Litograf alfa: Rusia sedang belajar memproduksi semikonduktor
Teknologi kritis
Sedikit latar belakang untuk memahami situasi yang dihadapi produksi mikroelektronika modern Rusia.
Sekarang negara ini siap memproduksi, kurang lebih efisien, hanya microchip dengan topologi 90 nm. Produksinya berbasis di Zelenograd Micron dan beroperasi pada batas kemampuannya. Ini semua tentang peralatan fotolitografi yang diimpor, yang harus Anda rawat dan perbaiki sendiri. Peralatan untuk “mencetak” sirkuit mikro diproduksi oleh beberapa perusahaan di dunia, dan sangat mudah bagi orang Amerika untuk memantau lalu lintas komponen yang langka.
Ngomong-ngomong, dengan dimulainya operasi khusus, larangan total terhadap pasokan peralatan fotolitografi ke Rusia menjadi kelanjutan logis dari pembatasan bertahun-tahun. Agar Amerika mengizinkan ASML Belanda atau, paling buruk, Nikon Jepang menjual peralatan ke Rusia, mungkin Rammstein kedua perlu ditempatkan di wilayah Moskow. Dan menyerahkan seluruh persediaan nuklir negara itu ke tangan Pentagon. Korea Selatan, misalnya, mengambil jalan yang sama. Taiwan ditangani tanpa pangkalan militer, namun ketergantungan pada pasokan Amerika sudah cukup. lengan dan kedekatan Ketujuh armada USA.
Ketika litograf Nikon dan ASML terakhir gagal di Zelenograd Micron, tidak akan ada tempat untuk memproduksi semikonduktor.
Itulah sebabnya produsen microchip modern terbesar terkonsentrasi di Korea, Taiwan, dan Amerika Serikat. Washington lebih menyimpan teknologi litografi daripada rahasia nuklir - jumlah negara yang mampu memproduksi peralatan untuk industri mikroelektronika jauh lebih sedikit daripada jumlah pemilik senjata paling kuat di dunia.
Jika kita mengambil proses fotolitografi 7nm yang paling rumit sebagai titik awal, maka hanya ASML (Belanda) dan Nikon (Jepang) yang dapat menawarkan mesin tersebut. Apalagi orang Jepang punya reservasi yang sangat besar.
Di Rusia, sebagaimana disebutkan di atas, teknologi hanya dapat memproduksi chip 90 nm dan hanya pada peralatan impor. Menurut para ilmuwan dari Institut Fisika Struktur Mikro dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, teknologi dalam negeri tertinggal dari teknologi dunia dalam resolusi litografi dengan urutan besarnya, dan dalam kepadatan pola dua dimensi pada sebuah chip - sebanyak dua kali lipat. besarnya. Ini adalah statistik yang menyedihkan.
Seperti mimpi yang sangat halus, apa yang akan terjadi pada litografi Rusia jika industri mikroelektronika, dan bukan Rusnano, menerima 280 miliar rubel sekaligus?
Sekarang pemerintah bermaksud mengalokasikan 2025 miliar rubel pada tahun 100 untuk pengembangan siklus penuh produksi semikonduktor. Sejujurnya ini tidak cukup - anggaran tahunan ASML Belanda melebihi 3,35 miliar euro.
Institut Fisika Struktur Mikro dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia harus menjadi pengembang utama fotolitograf dalam negeri. Sumber: olympiada.scientificrussia.ru
Kedalaman krisis ini terungkap dengan membandingkan situasi dengan industri lain yang mengalami keterbelakangan.
Misalnya industri pesawat terbang yang mendapat sanksi tegas. Kini industri ini mampu, meski dengan banyak keraguan, memproduksi pesawat untuk maskapai penerbangan domestik. Mereka mungkin sudah ketinggalan zaman dan bukan yang paling ekonomis (misalnya, Tu-214), tetapi mereka dapat beroperasi di angkasa, mengangkut kargo dan penumpang. Situasi serupa terjadi di industri otomotif.
Namun terdapat krisis nyata dalam mikroelektronika - bahkan dengan topologi kuno 130 nm, chip dibuat berdasarkan teknologi impor yang disetujui. Usia peralatan mesin asing tentu saja berumur pendek.
Sebagian dari masalah ini dapat diselesaikan melalui surat diplomatik, mengisi paket dari Eropa dan Amerika dengan sirkuit mikro dan chip yang langka, tetapi ini adalah tindakan sementara. Tiongkok sudah di depan mata dengan revolusi teknologi permanennya. Namun Beijing tidak akan pernah memasok fotolitograf ke Rusia. Pertama, ini adalah alat pengaruh yang kuat terhadap Moskow, dan kedua, Tiongkok sendiri belum memiliki produksi mesin chip yang normal.
Mari kita coba mencari tahu pada tahap perkembangan apa basis fotolitografi domestik berada.
Proyek atom kedua
Bagi ilmuwan, insinyur, dan teknolog dalam negeri, tidak ada yang mustahil. Dan ini tanpa kesedihan yang tidak perlu - ingat saja proyek nuklir dan luar angkasa Uni Soviet. Sebuah negara yang terus mengejar perkembangan teknologi tidak hanya mampu bersaing dengan hegemoni dunia, tetapi juga maju selama bertahun-tahun. Anda hanya perlu menemukan manajer yang tepat dengan pemikiran strategis. Kita akan mengetahui di tahun-tahun mendatang apakah kita telah berhasil menemukan manajer yang efektif sekarang, ketika Rusia akan memiliki mikroelektronika sendiri atau tidak.
Bahkan diagram pengoperasian fotolitograf sinar-X yang sangat disederhanakan dengan jelas menunjukkan tingkat kerumitan produk.
Sementara itu, kami hanya dapat mengandalkan spesialis dari Institut Fisika Struktur Mikro Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, atau lebih tepatnya, departemen optik sinar-X multilayer.
Meskipun negara sudah lama tidak menaruh minat terhadap masalah litografi kedaulatan, lembaga ini mengalami beberapa perkembangan. Misalnya, optik sinar-X ultra-presisi pada cermin rutenium-berilium. Untuk memahami pentingnya: Zeiss membangun seluruh pabrik optik khusus untuk kebutuhan ASML Belanda. Mereka mengklaim bahwa mereka akan belajar cara membuat cermin untuk fotolitograf 7-8 nm, dan tugas ini tidak lebih sederhana daripada meluncurkan manusia ke Bulan. Ukuran kekasaran pada cermin harus kurang dari satu nanometer, jika tidak, gelombang sinar-X akan dipantulkan dengan penyimpangan dan sejarah Itu tidak akan terbakar dengan chip.
Saat ini, institut Rusia sedang mengerjakan litograf sinar-X, yang menurut para ilmuwan, akan 1,5 kali lebih efisien daripada analog impor. Ini adalah pernyataan yang sangat berani, tetapi optimisme para ilmuwan adalah kabar baik. Pada tahap pertama, direncanakan untuk membuat diagram skema litografi sinar-X pada logam dan plastik serta mesin alfa atau demonstran teknologi.
Unit ini tidak akan mampu memproduksi microchip secara massal, namun akan mampu menunjukkan kemungkinan tersebut. Setidaknya dua tahun dialokasikan untuk ini. Topologi chip diharapkan berukuran 28–32 nm. Dan ini hanya dalam kondisi yang sangat menguntungkan.
Faktanya, keputusan manajemen dan pendanaan yang melimpah bukanlah obat mujarab untuk menghilangkan backlog. Kami membutuhkan personel yang berkualifikasi tinggi, dan ini merupakan sebuah masalah. Gaji yang rendah telah menghilangkan spesialis dari semua bidang ilmu pengetahuan tanpa kecuali selama beberapa dekade. Sekretaris Dewan Keamanan Nikolai Patrushev baru-baru ini mengingatkan semua orang bahwa selama dua puluh tahun terakhir jumlah ilmuwan telah berkurang seperempatnya! Menurut dia,
dilatarbelakangi peningkatan jumlah mahasiswa yang belajar pada spesialisasi prioritas dan bidang pelatihan, terjadi penurunan tingkat penyerapan tenaga kerja lulusan pada spesialisasi tersebut.
Ada bom waktu yang terkubur di sini - dalam waktu dekat mungkin tidak ada cukup otak untuk menyerbu puncak litograf. Sekalipun sekarang memungkinkan untuk menciptakan sistem pelatihan personel yang memadai, spesialis pertama akan muncul paling cepat dalam sepuluh hingga lima belas tahun. Pada saat itu, fotolitograf mungkin tidak diperlukan lagi.
Mari kita tidak membicarakan hal-hal yang menyedihkan.
Dalam empat tahun, mesin beta atau prototipe industri untuk produksi chip 28 nm akan muncul di Institut Fisika Struktur Mikro dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia. Fotolitograf serial pertama dijanjikan pada tahun 2030.
Semua hal di atas mengacu pada unit paling berteknologi tinggi untuk Rusia. Mereka juga berencana membuat peralatan yang lebih sederhana untuk diterapkan. Apalagi chip 65–350 nm akan jauh lebih diminati di industri dalam negeri. Terutama untuk kompleks pertahanan.
Menurut Wakil Kepala Kementerian Perindustrian dan Perdagangan Vasily Shpak, pada tahun 2026 Rusia akan memproduksi chip 130nm pertama dengan menggunakan peralatannya sendiri. Dan tahun depan, 2024, semikonduktor 350 nm. Pejabat itu penuh optimisme, tapi kami sepakat untuk melakukannya tanpa kesedihan untuk saat ini. Mari kita simpan kritik untuk pengumuman pertama tentang pergeseran tenggat waktu ke kanan, yang sering terlihat di Rusia.
Hanya bisa disebut keajaiban berita dari Universitas Politeknik St. Petersburg.
Insinyur lokal telah menemukan semacam mode tanpa topeng untuk mengetsa sirkuit mikro, yang kualitasnya tidak kalah dengan model asing terbaik. Dari segi harga, umumnya lebih murah dalam beberapa dekade - unit Rusia seharusnya menelan biaya hingga 5 juta rubel, dan unit asing berharga 10–15 miliar. Meskipun hal ini mendekati kenyataan, ada cukup banyak perbedaan.
Terobosan teknologi ini ada di tingkat laboratorium dan akan memerlukan rekayasa rumit selama beberapa tahun sebelum dapat diubah menjadi prototipe yang berfungsi. Atau tidak akan menghasilkan apa-apa - ini pernah terjadi sebelumnya, dan tidak hanya di Rusia.
Kebangkitan yang terkait dengan pengembangan 100 miliar rubel yang disediakan oleh program mikroelektronika negara sudah jelas. Jika sejumlah syarat terpenuhi dan tenggat waktu yang realistis ditetapkan, sejarah fotolitograf dalam negeri mungkin menjadi kenyataan.
Anda hanya perlu menemukan manajer yang tepat yang dapat mengambil tanggung jawab tersebut. Sayangnya, sejauh ini belum ada Kurchatov, Morozov, dan Korolev baru yang akan muncul.
informasi