eng
Выпуск #4/2014
Д.Георгиев
SEMICON Russia 2014: перспективные направления в микро- и наноэлектронике
SEMICON Russia 2014: перспективные направления в микро- и наноэлектронике
Просмотры: 6672
С 13 по 15 мая в Москве проходил международный форум SEMICON Russia 2014, посвященный развитию полупроводниковой и электронной промышленности. В первый день форума состоялась конференция «Формирование российской индустрии микроэлектроники», организованная при поддержке аналитической компании Frost & Sullivan.
В конференции приняли участие представители ведущих российских и зарубежных предприятий, микроэлектронных кластеров, международные эксперты, сотрудники научно-исследовательских институтов, отраслевых ассоциаций и аналитических компаний. Представляем обзор наиболее интересных докладов.
Стратегия развития российской радиоэлектроники
Алена Фомина, генеральный директор ЦНИИ "Электроника", рассказала о стратегии развития радиоэлектронной промышленности России. Цель стратегии – повышение эффективности, конкурентоспособности и технологического уровня российской радиоэлектронной промышленности. Для этого планируется решить следующие задачи:
увеличение объемов выпуска отрасли за счет сфокусированного развития приоритетных сегментов;
повышение конкурентоспособности и эффективности отраслевых предприятий, рост производительности;
повышение технологического уровня отрасли и создание технологической базы для создания большого числа конкурентоспособных продуктов.
А.Фомина подчеркнула, что стратегия ориентирована на развитие стратегически важных для страны сегментов, а не всего спектра решений в области радиоэлектроники, причем для оценки технологического уровня и эффективности субъектов отрасли будут использоваться, в первую очередь, бизнес-показатели. Предполагается, что в результате выполнения стратегии к 2030 году выручка компаний будет увеличена не менее чем в 7 раз, выработка на одного занятого вырастет в 11 раз, доля в приоритетных сегментах на внутреннем рынке поднимется в 1,5 раза, а на мировом рынке – в 1,8 раз.
В качестве приоритетных сегментов для государственной поддержки выбрана профессиональная и специальная электроника, что обусловлено, большой емкостью и хорошими перспективами развития соответствующих рынков, их важностью для всей промышленности страны, умеренными начальными инвестициями и относительно низкими рисками, возможностями синергии между различными направлениями.
Для стимулирования развития и поддержки роста эффективных компаний будет использоваться широкий комплекс мер, включающий субсидирование ставок и государственные гарантии по проектам расширения производства, координацию с программами национальных институтов развития, экспортные кредиты, политическую поддержку экспортеров.
Одним из ключевых инструментов реализации стратегии станет отраслевой институт развития, созданный на базе ЦНИИ "Электроника", который будет отвечать за разработку и внедрение комплексной политики научно-технического, производственно-технологического и кадрового обеспечения радиоэлектронной промышленности. Основными направлениями работы института станут повышение инвестиционной привлекательности отрасли, производственно-технологическое развитие, трансфер технологий, развитие науки и инноваций, актуализация отраслевых стандартов, повышение кадрового потенциала, PR-деятельность. В планах также создание отраслевого инвестиционного фонда, который поможет аккумулировать внебюджетные финансовые ресурсы, и отраслевого вуза.
Мировой и российский рынки: состояние и перспективы
Алексей Волостнов, директор по развитию бизнеса компании Frost & Sullivan в России, представил анализ мирового и российского рынков полупроводников и микроэлектроники. По оценкам экспертов агентства, в 2013 году объем мирового рынка полупроводников составил 318 млрд. долл. США и в ближайшие несколько лет среднегодовой темп роста сохранится на уровне до 5% с тенденцией увеличения по мере вступления в новый цикл развития экономики после 2017 года. В результате к 2025 году объем рынка может достичь 1 трлн. долл. США. Ключевые драйверы роста мирового рынка полупроводников – потребительская электроника, автомобилестроение, промышленная электроника.
Российский рынок электронных компонентов вырос с 2002 по 2012 год примерно в четыре раза, достигнув объема 2,5 млрд. долл. США (0,8% от мирового производства). Важная его особенность – зависимость от цен на энергоносители, в частности на нефть. Отчасти это связано с тем, что около 73% электронных компонентов импортируется в нашу страну. Самый большой сегмент российского рынка – электроника для ОПК и аэрокосмической техники, на которую приходится до 35%. Доля промышленной электроники – 25 %.
Frost & Sullivan прогнозирует, что до 2017 года темпы роста российского рынка составят 9% в год, превышая среднемировые показатели. К 2025 году доля микроэлектроники в ВВП страны может составить 0,2%.
Микроэлектроника в медицине
Татьяна Зимина, ведущий научный сотрудник Центра микротехнологии и диагностики Санкт-Петербургского электротехнического университета "ЛЭТИ", представила анализ состояния разработок диагностических биомедицинских приборов нового поколения и перспектив их развития в России. Она отметила пять основных проблем современного биомедицинского анализа: экспресс-идентификация патогенных микроорганизмов; тестирование микроорганизмов на чувствительность к антибиотикам; экспресс-идентификация вирусов; экспрессный биохимический и генетический анализ; телемедицина.
Технологический прорыв в области биомедицинского анализа произошел в конце 1980-х – начале 1990-х годов в результате внедрения микроэлектроники, которая позволяет на порядки повысить его производительность и значительно уменьшить стоимость. В течение двух десятилетий развивались два основных научно-технических направления, которые различаются главным образом способом доставки анализируемой пробы к сенсорному элементу и физическими принципами детектирования:
микрофлюидные аналитические системы, в которых реализуется проточный капиллярный анализ;
матричные аналитические системы, содержащие топологически кодированные площадки с иммобилизованными группами, комплементарными аналиту.
В последние пять лет развитие получили аналитические системы нового поколения, в которых воплощается конвергенция указанных двух направлений. Также резко возрос интерес к созданию мобильных, информационно-интегрированных систем с применением гибридных аналитических приборов, нередко одноразовых. На этой основе развивается отрасль телемедицины или электронной медицины (e-medicine) и мобильных диагностических приборов (point-of-care testing), предназначенных для экспрессного децентрализованного анализа. С появлением новых технических разработок расширяется набор диагностических параметров, измеряемых приборами.
Российская наука и промышленность участвуют в развитии современных систем биомедицинского анализа. В частности, в докладе были отмечены разработанные ИМБ РАН (Москва) биочипы для молекулярной экспресс-диагностики заболеваний, и создаваемые в "ЛЭТИ" (Санкт-Петербург) миниатюрные приборы для экспресс-диагностики in vitro.
МЭМС: перспективы развития
Денис Урманов, исполнительный директор ассоциации РАМЭМС, представил доклад "МЭМС. Дорожная карта развития в России". РАМЭМС – "Русская Ассоциация разработчиков, производителей и потребителей МЭМС" была организована в июне 2010 года и включает более 30 российских предприятий. Докладчик сообщил, что после рывка в 2011 году, когда широкое применение в смартфонах получили инерциальные датчики, мировой рынок МЭМС-устройств достаточно стабильно растет. По оценкам экспертов, к 2017 году его объем достигнет 21 млрд. долларов при среднегодовом росте производства устройств на 20%.
В России ожидается значимое увеличение объ-емов сегментов микрофлюидных устройств и датчиков контроля движения. Согласно прогнозам, к 2017 году 25% объема рынка будут составлять акселерометры, гироскопы, магнитометры и комбинированные устройства, 23% – микрофлюидные устройства. Пока же наибольший интерес у российских заказчиков вызывают инерциальные сенсоры, датчики давления, ВЧ МЭМС, микрофлюидика и комбинированные системы на их основе. Причем предприятия интересуют как готовые изделия, так и технологии по их проектированию, моделированию, производству и испытанию.
В рамках дорожной карты развития МЭМС до 2020 года планируется выполнить анализ уже имеющегося потенциала в России и предпринять комплекс мер по развитию средств и методик проектирования микросистем, технологий изготовления, технологий измерения и средств стандартизации. Особым направлением признано повышение компетенции заказчиков в сферах возможного применения микросистем.
На первом этапе должна быть собрана информация о накопленном потенциале по производству МЭМС с определением перечней предприятий, которые уже обладают необходимыми мощностями и которым выделено финансирование по закупке оборудования для реализации тех или иных этапов производства МЭМС. Технологии изготовления микросистем предлагается осваивать от процессов корпусирования через внедрение современных технологий травления пластин и разработки масок к разработке собственных управляющих микросхем. Цель – к 2020 году наладить производство современных МЭМС на полностью российской основе для нужд профессиональной и специальной электроники в необходимых заказчикам объемах.
Разработка и внедрение мультисенсорных дисплеев
Генеральный директор компании Nextouch Владимир Крикушенко рассказал о современных технологиях производства и перспективах применения мультисенсорных дисплеев. Докладчик констатировал, что при создании мультисенсорных дисплеев наиболее широко используется проекционно-емкостная технология, а дисплеи представляют собой прозрачную подложку, на которую нанесены проводящие дорожки, как правило, из оксида индия-олова. По экспертным оценкам, на долю структур с использованием оксида индия-олова сегодня приходится до 95% рынка прозрачных проводящих покрытий и сенсорных экранов. Однако они имеют существенный недостаток – при применении пленок максимальная диагональ дисплея составляет 15 дюймов, а при использовании стекла – 30 дюймов. Кроме того, соединения индия характеризуются достаточно высокой стоимостью. Поэтому, по прогнозам экспертов, в ближайшие годы ситуация в данном сегменте может кардинально измениться в результате широкого внедрения инновационных разработок. Одно из таких решений – применение нанопроволоки и сетки из галогенида серебра. Драйвер этих процессов – рост спроса на мультисенсорные дисплеи больших диагоналей.
Российская компания Nextouch занимается разработкой мультисенсорных систем, которые могут эффективно использоваться в образовании, ВПК, в системах автоматизации производства, строительстве, промышленном дизайне, рекламной индустрии, торговле, индустрии развлечений. Также ведутся исследования по созданию QD-LED- и QLED-дисплеев с применением квантовых точек.
Интегральные схемы миллиметрового диапазона: приложения и технологии
Максим Одноблюдов, директор Объединенного научно-технологического института Санкт-Петербургского политехнического университета, рассказал о тенденциях в производстве и использовании интегральных схем диапазона длин волн от 3 см до 1 мм. Микроволновый диапазон широко используется в системах связи, навигации, управления, мониторинга, в медицинской технике, потребительской электронике.
В производстве ИС миллиметрового диапазона докладчик выделил два направления. Классической технологией стало использование полупроводников III–V (GaAs, InP, GaN), которые характеризуются относительно невысокой степенью интеграции, достаточно большим размером чипа и большим числом используемых реактивных элементов. Вместе с тем есть возможность реализовать высокую максимальную частоту при относительно низких (субмикронных) топологических нормах. Второе направление – приборы на основе кремния и кремния-германия (SiGe HBT, Si CMOS), которых отличает высокий уровень интеграции, малые размеры, ограниченное использование реактивных элементов, а также возможность реализовать на одном кристалле как аналоговые, так и цифровые технологии.
Кремниевые чипы существенно дешевле, чем чипы на полупроводниках III–V, а стоимость корпусирования и тестирования для разных технологий близка, причем, по словам докладчика, именно последняя в значительной степени определяет себестоимость ИС. Однако необходимо учитывать и другие факторы, например стоимость набора масок, которая для кремниевых ИС миллиметрового диапазона может составлять несколько миллионов евро, что делает рентабельным только их массовое производство.
Для современного рынка ИС миллиметрового диапазона характерны сильная фрагментация при наличии большого числа ниш и преобладание профессиональных и специальных сегментов. Вместе с тем есть и хорошие перспективы применения таких решений на массовом рынке, в частности, в автомобильных радарах, сетях беспроводной связи и интерфейсах.
Оценивая перспективы развития производства ИС миллиметрового диапазона в России, докладчик сделал следующие выводы:
создание такого производства стратегически важно для страны ввиду многообразия и важности областей применения ИС миллиметрового диапазона;
рентабельным может быть относительно небольшое по мощности производство на основе технологий III–V с фокусом на определенных нишевых приложениях;•
размер внутреннего рынка страны достаточен, чтобы такое производство было экономически рентабельным;
мировая практика показывает целесообразность организации производства с использованием полупроводников III–V в структурах крупных концернов – системных интеграторов.
Полупроводниковые приборы
на карбиде кремния
Виктор Лучинин, заведующий кафедрой микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ "ЛЭТИ", рассказал о современном состоянии разработок в области производства полупроводниковых приборов на кристаллах карбида кремния (SiC). Докладчик отметил, что выращивание объемных монокристаллов SiC "методом ЛЭТИ", разработанным в СССР еще в 1976 году, определило развитие современных промышленных технологий производства карбидокремниевых приборов.
Комплекс свойств SiC определяет перспективы его использования в силовой электронике (диоды, транзисторы, тиристоры), высокочастотной электронике (диоды и транзисторы), оптоэлектронике (фотоприемники "глубокого" УФ-излучения, ИК-микроизлучатели, датчики высокоэнергетических частиц, подложки для мощных GaN-светодиодов) и микросистемной технике (датчики давления, потока и температуры, акселерометры и гироскопы, микромеханические ключи, актюаторы). Применение элементной базы на карбиде кремния обеспечивает существенные преимущества при создании технических средств нового поколения. В частности, есть возможность улучшения массогабаритных параметров, повышения энергоэффективности, надежности, ремонтопригодности, а также улучшения климатической и электромагнитной устойчивости, радиационной стойкости.
Государственная поддержка инноваций
Заместитель директора департамента инновационного развития министерства экономического развития РФ Павел Рудник рассказал о мерах, предпринимаемых государством для поддержки инноваций. Он сообщил, что в 2011 году правительством была принята "Стратегия инновационного развития РФ до 2020 года" и создан механизм координации работы органов исполнительной власти по ее реализации. Общее управление и контроль выполняет совет при президенте РФ по модернизации экономики и инновационному развитию, президиум которого возглавляет председатель правительства. Ключевыми ведомствами являются Минэкономразвития, Минпромторг, Минобрнауки и Минкомсвязь. Стратегия интегрирована с важнейшими госпрограммами развития, программами по развитию высокотехнологичных отраслей экономики, "инновационными" блоками в иных государственных и региональных программах. Стратегия направлена на значительное повышение инновационной активности бизнеса, улучшение "инновационного климата", создание динамичного, эффективного сектора исследований, разработок и коммерциализации их результатов, а также повышение открытости национальной инновационной системы.
В рамках реализации стратегии крупнейшие госкомпании разработали собственные программы инновационного развития. Эти программы предполагают рост финансирования исследований и разработок, а также расширение кооперации, создание спроса на российские технологии и инновационную продукцию.
Еще одной инициативой Минэкономразвития стало создание технологических платформ – коммуникационных площадок для объединения усилий бизнеса, научных и образовательных организаций, органов государственной власти и потребителей по развитию современных технологий. С 2011 года создано 34 таких платформы, в которых участвуют более 3000 организаций. Приоритетные направления технологических платформ учитываются при формировании тематики и объемов финансирования государственных программ. Представители технологических платформ включаются в консультативные органы министерств и институтов развития. Кроме того, предложения технологических платформ учитываются при подготовке требований к характеристикам инновационной продукции при разработке долгосрочных планов государственных закупок.
Также в 2012 году запущена программа развития инновационных территориальных кластеров. Сформировано 25 таких кластеров. Их поддержка осуществляется в рамках государственных программ, федеральных целевых программ, с помощью институтов развития и других инструментов. ■
В конференции приняли участие представители ведущих российских и зарубежных предприятий, микроэлектронных кластеров, международные эксперты, сотрудники научно-исследовательских институтов, отраслевых ассоциаций и аналитических компаний. Представляем обзор наиболее интересных докладов.
Стратегия развития российской радиоэлектроники
Алена Фомина, генеральный директор ЦНИИ "Электроника", рассказала о стратегии развития радиоэлектронной промышленности России. Цель стратегии – повышение эффективности, конкурентоспособности и технологического уровня российской радиоэлектронной промышленности. Для этого планируется решить следующие задачи:
увеличение объемов выпуска отрасли за счет сфокусированного развития приоритетных сегментов;
повышение конкурентоспособности и эффективности отраслевых предприятий, рост производительности;
повышение технологического уровня отрасли и создание технологической базы для создания большого числа конкурентоспособных продуктов.
А.Фомина подчеркнула, что стратегия ориентирована на развитие стратегически важных для страны сегментов, а не всего спектра решений в области радиоэлектроники, причем для оценки технологического уровня и эффективности субъектов отрасли будут использоваться, в первую очередь, бизнес-показатели. Предполагается, что в результате выполнения стратегии к 2030 году выручка компаний будет увеличена не менее чем в 7 раз, выработка на одного занятого вырастет в 11 раз, доля в приоритетных сегментах на внутреннем рынке поднимется в 1,5 раза, а на мировом рынке – в 1,8 раз.
В качестве приоритетных сегментов для государственной поддержки выбрана профессиональная и специальная электроника, что обусловлено, большой емкостью и хорошими перспективами развития соответствующих рынков, их важностью для всей промышленности страны, умеренными начальными инвестициями и относительно низкими рисками, возможностями синергии между различными направлениями.
Для стимулирования развития и поддержки роста эффективных компаний будет использоваться широкий комплекс мер, включающий субсидирование ставок и государственные гарантии по проектам расширения производства, координацию с программами национальных институтов развития, экспортные кредиты, политическую поддержку экспортеров.
Одним из ключевых инструментов реализации стратегии станет отраслевой институт развития, созданный на базе ЦНИИ "Электроника", который будет отвечать за разработку и внедрение комплексной политики научно-технического, производственно-технологического и кадрового обеспечения радиоэлектронной промышленности. Основными направлениями работы института станут повышение инвестиционной привлекательности отрасли, производственно-технологическое развитие, трансфер технологий, развитие науки и инноваций, актуализация отраслевых стандартов, повышение кадрового потенциала, PR-деятельность. В планах также создание отраслевого инвестиционного фонда, который поможет аккумулировать внебюджетные финансовые ресурсы, и отраслевого вуза.
Мировой и российский рынки: состояние и перспективы
Алексей Волостнов, директор по развитию бизнеса компании Frost & Sullivan в России, представил анализ мирового и российского рынков полупроводников и микроэлектроники. По оценкам экспертов агентства, в 2013 году объем мирового рынка полупроводников составил 318 млрд. долл. США и в ближайшие несколько лет среднегодовой темп роста сохранится на уровне до 5% с тенденцией увеличения по мере вступления в новый цикл развития экономики после 2017 года. В результате к 2025 году объем рынка может достичь 1 трлн. долл. США. Ключевые драйверы роста мирового рынка полупроводников – потребительская электроника, автомобилестроение, промышленная электроника.
Российский рынок электронных компонентов вырос с 2002 по 2012 год примерно в четыре раза, достигнув объема 2,5 млрд. долл. США (0,8% от мирового производства). Важная его особенность – зависимость от цен на энергоносители, в частности на нефть. Отчасти это связано с тем, что около 73% электронных компонентов импортируется в нашу страну. Самый большой сегмент российского рынка – электроника для ОПК и аэрокосмической техники, на которую приходится до 35%. Доля промышленной электроники – 25 %.
Frost & Sullivan прогнозирует, что до 2017 года темпы роста российского рынка составят 9% в год, превышая среднемировые показатели. К 2025 году доля микроэлектроники в ВВП страны может составить 0,2%.
Микроэлектроника в медицине
Татьяна Зимина, ведущий научный сотрудник Центра микротехнологии и диагностики Санкт-Петербургского электротехнического университета "ЛЭТИ", представила анализ состояния разработок диагностических биомедицинских приборов нового поколения и перспектив их развития в России. Она отметила пять основных проблем современного биомедицинского анализа: экспресс-идентификация патогенных микроорганизмов; тестирование микроорганизмов на чувствительность к антибиотикам; экспресс-идентификация вирусов; экспрессный биохимический и генетический анализ; телемедицина.
Технологический прорыв в области биомедицинского анализа произошел в конце 1980-х – начале 1990-х годов в результате внедрения микроэлектроники, которая позволяет на порядки повысить его производительность и значительно уменьшить стоимость. В течение двух десятилетий развивались два основных научно-технических направления, которые различаются главным образом способом доставки анализируемой пробы к сенсорному элементу и физическими принципами детектирования:
микрофлюидные аналитические системы, в которых реализуется проточный капиллярный анализ;
матричные аналитические системы, содержащие топологически кодированные площадки с иммобилизованными группами, комплементарными аналиту.
В последние пять лет развитие получили аналитические системы нового поколения, в которых воплощается конвергенция указанных двух направлений. Также резко возрос интерес к созданию мобильных, информационно-интегрированных систем с применением гибридных аналитических приборов, нередко одноразовых. На этой основе развивается отрасль телемедицины или электронной медицины (e-medicine) и мобильных диагностических приборов (point-of-care testing), предназначенных для экспрессного децентрализованного анализа. С появлением новых технических разработок расширяется набор диагностических параметров, измеряемых приборами.
Российская наука и промышленность участвуют в развитии современных систем биомедицинского анализа. В частности, в докладе были отмечены разработанные ИМБ РАН (Москва) биочипы для молекулярной экспресс-диагностики заболеваний, и создаваемые в "ЛЭТИ" (Санкт-Петербург) миниатюрные приборы для экспресс-диагностики in vitro.
МЭМС: перспективы развития
Денис Урманов, исполнительный директор ассоциации РАМЭМС, представил доклад "МЭМС. Дорожная карта развития в России". РАМЭМС – "Русская Ассоциация разработчиков, производителей и потребителей МЭМС" была организована в июне 2010 года и включает более 30 российских предприятий. Докладчик сообщил, что после рывка в 2011 году, когда широкое применение в смартфонах получили инерциальные датчики, мировой рынок МЭМС-устройств достаточно стабильно растет. По оценкам экспертов, к 2017 году его объем достигнет 21 млрд. долларов при среднегодовом росте производства устройств на 20%.
В России ожидается значимое увеличение объ-емов сегментов микрофлюидных устройств и датчиков контроля движения. Согласно прогнозам, к 2017 году 25% объема рынка будут составлять акселерометры, гироскопы, магнитометры и комбинированные устройства, 23% – микрофлюидные устройства. Пока же наибольший интерес у российских заказчиков вызывают инерциальные сенсоры, датчики давления, ВЧ МЭМС, микрофлюидика и комбинированные системы на их основе. Причем предприятия интересуют как готовые изделия, так и технологии по их проектированию, моделированию, производству и испытанию.
В рамках дорожной карты развития МЭМС до 2020 года планируется выполнить анализ уже имеющегося потенциала в России и предпринять комплекс мер по развитию средств и методик проектирования микросистем, технологий изготовления, технологий измерения и средств стандартизации. Особым направлением признано повышение компетенции заказчиков в сферах возможного применения микросистем.
На первом этапе должна быть собрана информация о накопленном потенциале по производству МЭМС с определением перечней предприятий, которые уже обладают необходимыми мощностями и которым выделено финансирование по закупке оборудования для реализации тех или иных этапов производства МЭМС. Технологии изготовления микросистем предлагается осваивать от процессов корпусирования через внедрение современных технологий травления пластин и разработки масок к разработке собственных управляющих микросхем. Цель – к 2020 году наладить производство современных МЭМС на полностью российской основе для нужд профессиональной и специальной электроники в необходимых заказчикам объемах.
Разработка и внедрение мультисенсорных дисплеев
Генеральный директор компании Nextouch Владимир Крикушенко рассказал о современных технологиях производства и перспективах применения мультисенсорных дисплеев. Докладчик констатировал, что при создании мультисенсорных дисплеев наиболее широко используется проекционно-емкостная технология, а дисплеи представляют собой прозрачную подложку, на которую нанесены проводящие дорожки, как правило, из оксида индия-олова. По экспертным оценкам, на долю структур с использованием оксида индия-олова сегодня приходится до 95% рынка прозрачных проводящих покрытий и сенсорных экранов. Однако они имеют существенный недостаток – при применении пленок максимальная диагональ дисплея составляет 15 дюймов, а при использовании стекла – 30 дюймов. Кроме того, соединения индия характеризуются достаточно высокой стоимостью. Поэтому, по прогнозам экспертов, в ближайшие годы ситуация в данном сегменте может кардинально измениться в результате широкого внедрения инновационных разработок. Одно из таких решений – применение нанопроволоки и сетки из галогенида серебра. Драйвер этих процессов – рост спроса на мультисенсорные дисплеи больших диагоналей.
Российская компания Nextouch занимается разработкой мультисенсорных систем, которые могут эффективно использоваться в образовании, ВПК, в системах автоматизации производства, строительстве, промышленном дизайне, рекламной индустрии, торговле, индустрии развлечений. Также ведутся исследования по созданию QD-LED- и QLED-дисплеев с применением квантовых точек.
Интегральные схемы миллиметрового диапазона: приложения и технологии
Максим Одноблюдов, директор Объединенного научно-технологического института Санкт-Петербургского политехнического университета, рассказал о тенденциях в производстве и использовании интегральных схем диапазона длин волн от 3 см до 1 мм. Микроволновый диапазон широко используется в системах связи, навигации, управления, мониторинга, в медицинской технике, потребительской электронике.
В производстве ИС миллиметрового диапазона докладчик выделил два направления. Классической технологией стало использование полупроводников III–V (GaAs, InP, GaN), которые характеризуются относительно невысокой степенью интеграции, достаточно большим размером чипа и большим числом используемых реактивных элементов. Вместе с тем есть возможность реализовать высокую максимальную частоту при относительно низких (субмикронных) топологических нормах. Второе направление – приборы на основе кремния и кремния-германия (SiGe HBT, Si CMOS), которых отличает высокий уровень интеграции, малые размеры, ограниченное использование реактивных элементов, а также возможность реализовать на одном кристалле как аналоговые, так и цифровые технологии.
Кремниевые чипы существенно дешевле, чем чипы на полупроводниках III–V, а стоимость корпусирования и тестирования для разных технологий близка, причем, по словам докладчика, именно последняя в значительной степени определяет себестоимость ИС. Однако необходимо учитывать и другие факторы, например стоимость набора масок, которая для кремниевых ИС миллиметрового диапазона может составлять несколько миллионов евро, что делает рентабельным только их массовое производство.
Для современного рынка ИС миллиметрового диапазона характерны сильная фрагментация при наличии большого числа ниш и преобладание профессиональных и специальных сегментов. Вместе с тем есть и хорошие перспективы применения таких решений на массовом рынке, в частности, в автомобильных радарах, сетях беспроводной связи и интерфейсах.
Оценивая перспективы развития производства ИС миллиметрового диапазона в России, докладчик сделал следующие выводы:
создание такого производства стратегически важно для страны ввиду многообразия и важности областей применения ИС миллиметрового диапазона;
рентабельным может быть относительно небольшое по мощности производство на основе технологий III–V с фокусом на определенных нишевых приложениях;•
размер внутреннего рынка страны достаточен, чтобы такое производство было экономически рентабельным;
мировая практика показывает целесообразность организации производства с использованием полупроводников III–V в структурах крупных концернов – системных интеграторов.
Полупроводниковые приборы
на карбиде кремния
Виктор Лучинин, заведующий кафедрой микро- и наноэлектроники СПбГЭТУ "ЛЭТИ", рассказал о современном состоянии разработок в области производства полупроводниковых приборов на кристаллах карбида кремния (SiC). Докладчик отметил, что выращивание объемных монокристаллов SiC "методом ЛЭТИ", разработанным в СССР еще в 1976 году, определило развитие современных промышленных технологий производства карбидокремниевых приборов.
Комплекс свойств SiC определяет перспективы его использования в силовой электронике (диоды, транзисторы, тиристоры), высокочастотной электронике (диоды и транзисторы), оптоэлектронике (фотоприемники "глубокого" УФ-излучения, ИК-микроизлучатели, датчики высокоэнергетических частиц, подложки для мощных GaN-светодиодов) и микросистемной технике (датчики давления, потока и температуры, акселерометры и гироскопы, микромеханические ключи, актюаторы). Применение элементной базы на карбиде кремния обеспечивает существенные преимущества при создании технических средств нового поколения. В частности, есть возможность улучшения массогабаритных параметров, повышения энергоэффективности, надежности, ремонтопригодности, а также улучшения климатической и электромагнитной устойчивости, радиационной стойкости.
Государственная поддержка инноваций
Заместитель директора департамента инновационного развития министерства экономического развития РФ Павел Рудник рассказал о мерах, предпринимаемых государством для поддержки инноваций. Он сообщил, что в 2011 году правительством была принята "Стратегия инновационного развития РФ до 2020 года" и создан механизм координации работы органов исполнительной власти по ее реализации. Общее управление и контроль выполняет совет при президенте РФ по модернизации экономики и инновационному развитию, президиум которого возглавляет председатель правительства. Ключевыми ведомствами являются Минэкономразвития, Минпромторг, Минобрнауки и Минкомсвязь. Стратегия интегрирована с важнейшими госпрограммами развития, программами по развитию высокотехнологичных отраслей экономики, "инновационными" блоками в иных государственных и региональных программах. Стратегия направлена на значительное повышение инновационной активности бизнеса, улучшение "инновационного климата", создание динамичного, эффективного сектора исследований, разработок и коммерциализации их результатов, а также повышение открытости национальной инновационной системы.
В рамках реализации стратегии крупнейшие госкомпании разработали собственные программы инновационного развития. Эти программы предполагают рост финансирования исследований и разработок, а также расширение кооперации, создание спроса на российские технологии и инновационную продукцию.
Еще одной инициативой Минэкономразвития стало создание технологических платформ – коммуникационных площадок для объединения усилий бизнеса, научных и образовательных организаций, органов государственной власти и потребителей по развитию современных технологий. С 2011 года создано 34 таких платформы, в которых участвуют более 3000 организаций. Приоритетные направления технологических платформ учитываются при формировании тематики и объемов финансирования государственных программ. Представители технологических платформ включаются в консультативные органы министерств и институтов развития. Кроме того, предложения технологических платформ учитываются при подготовке требований к характеристикам инновационной продукции при разработке долгосрочных планов государственных закупок.
Также в 2012 году запущена программа развития инновационных территориальных кластеров. Сформировано 25 таких кластеров. Их поддержка осуществляется в рамках государственных программ, федеральных целевых программ, с помощью институтов развития и других инструментов. ■
Отзывы читателей
