СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №6/2014

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 10 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 6 2014 Новая экстремальная электроника на основе LPE i-GaAs монокристаллов В статье изложена концептуальная основа создания новой отечественной и мировой электронной индустрии, основанной на LPE i-GaAs монокристаллах, обладающих свойствами изолятора, полупроводника и проводника. Виктор Войтович, Анатолий Думаневич, Александр Гордеев (г. Ульяновск) Двигатель экономики – торговля, двигатель торговли – инновация. Важ- нейший субъект инновации – энергети- ка, главный инструмент энергетики – электроника, следовательно, «кровь» экономики – это электроника (сегод- ня экспортная доля отечественной микроэлектроники на мировом рын- ке менее 0,1%). Инновация – это, прежде всего, неза- урядная идея (чаще – открытие), вопло- щённая в новых свойствах материала, уникальной прорывной технологии и, в конечном счёте, – в продукте, кото- рого нет на мировом рынке, но кото- рый обладает высокой конкурентоспо- собностью и спросом, прежде всего, на рынках развитых стран: США, Герма- нии, Великобритании, Японии. Ни для кого не секрет, что мировая электроника, как инструмент энерге- тики, развивается по трём основным направлениям: температура, скорость и мощность. 1. К 2015 году в России и за рубежом появятся первые серийные электрон- ные компоненты с рабочей темпера- турой +250°С, значительная заслуга в этом принадлежит интернациональ- ной команде, создающей новуюмиро- вую LPE i-GaAs индустрию. В 2018–2020 гг. рабочая температу- ра рыночной ЭКБ удвоится и достиг- нет значений до +500…+600 ° С на A III B V / A IV B IV . К 2025 году появится серия ЭКБ на углероде с преодолением рубежа +900…+1000 ° С. 2. Частотный диапазон в полупрово- дниковой электронике в текущем деся- Статья опубликована в авторской редакции. Мнение редакции не всегда совпадает с авторской линией. Но редакция всегда открыта к диалогу и предоставляет специалистам возможность донести свою идею до читательской аудитории журнала. Специализированный журнал – это информационная площадка, на которой порой встречаются самые невероятные инженерные решения и проявления творческой мысли. тилетии резко расширится – до мил- лиарда терагерц и выше. В настоящее время получены экспериментальные кремниевые транзисторы с излучением в радиоактивном, рентгеновском диа- пазоне (плазменные кремниевые тран- зисторы). 3. Созданы экспериментальные об- разцы лазерных излучателей на осно- ве A III B V с фантастическими значени- ями генерации импульсной мощно- сти до 10 23 Вт/см 2 (за 10 –14 с, да ещё в придачу с миллионами атмосфер давления). 4. За рубежом в 2013 году микроэлек- троника впервые шагнула в литографи- ческую наноэлектронику (созданы пер- вые опытные FinFET с минимальным размером элемента – 7 нм). 5. Тактовая частота в цифровой технике за рубежом давно превыси- ла уровень один терагерц и, видимо, в текущем десятилетии достигнет зна- чений до 10 000 ГГц, в т.ч. на оптиче- ской памяти. Вышеперечисленные, а также дру- гие современные технологии, вполне вероятно, приблизят нас к управляе- мым термоядерным реакциям, заме- не нефти на воду, квантовой безвред- ной терапии человеческого организма на частоте излучения его же органов и многим другим, исключительно важ- ным открытиям и достижениям. Именно поэтому ФЦП по развитию ЭКБ на последующие годы (до 2025 г.), которая будет являться преемствен- ной по отношению к действующей ФЦП «Развитие электронной компо- нентной базы и радиоэлектроники на 2008–2015 гг.», должна отвечать этим вызовам. Роль инновации, т.е. подавляющего опережения мирового уровня в стра- тегически важных направлениях, всем давно понятна, потому что это – цена суверенитета России. Так есть ли в Рос- сии резервы для высокотехнологич- ных, инновационных прорывов? Мно- гие ответят на этот вопрос без колеба- ний – инновационные возможности в России – огромные. Основой для этого является то обстоятельство, что у нас одна из лучших в мире академи- ческих школ. Фундаментальные иссле- дования и наука РАН – это бесценное национальное достояние. В основе проекта «Создание произ- водства высокотемпературной, высо- ковольтной, силовой, фото- и СВЧ- гетероэлектроники на основе GaAs» лежат фундаментальные разработ- ки в области СВЧ-гетероэлектроники талантливой группы учёных ФТИ им. А.Ф. Иоффе под руководством Ж.И. Алфёрова Проектом предусматривается: ● создание нового сегмента на миро- вом рынке электроники – высокотем- пературной, гиперскоростной, высо- ковольтной GaAs электроники; ● увеличение к 2025 г. экспортной доли отечественной электроники на мировом рынке на два порядка и более; ● дальнейшее обогащение зонной тео- рии полупроводников. Проект имеет четыре выраженных направления: 1) материал LPE i-GaAs и гетеросисте- мы на его основе; 2) ЭКБ силовой электроники; 3) СВЧ и терагерцевые приборы; 4) фотоника. С ПЕЦИФИКА НАПРАВЛЕНИЙ ПРОЕКТА Электрофизические свойства i-GaAs материала LPE (Liquid Phase Epitaxy, жидко- фазная эпитаксия) – технология GaAs монокристалла, легированного амфо- терными атомами (т.е. атомами при-