Обычно мы пишем о тех открытиях, которые происходят в лабораториях университетов и исследовательских центров — о новых шагах аттосекундной спектроскопии, создании новых сверхпроводников, синтезе молекулярных машин. В каждой такой новости мы обязательно стараемся упомянуть, почему то или иное изобретение важно — какой пробел в научном знании оно заполняет и как оно может пригодиться простому человеку. Однако от открытия эффекта до его использования в повседневной жизни, как правило, проходят годы и десятилетия. Этот разрыв невероятно трудно сократить: даже несмотря на все воодушевление в обществе, вызванное открытием графена в 2004 году, продукты, использующие его свойства, в 2016 году можно пересчитать по пальцам.

На прошлой неделе мы попали на встречу компаний, напрямую работающих с передовым технологическим краем, — конгресс предприятий наноиндустрии. Такие встречи проводятся в Москве каждый год, их цель — обмен информацией и планами развития компаний, поиск новых перспектив и форматов сотрудничества. Новый конгресс — уже пятый по счету, его организаторами выступают Фонд инфраструктурных и образовательных программ и Межотраслевое объединение наноиндустрии.

Сразу в холле конгресса располагается небольшая выставка продуктов наноиндустрии — от электроники до композитов и банок с углеродными нанотрубками. Рядом с одним из стендов стоит дозатор антисептика с наночастицами серебра — внешне такой антисептик ничем не отличается от обычных гелей. В пяти метрах от него, уже на другом стенде, находится любопытного вида прибор, напоминающий спектрометр. Сотрудник компании-производителя подсказывает, что это устройство для изучения динамического светорассеяния. С помощью него в лабораториях определяют размер наночастиц в коллоидных растворах: луч лазера рассеивается на частицах в жидкости, формируя гало вокруг пятна лазера, которое и анализирует прибор.

«У нас здесь стоят образцы мицеллярной воды, антисептика с соседнего стенда и протаргола — популярного средства с наночастицами серебра, которое можно купить в любой аптеке», — говорит сотрудник. В ответ на вопрос, а нашлись ли наночастицы в антисептике, мы получили утвердительный ответ. Эксперт отмечает, что в нем три группы частиц, отличающихся размерами. Точно так же наночастицы удалось найти и в других образцах.

На небольшой сцене, рядом с выставочной зоной, происходит награждение молодых разработчиков и бизнесменов, которые только недавно запустили собственные высокотехнологичные компании. Первую премию получил Андрей Ахматханов из Екатеринбурга — его компания «Лабфер» занимается ростом кристаллов ниобата и танталата лития. Они обладают нелинейными оптическими свойствами и способны преобразовывать инфракрасное излучение в видимое (сокращая длину волны вдвое). Это используется, например, в хирургии глаза, а также в лазерных проекционных установках.

Вторую премию получил Юрий Стебунов, автор разработки биосенсоров на основе графена, способных детектировать различные заболевания. Третья премия была вручена Леониду Глущенко, создавшему вместе с коллегами биоразлагаемый имплантат для сосудистой хирургии — устройство способно «отлавливать» оторвавшиеся тромбы. Со временем имплантат растворяется. По условиям премии, все эти компании уже имеют продажи на уровне 1,5 миллиона рублей в год или инвестиции в разработки в размере трех миллионов рублей.

Одним из важных мероприятий конгресса стало вручение знаков «Российская нанотехнологическая продукция». Это специальная отметка, подобная маркировке «РСТ» или «ГОСТ», показывает, что продукты компаний по праву могут называться нанотехнологичными, в отличие от многочисленных наноносков и наномагнитов для похудения. Среди тех, кто получил дипломы из рук Анатолия Чубайса, производители углеродных нанотрубок, светодиодов и композиционных материалов. Кстати, сертификацией занимается отдельная организация — «Наносертифика», у нее на сайте есть полный список прошедшей анализ продукции.

Структурно конгресс состоял из нескольких параллельных дискуссий. К примеру, на одной из сессий опытом по серийному созданию технологических компаний делился Аттила Сцигети, основатель венгерской стартап-студии Drukka. Эксперт провел статистический анализ и показал, что конвейерное производство компаний может значительно сократить путь от возникновения идеи до выхода продукта на рынок. Это, теоретически, может сократить разрыв между лабораторными разработками и промышленностью.

Хотя исследование Сцигети во многом относилось к проектам в области IT, оно может распространяться и на высокотехнологические компании. В России аналогами таких стартап-студий могут быть так называемые наноцентры: готовые площадки для создания высокотехнологичных производств (нанопроизводств).

Еще одна интересная дискуссия развернулась вокруг будущего гражданской электроники. Ее участниками стали представители компаний, занимающихся разработкой и созданием микроэлектронных устройств: «Байкал Электроникс», Т-Нано, Зеленоградского нанотехнологического центра, GS Nanotech и «Российского центра гибкой электроники». По мнению экспертов, в ближайшие годы наибольшую часть рынка будет занимать интернет вещей, носимая и стационарная электроника: фитнес-браслеты, умные лампы и кондиционеры и так далее. Кроме них, большой сектор занимают и будут занимать телекоммуникационные устройства.

Исследователи также прогнозируют объем мирового рынка свыше миллиарда долларов в области беспроводной передачи энергии, виртуальной реальности, домашних роботов и дронов.

Одним из важных выводов, сделанных GS Nanotech, стала потребность создания новых ниш и рынков, как в России, так и за рубежом. Это связано с тем, что стоимость продукции микроэлектроники целиком определяется объемами сбыта — при небольших размерах ниши стоимость производства процессоров будет на порядки выше, чем у конкурентов.

О своем опыте и планах развития рассказала фаблесс-компания «Байкал Электроникс». Она занимается разработкой архитектуры и «протоколов» для работы с чипами, производство же заказывает на независимых фабриках. В мае 2015 года компания представила свой первый процессор — «Байкал-Т1», предназначенный для сетевого оборудования, а всего через несколько месяцев о возможности использования этого процессора в своей продукции рассказала компания Lenovo. Несмотря на небольшой опыт, разработчики создали устройство на новой архитектуре (MIPS), которое является новым и для международного рынка. В будущем компания планирует выпустить процессоры для высокопроизводительных серверных решений.

Мы обратились к «Байкал Электроникс» за комментарием о том, насколько быстро развивается микроэлектроника и насколько она отстает от передовых разработок, существующих только в лаборатории. По словам Андрея Малафеева, PR-менеджера компании, это одна из немногих индустрий, где разрыв между лабораторией и «цехом» традиционно невелик. Однако, как и в любой коммерческой индустрии, в микроэлектронике существует определенная доля консерватизма, который обусловлен и консерватизмом заказчиков, и огромной капиталоемкостью производства.

Три года назад ведущие мировые компании выработали отраслевую технологическую дорожную карту микроэлектроники. В ней названы две основные проблемы индустрии, которые надо решить, чтобы обеспечить дальнейшее развитие. Во-первых, это продолжение миниатюризации электронных элементов, создание новых видов фотолитографии, переход от планарной технологии изготовления чипов к объемной, применение новых материалов. Во-вторых, это расширение области применения микроэлектронных технологий, например, при создании микроэлектромеханических устройств (МЭМС). С тех пор передний край технологического процесса переместился с 28 до 7 нанометров. Для сравнения, недавно сообщалост о создании транзистора с самым маленьким затвором, размером всего около одного нанометра — эта технология не адаптирована для массового производства.

В то же время, отставания в сфере алгоритмов для процессоров между промышленностью и лабораториями, по мнению Малафеева, нет. Высокоуровневые алгоритмы разработаны уже давно, а низкоуровневые развиваются в областях интеграции различных баз данных, очистки данных и извлечения знаний из разрозненных массивов информации. Путь от теории до практики тут минимальный.

Часто можно услышать, что будущее будет принадлежать квантовым компьютерам, которые покончат с привычными микросхемами. Но, по словам Малафеева, квантовых компьютеров современная микроэлектроника не боится. До появления коммерческих моделей компьютеров на кубитах еще очень долго — в лучшем случае 5–7 лет, возможно и больше. По словам PR-менеджера «Байкал Электроникс», квантовые вычислители не заменят привычные нам ноутбуки и планшеты, так же как космические корабли не заменят рейсовые автобусы — у них разные сферы применения.

Зеленоградский наноцентр рассказал о планах по запуску производственной линии МЭМС — микроэлектромеханических систем. В частности, на ней будут производить акселерометры и гироскопы.

Помимо микроэлектроники, участники конгресса обсуждали инновации в фармацевтической отрасли, использование новых материалов в градостроительстве и инфраструктуру наноиндустрии.

Важный показатель для любой индустрии — ее объем и темпы роста. Еще в 2010 году наноиндустрия в России практически отсутствовала, ее объем оценивался в 93 миллиарда рублей. К 2016 году полный ее объем увеличился более чем в 10 раз, достигнув 1,3 триллиона рублей.

Автор: *Владимир Королёв**.