Матрицы для процессоров делают в россии
Сегодня оборудование для производства микроэлектроники по современным нормам (10, 7, 4 нм) выпускает только нидерландская компания ASML. А компоненты для него поставляют компании из разных стран. В разработку инвестируют все крупнейшие мировые IT-компании: Intel, Samsung, TSMC и другие. Давайте узнаем, что вложила Россия в эти разработки.
Технология создания процессоров потерпит значительные изменения в ближайшее время — Project SFERA Live — Подписывайтесь.
Технология создания процессоров потерпит значительные изменения в ближайшее время — Project SFERA Live — Подписывайтесь.
Суть вещей
В России есть возможность выпускать микроэлектронику по нормам 65 нм, но не ниже. Ограничение упирается в физические принципы, а именно: длину волны применяемого электромагнитного спектра (света) . Чем она меньше, тем выше разрешающая способность. Соответственно, можно использовать маски (трафарет) с меньшими размерами. Ранее применялся глубокий ультрафиолет с длиной волны 193 нм. Это позволяло добиться разрешения до 10 нм.
При переходе к более «тонким» техпроцессам (7 нм и ниже) понадобилось излучение с более короткой длиной волны. Так нашли применение экстремальному или жёсткому ультрафиолету с длиной волны 13,5 нм.
Но вот проблема! Для излучения и проецирования такого спектра нельзя использовать линзы. Ведь они становятся непрозрачным препятствием, как, собственно, и воздух. Поэтому все операции нужно проводить ещё и в вакууме.
После изысканий было принято решение использовать зеркала для проецирования маски. Эксперты утверждают, что для разработки такой технологии необходимо не менее $80-100 млрд. При этом маски постоянно надо менять и производить под каждый новый процессор. А это десятки миллионов долларов. В результате технология ASML обходится очень дорого, даже с учетом того, что в ее разработке участвует весь мир.
Отечественный IT-проект SFERA по праву может считаться самым амбициозным проектом в мире. Его релиз не за горами. Чтобы узнать о продукте больше, перейдите по ссылке .
Тонкости производства
Производство сапфира возможно только при нулевой сейсмической активности. Исследователи рассказывали, что даже если хлопнуть дверью в здании во время выращивания кристалла, это оставит на нем дефект. Поэтому о производстве сапфира в Кремниевой долине в США, Корее, Китае и Японии не идёт и речи. Уровень сейсмической активности в этих районах высокий. При малейшем колебании цикл производства придётся останавливать и перезапускать.
Быстро найти альтернативу российской продукции не получится. Добывать редкоземельные элементы на территории других стран невозможно. Все необходимые компоненты есть только в РФ. Кроме того, производство сапфировых подложек имеет ряд особенностей.
«Чтобы обеспечить необходимое качество сапфировых подложек, заводу нужно выйти на так называемый «особо чистый режим». Он предполагает около тридцати лет непрерывного производства с соблюдением всех тонкостей технологического процесса» , — рассказал исполнительный директор Консорциума РосСХД Олег Изумрудов.
Ну, коль уж пошла такая пьянка с успехами российской науки и промышленности в последние годы, причём не только в военной области, но и, наконец, в областях двойного и гражданского назначения (беспилотные системы, вакцины, газовые турбины, самолёт МС-21, авиационный двигатель ПД-14 и не только он, ракеты Ангара, спутники ГЛОНАСС-К с 95% отечественной элементной базой, самый мощный в мире нейтронный реактор ПИК, масса научных судов, ледоколов, грузовых судов, плавучая атомная электростанция и т.д. и т.п.) , я позволю себе порассуждать также и других амбициозных вещах. Например, о самостоятельном производстве современных процессоров.
Считается, что России не дано тягаться с остальным миром в микроэлектронике, и на сегодняшний день эта точка зрения вполне себе подтверждается тем, что свои восьмиядерные процессоры Эльбрус-8СВ мы производим на тайваньской фабрике TSMC, причём по нормам относительно старого техпроцесса 28 нм , а новый шестнадцатиядерный процессор Эльбрус-16С предполагается произвести в 2021 году там же по нормам 16 нм . Вместе с тем, первые инженерные образцы перспективного тридцатидвухядерного процессора Эльбрус-32С , выполненного по нормам 7 нм , планируется получить к 2025 году и, вероятно, всё на той же фабрике.
А что в России?
Сегодня Россия самостоятельно может выпускать процессоры по нормам не менее 65 нм (завод «Микрон»). Оборудование, естественно, зарубежное. Своего оборудования у нас нет. Что уж говорить о более высоких техпроцессах.
Многолучевая литография и причем тут Россия
Тем временем другая голландская компания Mapper Lithography предложила безмасочную технологию производства: рисунок на полупроводниковую пластину переносится напрямую с компьютера.
«Многолучевая электронная литография использует 13 000 электронных лучей одновременно. Каждый луч контролируется индивидуально, плюс он еще разбит на 49 сублучей. Используя 13 000 лучей, можно печатать около 10 пластин диаметром 300 мм в час. Стоимость такой машины будет в 2-3 раза меньше, чем стоимость современной установки фотолитографии (сканера на 193 нм с водяной прослойкой)».
Это на порядок дешевле чем то, что предлагает ASML. Если процесс фотолитографии можно сравнить с процессом получения пленочной фотографии и ее проявки, то многолучевую электронную литографию можно сравнить с цифровой фотографией, которая получается на принтере.
Российский след
Значительная доля компании Mapper Lithography принадлежит России. И ключевые элементы машины (электронные линзы) производятся у нас на небольшой МЭМС-фабрике, построенной при поддержке «Роснано».
Всё новые и новые отрасли западной экономики начинают ощущать на своих чувствительных частях последствия развязанной экономической «тотальной войны» против России. И это касается не только рынков углеводородов, металлов, удобрений, продуктов питания и прочего, что на слуху, но и рынков высокотехнологичной продукции. Без российского палладия, сапфировых подложек, гексафторбутадиена и неона – мировому рынку процессоров настанет конец.
Призрак забытого светлоликими европейцами Господина Голода вновь возвышается на ещё недавно почти безоблачном горизонте нормальных-то стран.
Я ранее уже говорил, что санкционная война против России приведёт к голоду на Западе…
…И вот свежее подтверждение: пустые полки в испанских и итальянских магазинах, фото которых я уже выкладывал в Телеграм-канале.
«Так это же против России санкции, и в России должен быть голод и дефицит?! Почему же пустые полки и ограничения на макароны и масло в Италии и Испании?!».
Однако, голод – понятие широкое. Он не только продуктов питания касается. Существует ведь ещё ресурсный голод, и он уже обрёл плоть перед заграничными производителями чипов.
Помнится, некоторые подписчики «Политической России» скептически отнеслись к информации, которая содержалась в моём августовском прошлогоднем материале. Посвящённом рынку микропроцессоров и влиянию нашей страны на этот рынок.
Что же, вот всем недоверчивым фрагменты свежей публикации от специалиста – Олега Изумрудова, исполнительного директора концерна РосСХД. То есть – консорциума отечественных разработчиков систем хранения данных.
«Разговор о санкциях против российской микроэлектроники невозможен вне разговора о микроэлектронике глобальной. Угрозы прекращения поставок в Россию AMD и Intel, а также остановка производства российских «Байкалов» и «Эльбрусов» на тайваньском заводе TSMC выглядят информационной атакой. Реальность воплощения этих планов в условиях, сложившихся в современной отрасли микропроцессоров, близка к нулю.
Дело в том, что на нашу страну сегодня приходится 80 процентов рынка сапфИровых подлОжек – тонких пластин из искусственного камня, которые применяются в опто- и микроэлектронике для наращивания слоёв из различных материалов, например кремния. Они используются в каждом процессоре в мире – AMD и Intel исключения не составляют».
Во сколько-сколько там процентов от мирового ВВП оценивали нашу экономику западные наркоманы-аналитики? Я что-то запамятовал. И что там насчёт конкурентоспособности? В прошлом году светлоликие эксперты из Международной бизнес-школы IMD и московской школы управления «Сколково» пищали ха стаканом смузи, что Россия на 45 месте из 64-х.
«Наши позиции ещё сильнее в специальной химии травления микросхем с использованием ультрачистых компонентов. На Россию приходится 100 процентов мировых поставок различных редкоземельных элементов, используемых для этих целей.
Запрет для России готовой продукции выльется в ответный запрет на поставки компонентов производства и вызовет острейший дефицит процессоров для всего мира. По сравнению с ним ситуация с перебоями поставок на конец 2021 года покажется относительно лёгкой.
Воспринимать подобные заявления нужно всего лишь как часть информационной войны – в пропаганде вообще редко учитываются интеграционные процессы глобальной экономики».
Для ясности и полноты картины приведу также данные из другого источника.
«Компания TechCet признана ведущим специалистом в области прогнозов рынка материалов, устойчивости цепочки поставок, а также передовых тенденций в области технологических процессов и материалов.
Аналитики TechCet обнаружили зависимость США от российских гексафторбутадиЕна (C4F6), неОна и паллАдия – важнейших материалов, используемых для изготовления полупроводниковых чипов.
Россия является важнейшим источником C4F6, который несколько американских поставщиков покупают и очищают для использования в передовых процессах травлЕния логических устройств узлов и литогрАфии для производства микросхем. Рынок США потребляет около 8 миллионов тонн C4F6 в год.
Поставка в США неона, используемого для лазерного газа (необходимого для литографии), почти полностью осуществляется из Украины/России. Россия производит неон – побочный продукт производства стали. Затем этот неон добывается и очищается специализированной украинской компанией.
Россия также является ключевым поставщиком палладия (Pd) наряду с Южной Африкой и обеспечивает примерно 33% мирового спроса. Палладий используется в датчиках и оперативной памяти (MRAM)».
То есть, украинская спецоперация российской армии ставит под контроль нашего государства не только западный рынок продовольствия, о чём я уже говорил ранее, но и усиливает влияние на рынок производства чипов.
«Одесса является домом для малоизвестной компании Cryoin, которая играет большую роль в мировом производстве полупроводников.
Cryoin производит неОновый газ, используемый для питания лазеров, которые вытравливают узоры на компьютерных чипах.
Cryoin поставляет неон компаниям в Европе, Японии, Корее, Китае и Тайване, но бОльшая часть поставляется в США.
Неоновая промышленность Украины была построена таким образом, чтобы использовать в своих интересах газы, образующиеся в качестве побочных продуктов производства российской стали.
В 2014 году Украина поставляла около 70% неонового газа.
У Cryoin достаточно запасов, чтобы поддерживать производство только до конца марта.
По оценке TechCet, «поставки в США из России и Украины, могут составлять от 80 до 90 процентов всего импорта неона».
Картина маслом, как говорится. Вот ещё мазок туда же.
«У нас большие неприятности. У нас нет редких газов на продажу», – отметил глава японской компании Daito Medical Gas ТцунЕо ДАте. Его компания торгует различными газами в Токио.
Компании сообщают, что у них есть запасы газов, но попытки найти поставщиков за пределами Восточной Европы приведут к дефициту поставок и росту цен, причём, не только на неОн, но и на ксенОн и криптОн, используемые в качестве рабочего тела лазеров, с помощью которых осуществляется фотолитографИрование крЕмниевых пластин.
Около 40% мировых поставок криптона также приходится на Украину.
По оценке аналитиков Deutsche Bank, производители микрочипов обычно имеют запасы газов на 3-4 недели.
После событий в Крыму в 2014 году цены на неон подскочили в семь раз».
Последствия для мировой экономики, если Россия перекроет поставки названного сырья иностранным IT-компаниям, каждый может оценить в меру собственной впечатлительности.
Я же напоследок лишь ещё раз процитирую Олега Изумрудова, указывающего, что у России есть задел для технологического скачка, который не по плечу пресловутым нормальным-то странам. Потому что у них там Рыночек порешал, и они в своё время не оценили перспектив, а теперь – уже поздно.
«Существует путь создания совершенно нового технологического подхода к производству полупроводников.
Он заключается в отказе от использования крЕмния и замещении его на арсенИд гАллия. Это полупроводниковый материал из класса соединений AIII BV – тёмно-серый кристалл, который активно используют в инфракрасной оптике, а также в опто- и микроэлектронике. Принципиальное отличие от кремния – возможность строить трёхмерные архитектуры чипа вместо двухмерной печати пластин, что позволяет реализовать иной подход к созданию процессоров.
Команда, развивающая проект, изначально собиралась запускать стартап в Великобритании. Но ничего не получилось из-за давления Intel и AMD, которым подобная конкуренция на уровне альтернативного техпроцесса оказалась не нужна. По возвращении в Россию в 2016 году удалось найти применение разработкам. Производство таких решений налажено сегодня в Перми для нужд Министерства обороны РФ. Однако технология обладает всеми возможностями для применения в гражданских задачах.
Преимущество такого сценария развития в том, что аналогов данному производству в мире попросту нет. Это свой рынок: “blue ocean”, помноженный на “green field”. Вопрос только в господдержке и политической воле.
Исследования в направлении гражданского потенциала арсенида галлия ведутся довольно интенсивно. Моментального результата ждать, конечно, не приходится. Но такой путь может стать элементом комбинированного подхода к решению задачи: традиционные кремниевые решения на двухмерном техпроцессе на базе сотрудничества с Китаем плюс ноу-хау на арсениде галлия».
Всёпропальщикам, годами верещавшим об «отсталой России» – мой пламенный привет.
Не забывайте подкладывать под седалища асбЕст, иначе скоро ваши диваны и прочая мебель может прийти в негодность, когда у вас особо сильно припечёт от крушения ваших иллюзий о месте нашей страны в мировой экономике.
Все у нас твердят что Россия отсталая и может только нефтью с газом торговать. Но это не так.
Часть мирового производства матриц для процессоров принадлежит России.
Мало того, Россия поставляет на экспорт электронные линзы для станков которые и производят эти матрицы. Так же такие станки делают и в России.
Такие станки называют фотолитографическими машинами — это высокотехнологичные станки, которые делают матрицы для производства процессоров.
У нас появился шанс в начале 10-ых годов восстановить первенство в этой индустрии И мы этим шансом воспользовались. Сейчас все машины и произведённые ими матрицы имеют клеймо «сделано в России».
И да, я знаю, что везде в качестве ведущего производителя фотолитографических машин называют голландскую компанию ASML
Она раньше и правда была лидером. Пока в дело не вступили русские.
Когда недавно подорожала вся электроника, то это списывали на проблемы тайваньского завода Foxconn. А на самом деле компания была вынуждена лгать о проблемах, чтобы скрыть, что Россия задержала поставку новых матриц из-за логистических проблем.
И если наши «партнеры» введут санкции, которые попытаются полностью изолировать нас, то иностранные производители пожалеют, поскольку Россия перестанет поставлять им матрицы для новых процессоров.
Так что перспективы очевидны, и нужно лишь достаточное финансирование для достижения показателей.
Так что всё же не настолько плохо у нас обстоят дела с процессорами, как нас в этом уверяют унылые оппозиционеры, и распространение компьютеров на базе выпущенных в России отечественных процессоров не за горами. Да, производства самих процессоров пока нет в России. Но я думаю оно скоро появится. И финансирование таких проектов должно срочно увеличиваться!
А вы что думаете по этому поводу?
GNSO33
Tygrys
Василий Дальний
38165
Это чтобы просто пукнуть или Польша великая электронная держава?
Польша наладила выпуск своих процессоров или серверов
Наверное выпускает телефоны под собственным брендом?
А понял ,макарошки из российской пшеницы
GNSO33
Tygrys
> Все у нас твердят что Россия отсталая и может только нефтью с газом торговать. Но это не так.
> Часть мирового производства матриц для процессоров принадлежит России.
>
>
>
>
> Мало того, Россия поставляет на экспорт электронные линзы для станков которые и производят эти матрицы. Так же такие станки делают и в России.
>
> Такие станки называют фотолитографическими машинами — это высокотехнологичные станки, которые делают матрицы для производства процессоров.
>
> У нас появился шанс в начале 10-ых годов восстановить первенство в этой индустрии И мы этим шансом воспользовались. Сейчас все машины и произведённые ими матрицы имеют клеймо «сделано в России».
>
> И да, я знаю, что везде в качестве ведущего производителя фотолитографических машин называют голландскую компанию ASML
>
> Она раньше и правда была лидером. Пока в дело не вступили русские.
>
> Когда недавно подорожала вся электроника, то это списывали на проблемы тайваньского завода Foxconn. А на самом деле компания была вынуждена лгать о проблемах, чтобы скрыть, что Россия задержала поставку новых матриц из-за логистических проблем.
>
> И если наши «партнеры» введут санкции, которые попытаются полностью изолировать нас, то иностранные производители пожалеют, поскольку Россия перестанет поставлять им матрицы для новых процессоров.
>
> Так что перспективы очевидны, и нужно лишь достаточное финансирование для достижения показателей.
>
> Так что всё же не настолько плохо у нас обстоят дела с процессорами, как нас в этом уверяют унылые оппозиционеры, и распространение компьютеров на базе выпущенных в России отечественных процессоров не за горами. Да, производства самих процессоров пока нет в России. Но я думаю оно скоро появится. И финансирование таких проектов должно срочно увеличиваться!
>
> А вы что думаете по этому поводу?
quoted1
чушь . Польша экспортирует больше польша
Оптическое , фото-, техническое, медицинское оборудование $4,93млрд 2020
vs russia Оптическое, фото-, техническое, медицинское оборудование $1,47млрд 2020
Политическая и экономическая ситуация в мире диктует свои правила. Импорт в Россию сократился, на страну обрушили ограничения. Однако, стоит заметить, что в России самое масштабное и надёжное производство сапфира. Что может произойти, если РФ выступит с ответными мерами в отношении недружественных государств? Насколько сокрушительным окажется удар по отрасли?
Все или никто
Российская Федерация обеспечивает мировую микроэлектронику сапфировыми подложками, которые используются для изготовления кремниевых пластин процессоров. Доля поставок из России на мировом рынке составляет 80%. Около половины занимают поставки гексафторбутадиена (C4F6), неона и палладия. Это три важнейших компонента для изготовления полупроводниковых чипов. Аналитики из компании TechCet выявили зависимость США от российских поставок C4F6. Газ используется при травлении кремниевых подложек. Но Россия поставляет не только эти элементы:
«Наши позиции ещё сильнее в специальной химии травления микросхем с использованием ультрачистых компонентов. На Россию приходится 100% мировых поставок различных редкоземельных элементов, используемых для этих целей», — отмечает глава российской ассоциации разработчиков. Подробнее об этом читайте тут .
Отечественный IT-проект SFERA гарантирует качественный и полезный контент для своих пользователей. Подробнее читайте на сайте . Проект открыт для инвестировани я и благодарен за поддержку!
Что у нас в перспективе?
А в перспективе всё тот же Институт физики микроструктур (ИМФ) РАН в Нижнем Новгороде. Поскольку технология производства EUV-сканеров для фотолитографии от ASML окупается только при выпуске чипов в количествах, реализовать которое можно только при глобальном рынке, что для России пока недоступно, они разрабатывают более дешёвую установку безмасочной литографии . Эта технология не требует фотошаблонов, а формируемая на подложке топология получается путем непосредственной засветки околорентгеновским (а в перспективе и электронным) лучом. По приблизительным расчётам, при должном усердии и финансировании установка должна получиться дешевле на порядок.
Ключевым звеном в этой технологии является микрооптическая электромеханическая система — МОЭМС, которая используется для управления лучами с помощью микрозеркал. МОЭМС разрабатывается в России совместным с Нидерландами предприятием «Маппер». Так что это звено в России уже есть. Размер зеркала у серийно выпускаемых МОЭМС составляет около 10×10 мкм, хотя они пока не умеют отражать нужную длину волны. Но теоретически, при таком размере и при использовании околорентгеновского излучения с длиной волны 13,5 нм и меньше становится достижимым разрешение системы на уровне нескольких нанометров, как у самых современных установок EUV-фотолитографии. Также, возможно создать МОЭМС с размерами зеркал 4 мкм.
Так что перспективы очевидны, я бы даже сказал, вполне надёжны, находятся не на нулевом этапе, и нужно лишь достаточное финансирование для достижения результата.
Так что всё же не настолько плохо у нас обстоят дела с процессорами, как нас в этом уверяют унылые оппозиционеры, и распространение компьютеров на базе выпущенных в России отечественных процессоров не за горами :-) Но финансирование таких проектов должно срочно увеличиваться!
А вы что думаете по этому поводу? Пишите свои мнения в комментариях, ставьте лайки, подписывайтесь на канал. Удачи!
А что в мире?
Сегодня для выпуска процессоров по нормам 7 нм и меньше используется специальное очень дорогое оборудование, которое выпускает только одна компания — нидерландская ASML . Сложность заключается в генерации и свойствах электромагнитного излучения необходимой длины волны, которое проецирует топологию процессора на подложку через маску в процессе фотолитографии.
Ранее для этого применялось электромагнитное излучение длиной волны 248, 193 и экспериментально 157 нм (DUV, глубокий ультрафиолет). Максимальное разрешение, достигаемое при использовании «глубокого» ультрафиолета, составляет 50-60 нм . Использование мультипаттернинга (несколько последовательных операций литографии и травления) позволяет добиться разрешения и до 10 нм . Для экспонирования используются линзы и жидкость в качестве среды.
Сегодня в установках ASML применяется излучение длиной волны 13,5 нм (EUV, экстремальный или сверхжёсткий ультрафиолет). Эта длина волны находится уже на границе с рентгеновским излучением. Для экспонирования используются не линзы, а зеркала, и вакуум в качестве среды, поскольку для сверхжёсткого ультрафиолета линзы, воздух и жидкости являются непрозрачными материалами.
Новая технология ощутимо дороже предшествующей. Её разработку финансировали ведущие разработчики процессоров и памяти разных стран. По некоторым оценкам, стоимость самостоятельной разработки оборудования для EUV-литографии на сегодняшний день составляет порядка 100 миллиардов рублей и около 10 лет (если с нуля), что много для бизнеса, но вполне подъёмно для государства. Конечно, есть проблемы в виде отсутствия элементной базы, что ещё, видимо, добавит стоимости и времени, но зато расширит сферу компетенций и подготовит почву для следующего этапа, скажем, для электронной литографии.
Но в статьях десятилетней давности доминировала точка зрения, что « поскольку в России нет необходимости освоения массового производства процессоров по нормам 22 нм и ниже, EUV-сканеры собственной разработки ей не нужны» . Точка. Просто умилительно. Как всегда, они думают только про сегодня, хотя выхлоп от вложений ожидается через десятилетие. Где логика? Нам уже сегодня нужно массовое производство процессоров по современным нормам в рамках импортозамещения, так почему мы не начали активное финансирование этих направлений 10 лет назад?
Какие сегодня есть варианты?
Стоит ли сейчас начинать собственную разработку EUV-сканеров? В принципе, ещё не поздно. Технология только-только начинает массово применяться. У России есть шанс быть если не в лидерах, то хотя бы в числе стран, которым доступно производство процессоров вне зависимости от санкций. Поскольку технология только-только внедряется, она ещё будет актуальной в течение ближайших 10-15 лет.
Кроме того, в России есть серьёзные заделы для этого. По информации ещё от 2012-го года, разработкой оптической системы и ее элементов для фотолитографических установок, работающих на длине волны 13,5 нм , и прототипа самой установки занимается в Институте физики микроструктур (ИМФ) РАН в Нижнем Новгороде член-корреспондент РАН Николай Салащенко. На сегодняшний день институт занимает одно из лидирующих мест в мире в рентгенооптике. Так что один из ключевых компонентов, зеркала, у нас фактически есть. Тем более, что они уже (неожиданно) разрабатывали их для ASML .
Источник излучения создается под руководством ведущего научного сотрудника Константина Кошелева в Институте спектроскопии (ИСАН) РАН в подмосковном Троицке. Они тоже разрабатывали источник излучения в интересах ASML (столь же неожиданно, правда?). Так что и здесь всё очень даже неплохо.
Сверхточными системами позиционирования, которые можно использовать и в фотолитографических установках, занимается «Лаборатория «Амфора» в Москве. Задел тоже есть.
Вместе с тем, очевидно, что эта технология уже находится на грани физических возможностей. Именно поэтому она настолько дорогая. Для неё нужны мощные лазеры для излучения необходимой длины волны и очень ровные зеркала. Поэтому, вряд ли следующий шаг будет осуществлён банальным увеличением частоты лазера, поскольку сделать ещё более гладкие зеркала за приемлемые деньги практически не представляется возможным.
Поэтому имеет смысл уже сегодня начать разработку следующей технологии, и не слушать всяких там умников, для которых, видимо, не имеет смысла вообще ничего делать.
Читайте также: