Опыт. Профессионализм. Трезвость суждений

1. Вячеслав Андреевич, расскажите, пожалуйста, нашим читателям о себе

Родился в 1953 году в Городецком районе Нижегородской области.

В 1975 году окончил физический факультет Горьковского государственного университета по специальности «Физика полупроводников и диэлектриков», получил квалификацию — инженер электронной техники.

С 1975 года по 2002 год работал в Ульяновском государственном техническом университете (УлГТУ): с 1975 по 1987 годы — инженер, младший научный сотрудник, старший научный сотрудник и старший преподаватель кафедры «Теоретические основы радиотехники»; с 1987 по 1989 годы — начальник научно-исследовательского сектора;  с 1989 по 1992 годы — проректор по научной работе, с 1992 по 2002 годы — проректор по международным связям. 

С апреля 2002 года по ноябрь 2003 года начальник вновь созданного отдела науки и наукоемких технологий администрации Ульяновской области.

С ноября 2003 г. по июнь 2005 г. — заместитель директора по научной работе, а с июня 2005 года по настоящее время − директор Ульяновского филиала Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова  Российской академии наук.

С июня 2006 г. — по совместительству профессор-заведующий базовой кафедрой «Радиотехника, опто- и наноэлектроника» РТФ УлГТУ.

Доктор технических наук (2006), профессор (2016), член-корреспондент РАЕН. Автор четырех монографий (Сергеев В.А. Контроль качества мощных транзисторов по теплофизическим характеристикам». – Ульяновск :УлГТУ, 2000. – 254 с.; Горлов М.И., Сергеев В.А. Современные диагностические методы контроля качества и надежности полупроводниковых изделий. — Ульяновск : УлГТУ, 2020. – 470 с.; Сергеев В. А., Ходаков А. М. Нелинейные тепловые модели полупроводниковых приборов — Ульяновск : УлГТУ, 2012. – 159 с. Фролов И.В., Сергеев В.А Диагностический контроль качества светодиодов по локальным параметрам электролюминесценции и фототока. – М.: СОЛОН-Пресс, 2023. – 160 с.), пяти учебных пособий (Сергеев В.А. Основы инновационного предпринимательства. – Ульяновск : УлГТУ, 1998.  –   129 с.; Сергеев В.А., Кипчарская Е.В., Подымало Д.К. Основы инновационного проектирования. – Ульяновск : УлГТУ, 2010. – 246 с.; Сергеев В.А. Элементы и устройства наноэлектроники. — Ульяновск : УлГТУ, 2016.  –   117 с.; Сергеев В.А., Фролов И.В., Радаев О.А.  Диагностика полупроводниковых источников излучения. – Ульяновск : УлГТУ, 2022. – 95 с.; Горлов М.И., Цыбин С.А., Сергеев В.А. Радиационная стойкость интегральных схем. – Ульяновск : УлГТУ, 2024. – 108 с.) более 500 научных работ и 80 изобретений. Подготовил 9 кандидатов наук. Руководил рядом крупных проектов по программам Минобрнауки России, в рамках ФЦП, при поддержке РФФИ и РНФ.

С 2013 года эксперт РИНКЦЭ по направлению «Новые материалы и нанотехнологии». С 2016 года эксперт Российской академии наук.

2. В мире происходят тектонические процессы в полупроводниковой отрасли – бум искусственного интеллекта стимулирует производство чипов по все более передовым техпроцессам, параллельно этому идет парад полупроводниковых суверенитетов и фактическая деглобализация отрасли. Какое Ваше мнение по происходящим событиям в мировой полупроводниковой отрасли?

Мировое разделение труда в полупроводниковой электронике  и микроэлектронике складывалось десятилетиями и было довольно эффективным.  Деглобализация отрасли обусловлена политическими мотивами и приведет к замедлению мирового развития полупроводниковой электроники и радиоэлектроники по большинству направлений.  Выдержать конкуренцию и создать действительно «суверенные» производства электроники смогут только экономически развитые страны. Объективно, на мой взгляд,  такая деглобализация не нужна и противоречит законам экономического развития мировой хозяйственной системы,   но, надеюсь, экономика и здравый смысл со временем возобладают и сформируют новые кооперационные связи.

В современных условиях для России  разрыв кооперационных цепочек  и, в частности,  отказ Тайваньских и Сингапурских фабрик от производства чипов по российским заказам приведет к снижению производства  изделий микроэлектроники и радиоэлектронной продукции. Надо понимать также, что потребности и емкость рынка одной отдельно взятой страны не может обеспечить рентабельность современной полупроводниковой фабрики. Необходимо выстраивание новых кооперационных связей с Беларусью, с Китаем, может быть со странами Латинской Америки. Но это длительный процесс.

Переход на натуральное хозяйство, конечно же, сопряжен с большими расходами. Это и создание собственных САПР под современные технологические нормы,  и фактически возрождение с нуля электронного машиностроения и промышленности материалов для электроники. Системной  разработкой отечественной САПР для микроэлектроники в России занимается один научный институт – Институт проблем проектирования в микроэлектронике Российской академии наук. Этого явно недостаточно. Многие компетенции по разработке оборудования для электроники утрачены.

3. В каком состоянии на Ваш взгляд находится отечественная отрасль электроники? Каким путем ей развиваться?

Если говорить об электронике в широком смысле, то в России по ряду направлений сохранились и технологическая база и разработки, не уступающие мировому уровню. Это, например, вакуумная СВЧ – электроника, лазерная  техника.

В области полупроводниковой электроники и микроэлектроники отставание значительное, но не катастрофическое.  Надо понимать, что до 80 процентов (если не больше) потребностей различных отраслей техники (автомобилестроение, авионика, медицинское оборудование, бытовая техника и др.) можно обеспечить изделиями с технологическими нормами 90,  180 нм и даже 1,2 мкм, технологии производства которых в России освоены и используются на многих предприятиях. Чипы с нормами 28 нм (это уровень микропроцессоров «Байкал-Т1» и «Эльбрус‑8 С», изготавливавшихся на тайваньских фабриках) и ниже, нужны в телекоммуникационном оборудовании, в суперкомпьютерах.

 В Дорожной карте развития микроэлектроники, которую представил на форуме «Микроэлектроника-2023» заместитель министра промышленности и торговли Василий Васильевич Шпак, сформулированы амбициозные цели, определены задачи,  предусмотрены определенные средства.

Технологические нормы при проектировании микросхем должны вырасти с 28 нанометров в 2023 году до 3 нанометров в 2030, а уровень их производства – с 90 до 14 нанометров. Я думаю, это труднодостижимая задача, поскольку требует комплексного системного подхода.

Доля российского оборудования в особо критичных базовых технологических процессах должна достигнуть 70% к 2030 году, тогда как в 2023 году эта доля составила 12%. Также, согласно дорожной карте, доля российских специальных материалов для микроэлектроники через 7 лет составит 70% против текущих 13%.

Очень амбициозная задача ‒ достичь 70% обеспечения российскими САПР при создании функционально значимого сложного оборудования. При том, что сегодня доля российского ПО в этой области всего 3%

При этом на финансирование программы развития электронного машиностроения, в т. ч. строительства новых фабрик, до 2030 года выделено чуть более 240 млрд руб., что явно не достаточно. Одна фабрика производства чипов с топологическим размерами 32 нм стоит порядка $5-6 млрд.

Одним словом, отставание от ведущих мировых производителей надо преодолевать,  но быстро не получится.

Наиболее острым является отставание в электронном машиностроении, надо наверстывать упущенное, а на это уйдут годы и годы. От проектирования до освоения производства современного оборудования для микроэлектроники пройдут годы. Но двигаться в этом направлении и возродить эту отрасль в России необходимо. 

Серьезное отставание и в материаловедении, и в технологиях, и в оборудовании для создания современных материалов для электроники.

Просто «залить» это отставание деньгами не получится. И, пожалуй, главная задача — интенсивная и целенаправленная подготовка кадров для отрасли. Нехватка квалифицированных кадров – это бич не только в полупроводниковой электронике.  Но в электронике и микроэлектронике подготовка кадров, мягко говоря, более трудоемкий, наукоемкий и сложный процесс, нежели, например, в строительстве и энергетике. Нужно и современное контрольно-измерительное и технологическое оборудование, которым обладают единицы вузов.

Где же возможен успех?

Одно из, на мой взгляд, наиболее перспективных направлений это симбиоз фотоники и микроэлектроники. Интеграция элементов оптической обработки сигналов в микроэлектронные изделия позволит увеличить энергоэффективность интегральных схем в разы. Разработки в этом направлении ведутся и есть уже опыт промышленного освоения таких ИС.

Нейроморфная электроника – это компонентная база будущих систем искусственного интеллекта. Разработки в этом направлении ведутся в нескольких ведущих институтах и университетах, но до промышленного освоения еще далеко.

4. Важнейшая составляющая развития отрасли – это подготовка кадров. Что нужно сделать чтобы из учебных заведений выходили подготовленные, мотивированные и инициативные специалисты?

Одно из решений – это интеграция университетов с научными институтами и передовыми предприятиями отрасли. В ряде регионов имеется хороший опыт такой интеграции. Но этого недостаточно. Сейчас в отрасль приходит около 1 тыс. специалистов в год,  этого катастрофически мало. Задача – в разы нарастить выпуск квалифицированных кадров. Минобрнауки России декларирует правильные  принципы: формирование контрольных цифр приема с учетом потребностей региональных рынков труда, участие работодателей в  формировании образовательных программ и т.д., но на практике это не всегда реализуется. В отношении микроэлектроники надо ориентироваться не на региональные рынки, а  на отраслевую потребность.

Сейчас в России только единицы вузов (Московский физтех,  Новосибирский университет, МИРЭА (ТУ), Томский политех) реально сформировали систему эффективного взаимодействия  с промышленностью типа «вуз – базовая кафедра – базовое предприятие».

В нашем филиале тоже работает базовая кафедра «Радиотехника, опто- и наноэлектроника» УлГТУ, но одна кафедра не обеспечит даже сотой доли потребности предприятий радиоэлектронной промышленности в регионе.

5. Расскажите, пожалуйста, о наиболее интересных и востребованных разработках Вашего Филиала?

В начале 10-х годов наш филиал активно сотрудничал с АО «Профотек» (г. Москва) в рамках проекта АО «Роснано» по разработке уникальных волоконно-оптических измерительных трансформаторов тока и трансформаторов напряжения, на основе которых строятся решения для цифровой интеллектуальной энергетики и энергоемких производств. Созданные с участием ученых и специалистов филиала преобразователи больших токов и напряжений внедрены и используются на ряде электрических подстанций в Подмосковье, Тюменской области и других регионах.  В основе принципа работы этих уникальных устройств лежат волоконно-оптические датчики магнитного и электрического полей, разработанные в ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН с использованием электро- и магнитоактивного оптоволокна.

В 2014-2016 годах в рамках проекта Федеральной целевой программы совместно с НТЦ микроэлектроники РАН (г. Санкт-Петербург) нами разработан и внедрен на ряде предприятий измеритель тепловых параметров мощных светодиодов и светодиодных матриц – LED meter.

За последние 5-6 лет наиболее востребованным являются разработанные в филиале средства измерения тепловых характеристик полупроводниковых приборов (ППП) и интегральных схем (ИС). В основе этих разработок лежит разработанный нами новый оригинальный модуляционный метод измерения теплового импеданса ППП и ИС. На основе этого метода создана серия приборов для измерения тепловых характеристик ППП и ИС, включенных в Госреестр средств измерений: Импульсный характериограф полупроводниковых приборов ИХПП ((№70158-18 в Госреестре); Импульсный характериограф интегральных схем ИХИС (№74287-19 в Госреестре). Различные модификации этих приборов используются на АО «НПП «Исток» им. Шокина», АО «ВЗПП-С» (г. Воронеж), АО «ПКК Миландр» (г. Зеленоград), АО «Арсенал» КрЗПП» (г. Краснознаменск), АО «НПП «Завод Искра» (г. Ульяновск), АО «Электрум АВ» (г. Орел), НТЦ Микроэлектроники РАН (г. С.-Петербург), Ульяновский механический завод (г. Ульяновск), JENOPTIK Polymer Systems GmbH (г. Берлин).

Благодаря нашему уникальному опыту и компетенциям в прошлом году заявка филиала в конкурсе по направлению «Микроэлектроника» на разработку экспериментального образца аппаратно-программного комплекса для контроля тепловых характеристики электронных модулей и микросборок получила поддержку и грант Российского научно фонда. Реализация этого проекта обеспечит переход средств контроля тепловых характеристик на новый уровень:  от дискретных ППП и ИС к сложным микроэлектронным изделиям, широко востребованным в различных областях техники.

Есть еще ряд перспективных разработок, которые мы продвигаем в промышленность.

Разработан оригинальный неразрушающий метод и создана установка для определения напряжения шнурования в мощных биполярных ВЧ и СВЧ транзисторах по зависимости модуля теплового импеданса от коллекторного напряжения; установка внедрена на НПП «Завод Искра» (г. Ульяновск).

 Разработаны оригинальные способы  диагностики светоизлучающих гетероструктур по локальным параметрам электролюминисценции. Один из вариантов измерителя внутренней квантовой эффективности светодиодов внедрен на АО «Ульяновское конструкторское бюро приборостроения» для входного контроля качества светодиодов.

Развит уникальный метод локальной динамической фотоэлектрической диагностики гетроструктур ППП и создана экспериментальная автоматизированная установка для реализации метода.

6. Ну и по традиции в конце интервью – о «творческих планах»

На ближайшие три года – реализация проекта, поддержанного Российским научным фондом.

На перспективу – разработка и реализация идеи встроенной диагностики. В электронные блоки и микроэлектронные изделия предлагается включать элементы самодиагностики, пока, может быть, простые, например «самоконтроль» температуры активных тепловыделяющих элементов. Мой учитель Николай Николаевич Горюнов, известный многим как редактор справочников по транзисторам и диодам, говорил, что еще ни один врач не поставил диагноз, не измерив температуру. Так снабдив электронные узлы ответственной аппаратуры хотя бы датчиками температуры, можно контролировать тепловые режимы изделия в процессе эксплуатации. Искусственный интеллект и открывает новые возможности для реализации идей встроенной диагностики.

Еще одна задумка и задачка – разработка быстродействующих методов диагностики однородности гетероструктур по параметрам рекомбинационного излучения. Современные оптические датчики позволяют регистрировать и измерять очень слабые оптические излучения.