Будущее за наноэлектроникой (Интервью А.Асеева национальному информационному центру по науке и инновациям «Открытая экономика»)

Александр Леонидович Асеев — директор Института физики полупроводников СО РАН, доктор физико-математических наук, Академик РАН

Термин «наноэлектроника» логически связан с термином «микроэлектроника» и отражает переход современной полупроводниковой электроники от элементов с характерным размером в микронной и субмикронной области к элементам с размером в нанометровой области.

Этот процесс развития технологии отражает эмпирический закон Мура, который гласит, что количество транзисторов на кристалле удваивается каждые полтора-два года.

Однако принципиально новая особенностью наноэлектроники связана с тем, что для элементов таких размеров начинают преобладать квантовые эффекты. Появляется новая номенклатура свойств, открываются новые заманчивые перспективы их использования.

Если при переходе от микро- к наноэлектронике квантовые эффекты во многом являются паразитными, (например, работе классического транзистора при уменьшении размеров начинает мешать туннелирование носителей заряда), то электроника, использующая квантовые эффекты, — это уже основа новой, так называемой наногетероструктурной электроники.

Мировое научное сообщество сейчас активно дискутирует на тему квантовых битов, квантовых компьютеров и квантовой криптографии. Это наиболее яркие примеры того принципиально нового, чего можно добиться в области наноэлектроники. Перечисленные вещи, вообще говоря, фантастические, и до сих пор многие сомневаются, удастся ли что-либо из этого реализовать.

По самым же оптимистичным прогнозам, современные компьютеры будут выглядеть в сравнении с квантовыми как телега на фоне «Мерседеса», настолько принципиально сильным ожидается отличие в скорости вычислений и в используемой алгоритмической базе.

Объём нынешнего рынка исследований и разработок в области микроэлектроники эксперты оценивают в два-три триллиона долларов.

Ожидается, что в ближайшие годы рынок, связанный с нанотехнологией, достигнет одного триллиона долларов, и примерно треть от этой цифры — изделия наноэлектроники. Сбудется ли этот прогноз, трудно сказать, но пока всё к тому сходится.

В России ситуация с развитием наноэлектроники является неоднозначной. Микроэлектроника по сравнению с передним мировым фронтом в России развита достаточно слабо. Разработки в таких областях, как СВЧ, фотоприёмники, излучательные структуры, солнечные батареи, силовая электроника и сейчас на очень хорошем уровне.

Потенциал у нас есть, необходимо создать условия для развития наноэлектроники И, к сожалению, за последние пятнадцать лет экономические реформы вместо ожидаемого рывка в этой области привели к потере позиций, сформированных во времена Советского Союза.

Тогда наша страна была третьей микроэлектронной державой мира — отставая от Японии и США, конечно, но превосходя по уровню и номенклатуре другие страны. Нишу, которую занимал СССР, сейчас прочно занимают Южная Корея, Тайвань, Китай, небольшие страны Азии, такие как Сингапур, и европейские страны — Германия, Франция, Англия.

В наноэлектронике Россия сохранила преимущества, которые были у Советского Союза. Это касается таких областей, как СВЧ-техника, инфракрасная техника, излучательные приборы на основе полупроводников. Россия является родиной одного из наиболее значимых электронных приборов — полупроводникового лазера, за который получил Нобелевскую премию академик Жорес Алферов.

Во многих областях наноэлектроники стартовые позиции у России достаточно неплохие.

На полупроводниковых наногетероструктурах с двумерным электронным газом основывается, например, сотовая связь. Здесь мы, к сожалению, не в лидерах, но сделанные ранее разработки в областях СВЧ, фотоприёмников, излучательных структур, солнечных батарей, силовой электроники и сейчас на очень хорошем уровне. Потенциал у нас есть, особенно если учитывать, что многие специалисты, уехавшие из России в тяжелые времена экономических реформ, весьма успешно работают в самых передовых областях наноэлектроники за рубежом.

Необходимо только создать организационные и экономические условия, чтобы всё это развивалось и у нас. Насколько я понимаю последние административные новации в области нанотехнологий, правительственные структуры уже этим озабочены. Ближайшее будущее покажет, насколько всё это правильно, верно и обоснованно. Моё мнение — результаты должны быть.

Ещё один важный момент состоит в том, что Россия — большая, многонациональная страна, и уже поэтому ее наука обречена иметь особые задачи, поставленные силовыми ведомствами.

Военные действия ведутся сейчас преимущественно с использованием всё более высокоточного оружия. Космическая система наблюдения и связи важна для удержания контроля на большой территории.

Мне очень нравится один из прогнозов Артура Кларка о том, что к 2010 году будет создана глобальная система тотального наблюдения всех за всеми, построенная по тому же принципу, что и сотовая связь, и интернет, — для борьбы с терроризмом. Это весьма актуальная и серьёзная задача также и для России.

Для решения подобных всё более усложняющихся задач требуется электроника качественно нового уровня, и наноэлектроника становится важнейшим компонентом при ответе на вызовы современности.

Денис Бартоломе

http://www.nanometer.ru/…ka_4287.html

Институт физики полупроводников СО РАН

Институт физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук создан в 1964 году на основе объединения Института физики твердого тела и полупроводниковой электроники СО АН СССР и Института радиофизики и электроники СО АН СССР.

В настоящее время Институт является исследовательским центром с широким фронтом деятельности в области современной физики полупроводников, физики конденсированного состояния, в развитии научных основ технологий полупроводниковой микро-, опто-, нано- и акустоэлектроники, информационных технологий и квантовой электроники.

Основные достижения Института связаны с исследованиями атомных процессов и электронных явлений на поверхности полупроводников и границах раздела фаз, квантовых эффектов в полупроводниковых системах пониженной размерности: сверхрешетках, гетероструктурах с квантовыми ямами, квантовыми проволоками и точками.

На основе полученных фундаментальных результатов в Институте осуществлены разработки матричных фотоприемников инфракрасного диапазона, электронно-оптических преобразователей, СВЧ-транзисторов, квантовых интерферометров, нанотранзисторов. Многолетние усилия Института по разработке и созданию оборудования молекулярно-лучевой эпитаксии и обеспечению современными диагностическими системами стали основой развития нанотехнологии для полупроводниковой электроники нового поколения.

Высшим признанием заслуг Института является присуждение 2 Государственных премий СССР, 4 Государственных премий РФ, 1 Государственной премии Совета Министров СССР, 2 премий Ленинского комсомола.

В Институте работают более 800 сотрудников, в том числе более 200 научных сотрудников, среди них 5 членов- корреспондентов РАН, 33 доктора и 146 кандидатов наук.

http://www.isp.nsc.ru/newface/

Молодец Александр Леонидович! Правильно мыслит!.. Полностью с ним согласен, когда он говорит: «Необходимо только создать организационные и экономические условия, чтобы всё это развивалось и у нас. Насколько я понимаю последние административные новации в области нанотехнологий, правительственные структуры уже этим озабочены. Ближайшее будущее покажет, насколько всё это правильно, верно и обоснованно. Моё мнение — результаты должны быть»… Воистину так!