А возможны ли в России какие-либо инновации?
Сентябрь 6th, 2017
Идет целый спор о том, где в России строить Кремниевую долину. Я думаю, в этом смысле будет небезынтересен мой рассказ. Во время своего путешествия по Америке я побывала не в Силиконовой долине, я побывала всего лишь в Олбани, это так называемая новая TechValley. Правительства разных штатов тоже пытаются запустить высокотехнологичное производство. А поскольку в Силиконовой долине все стали очень жирными, на всех нужно платить очень много налогов, то многие технологические производства перебираются сейчас. Те, кто попроще – в Китай, те, кто посложнее – в другие штаты США.
Я могу сказать, что это сильное впечатление, когда я собственными глазами видела 22-нанометровый процессор. Я видела этот процессор в чистой комнате компании, которая называется Applied Materials, headquarters у нее в Калифорнии, в университете Олбани у нее есть facilities. Эта компания занимается не изготовлением чипов, она занимается изготовлением оборудования, которое изготовляет микрочипы.
Я сейчас напомню насчет 22 нанометров, что 17 октября прошлого года господа Евтушенков и Чубайс подписали соглашение об инвестициях в 500 млн. долларов, о том, что за эти 500 млн. долларов зеленоградский «Микрон», который принадлежит корпорации «Система», которая принадлежит Евтушенкову, покупает технологию – новейшую, как было сказано, – для производства микросхем с шагом 90 нанометров, покупает у французской компании STMicroelectronics, которая сидит на дотациях у французского государства.
Это выглядело очень странно, потому что за две недели до этого эпохального соглашения, на подписании которого присутствовал Путин, компания Intel объявила о том, что она по-рабочему будет изготавливать процессор с шагом 32 нанометра. Быстродействие микросхем относительно их стоимости удваивается каждые два года. А шаг микросхемы уменьшается приблизительно вдвое раз в полтора года. Это так называемый закон Мура.
Как я уже сказала, в Олбани я видела 22-нанометровую микросхему (естественно, в недоконченном виде). Я думаю, мой рассказ будет небезынтересен. Потому что, например, в рабочее помещение Applied Materials (это компания, которая занимается вещами, которые превосходят сложность космической промышленности) попала я так. Я приехала в Олбани, села в машину к встречавшему меня Игорю Пейдусу, это директор внешних программ Applied, и мы поехали в университет.
У входа в университет нигде не было турникета, стоял автоматик вроде того, из которого продают кофе. Автомат попросил у меня какое-нибудь удостоверение личности, я туда засунула свои права. Автомат спросил, что это такое. Я ответила, что права. Автомат спросил какие. Мы стали пытаться выбрать из меню русские права. Румыния там была, России не было. Подошла девочка, забила мою фамилию по-русски. Мне выползла бумажка с удостоверением. Автомат пожелал мне удобного путешествия. И еще господин Пейдус расписался в журнале за посещение чистой комнаты. Вот и вся процедура доступа.
Более того, мы идем дальше. Справа – естественно, за стеклом – стоят установки, допустим, стоимостью 500 млн. долларов. Я говорю: «Игорь, а что это? Здесь студенты бывают? Какое-то расписание лекций». Он говорит: «И школьники бывают». Самый большой шок меня ждал, когда мы зашли в чистую комнату. Потому что оказалось, что чистая комната устроена таким образом. Вот стоит чистая комната компании Applied Materials, которая есть крупнейший производитель оборудования для производства микрочипов, а рядом стоит чистая комната – всё прозрачно – компании Tokyo Electron, которая является злейшим конкурентом Applied , и еще в общей чистой комнате стоит какое-то оборудование, которое не является эксклюзивным, которым они пользуются сообща для опытного производства. И переодеваются они все вместе в одной комнате.
Это не вопрос беспечности. Меры безопасности на самом деле в микроэлектронных компаниях драконовские. Это вопрос другого подхода к безопасности. Потому что сотрудники компании настолько мотивированы, что глупо им не доверять. Считается, что вопрос о том, кого вести в лабораторию, а кого нет, должен решать лично сотрудник компании, а не его начальник – нечего забивать его голову глупостями – и тем более вохровка на входе. Кстати, в том же Intel инженеры имеют право самостоятельной закупки оборудования на сумму до ста тысяч долларов.
Я всё время хочу называть Игоря Пейдуса Онегиным, потому что это то ли литовская, то ли латышская название Онежского озера. Он прибалт, который, кстати, работал очень долгое время на компанию «Микрон» и уехал в Штаты удивительным образом – через Сингапур, где Игорь работал тоже на одного из крупнейших производителей микрочипов – сингапурскую компанию Chartered.
И вот я спрашиваю Игоря: «Вы работали в «Микроне». Что было самое тяжелое в Советском Союзе?» И Игорь ответил очень точно, что конкуренция в отрасли настолько велика, что чтобы быть впереди, надо покупать самое лучшее. Вот если есть в Японии лучший раствор для травления, надо покупать его. Чтобы купить лучший раствор для травления, это решение должен принимать сам инженер, который ездит по конференциям и знает, где этот лучший раствор производится, а не начальство должно ездить по конференциям. И инженер должен сам иметь право покупать подобные вещи.
И вторая вещь, которая связана со студентами, присутствующими в данном здании. Это тоже принципиальная вещь. Потому что микроэлектроника – это настолько быстрая отрасль, что вы должны думать о послезавтра. А послезавтра – это студенты.
Теперь сама чистая комната. Напоминаю, что речь идет о производстве микросхем. Они делаются так. Вы берете кремниевую подложку – это такая круглая, как блин, штуковина, 300 миллиметров шириной, отполированная, – и на ней разными способами послойно вы наносите разные элементы микросхемы.
Игорь показывает и говорит, что это установка лазерного отжига. А почему лазерного? Потому что если вы наносите нужный вам слой на подложку, просто ее подогревая, то атомы из этого слоя слишком далеко разбегутся. А если вы ее чуть-чуть нагреете лазером, то они, видите ли, разбегутся недалеко. А вот это установка плазменного травления. Почему плазменного? Потому что если вы травите пластину какой-то жидкостью, то жидкость будет травить ее со всех сторон – и в вертикальной части, и в горизонтальной. А вдруг вам надо только в горизонтальной части протравить. И у вас плазма, в ней заряженные ионы, и они движутся в электрическом поле, которое направлено перпендикулярно поверхности, и вы травите только горизонтальные поверхности. Для каких-то процессов это очень важно.
Дальше стоит метрологическая установка. По правде говоря, это просто электронный микроскоп, который умеет немножко думать. Дальше стоит установка atomic clear deposition называется. Она умеет наносить слои поатомно. Есть такая штука – оксид гафния, она устроена так, что гафний к другому гафнию не липнет. Вы выдуваете ровно такой слой, что он липнет одним слоем атомов.
Вот это установка плазменной имплантации, говорит мне Игорь, точнее Plasma-immersion ion implantation (PIII). Он в прошлом году был в Академии наук, там ему с гордостью показали ученых и сказали, что они единственные в мире умеют делать плазменную имплантацию. Бедный Пейдус не стал расстраивать этих людей, не стал им говорить, что такая установка в Applied работает в промышленном масштабе.
Почему я об этом говорю? Потому что я хочу дать представление о том, что эти технологии, они уже сопоставимы по сложности с уровнем сложности, на котором оперирует рибосома, синтезирующая молекулу белка в живом организме. Кстати, когда я спросила об этом Игоря – я не хочу выглядеть слишком умной, не мои это мысли, – он ответил очень точно, что главная разница пока заключается в том, что всё, что делает микроэлектроника, происходит в определенной плоскости. А природа свои молекулы умеет поворачивать в трех измерениях. Кстати, это слабое утешение, потому что следующее поколение компьютеров – квантовые или графиновые, – видимо, уже будет оперировать в трех плоскостях.
Еще одну очень важную вещь говорит Игорь. Он говорит, что не существует нанотехнологии самой по себе. Нанотехнология – это просто передний край микроэлектроники. Т.е. если вы хотите делать микросхемы 22 нанометра, вы занимаетесь нанотехнологиями. И нельзя купить что-то ни за 500 млн., ни за миллиард, тем более устаревшую сборочную линию, и обзавестись нанотехнологиями. Нанотехнологии – это передний край. Нельзя купить передний край, потому что он всё время будет впереди. Помните, это как в «Алисе в Зазеркалье», что у нас ты должна бежать изо всех сил, чтобы остаться на месте; а если ты хочешь куда-то попасть, то надо бежать вдвое быстрее.
Почему я всё это рассказываю? Дело в том, что я попала в Applied не совсем случайно. Чем больше я узнаю бизнесменов и политиков, тем больше я люблю ученых. И у меня есть достаточное количество знакомств. Среди них есть человек, знакомством с которым я абсолютно горжусь, его зовут Вадим Израилевич Раховский. Этот человек уже глубоко пожилой. Видимо, поэтому он не уехал из России. Еще в детстве успел убежать маленьким ребенком на фронт. Его, естественно, вернули. Он ученик еще наших великих. Но поскольку Раховский даже не просто физик, а именно технолог, он имеет столько изобретений, что даже наша российская действительность не сумела украсть у него всё. Он человек вполне состоятельный, хотя и не миллиардер, каким он был бы на Западе. Кстати, его проект, проект изготовления асферических линз без всякого блата первым победил на конкурсе в компании «Нанотехнологии». Правда, он до сих пор не получил финансирование. Т.е. каждые две недели Раховскому говорят, что вот ваши асферические линзы финансирование получат, но до сих пор этого не происходит.
Вообще, история взаимоотношений Вадима Израилевича Раховского и компании «Роснанотех» – это то, что я на правах друга дома слышу вот уже несколько лет, всё время порываюсь рассказать, но пока табу наложено, я рассказывать не буду. У Раховского есть не только асферические линзы, у него есть еще один проект. Он называется голографическая литография.
Литография – это одна из стадий изготовления микросхемы. Состоит она, грубо говоря, в том, что вы берете маску (это трафарет с нужным вам рисунком), кладете ее поверх на будущую микросхему, засвечиваете нужные участки светом. Перед этим вы покрываете плату слоем фоторезистора, потом засвеченные участки вы удаляете. Грубо говоря, вы печатаете светом. Или, наоборот, не засвеченные участки, в зависимости от того, используете вы позитивный или негативный фоторезистор.
Проблема заключается в том, что, когда это начиналось, всё было хорошо, а теперь длина волны видимого света от 400 до 650 нанометров, а рисовать надо 32 нанометра, и рисовать булыжником стало тяжеловато. Я приглашаю всех слушателей подумать над тем, что изощренность современных микросхем такова, что луч света для них слишком толстый грифель.
Что такое голографическая литография? Это очень изысканная идея, которая говорит, что вместо того, чтобы бороться с квантовыми эффектами, их надо использовать. И вместо того, чтобы использовать материальную маску, вы можете использовать голограмму, т.е. дифракционную решетку. Дифракционная решетка, которая является голографическим снимком того, что вам надо изобразить. Вы ее засвечиваете лучом лазера, и этот луч лазера рисует на подложке нужную вам микросхему.
Это совершенно не оригинальная идея у Раховского. Очень много было попыток создать голографическую литографию. Все они разбивались о массу технологических проблем. Например, в углах при создании голограммы возникают очень большие искажения, порядка 17%. Это один из примеров проблемы. Во-вторых, эта лазерная штуковина устроена так, что наибольшая интенсивность света приходится там, где вам не нужно ничего рисовать, где белый шум. Вот это как раз те технологические проблемы, которые Раховский сумел преодолеть. Как именно – не скажу, потому что это уже, действительно, передний край, это то место, когда королева побежала вдвое быстрее. И это, действительно, сделала группа Раховского.
Мне было очень интересно понять, где наши научные российские исследования – не те, которые касаются завода «Микрон» и приобретения за 500 млн. долларов заведомо устаревших технологий, а настоящие российские научные исследования – находятся в мире. Я в этом понимаю, грубо говоря, на правах друга семьи.
Я иду по коридору и вижу одну установку. Пейдус мне говорит: «Посмотри, эта установка называется Molecular Imprint, она за пять миллионов долларов может быть альтернативой литографии. Потому что она вместо того, чтобы действовать на фоторезистор светом, она физически штампует нанесенный на подложку молекулярный слой.
В общем, это не очень перспективная технология. Она очень хороша для опытов, но из-за быстрого износа кварцевого штампа себестоимость микросхемы в такой установке всегда будет очень дорога. А вот это уже электронная литография, говорит Пейдус, а электронная литография решает проблему длины волны очень просто. Она рисует не с помощью света, а с помощью электронов. И опять я понимаю, что на самом деле эта штука годна только в экспериментальных целях. Потому что рисовать пучком электронов микросхему – это очень долгий процесс, это как красить «Кадиллак» кисточкой для ногтей. Электроны, в отличие от фотонов, очень долго это происходит.
А потом я вижу установки настоящие, самого перспективного направления, которое называется extreme ultraviolet, ультрафиолет. Потому что extreme ultraviolet – это собственно ультрафиолет, это всё с длиной от 10 нанометров до 400. Я вижу одну установку, которая стоит 85 млн. долларов, и другую – 500 млн. Они такие дорогие, что на них скинулось сразу несколько компаний.
«А вот это конкуренты Раховскому», – говорит Пейдус. Я говорю: «А какой шанс у Раховского?» Тут Пейдус произносит слова, которые для меня были очень приятны. Он говорит, что это единственная российская группа, которая действительно занимается вещами на переднем плане. И даже если она не решит проблему голографической литографии, она попутно может сделать несколько важнейших вещей. И вот это мне приятно слышать.
Я всё это рассказываю вам, чтобы сказать, что у нас еще есть мозги, что у нас есть не только г-н Грызлов и г-н Петрик, который изобретает чистую воду, установку для очистки. У нас есть еще не только завод «Ангстрем», который технологию на 130 нанометров за миллиард долларов купил два года назад. Я не знаю, что с ней стало.
И последнее, что я хотела сказать. У меня очень много вопросов по поводу чистой воды и г-на Грызлова, который только что в интервью газете «Точка.ру» заявил, что те, которые не хотят чистую воду, это враги российской нации, которые хотят, чтобы российская нация вымерла.
Я должна сказать г-ну Грызлову, что я имею несчастье быть его соседкой по поселку Баковка, вместе с несколькими сотнями других несчастных людей. Мне нет дела до роскошных машин, которые раскатывают, до ментов, которые стоят, когда эти роскошные машины выезжают, до гигантской стены, за которой у них какой-то замок. Я человек не завистливый. Но у нас в поселочке был парк, в котором было две дорожки, по которым гуляли дети, по которым катались коляски.
Осенью, я смотрю, одну дорожку перекопали. Я спрашиваю рабочих: «Это что?» Они отвечают: «Сортир для г-на Грызлова». Ну ладно. Потом вторую дорожку асфальтовую даже не перекопали, а передробили. Детям гулять негде, колясочкам кататься негде. Я спрашиваю рабочих: «Это что?» «Сортир для г-на Грызлова», – они мне отвечают.
Я уже не выдержала, позвонила прорабу, Вадим его звали. Я говорю: «Вадим, это что?» У Грызлова огромный замок. Почему, пардон, гадить (в буквальном смысле гадить) надо в парке, и почему именно по дорожкам? У этих людей такое представление о публичном пространстве, что вот гадить – это в публичном пространстве, а жить – это во дворце. Вадим мне отвечает: «Да, это идет от дома Грызлова, но это будет для всех, это строится, видимо, за общественный счет». Я говорю: «Это не будет для всех, потому что никто не будет к этому присоединяться. Это личная канализация г-на Грызлова, построенная на общественные деньги и проходящая почему-то через единственные дорожки в парке, по которым гуляют люди». Это какое-то такое наплевательское отношение к людям, которое трудно объяснить.
Но самое главное, о чем я хочу сказать, другое, это в связи с чистой водой. Господин Грызлов, если вы так верите в эту чистую воду, то поставьте, пожалуйста, фильтр для чистой воды около своего собственного сортира и пейте то, что получится. Не надо перекапывать дорожки в парке. Не надо за общественные деньги в единственном месте, где по поселочку гуляют женщины с колясками, строить вот эти гигантские трубы. Если вы верите в чистую воду, то пейте ее, пожалуйста, сами.