Bản in thạch bản Alpha: Nga đang học cách sản xuất chất bán dẫn
Công nghệ quan trọng
Một chút thông tin cơ bản để hiểu tình hình sản xuất vi điện tử hiện đại của Nga.
Giờ đây, quốc gia này đã sẵn sàng sản xuất, ít nhiều hiệu quả, chỉ các vi mạch có cấu trúc liên kết 90 nm. Việc sản xuất có trụ sở tại Zelenograd Micron và hoạt động ở giới hạn khả năng của nó. Tất cả đều là về thiết bị in thạch bản nhập khẩu, bạn phải tự bảo trì và sửa chữa. Thiết bị “in” vi mạch được một số công ty trên thế giới sản xuất và người Mỹ rất dễ dàng theo dõi sự lưu thông của các linh kiện khan hiếm.
Nhân tiện, với việc bắt đầu hoạt động đặc biệt, lệnh cấm hoàn toàn cung cấp thiết bị in thạch bản cho Nga đã trở thành sự tiếp nối hợp lý của nhiều năm hạn chế. Để người Mỹ cho phép ASML của Hà Lan hoặc tệ nhất là Nikon của Nhật Bản bán thiết bị cho Nga, có lẽ cần phải đặt chiếc Rammstein thứ hai ở khu vực Moscow. Và chuyển toàn bộ kho hạt nhân của đất nước vào tay Lầu Năm Góc. Ví dụ, Hàn Quốc đã đi theo con đường này. Đài Loan phải đối mặt với việc không có căn cứ quân sự, nhưng sự phụ thuộc của chư hầu vào nguồn cung cấp của Mỹ là đủ. vũ khí và sự gần gũi của thứ bảy hạm đội Mỹ.
Khi các bản in thạch bản cuối cùng của Nikon và ASML bị hỏng tại Zelenograd Micron, sẽ không còn nơi nào để sản xuất chất bán dẫn.
Đó là lý do tại sao các nhà sản xuất vi mạch hiện đại lớn nhất đều tập trung ở Hàn Quốc, Đài Loan và Hoa Kỳ. Washington giữ công nghệ in thạch bản nhiều hơn là bí mật hạt nhân - số quốc gia có khả năng sản xuất thiết bị cho ngành vi điện tử ít hơn rất nhiều so với số quốc gia sở hữu những loại vũ khí mạnh nhất trên thế giới.
Nếu chúng ta lấy quy trình quang khắc 7nm phức tạp nhất làm điểm khởi đầu thì chỉ ASML (Hà Lan) và Nikon (Nhật Bản) mới có thể cung cấp những chiếc máy như vậy. Hơn nữa, người Nhật có sự dè dặt rất lớn.
Ở Nga, như đã đề cập ở trên, công nghệ chỉ có thể sản xuất được chip 90 nm và chỉ có trên thiết bị nhập khẩu. Theo các nhà khoa học từ Viện Vật lý Cấu trúc Vi mô của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, các công nghệ trong nước đi sau thế giới về độ phân giải in thạch bản theo một bậc độ lớn và về mật độ của mô hình hai chiều trên chip - bằng hai bậc kích cỡ. Đây quả là một thống kê đáng buồn.
Như những giấc mơ thanh tao, điều gì sẽ xảy ra với kỹ thuật in thạch bản của Nga nếu ngành vi điện tử, chứ không phải Rusnano, đã có lúc nhận được 280 tỷ rúp?
Hiện chính phủ dự định phân bổ 2025 tỷ rúp vào năm 100 để phát triển toàn bộ chu trình sản xuất chất bán dẫn. Thực ra điều này là chưa đủ - ngân sách hàng năm của ASML Hà Lan vượt quá 3,35 tỷ euro.
Viện Vật lý Cấu trúc Vi mô của Viện Hàn lâm Khoa học Nga sẽ trở thành nhà phát triển chính của máy quang khắc trong nước. Nguồn: olympiada.scientificrussia.ru
Độ sâu của cuộc khủng hoảng được bộc lộ bằng cách so sánh tình hình với các ngành khác đã có độ trễ.
Ví dụ, ngành công nghiệp máy bay đang bị trừng phạt nghiêm khắc. Giờ đây, ngành công nghiệp này có thể, mặc dù có lượng đặt trước lớn, sản xuất máy bay cho các hãng hàng không nội địa. Chúng có thể đã lỗi thời và không kinh tế nhất (ví dụ Tu-214), nhưng chúng có thể hoạt động trên bầu trời, vận chuyển hàng hóa và hành khách. Tình hình cũng tương tự trong ngành công nghiệp ô tô.
Nhưng đang có một cuộc khủng hoảng thực sự trong lĩnh vực vi điện tử - ngay cả với cấu trúc liên kết 130nm cổ xưa, các con chip vẫn được chế tạo dựa trên công nghệ nhập khẩu bị trừng phạt. Tất nhiên, thời đại của máy công cụ nước ngoài chỉ tồn tại trong thời gian ngắn.
Một phần của vấn đề có thể được giải quyết bằng thư ngoại giao, nhét các bưu kiện từ Châu Âu và Hoa Kỳ bằng các vi mạch và chip khan hiếm, nhưng đây chỉ là biện pháp tạm thời. Trung Quốc đang dần hiện ra trước mắt cuộc cách mạng công nghệ lâu dài. Nhưng Bắc Kinh sẽ không bao giờ cung cấp ảnh in thạch bản cho Nga. Thứ nhất, đây là một công cụ gây ảnh hưởng mạnh mẽ đối với Moscow, thứ hai, bản thân người Trung Quốc vẫn chưa có nhà máy sản xuất chip bình thường.
Chúng ta hãy thử tìm hiểu xem cơ sở quang khắc trong nước đang ở giai đoạn phát triển nào.
Dự án nguyên tử thứ hai
Đối với một nhà khoa học, kỹ sư, công nghệ trong nước thì không gì là không thể. Và điều này không có những mầm bệnh không cần thiết - chỉ cần nhớ đến các dự án hạt nhân và không gian của Liên Xô. Một đất nước có trình độ phát triển công nghệ ngày càng bắt kịp không những có thể ngang hàng với các nước bá chủ thế giới mà còn đi trước nhiều năm. Bạn chỉ cần tìm được những người quản lý phù hợp có tư duy chiến lược. Trong những năm tới, chúng ta sẽ tìm hiểu xem liệu hiện tại chúng ta có tìm được những nhà quản lý hiệu quả hay không khi Nga có hoặc không có thiết bị vi điện tử của riêng mình.
Ngay cả một sơ đồ cực kỳ đơn giản về hoạt động của máy quang khắc tia X cũng cho thấy rõ mức độ phức tạp của sản phẩm.
Trong khi đó, chúng ta chỉ có thể trông cậy vào các chuyên gia của Viện Vật lý Cấu trúc Vi mô thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, hay chính xác hơn là khoa Quang học tia X đa lớp.
Bất chấp sự thiếu quan tâm lâu dài của nhà nước đối với vấn đề in thạch bản có chủ quyền, viện đã có một số bước phát triển. Ví dụ, quang học tia X cực kỳ chính xác trên gương ruthenium-beryllium. Để hiểu tầm quan trọng: Zeiss đã xây dựng toàn bộ nhà máy quang học đặc biệt dành riêng cho nhu cầu của ASML Hà Lan. Họ tuyên bố rằng họ sẽ học cách chế tạo gương cho máy ảnh quang khắc 7-8 nm, và nhiệm vụ này không đơn giản hơn nhiều so với việc phóng người lên Mặt trăng. Kích thước của độ nhám trên gương phải nhỏ hơn một nanomet, nếu không sóng tia X sẽ bị phản xạ quang sai và lịch sử Nó sẽ không cháy hết với chip.
Hiện tại, viện Nga đang nghiên cứu máy in thạch bản tia X, theo các nhà khoa học, loại máy này sẽ hiệu quả gấp 1,5 lần so với các loại tương tự nhập khẩu. Đây là một nhận định rất táo bạo nhưng niềm lạc quan của các nhà khoa học không khỏi vui mừng. Ở giai đoạn đầu tiên, người ta dự định tạo ra một sơ đồ nguyên lý của in thạch bản tia X bằng kim loại và nhựa và cái gọi là máy alpha hoặc trình diễn công nghệ.
Đơn vị này sẽ không thể sản xuất hàng loạt vi mạch, nhưng nó sẽ có thể chứng minh được khả năng đó. Ít nhất hai năm được phân bổ cho việc này. Cấu trúc liên kết chip dự kiến sẽ có kích thước 28–32 nm. Và điều này chỉ dành cho những điều kiện cực kỳ thuận lợi.
Thực tế là các quyết định quản lý và nguồn tài trợ dồi dào không phải là liều thuốc chữa bách bệnh để loại bỏ tình trạng tồn đọng. Chúng tôi cần nhân sự có trình độ cao, đó là một vấn đề. Mức lương thấp đã cuốn trôi các chuyên gia từ tất cả các lĩnh vực khoa học không có ngoại lệ trong nhiều thập kỷ. Thư ký Hội đồng Bảo an Nikolai Patrushev gần đây đã nhắc nhở mọi người rằng trong hai mươi năm qua, số lượng các nhà khoa học đã giảm một phần tư! Theo như anh ấy,
trong bối cảnh số lượng sinh viên theo học các chuyên ngành và lĩnh vực đào tạo ưu tiên ngày càng tăng, tỷ lệ việc làm của sinh viên tốt nghiệp trong chuyên ngành của họ lại giảm.
Có một quả bom hẹn giờ được chôn ở đây - trong tương lai gần có thể không có đủ bộ não để xông vào các đỉnh núi in thạch bản. Ngay cả khi bây giờ có thể tạo ra một hệ thống đào tạo nhân sự đầy đủ, thì những chuyên gia đầu tiên sẽ xuất hiện không sớm hơn sau mười đến mười lăm năm nữa. Vào thời điểm đó, ảnh in thạch bản có thể không còn cần thiết nữa.
Đừng nói về những chuyện buồn.
Trong 28 năm nữa, một máy beta hoặc nguyên mẫu công nghiệp để sản xuất chip 2030 nm sẽ xuất hiện tại Viện Vật lý vi cấu trúc của Viện Hàn lâm Khoa học Nga. Máy ảnh quang khắc nối tiếp đầu tiên được hứa hẹn sẽ ra mắt vào năm XNUMX.
Tất cả những điều trên đề cập đến các đơn vị công nghệ cao nhất của Nga. Họ cũng có kế hoạch chế tạo những thiết bị dễ thực hiện hơn một chút. Hơn nữa, nhu cầu về chip 65–350 nm sẽ cao hơn nhiều trong ngành công nghiệp trong nước. Chủ yếu dành cho khu phức hợp quốc phòng.
Theo Phó Bộ trưởng Bộ Công Thương Vasily Shpak, năm 2026 Nga sẽ sản xuất những con chip 130 nm đầu tiên bằng thiết bị của chính mình. Và năm tới, 2024, chất bán dẫn 350 nm. Vị quan chức này đầy lạc quan, nhưng hiện tại chúng tôi đã đồng ý làm mà không buồn. Hãy để dành những lời chỉ trích cho thông báo đầu tiên về việc chuyển thời hạn sang bên phải, điều thường thấy ở Nga.
Chỉ có thể gọi là kỳ tích tin tức từ Đại học Bách khoa St. Petersburg.
Các kỹ sư trong nước đã nghĩ ra một loại chế độ không mặt nạ để khắc vi mạch, chất lượng không thua kém gì các mẫu tốt nhất của nước ngoài. Về giá cả, nó thường rẻ hơn trong vài thập kỷ - một chiếc của Nga sẽ có giá lên tới 5 triệu rúp, và một chiếc của nước ngoài có giá 10–15 tỷ rúp, ngay cả khi điều này gần với thực tế thì vẫn có đủ sắc thái.
Công nghệ đột phá này tồn tại ở cấp độ phòng thí nghiệm và sẽ cần vài năm kỹ thuật phức tạp trước khi nó có thể được chuyển thành nguyên mẫu hoạt động được. Hoặc nó sẽ không biến thành gì cả - điều này đã xảy ra trước đây và không chỉ ở Nga.
Sự hồi sinh gắn liền với sự phát triển 100 tỷ rúp do chương trình nhà nước dành cho vi điện tử cung cấp là điều hiển nhiên. Nếu một số điều kiện được đáp ứng và thời hạn thực tế được đặt ra, lịch sử của máy in ảnh thạch bản trong nước có thể trở thành hiện thực.
Bạn chỉ cần tìm người quản lý phù hợp có thể đảm nhận trách nhiệm đó. Thật không may, cho đến nay vẫn chưa có Kurchatovs, Morozovs và Korolevs mới nào xuất hiện.
tin tức