Современная электроника №9/2022

КОМПЕТЕНТНОЕ МНЕНИЕ 49 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2022 Таблица 1. Имеющиеся в разработке на этапе освоения или в опытном производстве тера- и петагерцовые инструменты/пинцеты/параметры Частота Пинцеты 7G 8G 9G 10G 1. Частота в окнах прозрачности атмосферы (ТГц) 5…7,5 25…37 60…75 Около 790 (петагерцовый диапазон) 2. Скорость (Терабит/ сек) До 3 До 15 До 30 До 300 3. Наличие базового разработанного материала LPE i- Si GaAs Si Тринитриды Cверхпроводимость на A IV B IV /A IV ; В перспективе: LPE i- Si GaP Si / i- Ge GaP Ge LPE i- Si GaAs Si Тринитриды Cверхпроводимость на A IV B IV /A IV ; В перспективе: LPE i- Si GaP Si / i- Ge GaP Ge LPE i- Si GaAs Si Тринитриды Cверхпроводимость на A IV B IV /A IV ; В перспективе: LPE i- Si GaP Si / i- Ge GaP Ge LPE i- Si GaAs Si Тринитриды Cверхпроводимость на A IV B IV /A IV ; В перспективе: LPE i- Si GaP Si / i- Ge GaP Ge 4. Функциональные системы, наличие базы для разработок Генераторы Усилители Смесители Фильтры VGM АЦП Процессоры с ОЗУ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Таблица 2. Оценка, прогноз, ожидание мирового рынка услуг на фоне текущих рыночных объёмов № п/п Объём услуг Проекты / Текущие сегменты рынка Объём рынка, $ триллионы (текущий – 2022 г., проектный – 2035 г.) 1 Системы распознавания образов* Текущий (нейросети и другое); Проектный** 0,05 0,5 2 Терагерцовая медицина Текущие медицинские услуги Проектный** 1,6 0,3 3 Автопром Текущий Проектный 3 0,8 4 Объём цифровых и цифроаналоговых схем (процессоры, ОЗУ, ПЗУ, ПЛИС, БМК, АЦП, ЦАП и др.) Классический (т.е. полупроводниковый) Проектный** 0,5 0,3 5 6G Текущий Проектный** 0 0,3 6 7G Текущий Проектный** 0 > 1 * С учётом гаджетов: очков ночного, теплового и «дневного» видения, т.е. в сплошном лиственном лесу видение на 100 метров. ** Абсолютно новые рынки. Частота, ГГц 10 8 10 0 1 0 3 1 10 λ , μ m 100 1000 1000 000 10 –1 10 –2 10 –3 10 –4 10 –5 Длина волны, м Излучение Видимый 10 –6 10 –1 10 –8 10 –9 10 –10 10 –11 Радиоволны Микроволны ТГц Рентгеновские лучи Гамма-лучи УФ ИК ИК 10 9 10 10 10 11 10 12 10 13 10 14 10 15 10 16 10 17 10 18 10 19 10 20 Рис. 9. Окна прозрачности атмосферы и спектр электромагнитного излучения: а) спектр электромагнитного излучения; б) спектр пропускания земной атмосферы УФ Ф а б магнитные волныещё способныотноси- тельнона приемлемомрасстояниипро- никать в плотные слои атмосферы. Структура 6G базовых станций рез- ко отличается от 4G и 5G конструктив- ных решений. Создание широкополос- ной связи, навигации и Интернета на волнах вблизи λ ∼ 1 мм требует косми- ческих платформ и создания многоты- сячной группировки миниспутников на подионосферных орбитах ( ≤ 180 км). За энергетику таких спутников бес- покоиться не нужно, поскольку на LPE GaAs-мультиструктурах возможно соз- дание солнечных батарей с удельной мощностьюдо 0,4 кВт/м 2 и циклом рабо- тоспособности на радиационной орби- те как минимум в три раза выше, чем в случае фотовольтаики на кремнии. Электронно-фотонно-фононные бортовые системы могут обеспечить скоростной Интернет с потолочны- ми скоростями до 100 Гбит/с и GPS- позиционированием с разрешениемна уровне толщинычеловеческого волоса, т.е. порядка 40…60 мкм (0,04…0,06 мм). Это полезноне толькоиндивидуальным пользователям, но и, к примеру, МЧС и др. Телеметрию можно реализовывать на лазерных LPE GaAs- или тринитрид- ных уникальныхматериалах ( ∼ 0,75мкм или 0,38мкм). Что касается длительности пребывания таких спутников на такой абсолютнонеобходимой с позициибал- листикиорбите, как ∼ 180 км, то здесь воз- можно использование «вечных подъ- ёмников»: корректировщиков орбиты на основе взаимодействия искусствен- ного мощного импульсного магнитно- го поля на сверхпроводящих элементах [12] со слабойплазмойионосферы, кото- рая будет усиливаться скоростнымфак- торомдрейфаминиспутника на орбите. Таким образом, неплохо решается проблема «иссякания» ионов, например, атома криптона (Kr) в бортовых балло- нах для ионного бортового двигателя, корректировщика орбиты спутника. Что касается стандартных (по ана- логии с 5G) блоков базовых станций ( ∼ 20…50 Вт), то, скорее всего, из-за высокой плотности наземной атмос- феры реализация наземных базовых 6G GSM-станций невозможна. Здесь требуются миниспутники. В итоге есть возможность обеспечить GSM, GPS, РОФАР («три в одном») мощ- ной группировкой миниспутников. Приёмник в виде планшета или гад- жета может быть построен на новей- шей СВЧ-элементной базе, как на LPE/ MOCVD-гетеросистемах, так и на три-