Разработка отечественного литографического сканера с длиной волны 193 нанометра — не просто научный прорыв, а стратегический шаг России в гонке за технологический суверенитет. Президент РАН Геннадий Красников в эксклюзивном интервью ТАСС раскрыл детали проекта, который может перевернуть рынок микроэлектроники уже через два года. Но какие задачи стоят перед инженерами, и почему именно эта технология критически важна для страны?
От 350 нм к 193 нм: эволюция российской литографии
История российских литографических сканеров началась с сотрудничества с Белоруссией. В 2023 году страны представили совместную разработку — сканер на 350 нм, который, несмотря на скромные по мировым меркам параметры, доказал свою востребованность. Такие чипы используются в автомобильной электронике для управления двигателями, в «умных» счетчиках энергии и базовых телекоммуникационных устройствах.
Сегодня на этапе тестирования находится сканер на 248 нм, способный создавать более компактные схемы. Однако настоящим прорывом станет переход к 193 нм — длине волны, которая открывает доступ к производству чипов с топологией 90 нм и менее. Как отметил Геннадий Красников, оборудование на 193 нм позволит использовать метод мультипаттернинга для создания даже 5-нм процессоров, что приблизит Россию к стандартам ведущих полупроводниковых гигантов.
Почему 193 нм — золотой стандарт микроэлектроники?
Литография на 193 нм с применением ArF-лазеров (фторид аргона) — основа современной полупроводниковой индустрии. Хотя такие компании, как нидерландская ASML, уже внедрили EUV-литографию (13,5 нм) для выпуска 3-нм чипов, оборудование на 193 нм остаётся незаменимым для:
- Массового производства — EUV-установки чрезвычайно дороги (стоимость превышает $150 млн), а их производительность ниже.
- Специализированных задач — например, создания MEMS-датчиков для медицинских устройств или элементов космической электроники.
- Импортозамещения — 90% мирового парка литографических сканеров контролируют ASML, Canon и Nikon. Собственная разработка снизит риски санкционных ограничений.
Интересно, что технология 193 нм не устаревает. Например, компания Intel до сих пор использует её в комбинации с мультипаттернингом для выпуска процессоров поколения Alder Lake.
Технические вызовы: что стоит за созданием сканера?
Разработка литографического сканера на 193 нм — задача, сравнимая с созданием космического аппарата. Она требует решения трёх ключевых проблем:
- Оптические системы
Линзы и зеркала должны быть абсолютно чистыми и стабильными: даже микроскопическая пылинка или колебание температуры в 0,1°C искажают рисунок на кремниевой пластине. Для сравнения: точность позиционирования маски в сканере ASML достигает 0,1 нанометра — это как попасть стрелой в яблоко на расстоянии 10 км. - Источники излучения
ArF-лазеры для 193-нм литографии генерируют импульсы длительностью в нансекунды с частотой до 6 кГц. Поддержание их стабильности — энергоёмкий процесс, требующий систем охлаждения и вакуумных камер. - Фоторезисты
Российским химикам предстоит создать материалы, которые будут одинаково чётко реагировать на 193-нм излучение и формировать устойчивые структуры при травлении. Сегодня 80% рынка фоторезистов контролируют японские компании JSR и Tokyo Ohka Kogyo.
Сферы применения: где пригодятся российские чипы?
Внедрение сканера на 193 нм затронет десятки отраслей. Вот лишь несколько примеров:
- Автомобилестроение
Современный автомобиль содержит до 3 000 микросхем — от управления двигателем до систем автономного вождения. Российские 90-нм чипы смогут заменить импортные аналоги в датчиках давления, контроллерах АКПП и навигационных модулях. - Энергетика
«Умные» сети требуют процессоров для анализа нагрузки, прогнозирования аварий и управления возобновляемыми источниками. Чипы на 193 нм обеспечат необходимую надёжность в условиях экстремальных температур. - Оборонный комплекс
Радиолокационные системы, беспилотники и системы наведения ракет нуждаются в электронике, устойчивой к кибератакам и электромагнитным помехам. Локализация производства снизит риски саботажа. - Космос
Микросхемы для спутников должны выдерживать радиацию и перепады температур от -150°C до +120°C. Российские разработки на 193 нм могут стать основой для новых поколений аппаратов «Глонасс-К» и метеорологических зондов.
Мнение экспертов: реалистичны ли сроки?
Андрей Иванов, ведущий инженер НИИ «Электроника»:
«Переход с 248 нм на 193 нм — не просто смена цифр. Это переход к новой физике процессов. Однако у России есть преимущество — опыт создания аналогичных систем в 2000-х годах. Если команда Красникова сможет адаптировать задел советских НИИ и привлечь молодых специалистов, два года — достижимый срок».
Мировая практика показывает, что разработка литографического сканера с нуля занимает 5-7 лет. Однако, как подчеркнул Геннадий Красников, Россия использует «двойной подход»: параллельно модернизирует существующие установки и создаёт новые, что ускоряет процесс.
Что дальше? Планы по EUV-литографии
Хотя 193 нм — важный этап, будущее за EUV-литографией (13,5 нм), которая позволяет создавать 3-нм чипы. Глава РАН намекнул, что в России уже ведутся теоретические исследования в этой области. Однако для прорыва потребуется:
- Построить синхротроны нового поколения для генерации EUV-излучения.
- Разработать многослойные зеркала с коэффициентом отражения выше 70% (сегодня это ноу-хау ASML).
- Нанять международных специалистов — как это сделал Китай, пригласив инженеров TSMC и Samsung.
Заключение: почему это важно для каждого?
Разработка российского литографического сканера на 193 нм — не просто техническая новость. Это:
- Снижение цен на электронику за счёт отказа от импорта.
- Новые рабочие места в сфере высоких технологий.
- Безопасность критической инфраструктуры от кибератак.
Как заявил Геннадий Красников: «Мы не догоняем Запад — мы создаём собственную технологическую траекторию». Если к 2026 году проект будет реализован, Россия войдёт в узкий клуб стран, способных производить микроэлектронику уровня 90 нм и ниже, что изменит правила игры на глобальном рынке.
