Directronica сентябрь 2020
ЭКОНОМИКА
Российской экономике ухудшили прогноз
Европейский банк реконструкции и развития (ЕБРР) пересмотрел в сторону понижения прогноз роста ВВП России в 2021 году с 4% до 3%, сохранив свои ожидания по падению показателя в 2020 году на уровне 4,5%.
«Ожидается, что ВВП в России сократится на 4,5% в 2020 году в результате кризиса COVID-19 и падения цен на нефть, хотя введение общенационального плана восстановления экономики помогло смягчить некоторые из негативных последствий. В 2021 году ожидается рост ВВП на 3% при условии некоторого восстановления цен на нефть», — приводит ТАСС выдержки из обзора.
При этом в ЕБРР предупредили, что прогноз подвержен значительным рискам. Тем не менее в банке признали, что усилия российского правительства по повышению устойчивости экономики в условиях пандемии окупили себя. «Спад во втором квартале 2020 года на 8% в годовом исчислении был меньше, чем ожидалось, и экономическая активность снова начала расти», — подчеркивается в обзоре.
Напомним, что российская экономика в феврале-марте 2020 года оказалась под мощным воздействием сразу двух негативных факторов — стремительного распространения пандемии коронавирусной инфекции COVID-19 и ее пагубного влияния на глобальную экономику, а также обвала цен на нефть. На этом фоне рубль существенно обесценился к доллару и евро. Реагируя на ситуацию, правительство и Банк России утвердили несколько пакетов мер по поддержке экономики и граждан.
11 мая президент РФ Владимир Путин объявил о завершении с 12 мая единого периода нерабочих дней, введенного с 30 марта в рамках борьбы с COVID-19.
2 июня премьер-министр Михаил Мишустин представил главе государства первый вариант общенационального плана по восстановлению российской экономики в 2020–2021 годах. 19 июня Путину был направлен доработанный проект нацплана, а 23 сентября правительство утвердило окончательный вариант документа (стоимостью около 6,4 трлн рублей).
Добавим также, что по итогам II квартала 2020 года экономика России сократилась, по предварительным данным Росстата, на 8,5% в годовом сопоставлении, а за I полугодие — на 3,4%.
В августе, по оценке Минэкономразвития (МЭР) РФ, ВВП страны уменьшился на 4,3% в годовом выражении после падения на 4,6% по уточненным данным (с 4,7%) в июле, а за 8 месяцев с начала текущего года — на 3,6%.
В начале сентября МЭР пересмотрело в сторону улучшения прогноз экономического спада в России на 2020 год — до 3,9% с 4,8% в июньской версии. В минувшую пятницу председатель Центробанка РФ Эльвира Набиуллина заявила на брифинге, что регулятор намерен в октябре уточнить свой макропрогноз (сейчас предполагается падение ВВП на 4,5–5,5%).
РЫНОК
Мировой рынок
Продажи полупроводниковых материалов и оборудования растут, несмотря на пандемию
В 2020 году мировой рынок полупроводниковых материалов вырастет незначительно, а лидером по их закупкам, как и прежде, останется Тайвань. Об этом сообщает портал Intellasia News со ссылкой на отраслевую ассоциацию SEMI.
В этом году глобальные продажи материалов для производства полупроводниковой продукции ожидаются на уровне $52,94 млрд. Практически такой же результат был зарегистрирован в 2019 году, по итогам которого выручка на рассматриваемом рынке составила $52,88 млрд. Прогноз озвучили представители SEMI на пресс-конференции перед открытием выставки SEMICON Taiwan 2020, проходившей на Тайване с 23 по 25 сентября.
В 2021 году ожидается усиление положительной динамики. Продажи полупроводниковых материалов увеличатся примерно на 6% и достигнут $56,36 млрд.
Тайвань, крупнейший покупатель материалов для изготовления полупроводников, в 2020 году приобретет их на $11,83 млрд. Это примерно на 3% больше, чем в 2019-м. В 2021 году закупки увеличатся еще более чем на 6% и достигнут $12,56 млрд.
В SEMI отметили, что тайваньские контрактные производители полупроводников, а также предприятия, предоставляющие услуги по упаковке и тестированию интегральных схем, стремятся расширять и модернизировать свои мощности. Лидер фаундри-сектора — тайваньская компания TSMC — контролирует более 50% рынка и в 2020 году планирует потратить на развитие производства около $16–17 млрд.
Вторым по величине покупателем материалов для производства полупроводниковой продукции в ближайшие два года будет Китай. По оценкам SEMI, в 2020-м КНР израсходует на эти цели $9,34 млрд, а в 2021-м — $10,42 млрд.
Третье место займет Южная Корея, которая в 2020 и 2021 годах закупит полупроводниковые материалы на $8,54 и 9,04 млрд.
Три перечисленные страны, только в другом порядке, лидируют и по закупкам оборудования для изготовления чипов. Согласно подсчетам SEMI, за первые семь месяцев 2020 года Тайвань приобрел такого оборудования на $8,63 млрд, увеличив прошлогодний показатель на 10,6%.
В Китае за аналогичный период зарегистрирован рост на 45,2% и закупки полупроводникового оборудования на сумму $9,84 млрд. Корея занимает второе место с результатом $9,49 млрд (+54,1%).
Также в SEMI сообщили, что с января по июль 2020 года мировые продажи производственного оборудования для полупроводниковой отрасли достигли $38,43 млрд. С учетом того, что показатель на 23,2% выше, чем в 2019 году, специалисты делают вывод, что пандемия COVID-19 особо не повлияла на отрасль.
IC Insights: контрактное производство чипов в 2020 году покажет двузначный рост
По прогнозам аналитической компании IC Insights, растущая востребованность процессоров приложений и других телекоммуникационных компонентов для смартфонов с поддержкой сетей пятого поколения (5G) будет способствовать двузначному росту рынка контрактного производства полупроводников в 2020 году.
Специалисты напомнили, что выделяют так называемых чистых контрактных производителей чипов (pure-play foundry), которые практически не разрабатывают собственные интегральные схемы (ИС), а преимущественно занимаются выпуском ИС-продукции по заказу сторонних клиентов. Яркими представителями фаундри-сектора считаются TSMC, GlobalFoundries, UMC и SMIC.
Также существуют чипмейкеры, практикующие модель производства IDM (Integrated Device Manufacturers), при которой компании предлагают услуги контрактного производства чипов и одновременно занимаются выпуском ИС собственной разработки. К IDM-сегменту принадлежат Samsung и Intel.
Аналитики ожидают, что после снижения на 1% в 2019 году оборот на рынке pure-play foundry в 2020-м вырастет на 19%, до $67,7 млрд. По мнению специалистов, существенную прибавку обеспечат 5G-смартфоны, объемы отгрузок которых в 2020-м должны достигнуть или даже превысить 200 млн штук. Для сравнения, поставки таких аппаратов в 2019 году были на уровне примерно 20 млн штук.
Если оценка окажется верной, то рынок контрактного производства чипов продемонстрирует самые высокие темпы роста с 2014 года, когда была зарегистрирована прибавка на 18%. Специалисты полагают, что позитивная динамика продолжится и в дальнейшем, вплоть до 2024 года, когда выручка на этом направлении превысит $90 млрд.
В IC Insights полагают, что в этом году на долю чистых контрактников придется чуть больше 81% от суммарного оборота в отрасли, а остальные продажи обеспечат IDM-компании. Аналитики обратили внимание, что за последние годы доля сегмента pure-play foundry несколько сократилась — в 2014 году показатель превышал 89%.
США ограничили экспорт продукции китайскому производителю микросхем SMIC
Соединенные Штаты ввели ограничения на экспорт для крупнейшего китайского производителя микросхем Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC), заявив, что существует «неприемлемый риск» использования поставляемого ему оборудования для выпуска военной продукции.
Теперь компании, поставляющие SMIC определенное оборудование, должны будут подавать заявки на получение индивидуальных экспортных лицензий. Об этом сказано в письме Министерства торговли, которое оказалось в распоряжении Reuters.
Компания SMIC заявила, что не получала официального уведомления об ограничениях и не имеет никаких связей с китайскими военными.
«SMIC повторяет, что производит полупроводники и предоставляет услуги исключительно для гражданских и коммерческих конечных пользователей и применений», — сообщил производитель.
«Компания не имеет отношений с китайскими военными и не производит продукцию для военных конечных пользователей или применений», — заверил он.
Описанное ограничение не так сурово, как внесение в черный список, примененное к Huawei. Ранее в этом месяце появилась информация, что Пентагон и другие американские ведомства рассматривают вопрос о внесении SMIC в черный список.
Китайские полупроводники: деньги есть, но кадры в дефиците
Санкции США в отношении Huawei и некоторых других компаний заставили китайское правительство задуматься о более интенсивном развитии национальной полупроводниковой отрасли.
Деньги на эти нужды выделяются беспрецедентные, но вот кадры в одночасье взять неоткуда — их придется выращивать на протяжении нескольких лет.
Как поясняет издание Caixin, рынок труда в полупроводниковой отрасли Китая сейчас явно формирует выгодные условия для роста благосостояния профильных специалистов. Если восемь лет назад лишь около 20% выпускников специальностей, связанных с разработкой и производством полупроводниковых компонентов, находили работу по своему профилю, то теперь китайские компании расхватывают молодых специалистов без опыта. Средний уровень зарплат в отрасли вырос с 2012 года почти в 2 раза. Потребность в кадрах, по данным некоторых агентств, превышает предложение в 2,6 раза. Только в этом году спрос на специалистов вырос в 1,5 раза.
Вакансии предлагают соискателям прирост в зарплате на 20 и 30% от текущего уровня, а если речь идет о производственной специализации в полупроводниковом секторе, то разница может достигать и 100%. Количество стартапов в Китае, связанных с разработкой чипов и процессоров, сейчас уже достигло 138 тысяч. Основная их часть была основана в 2014 году, когда китайские власти объявили о формировании крупного фонда, средства которого будут направляться на поддержку подобных компаний.
По оценкам китайских чиновников, к концу следующего года местному рынку потребуется не менее 720 тысяч специалистов для развития полупроводникового сектора. По состоянию на конец 2018 года их количество не превышало 460 тысяч человек, как гласит государственная статистика КНР. Власти страны намерены сделать разработку интегральных микросхем одной из приоритетных образовательных дисциплин.
По мнению экспертов, бум на этом рынке может смениться спадом, как только китайские власти сократят финансирование отрасли. Неприятные примеры уже имеются: уханьская компания HSMC (Wuhan Hongxin Semiconductor Manufacturing Co. Ltd.), которая планировала наладить производство 14-нм чипов к 2022 году, после нескольких раундов финансирования так и не смогла приблизиться к моменту начала функционирования. Освоив более $2 млрд инвестиций, HSMC сейчас оказалась на грани банкротства с долговой нагрузкой более $16,5 млрд. Что характерно, HSMC ранее удалось переманить с Тайваня около сотни специалистов по литографическому производству. Вряд ли они останутся без работы сейчас, но как сценарий будущих проблем для некоторых китайских компаний такая ситуации вполне реальна.
Ericsson за $1,1 млрд покупает производителя беспроводного сетевого оборудования
Шведская компания Ericsson объявила о подписании соглашения, которым предусмотрена покупка американской компании Cradlepoint, специализирующейся на оборудовании для беспроводных сетей.
Сумма сделки — $1,1 млрд, что делает ее крупнейшим приобретением Ericsson с 2007 года, пишет Reuters. Ожидается, что приобретение Cradlepoint позволит Ericsson укрепить позиции на рынке корпоративного оборудования 5G, поскольку Ericsson получит доступ к решениям для «Интернета вещей» с подключением по 4G и 5G.
В результате сделки Cradlepoint станет дочерней компанией Ericsson. Сейчас Cradlepoint продает маршрутизаторы и услуги беспроводной сети на основе подписки, в основном ориентируясь на рынок США, но в Ericsson намерены расширить сбыт, сохранив Cradlepoint как самостоятельный бизнес с собственным отделом продаж. При этом новый владелец планирует продавать продукты Cradlepoint своим клиентам из числа операторов сотовой связи. Те, в свою очередь, будут предлагать их своим клиентам, получив возможность создавать новые потоки доходов.
Ожидается, что сделка будет завершена до конца этого года.
Глава Nvidia подтвердил, что компания может начать выпуск процессоров под собственной маркой
Как мы уже сообщали, компания Nvidia подписала соглашение о покупке компании Arm за $40 млрд. Комментируя сделку, генеральный директор Nvidia Дженсен Хуанг (Jensen Huang) подтвердил напрашивающееся само собой предположение, что в будущем на рынке могут появиться процессоры под маркой Nvidia. Они выведут конкуренцию Nvidia с Intel и AMD на новый уровень.
По словам главы Nvidia, возможно несколько вариантов использования разработок Arm. В частности, Nvidia может начать предлагать ядра под собственной маркой для лицензирования, может выпустить на рынок референсные реализации или выполнять разработку полузаказных решений на базе готовых ядер. Источник отмечает, что компания Nvidia будет полностью контролировать набор команд и пока неясно, станет ли она делиться всеми будущими инновациями в архитектуре Arm с лицензиатами.
В любом случае, располагая интеллектуальной собственностью в области процессоров (Arm), ускорителей (Nvidia) и высокоскоростных сетевых соединений (Mellanox), компания может способствовать созданию серверной экосистемы на базе Arm. Как известно, Nvidia уже производит несколько процессоров на базе Arm для приложений с низким энергопотреблением, но доступ к инженерным талантам Arm, несомненно, ускорит процесс разработки специализированных микросхем для центров обработки данных. Можно рассчитывать на оптимизацию архитектуры Arm для использования совместно с графическими процессорами Nvidia, например, в части согласованного доступа CPU и GPU к памяти, что побудит других производителей микросхем использовать графические процессоры Nvidia в своих решениях. Такой подход может помочь укрепить позицию Nvidia как ведущего поставщика решений искусственного интеллекта для центров обработки данных.
Nvidia покупает ARM за $40 млрд
Производитель графических решений Nvidia объявил о покупке британской компании ARM Holdings, известной по созданию процессорных архитектур. Стоимость сделки составляет $40 млрд.
Примерно $12 млрд Nvidia оплатит собственными средствами, еще $21,5 млрд — своими акциями. По результатам сделки, которую планируется закрыть к марту 2022 года, корпорация SoftBank (пока еще владелец ARM) получит 8,1%-ную долю в Nvidia.
SoftBank приобрела ARM в 2016 году за $31 млрд и в настоящее время владеет 75% ее акций. Японский холдинг вынужден был начать реструктуризацию на фоне серьезных убытков, которые он понес в 2019 финансовом году (завершился 31 марта 2020 года) из-за череды неудачных инвестиций. Чистый убыток SoftBank за прошлый финансовый год составил 961,5 млрд иен ($8,9 млрд).
Как сообщил глава Nvidia Дженсен Хуанг (Jensen Huang) в разговоре с Forbes, основная цель покупки ARM заключается в «интеграции технологий Nvidia в широкую сеть ARM». После оформления сделки Nvidia намерена построить в Кембридже научный центр по исследованию технологий искусственного интеллекта (ИИ). Созданные в нем разработки будут использоваться в здравоохранении, робототехнике, беспилотных автомобилях и других областях. Чтобы привлечь исследователей и ученых из Великобритании и со всего мира в этот центр, Nvidia построит суперкомпьютер с ИИ на базе процессоров ARM.
ARM Holdings — один из крупнейших разработчиков и лицензиаров архитектуры процессоров для портативных и мобильных устройств. Микропроцессорная архитектура Arm широко используется в смартфонах, в том числе компаниями Samsung и Apple. Она также привлекает производителей серверов и компьютеров.
Сделка по приобретению ARM может стать крупнейшей в истории полупроводниковой отрасли, но при этом привлечет внимание регуляторов и спровоцирует претензии со стороны таких конкурентов Nvidia, как Samsung, Apple, Qualcomm, Broadcom, Intel и Huawei, пишет Bloomberg. Все эти компании используют архитектуру ARM в своих продуктах, а также занимаются лицензированием собственных разработок.
Nvidia — это быстрорастущая компания, чья продукция играет ключевую роль в работе видеоигр и облачных технологий, спрос на которые вырос из-за пандемии коронавируса, отмечает газета The Wall Street Journal. С начала 2020 года акции Nvidia подорожали более чем на 100%, что стало лучшим показателем среди всех ценных бумаг, входящих в индекс американских компаний с наибольшей капитализацией S&P 500.
Российский рынок
Создатели «Эльбрусов» удвоили выручку, но увязли в долгах
Запоздавший в этом году отчет о результатах деятельности разработчиков «железа» на «Эльбрусах» из ИНЭУМ показал, что в 2019 году организации действительно удалось реализовать заявленные ранее планы. Она увеличила выручку за счет крупного оборонного заказа. При этом долги организации растут второй год и перекрыли почти удвоенную выручку более чем на треть.
Объем выручки создателя отечественных серверов на российских процессорах «Эльбрус» — Института электронных управляющих машин им. И. С. Брука (ИНЭУМ, входит в «Ростех») — по итогам 2019 года превысил показатели предыдущего отчетного периода почти вдвое. Так, если в 2018 году выручка предприятия составила 466,1 млн руб., то в 2019-м она выросла до 828,7 млн руб., увеличившись, таким образом, на 362,6 млн руб. (78%). Это следует из ежегодного финансового отчета организации. В 2020 году его публикация состоялась позже обычного срока на два с лишним месяца.
Упомянутый выше столь ощутимый финансовый результат можно считать неожиданностью лишь отчасти. Напомним, в начале июля 2019-го на основании прошлогодних аналогичных документов CNews делал вывод, что по итогам 2019 года половину выручки создателям «Эльбрусов» должны обеспечить военные, заказавшие тысячу российских серверов, ориентировочно на 400 млн руб.
В новом отчете ИНЭУМ подтверждается, что основной объем выручки 2019-го был получен за счет производства и поставки продукции в рамках гособоронзаказа (ГОЗ) и составил 438,6 млн руб. При этом отдельно упоминается некий проект «Поставка вычислительной техники в Минобороны» стоимостью как раз 400 млн руб.
Что мог поставить военным ИНЭУМ
О какой именно поставке идет речь, в опубликованной документации не уточняется. В июле 2019 года CNews с учетом ряда вспомогательных данных высказывал предположение о том, что ключевая сделка ИНЭУМ по линии ГОЗ будет связана с тем фактом, что 27 сентября 2018 года Минобороны разместило на сайте госзакупок извещение о закрытом аукционе на поставку Министерству тысячи серверов «Эльбрус 801-РС» в двух разных модификациях. Стартовая цена контракта была выставлена на уровне, опять же, 400 млн руб. В силу закрытого характера процедуры, подробности выбора поставщика и итоговая цена контракта опубликованы позже не были.
На момент публикации того материала представители ИНЭУМ и компании МЦСТ (разработчик процессоров «Эльбрус») не смогли прокомментировать CNews правомерность этих логических выводов.
По данным нового отчета, чистая прибыль ИНЭУМ в 2019 году составила 37,1 млн руб. Это несколько меньше показателя 2018-го в 39,2 млн руб., однако вполне ощутимо выше показателя 2017-го в 29,7 млн руб.
При этом размеры чистого долга организации за последние годы имеют более линейную динамику. Если по итогам 2017 года они составили 421,6 млн руб., то по итогам 2018-го выросли до 731,7 млн руб. (на 73,5%), а по результатам 2019-го увеличились до 1,14 млрд руб. (на 55,1%).
Отметим, что этот долг последнего отчетного периода значительно перекрывает размер столь существенно увеличившейся выручки ИНЭУМ — на 311 млн, или на 37%.
Помимо уже упомянутой поставки для военных на 400 млн руб., ИНЭУМ указывает в качестве одного из основных проектов 126-млн поставку супер-ЭВМ на многоядерном микропроцессоре с архитектурой «Эльбрус» с кодовым названием «Приклад-стенд-ГВП».
В 2019 году осуществлялся ее первый этап на 55 млн руб. Судя по информации на сайте госзакупок, заказчиком техники выступил Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова.
Еще один ключевой проект имеет наименование «Калининская» и касается поставки оборудования радиационного контроля на Калининскую атомную электростанцию в составе энергоблоков № 1 и № 2. Его общая стоимость указана в размере 64,5 млн руб.
Последний упомянутый ключевой проект именуется «Технопром» и представлен просто как поставка серверов общей стоимостью 106,9 млн руб. По сайту госзакупок оба этих последних проекта однозначно не находятся.
ТЕХНОЛОГИИ
Предложено решение для создания квантовой памяти в полупроводниках
Для развития квантовых вычислений понадобятся квантовые аналоги оперативной памяти и жестких дисков. Одни данные необходимо хранить условно короткое время, а другие — очень и очень долго. И если с «коротким» все более-менее ясно, то с длительным хранением квантовых состояний (кубитов) есть серьезные трудности. Помочь в этом обещает новое исследование в Чикагском университете.
Группа ученых из Чикагского университета разработала теорию и поставила эксперимент, в ходе которого удалось создать контролируемый субатомный элемент квантовой памяти. Этот элемент был создан в таком полупроводнике, как карбид кремния. Запоминающими элементами в материале стали атомные ядра вещества, а роль управляющего элемента взял на себя захваченный полупроводником электрон. Затем этот же электрон удалось запутать (связать) с квантовой памятью, что говорит о возможности контролируемого создания и длительного удержания кубитов.
«Полупроводниковые материалы представляют собой структуры атомных ядер, удерживаемых вместе электронными связями. Некоторые, но не все из этих ядер обладают свойством, называемым спином, которое позволяет им вести себя как крошечные квантовые магниты. Ядра, у которых есть спин, могут использоваться для кодирования (записи) квантовой информации».
Для воздействия на ядра атомов карбида кремния ученые задействовали методы, которые используются в магнитно-резонансной томографии (МРТ), но заменили громоздкую магнитную камеру всего на один электрон. Тем самым исследователи получили инструмент, с помощью которого смоли управлять состоянием отдельной группы ядер. Ядерные спины очень стабильны и могут удерживать когерентность часами, что для квантовых вычислений практически вечность.
Разработчики уверены, «что смогут разработать материалы, которые будут иметь десятки высококачественных квантовых запоминающих устройств на меньшей площади, чем один современный транзистор, который можно найти в современных интегральных схемах». Одни из таких запоминающих устройств будут служить памятью для оперативных вычислений, а другие станут основой для долговременного хранения квантовой информации.
В Сколтехе разработали СВЧ интегральный электрооптический модулятор для 6G
Группа ученых под руководством к. ф.-м. н, профессора Владимира Драчева (Центр проектирования, производственных технологий и материалов) разработала технологию и создала устройство, которое позволяет модулировать оптическое излучение с длиной волны 1,5 мкм электрическим сигналом с частотой до 10 ГГц.
Исследования проводились в рамках комплексного проекта «Разработка технологий и компонентов интегральной сверхвысокочастотной радиофотоники», на начальном этапе поддержанного Министерством науки и высшего образования. Он направлен в том числе на решение проблем создания в РФ технологий радиофотоники в полупроводниковом интегральном исполнении.
Электрооптические модуляторы и другие компоненты высокоскоростных систем оптической передачи данных являются ключевыми элементами в современной телекоммуникации. Созданное в Сколтехе устройство открывает новые перспективы для разработки компонентов 6G-систем, в частности, конвертеров сигналов из терагерцевого в оптический диапазон. Исследования в области шестого поколения ведутся в рамках деятельности Центра компетенций НТИ на базе Сколтеха по технологиям беспроводной связи и «Интернета вещей» (ЦК НТИ БСИВ). В своих разработках Институт опирается на передовую научную и лабораторную базу и производственные связи с лидирующими российскими компаниями.
Развитие 6G будет во многом определяться технологическими прорывами в области генерации, модуляции и детектирования терагерцевого и субтерагерцевого излучения. Эти процессы должны быть реализованы в миниатюрных приборах, изготовленных, например, с помощью стандартных планарных технологий микро- и наноэлектроники. Для обеспечения этих прорывов будет необходимо создать технологические комплексы крупносерийного производства таких устройств и обеспечить их сопряжение с остальной аппаратной платформой: с базовыми станциями 6G и с мобильными терминалами, включающими трансиверы терагерцевого и субтерагерцевого диапазона.
По словам ведущего научного сотрудника, к. ф.-м. н Сергея Косолобова, ноу-хау данной технологии является интеллектуальной собственностью Института, полностью базируется на реализации преимуществ аппаратного комплекса Сколтеха и заключается в детальном понимании физических эффектов на этапе моделирования в сочетании с высокоточным изготовлением наноразмерных элементов модулятора. Прорывной характер разработки состоит в практической реализации экспериментального образца сверхвысокочастотного электрооптического плазмонного модулятора, размеры которого не превышают несколько десятков микрон. Полученное устройство, изготовленное по стандартной полупроводниковой планарной технологии, будет использовано в качестве элемента радиофотонного трансивера 6G терагерцевого диапазона.
Руководитель ЦК НТИ БСИВ Дмитрий Лаконцев: «Будущее сотовой связи заключается в полной интеграции транспортного оптоволоконного сегмента с компактными радиомодулями. И проблема предельной миниатюризации и радикального удешевления оптоэлектронных и радиофотонных приборов и компонентов за счет переноса их производства в планарные технологии является ключевой для всего направления перспективных разработок 6G. Можно без преувеличения сказать, что подобные исследования абсолютно критичны для дальнейшей и полной локализации производства инфраструктурного и терминального оборудования 6G в России».
Принципиальные отличия и достоинства устройства:
- использование при его изготовлении стандартных технологических процессов кремниевой микроэлектроники;
- полная совместимость с процессами изготовления структур металл-оксид-полупроводник (МОП) на основе кремния-на-изоляторе (КНИ) — диоксид кремния (SiO2) — оксид-индия-олова (ITO);
- комплементарность с другими устройствами планарной радиофотоники и интегральной фотоники за счет использования стандартных длин волн оптического спектра и интерфейсов ввода/вывода;
- высокая безынерционность за счет использования оптической модуляции плазмонного «затвора» нанометровых размеров;
- широкий динамический диапазон и полоса пропускания;
- принципиальная возможность существенного расширения частотного и динамического диапазонов в перспективный спектр «высоких» (десятков и сотен) гигагерцев и субтерагерцев, критичный для дальнейшего развития технологий 5G и 6G.
Дальнейшие перспективы этого проекта Сколтеха предусматривают расширение частотного диапазона до сотен гигагерц, а также увеличение номенклатуры изготавливаемых элементов за счет включения генераторов и детекторов терагерцевого и субтерагерцевого излучения в планарном исполнении. Кроме того, следует рассмотреть возможности расширения спектра применения данного класса устройств в производстве планарных радиофотонных и оптоэлектронных трансиверов для оптоволоконного сегмента сетей шестого поколения.
В МФТИ создан нанолазер для микропроцессоров будущего
Физики из МФТИ и Королевского колледжа Лондона устранили ограничение на пути к созданию инжекционных нанолазеров для интегральных схем.
Предложенный исследователями подход дает возможность производить лазеры, размеры которых не только в сотни раз меньше толщины человеческого волоса, но и меньше длины излучаемого ими света. Они позволят наладить сверхбыструю передачу информации в многоядерных микропроцессорах ближайшего будущего.
Статья опубликована в журнале Nanophotonics. Использование световых сигналов уже привело к одной революции, когда в 1980-е годы оптоволоконные линии пришли на смену медным кабелям. Это на много порядков увеличило скорость передачи информации. Свет оказался гораздо эффективнее электрического сигнала по той причине, что он представляет собой электромагнитные волны с частотой в несколько сотен терагерц. Такая высокая частота света позволяет передавать терабиты информации в секунду.
Весь современный Интернет держится на оптоволоконных линиях, но это далеко не все, на что способен свет. Он мог бы работать даже внутри процессора — будь то компьютер, смартфон или иное устройство. Для этого нужно соединить оперирующие электрическими сигналами компоненты — например, ядра процессора — оптическими коммуникационными линиями, работающими исключительно со светом. Это позволит почти мгновенно передавать большие объемы информации внутри чипа.
«Устранение ограничения на передачу информации поможет дальше наращивать производительность процессора прямо пропорционально количеству ядер. Можно будет создать 1000-ядерный процессор, который практически в 100 раз быстрее 10-ядерного. Это, в свою очередь, откроет дорогу к настоящим суперкомпьютерам на одном чипе. Именно в этом направлении движутся гиганты полупроводниковой индустрии, такие как IBM, HP, Intel, Oracle, и другие», — говорит ведущий автор исследования, старший научный сотрудник Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ Дмитрий Федянин.
Трудность заключается в том, что соединить оптику и электронику требуется на микроуровне. Для этого размеры оптических компонентов должны не превышать сотен нанометров, что в 100 раз меньше толщины человеческого волоса. Встроенные в чипы лазеры, без которых преобразование информации из электрической формы в оптическую попросту невозможно, должны быть столь же миниатюрны.
Однако свет — это электромагнитные волны, длина которых составляет сотни нанометров. А фотон, квант света, согласно квантовому принципу неопределенности, занимает определенный конечный объем в пространстве. Этот объем не может быть меньше кубика, ребро которого примерно равно длине волны света, поэтому условно можно сказать, что фотоны в очень маленьком лазере просто не поместятся. Впрочем, такое ограничение на размер оптических устройств, дифракционный предел — не абсолютное препятствие для оптоэлектроники. Решить проблему можно переходом от фотонов к поверхностным плазмон-поляритонам.
TSMC начинает строить фабрики под 2- и 1-нм техпроцессы
TSMC, крупнейший контрактный производитель полупроводниковой продукции, по сообщению источника, начал строительство производственного комплекса, где планируется освоить 2-нм техпроцесс.
Комплекс включает центр НИОКР и производственное помещение. Новые объекты будут расположены недалеко от штаб-квартиры TSMC в научном парке Синьчжу, Тайвань.
По предварительным данным, в 2-нм техпроцессе будет использоваться технология Gate-All-Around (GAA). Параллельно производитель начал планировать разработку 1-нм техпроцесса.
Наряду с технологиями производства кристаллов, TSMC совершенствует технологии их упаковки. Он планирует ускорить внедрение таких передовых технологий упаковки, как SoIC, InFO, CoWoS и WoW. Все они классифицируются TSMC как 3D Fabric, хотя некоторые из них относятся к 2,5D. Эти технологии будут внедрены в серийном производстве на линиях ZhuNan и NanKe во второй половине 2021 года.
Энтузиаст сравнил под электронным микроскопом микросхемы, изготовленные Intel по нормам 14 нм, и TSMC — по нормам 7 нм
В настоящее время лучший техпроцесс Intel, используемый для серийного производства настольных процессоров, носит обозначение 14 нм+++, тогда как процессоры AMD серии Ryzen 3000 на архитектуре Zen 2, компания TSMC выпускает по нормам 7 нм. Это создает впечатление, что AMD имеет явное преимущество. Немецкий энтузиаст разгона der8auer решил наглядно сравнить микросхемы, выпущенные по разным техпроцессам. Он взял процессоры Intel Core i9-10900K и AMD Ryzen 9 3950X и изучил их, используя сканирующий электронный микроскоп.
Объясняя это тем, что логическая часть процессоров слишком различается для прямого сравнения, der8auer выбрал для сравнения кэш-память второго уровня. Обычно ее элементы изготавливаются с максимальным использованием возможностей технологического узла.
Что показало сравнение? Полностью его ход и результаты приведены в видео, но коротко говоря, различие между двумя микросхемами в технологическом плане меньше, чем можно ожидать, ориентируясь только на обозначения. Скажем, ширина затвора в транзисторе Intel равна 24 нм, в то время как в транзисторе AMD — 22 нм. Высота затвора также довольно похожа, но у AMD (точнее, у TSMC) по-прежнему есть определенное преимущество.
Представлен самый крошечный холодильник в мире
Рисунок. Область охлаждающегося контакта между полупроводниками
Команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) представила «самый миниатюрный холодильник в мире» — термоэлектрическое охлаждающее устройство размером всего около 100 нм. Возможно, такие «холодильники» станут основой новых технологий для борьбы с перегревом микроэлектроники.
Термоэлектрогенераторы позволяют использовать разницу в температурах для получения электрического потенциала. Для этого применяют, например, эффект Зеебека с цепью из разных проводников, между которыми помещают полупроводник. Даже небольшое различие в температуре между ними создает ток, и инженеры уже ищут способы использовать этот эффект для питания компактной электроники. например, фитнес-браслетов.
Но возможно и обратное преобразование: при подаче в подобную систему тока проводники с различными свойствами могут нагреваться или охлаждаться. Такое решение использовал и Крис Реган со своими коллегами. Для получения отдельных кристаллов полупроводников (теллурида висмута и сурьмы-висмута) ученые применили «метод скотча», когда-то позволивший получить и первые образцы графена — наклеив клейкую ленту и резко оторвав ее.
Из таких кристаллов ученые и собрали микроскопическое термоэлектрическое устройство общим объемом всего один кубический микрометр, продемонстрировав его способность охлаждаться. Как отмечают исследователи, этот объем так невелик, что даже ногти на наших пальцах прибавляют примерно в тысячу раз больше каждую секунду. «Мы побили рекорд миниатюрности термоэлектрических холодильников более чем в десять тысяч раз», — говорит Синь-И Лин (Xin Yi Ling), один из авторов работы. В таких размерах они видят большой практический потенциал.
«Благодаря своей крошечной величине он работает в миллионы раз быстрее, чем такой же холодильник объемом в кубический миллиметр, и еще в миллионы раз быстрее, чем холодильник на вашей кухне», — объясняет Реган. Возможно, в будущем мириады подобных микроскопических «морозилок» будут точечно и управляемо охлаждать микроэлектронику.
Создан материал для хранения и передачи квантовой информации
Ученые из компании Microsoft и Копенгагенского университета разработали особый материал — топологический сверхпроводник, необходимый для квантового компьютера нового поколения. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Physics.
Для хранения и передачи квантовой информации ее носители — кубиты — должны находиться в устойчивом когерентном состоянии. Но даже в квантовой системе, состоящей всего из нескольких кубитов, оно тут же разрушается из-за малейшего электромагнитного шума или любых других случайных воздействий окружающей среды. Изолировать систему от воздействия извне — невероятно трудная задача.
Законодательство
Начата подготовка законопроекта об усилении ответственности глобальных IT-компаний за нарушение законов РФ
Ответственность зарубежных интернет-компаний за неисполнение российского законодательства в части хранения персональных данных, удаления противоправного контента и неуплаты налогов с доходов, полученных на территории страны, может быть ужесточена — комитет Госдумы по информационной политике, технологиям и связи разрабатывает соответствующий законопроект, рассказал «Коммерсанту» источник.
По словам источника, речь идет о повышении фиксированных штрафов и введении штрафов с оборота в России или даже в мире, а также о применении технических мер, например, замедления трафика передачи данных.
Внесение законопроекта ожидается в октябре.
Минэкономразвития разработало проект постановления о центре компетенций по импортозамещению в сфере ИКТ
Для общественного обсуждения выложен проект постановления правительства РФ «О Центре компетенций по импортозамещению в сфере информационно-коммуникационных технологий».
В проекте постановления отражены полномочия (функционал) Центра компетенций, государственная поддержка которого предусмотрена поручениями президента РФ, установлена необходимость обеспечения независимости принимаемых им решений и порядок взаимодействия государственных органов и Центра компетенций.
Выполнение полномочий (функций) Центра компетенций возлагается на АНО «Центр компетенций в сфере импортозамещения ИКТ».
События
«Силовая электроника — 2020» — международная выставка компонентов и модулей силовой электроники
27–29 октября, Россия, Москва, МВЦ «Крокус Экспо»
20 января, 2012
1 июля, 2011