Научный руководитель Национального центра физики и математики, академик РАН Александр Сергеев сообщил, что «альфа-машина» будет готова в течение двух лет, а версия для предприятий микроэлектроники — еще через три года. Рентгеновский литограф планируют под 28-нм техпроцесс, но на первых порах покажут лишь 90 нм.
Первый демонстрационный образец российского литографа для производства микросхем будет готов в течение ближайших двух лет, а в течение пяти лет ученые планируют изготовить промышленный вариант установки. Об этом ТАСС рассказал научный руководитель Национального центра физики и математики, академик РАН Александр Сергеев.
«Мы планируем в течение двух лет сделать машину, она называется «альфа-машиной», которая подтвердит правильность выбранной технологии и продемонстрирует работающий литограф. А дальше уже будет осуществляться изготовление следующей версии, такой, которая будет комплексом, <…> тем, что можно будет поставить на предприятие микроэлектронной промышленности», — рассказал Сергеев, отметив, что в России есть практически все компетенции, чтобы такой промышленный вариант отечественного литографа появился уже через пять лет.
Основная задача альфа-машины — демонстрация того, что все фрагменты технологии работают вместе, а не по отдельности, отметил академик: «Это и источник рентгеновского изучения, и рентгеновская оптика, которая правильным образом проецирует на фоторезисте, это и фоторезисты, и система позиционирования с нанометровой точностью». Причем, уточнил Сергеев, целевое разрешение в 28 нм будет получено не сразу.
«Конечно, это не означает, что через два года там будет разрешение в 28 нанометров. Оно будет улучшаться постепенно. И не за счет того, что мы будем внедрять какие-то новые технологии — технологии мы продемонстрируем сразу, а за счет того, что будет оттачиваться работа. <…> Я думаю, что будет прекрасно, если мы с этими новыми технологиями через два года продемонстрируем 90 нанометров, которые сейчас у нас есть, но уже в слаженной работе всех систем», — сказал он. По словам академика, проект создания литографа финансирует Росатом из своих инвестиционных программ, и этот проект пользуется активной поддержкой правительства страны.
Литография (от греческих «lithos» — камень и «grapho» — пишу, рисую) — одна из наиболее широко распространенных технологий для получения наноструктур. Первоначально литографией называли способ печати, при котором оттиски получаются переносом краски под давлением с плоской печатной формы на гладкую поверхность. Литография в микро- и наноэлектронике — это формирование рельефного рисунка в специальном чувствительном слое — резисте — на поверхности кремниевой подложки. Рисунок повторяет геометрию микросхемы.
Для этого на кремниевую подложку наносят тонкий слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. На этот слой наносится светочувствительный материал — фоторезист, который подвергается облучению через оптическую систему и фотошаблон — маску. Она представляет собой увеличенный трафарет проецируемого рисунка. После последующей обработки фоторезиста на пластине остается заданный рисунок. Чем меньше длина волны излучения, тем меньше размеры получаемых элементов рисунка. В процессе изготовления микросхем операция фотолитографии на одной пластине повторяется многократно, и каждое новое изображение должно очень точно совмещаться с предыдущим.
Как сообщил редакции ВЭ экс-сотрудник зеленоградского НИИМЭ, пожелавший остаться неназванным, проект, который анонсирует академик Сергеев, выглядит весьма утопично и вряд ли будет выполнен в задуманном виде. «Россия, как обычно, ищет свой собственный, неповторимый путь, игнорируя многолетний и многомиллиарднодолларовый опыт исследований и производства мировой микроэлектроники. Рентгеновская литография давным давно признана мировым сообществом тупиковой ветвью развития микроэлектроники. Да, она, при определенных усилиях и с рядом существенных ограничений, позволяет делать нанометровые структуры, однако любое мало-мальски массовое производство становится фатально дорогим и обеспечивает неприемлемо низкий КВГ (коэффициент выхода годных — прим. ред.). Мировая наука давно прошла этот путь и решила задачу массовой фотолитографии с технормами 28 нм (и даже 22, 14 и 10 нм) при помощи обычного «дешевого» ультрафиолета с длиной волны 193 нм, применяя различные ухищрения. А для перехода на еще более тонкие техпроцессы, о которых академик даже не заикается на будущем отечественном рентгеновском литографе, успешно разработана и применяется так называемая EUV-литография, которая использует жесткий ультрафиолет с длиной волны 13,5 нм, что близко к рентгеновском диапазону, но всё ещё считается ультрафиолетом и проще первого в использовании. Ведь рентгеновская литография использует мягкое рентгеновское излучения с длиной волны 0,5-5 нм, где работает уже совсем другая физика и применяются совсем другие материалы. Причем, освоение EUV-литографии заняло не один десяток лет и обошлось в трудно подсчитываемое количество десятков миллиардов долларов, потраченных самыми топовыми мировыми чипмейкерами с десятками, а то и сотнями тысяч высококлассных специалистов, которых (ни тех, ни других, ни третьих) у России сейчас просто нет. И взять их негде».
«20-летнее отставание отечественной микроэлектроники, — продолжает источник ВЭ, — невозможно вот так просто, по щелчку холёных правительственных пальцев или усилиями уважаемого, но малокомпетентного в микроэлектронике Росатома, сократить даже хотя бы лет до 15 (тот же желаемый нами 28-нм техпроцесс был представлен Intel еще в 2009 году). Отечественные наработки по рентгеновской литографии известны уже более четверти века, однако «воз и поныне там». И неспроста! Также не стоит забывать, что текущим практически достижимым пределом рентгеновской литографии считаются размеры порядка 5-10 нм, тогда как EUV-литография уже освоила для массового производства технормы 3-4 нм и идет работа над 1-2 нм. К тому же, предполагаемый 28-нм рентгеновский отечественный литограф не сможет производить чипы микропроцессоров и памяти с сотнями миллионов и тем более миллиардами транзисторов. То есть ни о какой конкурентоспособности таких чипов, собственной телекоммуникационной начинке, компьютерах, чипах для ИИ, «умных» роботов и т. п. можно даже не заикаться. Его удел — единичные опытные образцы микроконтроллеров невысокой степени интеграции для военных и, возможно, особых космических применений. Даже угнетаемый античиповыми санкциями Китай уже обогнал нас по собственными микроэлектронным разработкам и технологиям на фатальное количество лет, сократить которое в обозримой перспективе у нас нет никакой возможности».
«Как поётся в известной русской песне, «я его слепила из того, что было, а потом неделю руки с мылом мыла», — делает заключение о перспективах данного проекта независимый специалист по микроэлектронике.