Источник: Портал Nanometer.ru

В России пока достаточно немного крупных компаний, успешно и энергично развивающихся в такой чрезвычайно конкурентонасыщенной сфере, как нанотехнологии. И буквально – единицы из них смогли выйти и реально конкурировать уже сейчас на мировом рынке со своей, что называется, отечественной продукцией.

Быков Виктор Александрович

К одной из наиболее востребованных нанотехнологических областей деятельности относится, очевидно, развитие подходов и методов сканирующей зондовой микроскопии, без которой не может обойтись сейчас ни одна лаборатория или научная группа, занимающаяся получением и исследованием наноматериалов и устройств на их основе. Компания NT MDT (г. Зеленоград), возглавляемая В.А.Быковым, – признанный лидер аналитического направления в нанотехнологических разработках, производитель исследовательских СЗМ-комплексов, широко известный не только в России, но и во многих странах мира, развитие тесных партнерских отношений с которой планируется и нашим сайтом.
Мы публикуем небольшое «обзорное» интервью с Генеральным директором ЗАО НТ-МДТ В.А.Быковым, в котором он делится текущими успехами компании и перспективами развития отечественных разработок в области сканирующей зондовой микроскопии.

— Виктор Александрович, давайте сначала немного поговорим о продукции NT MDT. НТ-МДТ позиционирует себя как производитель оборудования, «инструментов» в широком смысле, для нанотехнологий. Речь идет о приборах для сканирующей зондовой микроскопии – СЗМ, правильно? 

Один из первых отечественных
зондовых микроскопов (МДТ, 1991)

— И да, и нет. Да, потому что сканирующая зондовая микроскопия – это то, с чего мы начинали наш путь, сперва для СТМ (сканирующая туннельная микроскопия), а затем для АСМ (атомно-силовая микроскопия) и для СБОМ (сканирующая ближнепольно-оптическая микроскопия) были сконструированы и изготовлены первые наши приборы. Оборудование для СЗМ и его совершенствование занимает существенную долю в структуре наших разработок и в настоящее время. Дело в том, что СЗМ – это, по сути, единственный подход, позволяющий получить количественную информацию не только о размере наноразмерных объектов, но и о других их свойствах – электрических, магнитных, механических и т.д. Как оптический микроскоп оказался в свое время «окном» в микромир, так сканирующая зондовая микроскопия – это наиболее перспективный путь для исследований в наномире.
Однако мы делаем гораздо больше, чем просто оборудование для СЗМ. Если говорить коротко, то наши усилия распределены по трем направлениям. Первое – это разработка, серийное производство и массовое внедрение решений для образования в сфере нанотехнологий. Я убежден, что для образовательных целей недостаточно просто разработать недорогой прибор, важно организовать минимально-достаточный «пакет» инфраструктурных преобразований. Например, в качестве готового решения мы поставляем оборудованный «под ключ» класс с НаноЭдьюкаторами – СЗМ приборами очень простыми в обращении и дешевыми в эксплуатации. Но кроме самих приборов, в комплект поставки входят учебно-методические пособия (теоретический учебник и уже готовый набор задач для практикума по СЗМ), комплект образцов и расходных материалов, устройство для самостоятельного изготовления зондов и т.д. и т.п. Другими словами, мы максимально сокращаем путь от приобретения учебного оборудования до выпуска первой группы обученных студентов. И положительный опыт уже работающих классов в России (МТУ им. Н.Е.Баумана, МИЭТ, НГУ и многие др.), а также в зарубежных научно-образовательных центрах показывает, что такой подход к обучению современным технологиям – верный.

STM-4
(НТ-МДТ, 1993)

Второе направление наших усилий – это создание научного оборудования для комплексного исследования объектов в масштабе нанометров. Здесь мы не ограничиваемся только развитием СЗМ. Вектор нашего развития – НаноЛаборатория, объединяющая в рамках одного комплекса как возможности СЗМ, так и возможности других современных методов исследования. Мы разработали платформу для таких нанолабораторий – ИНТЕГРА (название указывает на возможность интеграции разных подходов). Исследовательские комплексы на базе этой платформы сейчас являются одними из самых конкурентоспособных (и востребованных) в мире, а некоторые из них – просто уникальны по своим характеристикам.

Наконец, третье направление наших усилий – разработка инструментальной базы для развития наноэлектроники.
 

— Так повелось, что приставку «нано» сейчас используют едва ли не как украшение речи, из-за этого часто теряется смысл обсуждаемых понятий. В Вашем понимании «наноэлектроника» – это что?

— Очень просто. Вспомните советский цветной телевизор – это пример «мирного» использования микроэлектроники. Предельный контролируемый размер элементов на электрических схемах в нем составлял около 1 микрона (1000 нанометров). Это значит, что ширину дорожки контакта, зазор между дорожками и т.п. нельзя было сделать меньше, чем 1 микрон. Затем на некоторых предприятиях установили более совершенное оборудование, и удалось наладить серийный выпуск продукции с предельными размерами 800 нм. Дальше Советский Союз перестал существовать, и советская микроэлектроника – тоже.

Однако мировая индустрия на месте не стояла. Предельные размеры электронных элементов уменьшались до 350, 180, наконец, до 130 – 90 нм, именно такой уровень предельных размеров заложен в большинстве современных электронных устройств широкого потребления – мобильных телефонах, компьютерах и т.д. Наиболее продвинутые устройства (прежде всего – самые современные микропроцессоры) уже сейчас имеют предельные размеры в 65 нм, существуют единичные разработки, в которых выдержан уровень 45 нм.

Мы начинаем разработку оборудования, которое позволяет создавать электронные элементы с предельно контролируемыми размерами 22 нм и даже меньше. Наноэлектроника сегодня – это 90 – 45 нм, а далее – это устройства, в которых используются электронные элементы практически молекулярных размеров.
 

— Впечатляет. Но неужели Вы всерьез рассчитываете, что, пусть успешные, но единичные отечественные предприятия и научные центры смогут на равных конкурировать с огромной и быстро растущей индустрией наноэлектронных устройств за рубежом. В развитых странах, наверно, тоже понимают перспективность этого направления? 

Один из первых Солверов
(НТ-МДТ, 1995)

Безусловно, весь развитый мир это понимает, и кроме государственного финансирования, которое в большинстве стран Запада осуществляется уже давно, у них есть еще одно серьезное преимущество. А именно традиционная ориентация промышленности (и научных разработок) на потребительский рынок. Это позволяет привлекать большое количество инвестиций с рынка, что ускоряет процесс внедрения новых технологий.

Я это знаю, и, тем не менее, на перспективы отечественной наноэлектроники смотрю с оптимизмом. Тому есть, по крайней мере, две причины. Во-первых, значительную часть средств, выделяемых на развитие нанотехнологий в России, планируется потратить на развитие инфраструктуры, т.е. на установление связей между всеми звеньями сложной цепи процессов, ведущей к массовому производству товаров и услуг. А во-вторых, мы сейчас действительно имеем очень хорошие позиции в стратегически важном русле разработок. Если удастся реализовать наши преимущества, у нас есть хороший шанс получить приоритет в создании самых миниатюрных, наноэлектронных устройств.
 

— А что Вы подразумеваете под «инфраструктурой для нанотехнологий»?

— Если сегодня кто-то с помощью нашего НаноФаба вырастит, скажем, транзистор, состоящий из нескольких десятков атомов (что вполне возможно), это вовсе не будет означать, что завтра у нас появится мобильный телефон размером с горошину.

Прежде всего, должна быть отработана технология, которая позволит при минимальных затратах воспроизводимо получать такую структуру (нанотранзистор) в массовых количествах. Одновременно новый наноэлектронный элемент должен быть всесторонне исследован и протестирован. Совокупность его характеристик должна быть передана схемотехникам, которые интегрируют его в электронные схемы. Затем конструкторы-разработчики электронных устройств должны найти способы применить новую схему в своих устройствах. Наконец, сами устройства должны быть востребованы. Для этого должна развиваться индустрия информационных технологий. А самое главное, должен существовать платежеспособный спрос на «умные» механизмы, поскольку именно интеллектуализация окружающих нас машин требует уменьшения размеров «думающих» и «воспринимающих» – сенсорных – компонентов.

НаноЭдьюкатор – СЗМ для студентов
(НТ-МДТ, 2003)

— Возвращаясь к Вашей компании. Какой Вы видите роль НТ-МДТ в развитии нанотехнологий в ближайшие годы?

— Наша задача – обеспечить самый современный уровень оборудования для комплексных исследований нанообъектов и разработки технологий их создания, для метрологии в масштабе нанометров и для подготовки специалистов в области нанотехнологий.

Я уже упоминал исследовательскую платформу ИНТЕГРА. Оборудование этого класса вполне пригодно и для решения метрологических задач. Сейчас мы ведем переговоры с международными институтами стандартизации (в частности, PTB) по привлечению наших приборов для эталонных измерений.

Про НаноЭдьюкатор для образования мы тоже уже говорили. Совсем скоро, еще до конца этого года мы планируем выпустить еще одну относительно недорогую модель в этот сегмент – Солвер Некст. Это будет гораздо более мощный и многофункциональный прибор, при этом он гораздо «умнее» в смысле автоматизации измерительных процедур.

Наконец, платформа НаноФаб – по сути это «нечто, вроде ЛЕГО для нанотехнологий в электронике», элементами которого являются отдельные аналитические или технологические модули, объединенные в кластеры с единой системой транспортировки пластин. В результате можно укомплектовывать конвейерные производственные комплексы под требуемые технологии.
 

ИНТЕГРА Спектра – победитель
конкурса американского журнала
R&D100 за 2006 год
(НТ-МДТ, 2006)

— Чтобы представлять себе масштаб, о каких порядках цен идет речь, когда мы говорим о НаноФабах? 

Один кластер в комплексе НаноФаб(несколько модулей обработки и центральный робот-раздатчик) стоит около 100 млн. рублей. Для создания сложных наноэлектронных элементов, в зависимости от конкретной технологии, может потребоваться от 3 до 5 кластеров. Оснащение предприятия с несколькими технологическими циклами обойдется в несколько миллиардов рублей. Понятно, что разработка оборудования и технологий (без которых оборудование просто теряет смысл – кому нужна груда железа, пускай и красивого) – это дорого. Иногда думают, что дешевле просто купить готовые заводы. Но это тоже не дешево – один завод с технологиями уровня 45 нм стоит примерно 150 млрд. рублей! Так уже в свое время делали и результат известен. Самое обидное, что истраченные деньги будут вложены в развитие науки и промышленности тех стран, откуда будет сделана закупка. Известно, что в свое время компания Jeol (Япония) поставила только в Москву и Московскую область порядка 1000 электронных микроскопов стоимостью около 1 млн. долларов каждый, т.е. получила заказов на миллиард долларов и, по сути, выросла на этих деньгах. В России же, как не было производства этих приборов, так и нет, хотя потребность в них и сейчас не маленькая. Нужно понимать, что оборудование и технологии связаны неразрывно и ввозя их, мы неизбежно развиваем и технологии, и бизнес, и науку где-то, но не у себя. При этом мы заведомо обрекаем себя быть, в самом лучшем случае, вторыми. Известна истина инноваций «Первый – ест орех, а второй – скорлупу от него…».

НаноФаб – конвейер для
наноэлектроники. На рисунке
изображены два многомодульных
кластера (НТ-МДТ 2007)

Историческая справка

• 1967 – окончил физико-математическую школу № 13 г. Саратова (сейчас физико-математический лицей № 1)
• 1967–1973 окончил МФТИ (факультет физической и квантовой электроники, специальность: автоматика и электроника)
• Кандидат физико-математических наук (17.12.97)
• Доктор технических наук (12.01.01)
• Лауреат премии правительства РФ в области науки и техники

Компания МДТ, из которой в 1993 году выросла компания «Нанотехнология МДТ» (НТ-МДТ), была основана в 1989 году. Первый образец продукции – сканирующий туннельный микроскоп был создан в 1990 году (он до сих пор работает в Институте кристаллографии РАН). Как коммерческое предприятие НТ-МДТ функционирует с 1993 года. С момента основания и по сей день основное направление деятельности – создание научного оборудования для исследований во всех областях нанотехнологий. В 1993 году выпущена на рынок модель STM-4, в 1995 основан модельный ряд Solver (сканирующие зондовые микроскопы широкого профиля) и выпущена на рынок первая модель этого ряда (Solver P4). К настоящему времени модельный ряд данной платформы насчитывает 11 моделей, которые установлены более чем в 700 лабораториях США, Японии, Западной Европы и других стран. В 2003 выпущен первый прибор для образовательных нужд – НаноЭдьюкатор. В 2004 выполнена разработка базовой платформы – ИНТЕГРА (зондовые нанолаборатории). На базе ИНТЕГРА к настоящему времени выпущено 12 моделей. В 2006 году одна из ключевых моделей платформы – ИНТЕГРА Спектра получила приз американского журнала Research and Development, как лучшая инновационная разработка года среди приборов для научных исследований. В 2006 году введен в эксплуатацию первый сверхвысоковакуумный нанотехнологический комплекс НаноФаб.