Filadelfia19 все записи автора
Электромозг

В нашем обществе сформировалось довольно большое сообщество профессиональных скептиков, и это неудивительно, учитывая те процессы, свидетелями которых мы с вами являемся на протяжении последних 40 лет. Любую положительную информацию они изначально рассматривают, как ложную. Ну а как же – в современной России никогда ничего хорошего быть не может.

Тенденция последнего времени – резкое уменьшение количества членов секты «в рaшке всeгда вcё плoхо и ничегo не бyдет». Видимо, свалили. Основной скепсис сегодня исходит от людей, считающих, что развитие науки и промышленности может быть только при социализме. То есть, это многие из тех, кто голосует за коммунистов.

Несмотря на то, что я застал социализм и даже служил в то время срочную службу, причём, застал этот социальный строй не в самой лучшей его форме и видел все отрицательные черты его реализации у нас в стране, я всё же не могу не согласиться, что науку и промышленность в СССР развивали целенаправленно. Да, со всеми косяками и перегибами, но СССР и соцлагерь почти всё производили сами, были почти самодостаточны.

Да, отдельные позиции закупались у капстран, но в 70-х годах прошлого века это было скорее исключением, нежели правилом. После индустриализации, в ходе которой, в частности, в США действительно закупалось огромное количество различного оборудования и техники, СССР смог обеспечивать себя всем самым необходимым самостоятельно, в том числе, станками и машинами, которое вначале были иностранными.

Поэтому мне неприятно видеть злой или саркастический скепсис от «коммунистов», к идеям которых я отношусь с уважением, который они проявляют в адрес сегодняшней России и её попыток поднять собственную науку и производство. Ну вы же сами (коммунисты) были в подобном положении на заре индустриализации и сталкивались с противодействием «несознательных элементов».

Сейчас та же самая ситуация. Власть не однородна, особенно средний уровень. Там ещё полно этих самых «несознательных элементов», зачастую просто саботирующих процесс. Только время сейчас такое, что после перегибов сталинского времени повторять чистки элит теми же методами, наверное, не очень правильно. Поэтому и очистка проходит дольше. Но она проходит, Чyбайсятину выдавливают, другие (приспособленцы) соглашаются работать по новым правилам.

И ещё я бы попросил различать сам социальный строй и конкретные реализации социального строя. Социалистический строй сферической формы в вакууме, безусловно, справедливее такого же капиталистического строя. Но проблема в реализациях. В СССР реализация была, мягко скажем, не самая лучшая. Между тем, реализация капитализма в некоторых странах стала чем-то напоминать социализм. Китай вообще реализовал прекрасный гибрид и умело этим пользуется.

Поэтому я призываю своих читателей забыть политические раздоры между собой, и раз уж невозможно на данном этапе резко взять и поменять социальный строй на тот, который хочется, то хотя бы порадоваться тому, что удалось добиться стране и при этом строе, а успехи есть. И основным их драйвером, несомненно, является геополитическая обстановка. Впрочем, как и в случае с СССР. Не уверен, что СССР развивал бы свою науку и промышленность теми же темпами, если бы весь мир целовал его взасос и продавал ему всё, что он хочет, а цена на нефть и газ была бы сегодняшней.

Это, кстати, в копилку того, что не социальный строй определяет технический прогресс отдельно взятой страны (как мы помним, капиталистические США всё же обгоняли СССР технологически по многим важным направлениям), а геополитическая обстановка вокруг неё, в которой страна вынуждена находиться.

Социальный строй определяет лишь степень справедливости распределения материальных ресурсов, а это дело такое... люди в основной своей массе при справедливом социализме в СССР жили бедно, а при несправедливом капитализме в США или Европе – на довольно высоком уровне.

Не будем вдаваться в подробности, почему так (за счёт ограбления колоний, не за счёт ограбления, не важно), но это факт. Думаю, что без ограбления колоний они бы жили, скажем, на том же уровне, что и люди в СССР. То есть, справедливость распределения благ влияет разве что только на величину чувства зависти к ближнему, и не более того. Ну, плюс-минус.

Это я опять же к тому, что в социальный строй упираться не надо, надо упираться в его реализацию, в грамотную реализацию того, что уже есть. И в работу в тех условиях, которые есть. Если бы учёные, чтобы начать работать, каждый раз ждали бы смены строя, мы бы очередной раз уронили бы страну. Так что давайте поспокойнее, сограждане :-)

Собственно, к теме литографа

После такого длинного вступления (ну прорвало меня, извиняйте) и на её основе, хочу всё же вернуться к теме создания у нас в России рентгеновского литографа – ключевой и самой сложной и дорогостоящей установки в линии производства микропроцессоров.

Многие читатели высказывают скепсис возможности и самого смысла построения рентгеновского литографа в России на том основании, что технология рентгеновской литографии разрабатывалась всем миром с начала 1990-х, а смогла воплотиться в коммерческих машинах для серийного производства СБИС лишь в самом конце 2010-х. То есть, прошло около 30 лет. Значит, и Россия если и сможет построить такую машину в одиночку, то не ранее, чем через 30 лет.

Вторым аргументом скептиков является ошеломляющая стоимость рентгеновского литографа — более 300 000 000 евро, а новая их модель будет стоить уже около миллиарда евро! И это при том, что компании, покупающие это оборудование, до этого на протяжении 30 лет финансировали этот проект! Так сколько же они затратили на него всего?

Ситуация с этим скептицизмом напоминает ситуацию с тем же скептицизмом по поводу разработки отечественной операционной системы. Те же аргументы и те же ошибки в логике. Про операционную систему даже говорить уже не хочу. Сколько не объясняешь, что там всё уже по другому и прямой перенос затрат сильно некорректен, как и лобовое перемножение количества строк исходника ядра Линукс или кода Windows по специальной формуле на зарплату программистов и т.п. – ну какой смысл считать строки кода реальных ОС чёрт-те каких уже версий... да и сумма там даже в этом случае не баснословная... ладно, вернёмся к литографу.

Почему аргументы скептиков о времени и стоимости разработки рентгеновского литографа некорректны? Давайте разбираться по пунктам.

Во-первых, когда в 90-х разработки только начинались, всё, как говорится, было впервые и вновь. Учёные тратили кучу времени и средств на неизведанные ранее вещи. Пробовали то, это, пятое, десятое. Тыкались почти вслепую, как котята, и нарабатывали ворох сопутствующих технологий, которых раньше ни у кого не было, часть из которых оказывались не нужными.

Сегодня даже в России уже имеется большинство нужных для построения рентгеновского литографа технологий, некоторые из которых появились благодаря участию ИФМ РАН в работе с ASML на этапе зарождения технологии, а оставшиеся достаточно просто повторить.

Для этого можно использовать имеющиеся в открытом доступе научные труды, попробовать заинтересовать учёных, которые это уже делали в других странах, в конце концов, можно получить нужные технологии, используя промышленный шпионаж, которым занимаются все и всегда во всём мире. В общем, повторить то, что уже сделано, в современном мире намного легче.

Во-вторых, когда какая-то технология вдруг давала нужный результат, её начинали дорабатывать — всё равно альтернатив не было. Так что дорабатывали вне зависимости от того, насколько она оказывалась удачной (с современной точки зрения). Главное – чтобы давала результат.

Например, это касается установки рентгеновского излучения на основе олова с длиной волны 13,5 нм. Не очень удачный выбор, как выяснилось впоследствии, но на нём в дальнейшем строилось всё остальное. Когда вложились во что-то одно, менять это на что-то другое уже не так просто.

Но такой излучатель имеет массу проблем:

– Процесс очень «грязный», нужны сложные системы защиты оптики от загрязнений.

– Низкий ресурс работы коллектора и генератора капель.

– Большие потери излучения в системах защиты.

– Использование крупногабаритной системы на базе CO₂-лазера мощностью свыше 20 кВт. Лазер с двумя «сеятелями» и четырьмя ступенями усиления настолько велик, что его приходится размещать на отдельном этаже под рентгеновским литографом:

Питер Лейбингер, технический директор TRUMPF, показывает CO₂-лазер мощностью 40 кВт с частотой повторения импульсов 50 кГц, который питает генератор рентгеновского излучения

В российском же проекте предполагается использовать другой источник рентгеновского излучения — на основе ксенона, первые публикации по которому появились в научной литературе только в 2018 году.

Он в разы компактнее и намного «чище» оловянного, что сильно продлевает жизнь оптике, пелликлам (защитным и фильтрующим ультратонким плёнкам) и т.п., позволяет сделать их более прозрачными и даёт излучение более короткой длины волны — 11,2 нм вместо 13,5, что увеличивает оптическое разрешение на 20%.

При сохранении же оптического разрешения, уменьшение длины волны позволяет кратно упростить и удешевить объектив, не добиваясь у него большой числовой апертуры.

Кроме всего вышеперечисленного, лазер, использующийся для работы рентгеновского излучателя, требуется на порядок меньшей мощности.

Многослойные зеркала Ru/Be на отражение длины волны 11,2 нм тоже были разработаны в ИФМ РАН относительно недавно, и имеют коэффициент отражения 72,2%, что выше, чем у Mo/Si с коэффициентом 70,2%, разработанные ранее для длины волны 13,5 нм. Это повышает эффективность всей оптической системы в 1,4 раза.

Кстати, ИФМ РАН принадлежат рекордные коэффициенты отражения любых зеркал в диапазоне 9-30 нм, что выводит его по этому параметру в мировые лидеры. Ну это так. Звучит для многих неожиданно и непривычно, но наш институт — мировой лидер.

Так что всего лишь переход на ксеноновый источник рентгеновского излучения уже позволяет сильно упростить и удешевить конструкцию.

В-третьих, рентгеновские литографы ASML разрабатывались с расчётом на ту же производительность, на которую ранее разрабатывались DUV-литографы (с источником излучения глубокого ультрафиолета). Это было жёсткое условие, поскольку фабрики должны были обеспечить потребности всего мира. Но это же загнало ASML в очень тяжёлое положение.

Внутри NXE:3400 – полный оптический световой путь с источником рентгеновского излучения внизу справа и маской вверху

Оказалось, что производительность можно было сохранить только сильным удорожанием важнейших компонентов литографа и повышенной стоимостью его дальнейшего обслуживания из-за частых замен износившихся или загрязнённых очень дорогостоящих расходников. Что и было сделано.

Ну вот, собственно, и получается, что спустя 30 лет на этапе сегодняшнего технологического развития, можно построить тот же самый рентгеновский литограф, пусть и меньшей производительности (до 100 пластин в час), силами одной только России, и не за 30, а всего за 7 лет.

Да, это тоже много, но по оценкам учёных, рабочий прототип под техпроцесс 90 нм (ограничение системы позиционирования) можно будет собрать уже за 3 года, а затем совершенствовать его вплоть до 12 нм в течение последующих четырёх лет.

Про ограничения системы позиционирования я упомянул неспроста. Дело в том, что на сегодня у нас нет вообще никаких наработок по системам совмещения, сканирования и автофокуса, и их придётся делать с нуля. Определённая научная база у нас по этой теме имеется, но разработок необходимого уровня точности нет.

Напомню, что внутри литографа ASML кремниевые пластины удерживаются на специальных стеклянных держателях. Держатели перемещаются с ускорением до 3g, позиционируя пластину с точностью до одного нанометра. В то же время пластина освещается рентгеновским излучением при тепловой нагрузке 30 кВт/м², не теряя своего точного местоположения. В случае российского литографа фактор тепловой нагрузки, скорее всего, будет менее заметен, тем не менее, задача перед нашими учёными стоит довольно сложная.

Заключение

Я не испытываю иллюзий относительно простоты создания отечественного литографа. Несомненно, это задача очень сложная, но посильная. О том, что обо всём этом думает один из ведущих разработчиков рентгеновской оптической системы, Николай Иванович Чхало, можно почитать в моей предыдущей статье «Российский литограф на 28 нм, когда он будет создан? Актуальная информация с симпозиума 15 марта 2024 года!».

Напомню, что по его оценке, если к непосредственным работам приступить уже сейчас, то создание Альфа-машины можно ожидать через 3 года, машины второго этапа ещё через два, и третьего — ещё через два. То есть, «альфа» по оценке Чхало должна появиться в 2026-2027 годах, машина второго этапа в 2028-2029 и машина третьего этапа в районе 2030-2032 годов.

Напомню свой прогноз полугодичной давности, когда задачу проработки предложений по литографу только-только поставили перед «Росатомом»:



То есть, всё примерно то же самое. Это я напомнил для тех, кто говорит, что в своих прогнозах я со временем постоянно сдвигаю сроки вправо.

Сроки вправо на моей памяти серьёзно поползли только один раз, в 2022 году, и по вполне очевидным причинам ))) Форс-мажор. Если раньше мы строили планы, рассчитывая закупать компоненты для строительства литографов за рубежом, то после 2022 года стало понятно, что ипортозамещаться придётся более глубоко. Ну, может быть, оно и к лучшему. Иначе могли бы на модульном принципе сборки и остановиться, и реальное, глубинное развитие промышленности никто бы не субсидировал так, как это делается сейчас, особенно в оборонном секторе, но и в гражданском тоже.

В общем, я смотрю, что наша страна, как правило, развивает свою науку и промышленность не столько по идеологическим или экономическим соображениям для игры вдолгую, только тогда, когда просто вынуждена это делать, чтобы выжить. Что при СССР из-за опущенного западом железного занавеса, что сейчас, из-за такого же железного занавеса, опущенного опять же ими. Или я не прав?

Ну что же, прогресс особенно интенсивно ускоряется в периоды глобальных геополитических соревнований. Прошлое соревнование дало миру атомную энергию, космос и даже, не побоюсь этого слова, Интернет, а нынешнее, думаю, даст миру искусственный интеллект (не буду сейчас распространяться, почему, но битва за него между ведущими странами уже идёт не на жизнь, а насмерть, если вы не заметили...).

Электромозг, dzen.ru