Журнал «Компьютерра» №43 от 22 ноября 2005 года - Журнал Компьютерра. Страница 13

Объем рынка силовых компонентов в России сегодня составляет $54,5 млн. Это очень перспективный сегмент - темпы его роста оцениваются в 40% в год, тогда как рост всего рынка электронных компонентов не превышает 20%.

Главными потребителями мощных полупроводниковых компонентов являются предприятия добывающей отрасли, энергетического комплекса и ВПК, то есть вполне успешные в своем бизнесе и платежеспособные структуры.

Будущее - в прошедшем времени

Наше отставание в области микроэлектроники от мирового уровня в 60-е годы оценивалось примерно в 5 лет. Так первый планарный транзистор был создан в НИИМЭ в отделе Е.П. Дробышева в 1965 г. (через 6 лет после американской фирмы Fairchild Semiconductor). Именно это, по-видимому, и было основной причиной того, что в нашей стране был широко распространен метод копирования добытых спецслужбами оправдавших себя «зарубежных аналогов» и при этом очень вяло осваивались оригинальные отечественные разработки, которые для этого должны были «внедряться», то есть обязательно преодолевать разнообразные, по большей части бюрократические, препятствия.

Технологическое отставание ликвидировать так и не удалось, да и трудно было это сделать в условиях роли постоянно догоняющего, даже при сравнительно щедро отпускаемых средствах. В 70-х на заводе «Микрон» гордились освоением технологических норм производства СБИС, соответствующих отставанию минимум на 10 лет. А к 1977 году стало ясно, что в создавшихся тогда административно-организационных условиях в отрасли очень трудно будет это отставание сколько-нибудь сократить.

В НИИМЭ осуществлялись не только конструкторские и технологические разработки. Достаточно широко и на хорошем научном уровне проводились поисковые экспериментальные и теоретические исследования. За 22 года, которые я проработал в НИИМЭ, мне приходилось не раз менять направление своей деятельности: переключаться с теории пробоя в полупроводниках на теорию высокотемпературной сверхпроводимости и фазовых переходов металл-полупроводник, затем на теорию интерференционных и дифракционных оптических явлений в тонкопленочных структурах и, наконец, на моделирование транзисторных микроэлектронных структур субмикронных размеров. Были развернуты работы по созданию оперативной голографической памяти большой емкости на основе пленок двуокиси ванадия и получены уникальные результаты.

Экспериментальные и теоретические исследования всех этих явлений в НИИМЭ велись, как принято говорить, на мировом уровне и в нашей стране у нас не было конкурентов. Судя по литературе, ряд полученных результатов нашел признание и за рубежом. К сожалению, все работы, связанные с фазовыми переходами в двуокиси ванадия, и созданием голографических запоминающих устройств были полностью прекращены в 1977 году и в настоящее время у нас в стране практически не ведутся. В те времена наблюдался сильный прогресс в создании полупроводниковых СБИС памяти, и голографическое направления стало представляться неперспективным.

Хочу еще раз подчеркнуть, что подобные исследования за рубежом практически не проводились и НИИМЭ можно было считать первопроходцем в этой области. Что касается явления и теории фазового перехода в окислах ванадия, то интенсивные исследования в этой области за рубежом практически остановились в 1987 году, по-видимому в связи с переключением внимания большинства работавших в этом направлении физиков-теоретиков на осмысление механизма высокотемпературной сверхпроводимости в окислах со слоистой структурой типа перовскита, открытой И.Беднорцем и К.Мюллером в филиале фирмы IBM в Цюрихе. Возможно, если бы исследования окислов ванадия были бы продолжены у нас в стране, открытие высокотемпературной проводимости могло бы произойти в НИИМЭ, а не в IBM.

Кроме кризиса теоретических работ, следует вспомнить и о быстро наступившем коллапсе разработок оборудования для микроэлектроники. Полупроводниковые технологии сильнейшим образом «завязаны» на технологическое оборудование. Нынешнее наше отставание в этих технологиях многие напрямую связывают с отсутствием у нас разработчиков и изготовителей такого оборудования и нехваткой средств для приобретения зарубежного. Как решались проблемы с оборудованием? Оно частично закупалось за рубежом, частично изготавливалось по зарубежным образцам (т.е. опять-таки копировалось!) на созданном в Зеленограде специальном машиностроительном предприятии. Сегодня ничего этого нет.

К сожалению, следует отметить, что в наши дни практически повторяется ситуация, имевшая место в отечественной истории микроэлектроники, только на этот раз она связана с новыми, перспективными полупроводниковыми технологиями (нано- и гетероструктуры, твердотельные ЯМР-квантовые компьютеры и некоторые другие). До сих пор не удается организовать ни в нашем институте, ни в каком-либо другом учреждении полномасштабные экспериментальные исследования по этим направлениям. Это связано как с общими трудностями, переживаемыми Россией, с отсутствием средств на приобретение необходимого оборудования, так и с падением былого престижа научной карьеры среди молодежи. Если удастся в ближайшие годы наряду с теоретическими исследованиями развернуть отечественные экспериментальные исследования с простейшими прототипами полупроводниковых квантовых компьютеров, то наша наука получит шанс не оказаться среди аутсайдеров в начинающейся «игре». Но если эксперименты с этими приборами начнутся в России с опозданием по сравнению с другими странами, догнать, как показал опыт Зеленоградской микроэлектроники, будет уже невозможно.

Fabless notes

Эта статья представляет собой заочное интервью с Михаилом Алексеевым - ведущим инженером зеленоградского ГУП НТЦ «Элвис»[ГУП НТЦ «Элвис» - Государственное унитарное предприятие Научно-технический центр «Элвис»], участником разработки, вероятно, самых мощных в мире на сегодняшний день «систем-на-кристалле» - вычислителей серии «Мультикор».

Как давно ваша жизнь связана с Зеленоградом?

- Хотелось бы сразу предупредить читателя: все, что я скажу, является исключительно моим частным мнением.

Я получил высшее образование в свердловском УГТУ-УПИ[Уральский государственный технический университет. В прошлом - Уральский политехнический институт]. Мы - студенты - взахлеб читали ваш журнал со статьями об отечественном процессоре «Эльбрус». Читали и убеждались, что ни от кого Россия, в общем-то, не отстала; нам виделась цель, и грела надежда на реализацию замыслов…

На зеленоградский «Ангстрем» в 1998 году я пришел сразу после института, получив образование радиоинженера. Работать пришлось не по специальности, хотя представление о том, что такое транзистор и схемотехника БИС, конечно же, имел. На «Ангстреме» я попал в отдел, который занимался разработкой БМК[БМК - базовый матричный кристалл] серии 1592XMx. Сослуживцы оказались потрясающими специалистами! Небольшой коллектив разработал и довел до серии чип БМК 1592XM1, содержащий 400 тысяч транзисторов (100 тысяч эквивалентных вентилей). К сожалению, пришлось столкнуться и с технологической отсталостью. То оборудование, на котором производились наши изделия, давно устарело. Разумеется, делались попытки, и даже небезуспешные, в ключевых местах техпроцесса поставить более или менее новую технику.

Разработка и производство микросхем связаны с большой ответственностью…

- Да, цена ошибки здесь очень высока. Ошибившись, ты теряешь не только неприличную сумму денег, но и время, которое зачастую важнее, чем деньги. К счастью, у меня была возможность учиться, делать ошибки и исправлять их. Например, по моей вине однажды пришлось перезапускать партию микросхем, пусть и небольшую. Я принимал участие во всех этапах проектирования чипа - от схемотехники до разработки библиотеки стандартных ячеек, изучения своего же чипа под микроскопом, тестирования на пластине и прогонки корпусированной микросхемы на тестах, написанных самостоятельно. Все эти работы осуществлялись коллективом в девять человек, включая меня. Плюс заводские технологи, которые «вели» наш проект.