«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России»



страница1/5
Дата15.05.2013
Размер0.72 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3   4   5


С Т Е Н О Г Р А М М А

Совещания

Межфракционного депутатского объединения

"Наука и высокие технологии" совместно

с Комитетом по образованию и науке

и Комитетом по промышленности, строительству и

наукоемким технологиям на тему: «Состояние и перспективы

развития полупроводниковой электроники в России»

Здание Государственной Думы. Малый зал.

20 мая 2004 г. 10.00.

Председательствующий - лауреат Нобелевской премии

Ж.И. Алферов
Содержание:
Алферов Ж.И., депутат …………………………………………….. 2

Борисов Ю.И. - начальник Управления радиоэлектронной

промышленности и систем управления …………………………… 12

Синельников Б.М. - ректор Северо-Кавказского технического

университета ………………………………………………………… 14

Козлов Ю.Ф. - генеральный директор ЗАО НИИ

материаловедения ………………………………………………….. 16

Лукьященко В.И., зам. генеральный директор ЦНИИмаш ………. 18

Асеев А.Л.- директор Института физики полупроводников

Сибирского отделения РАН ………………………………………. 21

Андреев А.Ф. - Вице-президент РАН ……………………………… 23

Гапонов С.В. - директор Института физики и микроструктур

в Нижнем Новгороде, член-корр. РАН ……………………………. 25

Емельянов В.А. - Генеральный директор НПО "Интеграл",

чл.-корр. НАН Беларуси …………………………………………….. 27

Сухопаров А.И., председатель Федерального фонда развития

электронной техники …………………………………………………. 29

Осипов Л.В., - вице-президент Ассоциации производителей

медицинской техники ………………………………………………… 32

Бабкин В.И., эксперт …………………………………………………. 33

Гельман М.М. - главный редактор газеты "Промышленные

ведомости" ……………………………………………………………. 36

Данилин Н.С. - Российский научно-исследовательский институт

космического приборостроения …………………………………….. 37

Решение совещания…………………………………………………….

Приложение:

Справка о МДО "Наука и высокие технологии"

Доклад Козлова Ю.Ф.

Доклад Данилина Н.С.

Решение № 2 Общего собрания Отделения физических наук РАН
Алферов Ж.И. У нас сегодня проводится совещание, которое проводится по инициативе недавно созданного Межфракционного депутатского объединения - "Наука и высокие технологии" совместно с Комитетом по образованию и науке и Комитетом по промышленности, строительству и наукоемким технологиям. МДО объединяет депутатов озабоченных состоянием научно-технического комплекса страны. Задача депутатов, входящих в МДО, в своих Комитетах и фракциях убеждать в важности законодательной поддержки науки и высоких технологий.
На первом нашем совещании мы решили обсудить проблему "Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России", как важнейшему фактору развития экономики и безопасности Российского государства.

Можно очень коротко суммировать, что во вторую половину ХХ столетия развитие электроники и, прежде всего, полупроводниковой электроники, и, прежде всего, микроэлектроники, привело к качественному изменению практически всей экономики мировой, практически, на основе новых информационных технологий. Она стала локомотивом экономики и социального развития очень многих стран. Изменилась социальная структура общества во многих передовых странах, прежде всего, благодаря развитию электроники. И если посмотреть сегодня на страны так называемого "золотого миллиарда", то их экономическое благосостояние базируется прежде всего на наукоемких технологиях, на экономике построенной на высоких технологиях. И первое место среди них занимает информационные технологии и полупроводниковая электроника. Именно поэтому избрана такая тема нашего первого заседания и разработаны рекомендации, которые мы обсудим.

В 1959 году произошли значимые события. Прежде всего, наверное, нужно назвать открытие Дж. Бардина, У. Шокли и У. Браттейна, удостоенное Нобелевской премии в 1956 году - открытие транзистора. Но по-настоящему драматические изменения произошли в 1959 году, когда два американских инженера, Нойс и Килби, одновременно и независимо друг от друга запатентовали, и Килби построил первую интегральную схему на кремнии. В первой кремниевой интегральной схеме площадью примерно такой же, как и нынешние интегральные схемы, было два транзистора, RC-цепочка и это был усилитель. Тем не менее, это было революционное изменение в полупроводниковой технологии, поскольку именно этим шагом мы перешли от схемных решений, в том числе и от микросхем, когда отдельные элементы были дискретными и соединялись друг с другом, мы стали использовать полупроводниковый кристалл, и как элемент активный, транзисторы, и как все пассивные элементы схем. Именно на этих интегральных схемах, первых интегральных схемах, в сущности, построена вся микроэлектроника, которая развивалась после этого более полувека, и произошли, как говорится, очень драматические изменения в этом отношении.

Если посмотреть ретроспективно на развитие полупроводниковой электроники за вторую половину ХХ века, то, в общем, она развивалась, грубо говоря, на двух китах. Это на кремневых интегральных схемах, составивших основу развития кремниевой микроэлектроники и на полупроводниковых гетроструктурах, ставших основой сверхбыстрой электроники и оптической электроники. В этом отношении последний год ХХ столетия и присуждение Нобелевской премии именно за эти работы, на самом деле, не случайно. Таким образом, Шведская академия наук отмечала как раз те изменения, которые произошли в технологии и хотя, может быть, это в информационных технологиях прежде всего, и хотя может быть это несколько нескромно, но в первом же объявлении Шведской академии наук все новые лауреаты были названы отцами современной информационной техники и развития новых технологий.

Эксперименты и предложения, которые развивались нами и многими нашими учеными, в том числе, я бы отметил здесь работу Келдыша, который почти на 10 лет опередил японские работы по предсказанию сверхрешеток, которые сегодня играют очень важную роль.

Следующее, что я хочу сказать - «Электроника – самая динамичная отрасль экономики в мире и для большинства стран является стратегической отраслью». Среднегодовые темпы роста составляют более 7 процентов в год. Отрасли промышленности, связанные с электроникой, отрасли промышленности, которые используют электронные изделия, производят продукции на 15 триллионов долларов.

Что дают вложения в электронику? 1 доллар дает 100 долларов в конечном продукте. Уровень рентабельности электронной промышленности – 40 процентов. Среднемировой срок окупаемости вложений в электронику – 2-3 года. Темпы роста в три раза выше темпов ростов ВВП. Одно рабочее место в электронике дает четыре в других отраслях. Один килограмм изделий микроэлектроники по стоимости эквивалентен стоимости 110 тонн нефти. Это килограмм изделий, имеющих электронные компоненты, а если вы возьмете электронные компоненты, такие, например, как лазерную гетероструктуру, то там один грамм эквивалентен по стоимости 10 тонн нефти.

Технология бурно развивается сегодня. Я говорил о том, что первая интегральная схема - два транзистора RC- цепочка. 2000 год - это 43 миллиона транзисторов, и в 2014 году это будет 4,3 миллиарда транзисторов на одной интегральной схеме. Скорость канала – 10 гигабит в секунду 2000 год и нужно умножить на 1000 - 10 000 - 2014 год.

Вот это крайне интересно, вообще говоря, демонстрация того бурного развития микроэлектроники, которое произошло за эти годы. В микропроцессах стоимость одного мегагерца в 1970 году – 7 тысяч 600 долларов и 16 центов в 2000. Скорость передачи, стоимость посылки в гигабитах в секунду это 150 тысяч долларов в 1970 году и 12 центов нынче.

Мировой рынок электронной промышленности. Материалы для производства полупроводников - 20 миллиардов долларов, полупроводниковое производственное оборудование – 30 миллиардов, полупроводниковые компоненты – 205 миллиардов долларов. Электронное оборудование – более триллиона и отрасли промышленности, связанные с электроникой, - 15 триллионов. Я хотел бы здесь отметить, что 65 процентов валового национального продукта Соединенных Штатов Америки определяется промышленностью, связанной с электроникой, основанной на использовании электронных компонентов.

Теперь о нашей стране. Сегодня на душу населения производство электронной техники – 1 тысяча 260 долларов в США и Канаде и 14 долларов в России.

Сегодня российский рынок электронных компонентов не превышает 2 миллиардов долларов. Основная часть, конечно, это полупроводники.

Объем финансирования научно-исследовательских и опытно - конструкторских работ в сравнении Соединенных Штатов Америки и России. Отличается в десятки, если не сотни раз.

Объемы производства электронных компонентов трех стран - России, США и Китая. За последние несколько лет Китай резко пошел вверх, а Россия, в общем, находится на бесконечно низком уровне.

Когда шла речь о технологическом прогрессе в микроэлектронике, в кремниевой микроэлектронике, я называл цифры, сколько было электронных компонент на заре развития ее, и как этот процесс развивается в настоящее время и связано это, прежде всего, для кремниевой микроэлектроники с развитием фотолитографии. Сергей Викторович Гапонов будет выступать сегодня и он, может быть, несколько подробнее скажет об этом. Прогноз развития микроэлектроники определяется литографией, в первых интегральных схемах Нойса и Килби топологический размер составлял доли миллиметра. Сегодня он составляет одну десятую микрона. При этом прогноз оказался, вообще говоря, слишком пессимистичным. Практика показала 9 лет ускорения в уменьшении основного топологического размера для кремниевых микроэлектронных схем.

Все развитие кремниевой микроэлектроники было связано, прежде всего, с прогрессом технологии. Основные активные компоненты – полевой транзистор и биполярный транзистор – физически, так сказать, остались такими же, как были открыты в 1947 году, а вот технология совершила гигантский прогресс. И когда сегодня очень много говорится о нанотехнологии, то практически сегодня технология кремниевой микроэлектроники, переходя от одной десятой микрона в нанометровый диапазон, потому что 13 нанометров это будущее и не такое отдаленное, а 45, 60, 70 нанометров – это то, что сегодня осваивается в опытном производстве. От этого произойдут, наверняка, почти существенные изменения физические, потому что в этом случае могут начать работать уже квантово-размерные явления и эффекты.

Развитие литографии и тот вклад, который внесен, прежде всего, в это дело в последние годы Институтом физики микроструктур в Нижнем Новгороде.

Несколько слов о втором направлении гетероструктуры. Оно базировалось на развитии технологии эпитаксиальном выращивании полупроводниковых гетероструктур, представляющих собой новый класс материалов, в которых мы управляем всеми основными свойствами. Если до эпохи гетероструктур мы имели материалы, созданные богом, и в лабораториях мы просто их повторяли, то эпоха гетероструктур привела к созданию материалов, создаваемых человеком, когда их свойства определяются, вообще говоря, той задумкой и теми новыми принципами, которые реализованы в технологии получения гетероструктур.

Основными технологическими методами здесь стали жидкостная эпитаксия, молекулярная эпитаксия, позволяющие не только выращивать новые гетероструктуры, но и контролировать полностью их свойства в процессе роста, и так называемая мосгидридная эпитаксия, которая дает те же самые технологические возможности, что и молекулярная, хотя не предоставляет возможности контроля параметров в процессе изготовления.

Очень важным для развития гетероструктур стала возможность использования квантово-размерных явлений и управление спектром электронов в этих кристаллах, когда в так называемых двойных гетероструктурах при определенных условиях используется двумерный, одномерный или нульмерный электронный газ и в последнем случае мы получаем возможность создания того, что мы называем теперь созданием искусственных атомов.

Это сразу же дало очень много и для электроники. Сверхбыстрая электроника, возникновение ее связано с биполярными гетеротранзисторами и с так называемыми транзисторами на высокой электронной подвижности, которая существенным образом изменила скорости всех электронных компонентов и сегодня является основными компонентами и в космической связи, мобильных телефонах и во многом другом.

В нашей российской лаборатории выращиваются эти искусственные атомы и их ансамбли в гетероструктурах, которые позволили создавать принципиально новые типы полупроводниковых лазеров.

Лазеры на двойных гетероструктурах позволили сегодня получить коэффициент полезного действия лазеров 74 процента от розетки в когерентное излучение. Это самый высокоэффективный преобразователь электрической энергии в световую.

Сегодняшний рынок лазерных диодов и его предсказание на ближайшее будущее демонстрируют, что где-нибудь к 2010 году практически основным типом лазеров будут только полупроводниковые.

Несколько подробнее. У нас часто говорится о том, что, собственно, рынки электронные поделены и поделены навсегда и что России, скажем, не удастся войти в мировой рынок электронной техники. Здесь на этой картинке показано, как менялось соотношение долей мирового рынка электронных компонент, начиная, если мне не изменяет память, где-то с середины 70-х годов. То есть где-то в начале 70-х годов Соединенные Штаты Америки были основным производителем полупроводниковых электронных компонентов.

Где-то в районе начала 80-х годов практически стало два основных производителя полупроводниковых электронных компонентов – это Соединенные Штаты Америки и Япония, а затем появился третий сегмент – это страны Юго-Восточной Азии и четвертый - это Европа. Если сегодня посмотреть на то, как поделены мировые рынки по объемам производства полупроводниковых электронных компонентов, то это примерно четыре равные части – Соединенные Штаты, Япония, Азия, Юго-Восточная Азия в основном, и Европа. Причем Европа несколько меньше, чем эти три.

Китайская полупроводниковая промышленность. Сегодня Китай бурно развивает эту отрасль промышленности. 2002 год, производство полупроводниковых компонент – 15 миллиардов долларов. 2010 год – 23,4 миллиарда долларов. Это сегодня. В Китае электронная продукция будет составлять 242 миллиарда долларов или почти 10 процентов валового национального продукта в 2010 году. Это то, что произошло буквально за последние десять-пятнадцать лет.

Планы строительства новых заводов в мире на ближайшие пять лет. Я хотел бы обратить внимание. Данные относятся к различным районам мира. И при этом я хотел бы подчеркнуть, что сегодня наиболее бурно развивающимися предприятиями микроэлектронной, кремниевой промышленности являются предприятия на 300-миллимитровых кремниевых подложках. Практически каждые десять лет в мировой электронной промышленности происходила смена размера кремниевых подложек, на которых изготовляются кремниевые интегральные схемы. Шесть дюймов, перешли на восемь дюймов через десять лет. И сейчас, после десятилетнего срока развития восьмидюймовых, 200-миллиметровых кремниевых подложек, происходит массовый переход на 300-миллиметровые.

В Европе первое предприятие появилось, "Инфинеон", около Дрездена. Планируются на ближайшие годы четыре новых. В целом во всем мире более 30 новых предприятий на 300-миллиметровых подложках, причем очень сильной компонентой является Китай. Из 13 планируемых, более половины будет построено в Китае.

Существует позиция у нас такая, что современная микроэлектроника в промышленности очень дорогая. Действительно, предприятие на 300 - миллиметровой подложке, нормального объема производство, это два с половиной миллиарда долларов. Но окупаемость его происходит за шесть-семь лет. Сегодня именно эти предприятия являются основой развития полупроводниковой электроники. Поэтому чрезвычайно важно, и, я думаю, что об этом будет много говориться сегодня и другими выступающими, что выход России из той сложившейся действительно сырьевой ловушки может произойти только посредством покупки самого современного на сегодняшний день полупроводникового производства. Полупроводникового производства сверхбольших интегральных схем на 300-миллиметровых подложках с основным топологическим размером 0,1 микрона и полупроводникового производства современной оптоэлектронники и сверхбыстрых компонент гетероструктур.

В случае, ежели мы будем идти поэтапно и говорить, что сегодня мы технологически находимся, в общем, на уровне середины восьмидесятых годов, и нам нужно сначала освоить 0,6 - 0,5, перейти на 0,35, то мы, на самом деле, обрекаем себя на полное отставание. Сегодня, я думаю, что не в этой аудитории нужно говорить о том, что без полупроводниковых электронных компонент Россия не может быть ни современной державой, и она не может, вообще говоря, развивать практически все наукоемкие технологии. А для того, чтобы выйти из этого "мешка", нужно выходить, на современный уровень. После того, как мы вышли на современный уровень, дальше мы вступаем в нормальную игру и используем тот огромный кадровый потенциал, который мы еще сохранили. В общем, в четырех центрах сосредоточен огромный научно-образовательный и кадровый потенциал в этой области конкретно. Это Санкт-Петербург, Зеленоград, Новосибирск (Академгородок) и Нижний Новгород.

А что касается электронной промышленности, то она находится на устаревшем технологическом уровне. Я говорю об этом столь горячо не только потому, что всю свою жизнь занимался полупроводниковыми электронными компонентами, причина заключается в том, что практически из всех существующих отраслей промышленности, и это сохранится довольно долго, несмотря на бурное развитие биотехнологий, появление биочипов, сохранится, на самом деле, довольно долго, что именно современная и, прежде всего, полупроводниковая электроника, которую можно сегодня называть наноэлектроникой, поскольку переход на наноразмеры в гетероструктурах произошел уже давно, а переход на наноразмеры в кремниевой микроэлектронике происходит сегодня, то именно эта отрасль промышленности является самым мощным потребителем научных исследований, в том числе и фундаментальных, и, безусловно, прикладных, научных исследований.

Электронная промышленность является потребителем исследований и физики конденсированного состояния, и в химии, в материаловедении, в биотехнологии, она является потребителем таких областей физики, как ядерная физика, физическая электроника, поскольку именно на них основана, на самом деле, наиболее серьезная диагностика полупроводниковых структур.

Поэтому без нормального развития этой отрасли промышленности в стране, накопленный за многие десятилетия огромный научный, образовательный потенциал, кадровый, будет работать на Запад, что и происходит сегодня. Мы все прекрасно понимаем, наука - интернациональна, и мы никогда от этого не будем отказываться. Сегодня в определенном отношении ситуация лучше, чем в советские времена, потому что в советское время благодаря работе комиссии КОКОМ, которая многим из вас хорошо знакома, мы вынуждены были изобретать велосипед, мы вынуждены были делать абсолютно все сами. Сегодня мы можем многое купить. И нужно использовать это для того, чтобы эта основная компонента современной наукоемкой отрасли промышленности стала и движителем экономики, и движителем социальных изменений положительных в стране и движителями потребителями науки.

Можно с грустью отметить, что сегодня ведь российская электроника даже по объемам производства находится где-то на уровне 20-25 процентов. Единственная республика, которая сохранила объемы и даже увеличила их – это Белоруссия, где, вообще говоря, государство не дало провести бандитскую приватизацию. Но и Белоруссия находится технологически на том же уровне середины, в лучшем случае, конца восьмидесятых годов.

Поэтому мы и посвящаем первое собрание нашей Межфракционного депутатского объединения именно этой проблеме, поскольку полагаем, что именно эта отрасль промышленности должна стать движителем, как говорилось в старые времена, научно-технического прогресса страны.





Область применения устройств электроники


Величина установлен­ных мощностей, кВт


Стоимость необходимых к установке устройств электроники, млн. долл.


Стоимость полупровод­никовых приборов в составе устройств электроники, млн. долл.

1


Преобразователи для снижения затрат на собственные нужды генерирующих электростанций


1,2-107


1200


400


2


Подстанции для экспорта электроэнергии за рубеж


1,8-107


1 580


546


3


Промышленность в целом


7,6-107


7650


2296


3.1


Топливная промышленность




1 690


505


3.2


Черная металлургия




1 070


321


3.3


Цветная металлургия




1 380


413


3.4


Химия и нефтехимия




918


273


3.5


Машиностроение и металлообработка




1 080


344


4


Связь


5,0•106


3900


1 300


5


Железнодорожный и городской электрический транспорт


1,0•107


490


195


6


Автомобильный транспорт




310


103


7


Жилищно-коммунальное хозяйство


2,9·107


2940


980


7.1


Освещение




2400


800


7.2


Обогрев и бытовая электроника




540


180



Итого







18100


5820

  1   2   3   4   5

Похожие:

«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconРезолюция Третьего Московского международного конгресса «Биотехнология – состояние и перспективы развития» Третий Московский международный конгресс «Биотехнология – состояние и перспективы развития»
...
«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconРезолюция IV московского международного конгресса «Биотехнология: состояние и перспективы развития»
Московский международный конгресс «Биотехнология: состояние и перспективы развития» проходил с 12 по 16 марта 2007 г в г. Москве
«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconКнигоиздание в России Состояние, тенденции и перспективы развития Отраслевой аналитический доклад Москва 2009

«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconСправочника "Российская химия и нефтехимия"
I. Состояние и перспективы развития химической и нефтехимической промышленности России
«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconСеминара "Состояние и перспективы развития береговых систем управления движением судов"
Санкт-Петербурге состоялся научно-технический семинар “Состояние и перспективы развития береговых систем управления движением судов”,...
«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconXiii международная конференция «Состояние и перспективы развития ip-коммуникаций и ip-сервисов в России» начала работу с 19 по 20 сентября 2012 года в Подмосковье общественно-государственное объединение «Ассоциация документальной
Но-государственное объединение «Ассоциация документальной электросвязи» (адэ) при поддержке Министерства связи и массовых коммуникаций...
«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconРабочая программа учебной дисциплины «электротехника и электроника ч. 2» Направление подготовки
Основная задача дисциплины усвоение основных положений современной полупроводниковой электроники
«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconТермические и термокаталитические превращения низших парафиновых углеводородов
Химическая переработка углеводородных газов и газоконденсатов, состояние и перспективы развития в России и за рубежом
«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconСборник научных трудов 4-го Международного радиоэлектронного форума «Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития» (мрф’2011)
Международный радиоэлектронный форум «Прикладная радиоэлектроника. Состояние и перспективы развития» мрф-2011. Сборник научных трудов....
«Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России» iconРегиональная интернет-журналистика: современное состояние и перспективы развития (на материале контент-анализа тверских интернет-ресурсов) 10. 01. 10 журналистика
Региональная интернет-журналистика: современное состояние и перспективы развития
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org