Современная электроника №5/2022

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 10 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2022 температурной, радиационно-стойкой, гиперскоростной электронной, фотон- ной и фононной продукции. Задачи 1. Увеличение доли отечественной ЭКБ на мировом рынке на порядок. 2. Реализация как минимум трёх сквоз- ных проектов с потенциалом ниш мирового рынка в 1 триллион дол- ларов, а именно: ● 6G, в том числе мини-спутниковый широкополосный Интернет со ско- ростями до 100 Гбит/с; ● 7G, в том числе мини-спутниковый широкополосный Интернет со ско- ростями до 2–3 Тбит/с; ● магнитодинамический терагерцовый сверхэкономичный ДВС-автомобиль; ● терагерцовые бифотонно-фонон- ные суперкомпьютеры планшетно- го типа; ● «черноволновая» система распозна- вания образов в собственном тера- герцовом излучении для искусствен- ного интеллекта и безопасности; ● другие. Отличительная особенность опере- жающей мировой уровень новой ФЦП от предыдущих Стратегий, програм- мы импортозамещения (План меро- приятий по импортозамещению от 31.03.2015 г. к приказу Минпромторга № 662, где под п. 75 значилось освое- ние собственного производства микро- процессора 1891ВМ12Я с проектной нормой 28 нанометров/2021 г. с запу- ском новой, по факту «аварийной» Про- граммы в апреле 2022 – январе 2024 г.) состоит в том, что она выстраивается на фундаментальной науке и практиче- ских технологиях отечественного про- исхождения без копирования импорт- ных аналогов. Новая ФЦП должна стать «техноло- гическим учебником» для стран 7G и Китая. В основе новых физических наработок, уникальных физических принципов для создания новых элек- тронных, фотонных ифононных про- дуктов лежит «сшивание» зонной и релятивистской теорий транспорта и генерации электромагнитной энергии, теории квантовой надсветовой телепо- ртации, фононной телепортации энер- гии, скин-фазового переноса энергии, квантово-точечной энергетики Пойн- тинга, авторская физика мультизонной проводимости (эффект водородоподоб- ного расщепления запрещённой зоны), моды Блоха, торможение/ускорение электромагнитной энергии в твёрдых телах, терагерцовый эффект поляри- зационной катастрофы (динамиче- ская комнатная сверхпроводимость по Клаузиусу–Моссотти), эффекты отри- цательных наноёмкостей и наноиндук- тивностей, циклоидный перенос носи- телей заряда, одновременные дырочная и электронная рекомбинации с взаим- но скомпенсированными модами Бло- ха и многое другое, в том числе такая «экзотика», как коэффициент усиления по току в транзисторе в схеме с общей базой 10…100 (h 21B ), что противоречит всем канонам теории зонной проводи- мости, переосмысление корпускуляр- ной модели атома по Резерфорду–Бору на принципах Гейзенберга, построение петагерцовой электроники на прин- ципах не оптической, а собственной запрещённой зоны ядро – s, p уровни – твёрдовакуумное межатомное про- странство (от десятков электронвольт) – на основе физики твёрдого вакуума по Ричарду Фейнману и другие. Другими словами, всё вышесказан- ное – это постепенная замена зонной теории проводимости на релятивист- скую. Соответственно, должно быть и пере- строение идеологии уже устаревшей зонной (полупроводниковой) тео- рии проводимости на релятивист- скую модуляцию, генерацию транс- порта электромагнитной энергии в твёрдых телах или, точнее, в твёрдом вакууме (если по Нильсу Бору подсчи- тать удельную долю объёма элементар- ных частиц – нуклонов и электронов, – то она окажется в пределах ~ 10 –10 % от нормированного/единичного объема, допустим, V = 1,0 см 3 ). Основные направления рабо- ты Проекта и предполагаемой ФЦП «Ответка-Э» следующие: ● новые, не известные на рынке мате- риалы: полупроводник (1а), диэлек- трик (1б) (см. таблицу); ● силовая гиперчастотная ЭКБ (2); ● СВЧ-приборы нового поколения (3); ● терагерцовые аналоговые и цифро- вые приборы (4); ● петагерцовые приборы (5); ● аналоговая и цифровая фотоника (6); ● аналоговая и цифровая фононика (7); ● магноника (8); ● комнатная (до +120°С) сверхпрово- димость (9). V. Сквозные проекты на основе ФЦП «Ответка-Э» с тремя сегментами мирового рынка с потенциалом до $1 трлн (краткое описание) 5.1. 6G и мини-спутники с «магнитной подвеской» Системы 6G будут выполнены в окнах прозрачности атмосферы на частотах 240…320 ГГц ( λ = 1,25 ÷ 0,94 мм) на осно- ве нового поколения LPE/MOCVD – GaAs униполярно-инжекционной, зон- но-релятивистской и циклоидной, по дрейфовому пролёту, ЭКБ. Базовые станции на магнетронах. Мини-спутниковое бортовое энерго- обеспечение будет выполнено на осно- ве солнечных радиационно-стойких батарей с удвоенным КПД в сравнении с кремниевыми. Двигатели – гибрид- ные, а именно: ионно-криптоновые и, в перспективе, с «магнитной подве- ской». Скорости – от 100 Гбит/с. 5.2. 7G и мини-спутниковый широкополосный Интернет Физические основы терагерцовой электроники в окнах прозрачности атмосферы 5,0…7,5 ТГц подробно изло- жены в [2], [3], [4], [5]. В принципе, архитектура цифровой системы 7G будет аналогичной 6G, с той лишь разницей, что генераторы частот, управляемые напряжением, усилитель- ныеприёмо-передающие тракты, цифро- вые системыбудут выполненынаоснове поляризованныхдиэлектриковA III B V , A III B VI и терагерцовой генерации (синтезатор Новые материалы под ФЦП на основе отечественных технологий № п/п Кристалл Применение Ширина запрещённой зоны, эВ μ n см 2 /В × с T j , °C (ЭКБ) 1 LPE GaAs (1а, 1б) 2, 3, 4, 6, 7, 8 1,43 7800 300 2 LPE GaP (1а, 1б) 4, 5, 6, 7 2,27 250 470 3 3С/Si (1а) 3, 4, 8, 9 2,4 – 300 4 GaN (тринитридный) (1а, 1б) 2, 3, 4, 5, 6, 7 3,4 До 2000 700 5 Ga 2 O 3 (1а, 1б) 4, 6, 7 4,9 < 300 900 6 AlN (тринитридный) (1б) 4, 5, 6, 7 5,5 – 1100 7 Diamond (C) (1а, 1б) 5,5 20 000 (mp) 1100 8 BN (1а, 1б) 3, 5 6,4 – 1300 9 Al 2 O 3 (1б) 4, 6, 7 До 8,2 – 1700