В условиях санкций наладить серийное производство микросхем с технологическими нормами 7–10 нанометров в ближайшие три – пять лет нереально. Для военных применений нужно находить другие пути сохранения сегодняшнего паритета в вооружениях. Уверен, поиск идет, а ？все разумное – действительно？.
Отклик на статью ？Падение ？Эльбруса？ О микропроцессорах. Этот вид больших интегральных схем (БИС) появился для обеспечения рентабельности микроэлектронного производства. Структура микропроцессоров позволила разрешить противоречие между требованием крупносерийного выпуска изделий и необходимостью индивидуального функционирования каждой микросхемы. Последнее достигается программированием ее работы. Многолетняя жесткая конкуренция на рынке интегральных схем привела к доминированию нескольких типов микропроцессоров. Конкурировать сейчас с их производителями в условиях технологического отставания бессмысленно, даже если логическая структура разрабатываемого образца имеет отдельные преимущества перед зарубежными аналогами.
Единственный сегодня путь для нас – использовать в изделиях военной техники заказные и полузаказные специализированные БИС и сверхБИС. В частности, на новом технологическом уровне заниматься созданием базовых матричных кристаллов (БМК) с ограничением номенклатуры их типов, чтобы не ？размазывать？ выделяемые финансовые средства. БМК содержат миллионы типовых логических и аналоговых компонентов. Требуемая структура, выполняющая заданные конечным пользователем функции, формируется межсоединениями с помощью финишного фотошаблона или лазерным (электронным) лучом.
Опыт применения БМК в нашей стране есть. В 1990 году швейцарская фирма Lasarray поставила в Москву, Ленинград, Горький передвижные модули, в которых были реализованы технологические операции лазерной фотолитографии, сборки микросхем в корпуса и выходной измерительный контроль. На этой базе разработали десятки проектов микросхем. Несколько из них довели до применения в опытных образцах изделий, в том числе специального назначения. Развернувшиеся перестроечные процессы остановили развитие этого направления, прежде всего переход на отечественные БМК и разработку собственных средств лазерной фотолитографии.
Подчеркнем преимущества применения БИС на отечественных БМК по сравнению с импортными микропроцессорами:
1. Независимость от поставок зарубежной техники, что особенно актуально при санкционных ограничениях.
2. Возможность увеличения скорости обработки информации выбором оптимального схемотехнического решения.
3. Отсутствие элементной избыточности.
4. Гарантия информационной безопасности.
5. Использование микросхем, удовлетворяющих особым климатическим требованиям, с повышенной радиационной стойкостью.
Реальная аппаратура, конечно, должна содержать и отечественные микропроцессоры, выполненные по доступной на сегодня для нас технологии и воспроизводящие основные функции импортных аналогов. То есть необходимо отслеживать это направление, но основные усилия в военном заказе направить на реализацию специализированных отечественных БИС и сверхБИС частного применения.
С учетом вышеизложенного представляется разумным:
разработать семейство цифроаналоговых БМК, ориентированных на имеющиеся технологические линейки с доступными для нас нормами и с возможностью программирования; спроектировать и изготовить автономные технологические модули, содержащие аппаратно-программные средства для разработки топологии слоя межсоединений БМК; передать в эксплуатацию автономные технологические модули предприятиям – разработчикам ключевых на сегодня систем военного применения. Организовать конструкторское и гарантийное спровождение эксплуатации автономных технологических модулей. Обеспечить секретность использования и хранения информации о финишной металлизации БИС и сверхБИС на БМК; подготовить требуемое число соответствующих специалистов из студентов-старшекурсников с кафедр микроэлектроники ведущих вузов России. Все это выполнимо в два-три года при дружной коллективной работе людей, искренне заинтересованных в обороноспособности нашей страны.
И последнее. В настоящее время почти все сверхБИС изготовлены на кремнии по МДП-технологии (металл-диэлектрик-полупроводник). Однако до перестройки исследовались галлий-арсенидовые интегральные структуры, обеспечивающие при прочих равных условиях в три – пять раз большее быстродействие в сравнении с кремнием. Были получены БМК и интегральные схемы на их основе. Вероятно, есть смысл возобновить арсенид-галлиевую программу, рассматривая ее как асимметричный ответ конкурентам в ряде применений, включая радиолокацию.
Сергей Ротнов,
кандидат технических наук, старший научный сотрудник
Опубликовано в выпуске № 46 (759) за 27 ноября 2018 года