Какой российский литограф предлагают создать в ИФМ РАН в 2025 году?
Учёный из ИФМ РАН (Институт физики микроструктур) доктор физико-математических наук Николай Иванович Чхало уже не первый год пытается продвинуть свой план построения отечественного рентгеновского литографа для производства СБИС по технологиям 65-28-14-суб-10 нм.
Но власти всякий раз его предложение почему-то игнорируют. Возможно, они опасаются, что этот проект окончится так же, как и НИР по предлагаемому им ранее бесфотошаблонному литографу, который не привёл к созданию такой машины, потому что не все её компоненты удалось тогда сделать. Подробнее про это можно прочитать в моей статье «МЭМС для бесфотошаблонного EUV-литографа в рамках НИР сделать не удалось».
Однако в процессе того НИР’а появилось понимание того, что можно сделать классический рентгеновский литограф, как у ASML, только он будет дешевле на порядок, хотя и в 2,7 раза менее производительный. Но как раз такой литограф подошёл бы именно для России — нам как раз не нужно обеспечивать чипами весь мир, но нужна максимально дешёвая машина.
Кстати, в ИФМ РАН с 2011 года имеется прототип рентгеновского литографа — лабораторный стенд. Я рассказывал о нём в статье «Оказывается, прототип литографа для печати процессоров существует в России с 2011 года!».
И вот с этой идеей Н.И.Чхало постоянно выступает, используя для этого все возможности. Например, в декабре 2024-го года он опубликовал соответствующую статью в журнале «Поиск-НН», а 14 марта 2025-го года выступит на эту же тему на XXIX симпозиуме «Нанофизика и наноэлектроника».
В новой статье он предлагает вот такой план (упрощённый журнальный вариант) развития EUV-литографии (на слайде он назвал его по-модному — «дорожная карта»):
Первый этап дорожной карты проекта — это НИР с элементами ОКР. Целями этапа являются: доработка, а там, где научно-технологические заделы минимальны, — фактически создание критических технологий рентгеновской лито- графии; выявление основных проблем по всем ключевым технологиям и выработка предложений по коррекции технических решений, формирование кооперационных связей и списка оборудования, необходимого для решения задач второго этапа; создание экспериментального образца литографа для тестирования всех элементов литографа в реальном технологическом процессе, разработка резистов и отработка технологии формирования наноструктур методом рентгеновской литографии.
Цели второго этапа: создание опытного образца высокопроизводительного литографа с шестизеркальным проекционным объективом, мультикиловаттной лазерной системой, системой сканирования для пластин диаметром 200/300 мм; интеграция рентгеновской литографии в высокопроизводительную линейку производства передовых отечественных чипов; создание кооперационных цепочек для производства основных элементов и систем литографа.
Результатами этапа станут создание опытного образца литографа с производительностью более 60 пластин диаметром 200 мм в час; интеграция рентгеновской литографии в технологическую цепочку производства чипов на передовой отечественной фабрике, позволяющая использовать эту технологию при производстве критических, с минимальными топологическими нормами, слоев; формулирование технического задания и технико-экономического обоснования на опыт- ный образец литографа для индустриальных применений.
Третий этап предполагает создание литографа, адаптированного к эксплуатации на фабрике, с производительностью пластин диаметром 300 мм более 60 в час, и организацию серийного производства литографов в России.
Подобный план я уже описывал ранее в статье «Российский литограф на 28 нм, когда он будет создан? Актуальная информация с симпозиума 15 марта 2024 года!». Он был представлен как раз ровно год назад на предыдущем симпозиуме.
В статье Чхало в общих чертах описывает преимущества конструкции предлагаемого им литографа по сравнению с литографом ASML, и они действительно существенны. Об этом у меня даже выходила соответствующая статья с техническими подробностями: «Российский EUV-литограф на 28-16-12 нм, почему он ожидается проще и дешевле, чем у ASML?».
Если вкратце, то предлагается использовать более простой источник излучения не на основе олова, а на основе ксенона. Минус у такого источника только один — меньшая мощность. Всё остальное — только плюсы: меньше загрязнений (с которыми приходится бороться) при генерации излучения, меньшая длина волны (положительно влияет на разрешение и упрощает объектив), меньше объём установки, меньше энергопотребление, больше ресурс чувствительных компонентов системы, меньше стоимость.
Для изготовления рентгеновской оптики, в том числе и асферической, разработана технология двустадийного формообразования. На первом этапе методом классической глубокой шлифовки-полировки с использованием уникальных полирующих составов изготавливаются плоские или сферические заготовки. На следующем этапе методом ионно-пучкового травления осуществляется финишная полировка, асферизация и коррекция локальных ошибок.
Кстати, недавно у меня выходила статья о достижениях ИФМ РАН в области изготовления рентгеновских зеркал для строящихся в России синхротронов: «В ИПФ РАН созданы рентгеновские зеркала дифракционного качества для синхротрона СКИФ». Там я расписал это более подробно.
Для напыления высокоотражающих многослойных рентгеновских зеркал, в том числе и нормального падения, в ИФМ РАН действуют восемь технологических установок, использующих магнетронное и ионно-пучковое распыление материалов, в том числе две установки работают в специализированной бериллиевой лаборатории.
Таким образом, ИФМ РАН давно готов к разработке рентгеновского литографа, если таковая будет профинансирована. Кстати, недавно от них поступила информация, что в настоящее время в Фонд перспективных исследований подан аванпроект по теме: «Обоснование технической возможности создания отечественного рентгеновского проекционного литографа», и что подписание договора ожидается в марте 2025 года.
А как же план Росатома?
У меня складывается ощущение, что происходит какие-то два параллельных процесса по рентгеновскому литографу, причём их участники как-будто и не пересекаются друг с другом. С одной стороны, это информация от Чхало, а с другой стороны — информация от Минпромторга, связанная с Росатомом.
Напомню, что летом 2023-го года Минпромторгу и Минэкономразвития было поручено проработать предложения «Росатома» по нескольким проектам, в том числе, по проекту создания отечественного рентгеновского литографа и производственных технологий для его использования. Срок исполнения поручений — 30 августа 2023 года.
К осени предложения «Росатома» были, видимо, проработаны и «Росатом» вроде как начал финансирование проекта средствами из своих инвестиционных программ. Как сказал научный руководитель Национального центра физики и математики, академик РАН Александр Сергеев, проект также пользуется активной поддержкой правительства страны.
И что? С тех пор мы не слышим о проекте Росатома ни слуху, ни духу. Идут ли работы в Росатоме, не идут ли работы в Росатоме — нам это неизвестно. Но поскольку Чхало постоянно призывает начать эти работы, складывается ощущение, что либо Росатом не работает в этом направлении, либо Чхало не в курсе работ Росатома, что было бы странно.
На запрос одного из моих читателей в Минпромторг РФ о судьбе рентгеновского литографа в феврале 2025-го года был получен такой ответ:
- В ходе реализации комплексной программы «Развитие электронного машиностроения на период до 2030 года» запущен аванпроект по созданию рентгенлитографа с привлечением организаций, готовых к исполнению составных частей (далее – проект). Сообщаем, что ИФМ РАН принимает участие в реализации проекта.
То есть, запущен некий аванпроект, в котором ИФМ РАН выступает, как один из участников его реализации, а значит, Чхало не может об этом не знать.
На аналогичный запрос в ИФМ РАН было сообщено следующее:
- В Фонд перспективных исследований подан аванпроект по теме: «Обоснование технической возможности создания отечественного рентгеновского проекционного литографа». Подписание договора ожидается в марте 2025 года.
То есть, ИФМ РАН подтверждает своё участие в этом аванпроекте, уточняя, что проект будет финансироваться Фондом перспективных исследований. Остаётся вопрос, а кем изначально был подан этот аванпроект? Может, как раз Росатомом? И поскольку уже говорится о дате подписания, значит Фонд одобрил выделение средств на эту работу?
Пока всё выглядит так, что Росатом за свой счёт весь 2024-й год готовил документацию аванпроекта «Обоснование технической возможности создания отечественного рентгеновского проекционного литографа», которую и передал в Фонд перспективных исследований в составе заявки на финансирование реализации этой работы.
Заявку, видимо, утвердили, и теперь в марте должно произойти подписание договора с ИФМ РАН на свою часть работ, очевидно, по зеркалам, да и оптической системе в целом. Напоминаю, что этими работами они должны обосновать техническую возможность эту оптическую систему произвести.
Аналогичные договоры должны быть подписаны с разработчиками источников излучения, системы позиционирования и т.п. Что входит в обоснование помимо чисто научных работ, и какой срок на это отведут, я не знаю. Возможно, от участников аванпроекта потребуется также и создание каких-то функциональных демонстраторов модулей литографа, за которые они будут отвечать.
P.S. Вообще, тема очень востребована в информационном пространстве, но информация о реально происходящих в этой сфере управленческих событиях крайне скудна. Благодаря Чхало мы уже знаем почти всё о конструкции рентгеновского литографа, но практически ничего не знаем о шагах ответственных за микроэлектронику управленцев, произведённых в этом направлении.
Оригинал публикации в блоге автора на Дзене: https://dzen.ru/a/Z88yds6okxGpP0xp
Об авторе: Специалист в области отечественной микроэлектроники, ведёт свой тематический канал «Электромозг» о российской микроэлектронике на платформе «Дзен».
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ материалы о российской микроэлектронике:
Как в России за 10 лет полностью изменить ИТ-сферу и какие меры для этого нужны?
Первый серийный российский ноутбук на Эльбрусе-2С3 появится в 2025 году
Российский бортовой компьютер с поддержкой машинного зрения пойдет в серию летом 2025 года
Про еще один неубиваемый российский компьютер на Эльбрусе-2С3 для экстремальных условий эксплуатации
Российские разработчики нейроморфного процессора Алтай выложили свою платформу в открытый доступ
