размеров эле­ментов интегральных схем. Уже сейчас оборудование для произ­водства процессоров Intel Pentium 4, использующее в процессе литографии излучение с длиной волны 248 нм, позволяет полу­чить на кристалле элементы размером 130 нм. По прогнозам ком­пании Intel уже в ближайшее время удастся уменьшить размеры отдельного транзистора примерно до 30 нм, что составляет всего несколько десятков атомных слоев. Корпорация Nikon сообщила о форсировании программы разработки оборудования для проек­ционной литографии (Electron Projection Lithography — EPL) с использованием норм 0,07-микронного технологического процесса. Сегодня EPL можно рассматривать как наиболее вероятную тех­нологию литографии следующего поколения.

По официальным данным фирмы IBM, в 2007 г. должна быть сдана в эксплуатацию оптическая система для литографии, ис­пользующая излучение с длиной волны 157 нм, с помощью кото­рой можно будет получать компоненты размером 65 нм.

Участниками консорциума, в который вошли компании Intel, IBM, AMD, Micron Technology, Infineon и Motorola, разрабаты­вается проект использования литографии дальнего ультрафиолетового диапазона (волны длиной 13 нм), в результате реализации которого размеры элементов центрального процессора уменьшат­ся до 32 нм. По прогнозам, этого можно ожидать в 2010 г.

Дальнейшие перспективы повышения разрешающей способ­ности литографии специалисты связывают с использованием при экспозиции мягкого рентгеновского излучения с длиной волны ~1 нм, а также различных методов электронной литографии. В од­ном из вариантов метода электронной литографии вообще не ис­пользуется технология резисторных масок, а предусмотрено не­посредственное действие электронного пучка на слой оксида крем­ния. Оказывается, что экспонированные области в дальнейшем травятся в несколько раз быстрее неэкспонированных.

По-видимому, естественный предел дальнейшему росту мик­роминиатюризации СБИС и УБИС будет положен явлениями разупорядочивания структуры материалов за пределами окон в фо­торезистах. На более фундаментальном уровне он может быть обус­ловлен ограничением чистоты применяемых полупроводников и статистическим характером распределения в них дефектов и при­месей. Судя по наблюдаемой тенденции, этот предел может быть достигнут примерно к 2015 г.

На втором месте в ряду актуальных задач микроэлектроники стоит проблема внутренних соединений. Огромное число элемен­тов микросхемы, размещенных на подложке, должно быть ком­мутировано между собой таким образом, чтобы обеспечить на­дежное и правильное выполнение определенных операций над сигналами. Этот вопрос решается с помощью многоуровневой разводки, когда на первом (низшем) уровне формируют логиче­ские вентили, на втором — отдельные цифровые узлы типа триг­геров, на третьем — отдельные блоки (например, регистры) и далее по нарастающей степени функциональной сложности.

На третьем месте расположена проблема теплоотвода. Повы­шение степени интеграции обычно связано с уменьшением как размеров самих элементов, так и расстояний между ними, что ведет к увеличению удельной мощности рассеивания. В естествен­ном режиме (без дополнительного теплоотвода) допустимая мощ­ность рассеивания современных микросхем не превышает 0,05 Вт/ мм2, что ограничивает плотность размещения элементов на под­ложке. Для преодоления этого ограничения можно использовать несколько способов: снижение напряжения питания, использо­вание микрорежима работы транзисторов, переход к более эко­номичной элементной базе (например, комплементарная струк­тура металл—диэлектрик—полупроводник — КМДП) и, нако­нец, искусственное охлаждение. Однако у каждого из этих спо­собов существуют свои специфические трудности. Так, напри­мер, снижение напряжения питания неизбежно ведет к сниже­нию помехоустойчивости.

Четвертой в списке следует указать проблему дефектов под­ложки. Повысить степень интеграции можно простым увеличени­ем площади кристалла, однако при этом пропорционально возра­стает вероятность попадания в рабочую область дефектов кристаллической структуры (прежде всего дислокаций), наличие ко­торых на поверхности подложки неизбежно, хотя бы в силу тер­модинамических причин. Дефект подложки может привести к на­рушениям технологического процесса изготовления микросхемы и соответственно к браку. Единственным способом решения этой проблемы является совершенствование технологии изготовления подложек.

Последней в списке, но, пожалуй, первой по значимости сле­дует назвать проблему контроля параметров. Общеизвестно, что электроника проникла буквально во все области человеческой деятельности. Автоматические системы сегодня управляют слож­нейшими (и порой потенциально опасными) технологическими процессами, огромными транспортными потоками и т.д. Сбой в такой системе может привести к катастрофическим последствиям. В этих условиях проблемы надежности и качества оборудования, а следовательно, и контроля параметров производимой электрон­ной промышленностью продукции приобретают первостепенное значение. В силу большой сложности выполняемых функций чис­ло внешних информационных выводов современных СБИС варь­ируется от нескольких десятков до двух-трех сотен. Если принять для оценки число информационных выводов равным 50 и учесть, что цифровой сигнал на каждом из них может принимать два зна­чения («0» или «1»), то для полной проверки правильности фун­кционирования только одной СБИС и только в статическом ре­жиме потребуется 250 измерений. При длительности каждого из­мерения в 0,1 мкс (с типичной для современного уровня техно­логии частотой опроса 10 МГц) этот процесс займет более двух лет. Приведенные оценки показывают, что для реальной органи­зации контроля измерения по необходимости должны быть выбо­рочными. Поэтому тщательная проработка методики проверки (отбор контролируемых параметров, разработка эффективных ал­горитмов испытания, а также разработка соответствующей из­мерительной аппаратуры и программного обеспечения) представ­ляет собой важнейшую и очень сложную задачу.

В настоящее время на пути решения каждой группы перечис­ленных проблем достигнуты определенные успехи. Решающее зна­чение повышения степени интеграции СБИС и УБИС имеют раз­работка и практическая реализация конструкторско-технологических решений, позволяющих подняться на качественно новый уро­вень разработок. В качестве характерного примера таких решений можно привести применение в современных СБИС функциональ­но-интегрированных элементов, которые в одной полупроводниковой области совмещают функции нескольких простейших эле­ментов (например, у транзистора можно совместить коллектор­ную нагрузку и сам коллектор). Другой пример — трехмерная ин­теграция, когда элементы ИС формируют в разных слоях, напри­мер двухслойная КМДП-структура, состоящая из двух компле­ментарных МДП-транзисторов (металл—диэлектрик—полупро­водник), имеющих общий затвор.

Определенные перспективы имеют стремительно развивающи­еся в настоящее время нанотехнологии, основанные на использо­вании туннельной микроскопии. Рабочим органом нанотехноло-гической установки служит электрический зонд из твердосплав­ного материала, представляющий собой своеобразную иглу, ост­рие которой методами ионного травления «заточено» до атомарных размеров. Острие зонда располагается на весьма малом (~10-10 м) расстоянии от поверхности отполированной проводящей подлож­ки, и между подложкой и зондом прикладывается некоторое на­пряжение. Из-за малости зазора даже при весьма малых напряже­ниях напряженность поля в зазоре может достигать огромных ве­личин порядка 108… 109 В/м, что приводит к появлению туннель­ного тока. Измеряя этот туннельный ток, можно с помощью пьезо-преобразователей поддерживать величину зазора с погрешностью порядка 10-11 м. При этом диаметр пучка туннельных электронов имеет величину ~10-10 м.

Увеличивая энергию пучка до уровня энергии межатомных свя­зей, можно оторвать отдельный атом от подложки и, перемещая подложку с помощью пьезоманипуляторов, перенести его вместе с зондом в новое положение. При снижении энергии пучка мо­жно осадить атом на подложку в этом новом положении.

Введя в активную область под зондом молекулы технологиче­ского газа, в условиях резко неоднородного электрического поля можно добиться их ионизации и, захватив зондом нужный ион, осадить его на подложку в нужном месте. Таким образом, форми­руют на подложке точечные или линейные структуры с характер­ными размерами порядка 10-9 м. Наполняя рабочую область уста­новки газом-травителем, инициируют химические реакции, при­водящие к удалению с поверхности отдельных цепочек атомов, что позволяет создавать канавки нанометровой глубины.

Нанотехнологии открывают практически неограниченные воз­можности построения как планарных, так и объемных структур, позволяющих создавать на подложке электронные элементы раз­мерами порядка атомарных. Теоретически быстродействие таких элементов может составлять величину порядка 10-12 и даже 10-13 с, а высочайшая степень интеграции наноэлектронных структур по­зволяет реализовать запоминающие устройства со сверхвысокой плотностью записи информации порядка 10ю бит/мм2, что на три порядка превосходит возможности современных лазерных дисков.

Однако повышение степени интеграции резко сужает область применения СБИС, так как они становятся слишком специализи­рованными и поэтому изготавливаются ограниченными партиями, что экономически невыгодно. Выходом из положения являются разработка и производство базовых матричных кристаллов. Такой кристалл содержит большое число одинаковых топологических яче­ек, образующих матрицу. Каждая ячейка содержит определенное число нескоммутированных элементов, подобранных таким обра­зом, чтобы из них можно было сформировать несколько функцио­нальных элементов (триггер, группу логических вентилей и т.д.). Выполняя металлическую разводку внутри топологических ячеек и соединяя их между собой, можно получать весьма сложные по ус­тройству электронные блоки, отличающиеся функциональными возможностями. На основе Одного базового матричного кристалла с помощью простой замены фотошаблонов металлизации можно реализовать большое число модификаций БИС.

Возможности микроэлектроники далеко не исчерпаны, а пред­рекаемый предел ее развития как научной и технологической дис­циплины постоянно отодвигается во времени. Однако долгосро­чные прогнозы в такой динамично развивающейся области, как микроэлектроника, — дело неблагодарное. И даже если такой пре­дел будет достигнут, это вовсе не означает, что прогресс в обла­сти электроники остановится. На смену полупроводниковой тех­нике придут новые технологии, основанные на иных физических принципах. Возможно, это будет функциональная электроника, оптическая, квантовая или, наконец, биоэлектроника.