В колонках играет - Vangelis - Ask The Mountains
Настроение сейчас - Changeable

Ликбез

 

Нано - это одна миллиардная доля метра, иными словами - это размер атома. Нанореволюционный подход - попытка ученых перейти к созданию технологий, которые в результате манипуляции атомами и молекулами позволят создавать принципиально новые материалы, структуры и системы. И в этой связи нанотехнология - новая научно-техническа я революция XXI века. Если в XX веке ведущими научными проектами были атомный и космический, то сегодня это нанореволюция, которая превосходит их по силе воздействия на общество, поскольку, манипулируя атомами, человечество будет иметь возможность перестраивать окружающий мир. Это позволит решить множество проблем, начиная с разгадки генетического устройства до создания принципиально новых устройств в машиностроении. Собеседники ведущего: академик РАН, директор Центра фотохимии РАН М.В. Алфимов и доктор технических наук, зам. директора РНЦ Курчатовск ий институт О.С. Нарайкин.

 

Силикон и Селигер, или Государство как главный заказчик гравицап

Здесь у нас надо бежать как можно быстрее,
чтобы только остаться на месте. А если
ты хочешь куда-нибудь попасть, ты
должен бежать вдвое быстрее.

Льюис Кэрролл.
«Алиса в Силиконовой долине»

В России собираются построить Силиконовую долину. Как известно, в США Силиконовой долиной не заведует никто. В России ею будет заведовать миллиардер Виктор Вексельберг.

В США Силиконовая долина появилась там, где земля была дешева. В России она появится в дорогущем Сколкове, что делает любой start-up заведомо неконкурентоспособным.

Власти планируют построить Силиконовую долину не первый раз. Читаем, например, в Web Planet от 13 марта 2007 года: «Проект начнется в этом году. Технопарк займет 2 150 000 кв. м возле деревни Глазгово и предоставит работу 10 тыс профессионалов». А в 2006-м правительство обещало создать к 2010 году технопарки возле Москвы, Санкт-Петербурга, Тюмени, Нижнего, Калуги, Новосибирска и Казани.

Но самое удивительное — это результаты этих высокотехнологических проектов. Возьмем, например, зеленоградский завод «Ангстрем», который в 2008 году получил от ВЭБа кредитную линию на 815 млн евро для закупки у AMD оборудования для производства микросхем с топологией 130 нм. В то время завод, как считается, принадлежал банкиру Веремеенко, но сейчас реальным владельцем «Ангстрема» является высокопоставленный в прошлом министр. Разумный человек предположил бы, что «Ангстрем» установил оборудование, а чиновник обеспечил «Ангстрем» бюджетными заказами с последующим откатом и распилом.

Ничуть не бывало: «Ангстрем» выбрал половину кредита и перестал платить по процентам; ящики с оборудованием стоят то ли в Голландии, то ли под дождем. Для сравнения: годом раньше, в 2007-м, американская Maxim покупала у Amtel fab на 180 нм и заплатила… 38 млн долларов.

У нас, как ни строй Силиконовую долину, все равно получится озеро Селигер. Впрочем, не мы первые. Как заметил в книге «Гибель России» покойный Егор Гайдар, больше всего государственных денег в модернизацию вкладывали Нигерия и Венесуэла.

Быстрые или мертвые

Микроэлектроника считается в современном мире движителем высоких технологий: лучшим способом создать вокруг себя высокоэффективную технологическую среду.

Поэтому первый громкий проект, который подписала «Роснано», был 500-миллионодолларовый совместный проект с заводом «Микрон». Его подписали 17 октября 2009 года в присутствии Владимира Путина, и он предусматривал производство на «Микроне» микросхем с топологией 90 нм.

— Фабрика 90 нм на «Микроне» — это самый масштабный и передовой проект «Роснано» в микро- и наноэлектронике, — отметил управляющий директор «Роснано» Дионис Гордин.

Тут надо заметить, что шаг микросхемы уменьшается вдвое каждые полтора года, а за пару недель до «масштабного и передового проекта» Intel объявила о запуске в рабочее производство чипа с шагом 32 нм.

Так получилось, что 22-нанометровую топологию я видела собственными глазами в начале марта, в технопарке университета Олбани, в «чистой комнате» компании Applied Materials. AMAT — один из крупнейших производителей даже не чипов, а оборудования для их производства (то есть она делает то, на чем завтра будут делать послезавтра), и 22 нм она делает в сотрудничестве с IBM.

 И нижеследующие, собственно, скромные заметки филолога, с трудом отличающего чип от чипса, — о создании той самой «высокотехнологической среды», где, как заметил глава Intel Энди Гроув, есть только два вида компаний — «быстрые и мертвые».

 Требования к стерильности на российском «Микроне» были

много выше, чем в опытном Олбани. Фотографировать в

«чистой комнате»  можно было  что угодно, опять же в

отличие от Олбани, где снимки строжайше запрещены

 

Американский Прокопьевск

 Tech Valley, в которой власти штата Нью-Йорк создают новую Силиконовую долину, как ни удивительно, напоминает разоренную промышленную Россию. Вообще все, что тянется вверх по Гудзону выше Нью-Йорка, смахивает на Прокопьевск. Это старые промышленные районы, сердце северных штатов, из которых полностью ушла жизнь: когда-то здесь работали лесопилки, фабрики, по загаженному Гудзону сплавляли все, что можно, вдоль Гудзона шли поезда. Теперь производство уехало в Китай.

Жизнь кончилась, и власти штата изо всех сил пытаются ее возродить, затащив в штат Нью-Йорк высокие технологии. Как ни странно, получается: оригинальная Силиконовая долина непомерно разжирела, налоги там высоки, недвижимость заоблачна, и чувствительные к расходам технологические компании перевозят, что попроще — в Китай, что посложнее — в тот же Олбани, где университет отдает под технопарк деньги и здания. Олбани — это высочайшее качество инженерного обучения. На технических отделениях сейчас, впрочем, учатся китайцы, а на медицинских — индусы.

И это, кстати, первое фундаментальное отличие Albany Nanotech от российского «биоагроэкополиса», на который прочат то блоггера Калашникова, то Вексельберга, — полная интернациональность.

Среди компаний, обосновавшихся в Albany Nanotech, — американские AMD, ASML, Freescale, японские Toshiba, Sony и Tokyo Electron, сингапурский Chartered, корейский Samsung. IBM разместила тут новый fab за 2,5 млрд долларов, Sematech (консорциум производителей микроэлектроники) — 405-миллионную лабораторию, Global Foundries инвестирует 4,2 млрд долларов. Это решение стоило властям штата 1,4 млрд долларов кэшем и льготами. Европейских компаний в Tech Valley нет, потому что европейской микроэлектроники уже не существует. Французская STM, впарившая нам свои 90 нм, пользуется господдержкой.

 

Вопросы секретности

 На станции в Олбани меня встречал Игорь Пейдус, бывший сотрудник «Микрона», а ныне — директор AMAT по стратегическому партнерству.

Во время перестройки Пейдус пытался сначала заниматься любимым делом на «Микроне», но не получилось. Пришли чекисты, затащили его в какую-то дверку («Я всегда думал, что за этой дверкой веники лежат», — иронизирует Пейдус), потребовали рассказать, как он продает Родину.

Пейдус с друзьями не отчаялись, решили еще одну проблемку, которую не мог решить соответствующий НИИ, — научились делать хорошую пластмассу, в которую запаивают микросхемы, и развернули производство уже не на «Микроне», а на заводе в Переславле-Залесском. Но тут уж взбунтовался рабочий коллектив завода: изобретателей выгнал, изобретение отобрал себе, а в консультанты позвал тот самый НИИ, который двадцать лет проедал госденьги, не в силах справиться с задачей.

Последней каплей стала кража машины, причем не сама кража, а то, что менты послали Пейдуса, когда он пришел с заявлением. Пейдус принял предложение сингапурского микроэлектронного гиганта Chartered и уехал в Сингапур. Потом работал на AMD, а теперь вот — в Applied.

По укоренившейся российской привычке я полагала, что доступ в Albany Nanotech требует каких-то предварительных согласований, совещаний с начальством, допусков, и пр.: помню, я как-то через проходную мертвого завода на Автозаводской пробиралась часа эдак полтора.

Но никаких согласований не было, и, что еще диковинней, за широкими стеклянными дверями здания не было ни турникетов, ни вахтерш. Правда, в углу стоял автомат вроде тех, которые продают кофе.

Пейдус засунул в него мои российские права и сообщил автомату, что это drivers licence. Автомат немедленно выкатил список drivers licence различных стран, которых он распознавал в автоматическом режиме. Румыния в его списке была, но России не было.

Тогда молодая девочка, скучавшая на входе, забила в автомат мои данные вручную; из автомата выкатился tag с моей фамилией, автомат, вполне отчетливо выговаривая звуки, пожелал Ms Latynina приятного визита и затих. После этого Пейдус расписался в отдельном журнале за то, что он поведет посетителя в «чистую комнату», и мы пошли.

За стеклянной стеной коридора стояла установка EUV за 500 млн долларов, а в коридоре на раздвижной доске было вывешено объявление о семинаре.

— Простите, Игорь, — удивленно сказала я, — а что, тут студенты ходят?

— Здесь не только студенты, но и школьники ходят, — ответил Пейдус.

И это принципиальный момент, такой же, как интернациональность. Студенты не просто учатся рядом с установками послезавтрашнего дня. Они учатся на них. (Даром что 90% китайцы, и многие отвалят в Китай.) Intel еще двадцать лет назад поставил в University of Auburn свою серийную линию, и студент работал на всей линии, делая свою схему, а зачет ставился так: работает схема или нет.

Но самый большой культурный шок ожидал меня в «чистой комнате». Оказалось, что «чистая комната» Applied, то есть святая святых, где делается послезавтра нашего мира, находится через прозрачную стену рядом с «чистой комнатой» TEL — Tokyo Electron, главного конкурента Applied. И их сотрудники вместе переодеваются в одной раздевалке.

Это не беспечность — меры безопасности здесь драконовские, снимать, например, запрещено напрочь. Это другой подход к безопасности. Сотрудники компании так высоко мотивированы, что глупо им не доверять. Вопрос, кого можно провести в лабораторию, а кого нельзя, решается не начальством и не вохровцем, а самим сотрудником. В Intel инженеры имеют право самостоятельной закупки оборудования на сумму до 100 тыс долларов.

— Игорь, а что было самое неправильное в советской системе? — спрашиваю я.

— Понимаете, — говорит Пейдус, — конкуренция в отрасли так велика, что, чтобы выжить, надо покупать все лучшее. Если, допустим, есть в Японии самый лучший раствор для травления, надо покупать именно его. А чтобы купить раствор, надо знать, что он есть. А для этого надо ездить по конференциям, причем не начальникам, а инженерам, и именно инженер должен иметь право самостоятельно его купить. Выписать purchase order и купить. И вот этого в Союзе начисто не было.

Перед словами «purchase order» Игорь мучительно заминается, пытаясь найти русский эквивалент. У Пейдуса вообще замечательный русский язык, литературный, богатый, без всяких этих брайтонских «вам послайсить или писом возьмете?». Заминки у Пейдуса случаются только тогда, когда он сталкивается с финансовым или техническим термином, не имеющим полных аналогов в русской действительности. Заминки эти, впрочем, во время нашего диалога случаются довольно часто.

 

Как бежать вдвое быстрей

 В предбаннике «чистой комнаты» мы переодеваемся. На ноги натягиваем бахилы, на одежду — «скафандр», на нос цепляем пластиковые очки. «Чистая комната» в Albany Nanotech состоит, как я уже сказала, из трех отделений. В одной за прозрачной перегородкой — опытный fab Applied, в другой — опытный fab ТEL, а установки, которые не являются секретом или принадлежат производителям из других компаний, стоят в общем зале.

Микросхема делается так: вы берете кремниевую пластину (тщательно отполированный круг диаметром 300 мм) и всеми мыслимыми, а иногда и немыслимыми способами послойно наносите на нее нужные вам элементы. В современной микросхеме количество слоев составляет полсотни, а шаг (грубо говоря, расстояние между двумя элементами) уже усох до 32 нм.

— Вот это, — говорит Игорь, — Laser annealing. То есть лазерный отжиг.

Суть дела тут в том, что если бы вы просто нагревали подложку, то атомы, которые вы на нее наносите, разбежались бы слишком далеко. Но если вы нагреваете участок лазером, то атомы смогут разбежаться только на половину длины волны, то есть настолько, насколько свет проникает в непрозрачную для света поверхность.

— Это — Plasma reactive ion etching.

«Плазма» — это потому, что когда вы травите пластину какой-то жидкостью, то травится все — и горизонтальные поверхности, и вертикальные. А вот если на вашу поверхность воздействует плазма (то есть заряженные ионы, движущиеся в направленном перпендикулярно поверхности электрическом поле), то вы травите только горизонтальные поверхности, и для многих процессов это очень важно.

— А это — Atomic layer deposition.

ALD умеет нанести слой толщиной в один атом. Например, закачивая в камеру оксид гафния (оксид гафния при определенной температуре к оксиду гафния не липнет).

— А вот это — Plasma immersion ion implantation (PIII), — говорит Игорь. — Я в прошлом году был у вас в Академии наук, и там мне с гордостью показали группу, которая впервые в мире освоила процесс плазменной имплантации. Я не стал их расстраивать и говорить, что у нас такая установка изготовляется серийно.

Я смотрю на все это и понимаю, что технологии изготовления микросхем сопоставимы по сложности с работой рибосомы, синтезирующей белок.

— Главное отличие в том, что мы пока оперируем в плоскости, — говорит Пейдус, — а природа свои молекулы умеет располагать в трех измерениях.

Это замечательное утешение, особенно если знать, что следующее поколение компьютеров — графеновые, или квантовые, — будет обладать трехмерной топологией.

— Нанотехнология, — говорит Пейдус, — это просто передний край микроэлектроники. Если вы хотите делать топологию 22 нм, вы вынуждены заниматься нанотехнологиями. Нельзя купить передний край, он все время убегает вперед.

Да, есть одна штука, о которой я не могу не написать. Та самая установка EUV (Extreme Ultraviolet) за 500 млн долларов, работающая на длине волны около 13 нм.

Дело в том, что одним из ключевых процессов в производстве современной микросхемы является фотолитография. Это, грубо говоря, печатание светом: вы покрываете пластину слоем фоторезиста, помещаете сверху «маску» с нужным вам рисунком, а потом засвечиваете: и так раз пятьдесят. Проблема заключается в том, что шаг микросхемы уже достиг 32 нм, а длина волны видимого света — от 380 до 780 нм.

То есть я хочу, чтобы читатель осмыслил тот факт, что фотон видимого света для нынешних микросхем — слишком толстый грифель.

 

«Микрон»

Вскоре после поездки в Олбани я приехала на «Микрон».

 «Микрон» в советское время был флагманом советской микроэлектроники, выпускавшей, как известно, самые большие микросхемы в мире. С началом перестройки «Микрон» впал в кому, был куплен близкой к московскому правительству «Системой» и стал производить карточки для московского метро и симки для принадлежащей «Системе» МТС.

Мне не пришлось добираться до «Микрона», как до Олбани, по железной дороге. Меня привезли на машине, и так как по заводу со мной ходило начальство, то пропусков с меня тоже не спрашивали.

Требования к стерильности на серийном «Микроне» были много выше, чем в опытном Олбани. Фотографировать в «чистой комнате» я могла что угодно, опять же в отличие от Олбани, где снимки строжайше запрещены. Установки загружены, по словам сотрудников, на 55%, средний возраст — 25 лет, умные, красивые, с мыслью в глазах.

«Чистая комната» «Микрона» — это пока, конечно, не Олбани.

Plasma etching есть, лазерного отжига нет. Ion implantation есть, Plasma immersion ion implantation нет. Atomic layer deposition нет, есть Physical vapor deposition. Для фотолитографии стоит очень симпатичная установка на 243 нм, и рядом пустой квадрат — под 193 нм.

Вместо пластин диаметром 300 мм fab работает на пластинах диаметром 200 мм, а все современное оборудование ниже 90 нм рассчитано на более экономичные трехсотмиллиметровые пластины.

Главная разница, однако, не в этом. «Микрон» производит не микропроцессоры, а (в основном) RFID tag (Radio-frequency identification). RFID — это чип с информацией, к нему прикреплена антенна, и эта антенна, получив сигнал со сканера, передает в ответ информацию с чипа.

RFID можно использовать для учета и расчета за все что угодно. Исследователь метит им муравья, Wall-mart — товары, при езде по платной дороге ты можешь вместо денег прикрепить RFID к своему лобовому стеклу и не париться, но у RFID есть одна потрясающая особенность: крупнейшим на сегодня заказчиком активных RFID является Минобороны США. А любой, кто зайдет на сайт одного из главных производителей RFID, американской компании ODIN, увидит, что из 300 проектов ODIN подавляющее большинство — это aerospace, healthcare и government.

Это и есть гениальное открытие корпорации «Система». Главным потребителем RFID являются различные виды бюджета. «Микрон» выпускает карточки для московского метро (заказчик — Московский метрополитен), карточки пенсионера (заказчик — Москва); в его планах — производство единой социальной карты (заказчик — бюджет), чипа для биопаспортов (заказчик — бюджет), приставок для цифрового телевидения (заказчик — бюджет в рамках программы «Электронная Россия»), приборов для ГЛОНАСС (заказчик — бюджет) и т.д.

Тут я позволю сделать себе философское отступление и напомнить, что бумажные деньги (в XI веке в Китае, а в XVII — в Европе) зародились как частные деньги, и только потом государство монополизировало этот вид учета и платежа.

 RFID — это, по сути, новые частные деньги, это ситуация, когда ты можешь платить через телефон, удостоверение, зашитый в тело чип, и я думаю, что рано или поздно эта система учета и контроля соединится в одну и будет национализирована государством. Любым государством.

Я меньше всего хочу кинуть камень в «Систему». Это очень хорошо, что молодые парни с мыслью в глазах работают на «Микроне», а не уехали за рубеж. Но вот о чем не идет речи — это о технологических прорывах. Нельзя создать конкурентное производство, не имея конкуренции. Нельзя долететь до Луны, если летишь на воздушном шаре. Нет смысла бежать изо всех сил, если у конкурентов нет ног. Это не вопрос того, что бизнесмены в России не хотят жить честно. Это вопрос того, что самой высокодоходной в России является работа с бюджетом.

— Мы финансовая корпорация, — говорит глава «Системы» Леонид Меламед, — и наша задача — получать прибыль. In the given environment.

Леонид Меламед — один из лучших российских менеджеров. И он не хуже американца Пейдуса говорит по-английски.

 

Заключение

Российский бюджет потратил в 2009 году на инновации вдвое больше, чем американские венчурные фонды, — 38 млрд долларов против 17 млрд долларов. На эти деньги в США запустили 2795 проектов, а в России — 50, и мне сдается, что отбор этих проектов происходил по диаметрально противоположным принципам. Это у них, в США, компания бывает либо мертвой, либо быстрой. А у нас компания либо мертвая, либо близкая власти.

В открытом обществе решение о покупке раствора принимает инженер, а из тысячи проектов выживает один. Кто будет принимать решения и нести ответственность в России?

Грызлов, который лоббирует проект «Чистая вода»? Путин, который вбухивает миллиарды в бездонный, как бочка Данаид, ГЛОНАСС? НИИ космических систем, который у нас недавно запустил в космос двигатель, который работает «без потери массы», то есть нарушая закон сохранения импульса. Сами разработчики двигателя ласково назвали его «гравицапой»; 15 лет он будет летать, и 15 лет разработчики будут выяснять — нарушается закон сохранения импульса или нет?

Я не случайно сказала об установке EUV за 500 млн долларов, которая стоит в университете в Олбани. Там стоят еще три другие установки, пытающиеся с помощью фантастических квантовых технологий преодолеть проблему длины волны, причем финансирует их не Applied, а целые консорциумы, иначе невыносимо дорого.

Одна из таких технологий — это голографическая литография, то есть ситуация, когда вы вместо материальной «маски» используете голограмму. Тогда, получается, вы не боретесь с квантовыми эффектами, а используете их. А одна из групп, которая в мире работает над голографической литографией и продвинулась достаточно далеко, — это группа российского ученого Вадима Раховского.

И на Раховского в России спроса нет: и это нормально, потому что идеи этой группы находятся на таком переднем крае, что на них вообще не может быть спроса ни в одной стране мира; передний край интернационален. На нем нет государств — на нем есть только компании и консорциумы.

Но Кремль хочет, чтобы спрос был у государства. И спрос получается на гравицапу (http://novayagazeta.ru/data/2010/037/07.html).

Продукция российских нанотехнологий

p.s. Сравнение технологий и подходов улыбнуло, конечно... Но вот о чем хочу напомнить: посетившему недавно Калужский радиоламповый завод Чубайсу, верочтно не стали показывать оборудование 1962 года выпуска, которое еще и работает! Равно как не показали, наверное, Чубайсу такое чудо советской инжинерной мысли как измерительный комплекс "Измир".

Я уж не знаю, чем кичился перед Чубайсом нынешний директор забода Квасов (в прошлом, кстати, строитель), но вряд ли Чубайсу рассказали о том, как через цех с классом чистоты 0,0000001 строители (узбеки, таджики, туркмены) таскали мешки с цементом.

Ну а уж если говорить о "выходе" КРЛЗ, то его продукцией (при должном ее разгоне) можно если не убить, то сразить наповал. Уж о применяемых технологиях я говорить тут не буду. Достаточно сказать, что зарплата специалистов на заводе колеблется в пределах 10000 рублей. Одно утешение - хоть спирт еще не отняли.(c)

 

Сурков в Силиконе

(размышления )

И.О.: Многие пишут абсолютно правильно. Когда все анализируешь и складываешь факты, приходишь в состояние полной прострации и безысходности. Думаешь, на хрена я этот блог завел? Никому ничего не нужно. Путина защищаешь? Глупость! Он в защитниках не нуждается!  Очень мало людей, которые хотят вникнуть в мои рассуждения. Приходишь к выводу, что надо эту свою бредовую писанину прекращать. Нельзя заниматься делом, который не приносит результат.