Отдельная благодарность Калбазову Дмитрийю Наумовичу, Руководителю Центра Разработки Технологического Оборудования (ЦРТО) ЗНТЦ, именно он организовал и показал, и дал интервью в видео
ЭЛ № ФС 77 - 87272 от 22.04.2024
🗓 19.03.1964 - Старт жизни семейства ЭВМ System/360
Руководство IBM приняло ключевое решение о разработке семейства мейнфреймов System/360, анонсированного чуть позже - 7 апреля 1964 года. Это была первая линейка компьютеров с четким разделением архитектуры и реализации, обеспечивающая совместимость программного обеспечения между разными моделями.
В отличие от предыдущих систем, все модели System/360 – от маломощных до высокопроизводительных – использовали единый набор команд, что позволяло компаниям легко модернизировать оборудование без переписывания программ.
System/360 заложила основу для последующих серий IBM – 370, 390 и System z, а ее архитектура стала стандартом для индустрии. Благодаря этой системе в вычислительной технике утвердились 8-битные байты, 32-разрядная архитектура и шестнадцатеричная система исчисления. В СССР аналогом IBM/360 стали компьютеры ЕС ЭВМ.
🎞 Если ролик про IBM только находиться в производстве, то ролик про микроэлектронику СССР вы уже можете посмотреть на канале)
Как 2 АМЕРИКАНСКИХ Шпиона ОСНОВАЛИ микроэлектронику в СССР
YouTube | RuTube
Центр ВОСПИ, Москва.
Слава труду! ⚒️
Из метро 🏴☠️
Зеленоградский нанотехнологический центр (производит литографы, сенсоры, микросхемы и т. д.) подписал с иранским Штабом по развитию микротехнологий меморандум о сотрудничестве. Сделку ведет Минпромторг, по ее результатам ожидается помимо производства иранской электроники в РФ выход продукции обеих стран на новые рынки.
Фото: Кирилл Зыков, Коммерсантъ
Россия и Иран заключили в 2025 году двусторонний меморандум о сотрудничестве между Зеленоградским нанотехнологическим центром (ЗНТЦ) и Штабом по развитию нано- и микротехнологий Исламской Республики Иран в области развития сотрудничества в радиоэлектронной промышленности, сообщили “Ъ” в Минпромторге. Меморандум обусловлен взаимной заинтересованностью в развитии двустороннего сотрудничества в области радиоэлектронной промышленности. «В нынешних условиях отсутствуют препятствия для развития взаимовыгодного сотрудничества, направленного на формирование устойчивых производственных и сбытовых цепочек, за исключением ограничительных мер, введенных недружественными государствами»,— подчеркнул в разговоре с “Ъ” представитель Минпромторга.
По данным «СПАРК-Интерфакс», АО ЗНТЦ зарегистрировано в Зеленограде в 2010 году, выручка и владельцы предприятия скрыты. По данным с сайта компании, ЗНТЦ производит радиационно стойкие микросхемы, сенсоры, аналого-цифровые преобразователи и др. Компания с 2019 года выиграла семь тендеров на общую сумму 8 млрд руб., все они были от Минпромторга. Также в 2021 году Минпромторг выделил ЗНТЦ 5,7 млрд руб. на разработку литографического оборудования для производства процессоров топологии 130–65 нм (см. “Ъ” от 22 ноября 2021 года).
ЗНТЦ будет выступать как интегратор контрактных производств для иранских дизайн-центров, так как пока в Иране нет подобных проектов, пояснил “Ъ” гендиректор ЗНТЦ Анатолий Ковалев. Помимо этого, говорит он, между странами будет происходить обмен компетенциями и сотрудниками в области микроэлектроники. «В данный момент речи об инвестициях не идет, однако примерная стоимость производства литографа для печати пластин 350 нм (0,35 мкм) находится в районе $4,5 млн»,— говорит господин Ковалев, добавляя, что иранские и российские продукты микроэлектроники будут доступны на обоих рынках.
Собеседник “Ъ”, знакомый с ходом подписания меморандума, пояснил, что сотрудничество с иранской стороной на данном этапе будет касаться производства литографического оборудования для печати чипов, телекоммуникационных мультиплексоров, различных датчиков для автомобилей и др. В Минпромторге добавляют, что министерство нацелено на объединение усилий для совместной разработки и производства инновационной продукции, а также на выход на новые рынки с отечественными технологиями и товарами.
Как заявлял летом 2024 года представитель национальной программы микроэлектроники Ирана Нима Арджманди, рынок микрочипов в Иране «никем не монополизирован». «Например, несколько компаний активно работают в сфере кремниевых продуктов и занимаются экспортом. В сфере оборудования есть компании, которые начали свою работу при поддержке иранской Штаба развития нанотехнологий»,— сообщало издание Pars Today.
Согласно отчету консалтинговой компании Kept по рынку микроэлектроники за 2024 год, объем российского рынка до 2030 года может вырасти в 2,7 раза, до 780 млрд руб., а при оптимистичном сценарии — превысить 1 трлн руб. В 2020–2022 годах среднегодовой темп роста рынка составил около 27%.
Доля российского рынка, по оценкам Kept, в 2022 году составляла менее 1% от глобального (более свежих данных компания не приводит). Общий объем рынка микроэлектроники «дружественных» России стран на 2022 год компания оценивала в $227 млрд. Лидером среди российских партнеров в данной области является Китай. Собеседник “Ъ” среди производителей электроники считает, что российско-иранский проект позволит России иметь альтернативных Китаю поставщиков компонентов.
Российским разработчикам микроэлектроники интересны любые рынки, в том числе иранский, говорит основатель НПЦ «Элвис» Ярослав Петричкович. «Однако, скорее всего, речь может пойти только о специализированных изделиях, и этот рынок достаточно узкий»,— подчеркнул он. Иранский рынок может представлять интерес для российских производителей микроэлектроники, учитывая наличие в России серьезной научной базы и развитых компетенций в разработке и производстве ЭКБ, говорит представитель ГК «Элемент». «Иран является одной из первых попыток российских технологических компаний выйти на международный рынок»,— добавляет представитель Fplus.
Меморандум является одним из элементов сотрудничества между двумя странами и развивается это сотрудничество наверняка не только в области микроэлектроники, говорит глава консорциума «Базис» Арсений Брыкин. Он напоминает, что Иран, как и Россия, находится под санкционным давлением со стороны ЕС и США, поэтому для бизнеса обеих стран партнерство взаимовыгодно. «В ближайшем будущем можно ожидать партнерства по другим направлениям: транспорт, логистика, технологии, энергетика и др.»,— считает господин Брыкин.
Тимофей Корнев
Источник: https://www.kommersant.ru/doc/7563596
Эл № ФС77-76922 от 11 октября 2019 г.
В предыдущем посте я попросил оставить в комментариях темы, которые были бы интересны. Сразу предупрежу, что некоторые вопросы не будут мной разобраны в том виде, в котором они сформулированы, чтобы не опозориться не вводить никого в заблуждение. Но постараюсь рассказать о чем-то наиболее приближенном по моему мнению.
@sweeper.xms оставил две темы, начну со второй:
Каков путь от программы на Verilog/VHDL до реального чипа, минуя ПЛМ?
Область моих компетенции связана непосредственно с микроэлектромеханическими системами (МЭМС), а точнее я занимаюсь разработкой технологии их изготовления. Поэтому расскажу, какой нужно проделать путь от идеи до реализации ее в виде конечного продукта. Надеюсь, будет интересно не нудно.
Да кто такой этот ваш МЭМС? (взято из интернета)
МЭМС - это такой чип, состоящий из механической части (именуется чувствительным элементом), которая может вибрировать, перемещаться или изгибаться, и электрической части (обычно интегральная схема специального назначения, она же ASIC), которая позволяет считывать и преобразовывать сигналы, и управлять механической частью. Короче, это всякие микромеханические акселерометры (датчики ускорения), гироскопы (датчики угловой скорости), датчики давления и т.п. Зачем они нужны? Конечно же для функции автоповорота экрана в смартфоне, иначе как ещё смотреть видео на Ютубе Рутубе. На самом деле применяют датчики МЭМС много где.
Знакомьтесь, датчик МЭМС: внутри корпуса расположены та что побольше и поярче - интегральная схема, а невзрачный - это чувствительный элемент (взято из интернета)
Приступим к идее. Во-первых, нужно определиться для каких целей делать датчик. Универсальных решений не существует, к сожалению. Не получится сделать и суперкомпактный, и мегаточный, и со сверхнизким потреблением энергии, да ещё и практически бесплатный. Поэтому у топовых компаний типа Analog Devices только микромеханических акселерометров более 15 разновидностей! Отмечу, что электроника может быть универсальной, и одна и та же интегральная схема может хорошо подходить для большинства датчиков. Подробно я разберу именно механическую часть (чувствительный элемент). У каждого чувствительного элемента есть особый слой (именуют его обычно приборным) или слои, которые являются определяющими с точки зрения характеристик датчика.
Так выглядит этот особый слой у гироскопа (взято из интернета)
С помощью ПО Comsol Multiphysics или Ansys подбирают конструкцию этого особого слоя или слоев, чтобы они потенциально обеспечивали нужные характеристики. Затем уже в виде некой принципиальной схемы разрабатывают целиком топологию чувствительного элемента, который вообще может состоять не просто из нескольких слоев, но и из нескольких пластин.
Да-да, несколько пластин для одного МЭМСа, но об этом позже (взято из интернета)
Как только с топологией определились, появляется намек уже на какую-то документацию. Важно понимать, что топологию и конструкцию разрабатывают с учётом имеющихся технологических возможностей, а также наличия конкретного материала. Условно, если в наличии имеются пластины толщиной 380 мкм или особый слой могут сделать сейчас только толщиной 100 мкм, то в первую очередь будут исходить из этого. После согласования топологии и конструкции чувствительного элемента обычно утверждают геометрические размеры и электрические параметры, которые будут контролировать в процессе изготовления для определения качества изделия и его работоспособности. Далее формируют документацию для изготовления фотошаблонов для литографии в формате GDSII. Во-первых, необходимо полностью отрисовать все слои и посмотреть, как в пределах одного чипа они накладываются друг на друга. Во-вторых, необходимо размножить разместить чипы на подложке как можно больше и плотнее друг к другу. Но меру тоже нужно знать, поэтому от края пластины обычно отступают 5-10 мм. В-третьих, нужны метки совмещения для литографии.
Так может выглядеть метка совмещения. Красным выделены нониусы, обеспечивающие точное совмещение (взято из интернета)
Главными элементами меток совмещения являются нониусы, их размер и расстояние между ними позволяют оценивать рассовмещение слоев между друг другом. При заказе фотошаблонов также указывают, какие области должны быть прозрачными, а какие нет. Некоторые фотошаблоны должны быть ещё и отзеркалены. Короче, одна ошибка и ты ошибся. Технологический процесс изготовления в виде маршрута набрасывают ещё при формировании документации на фотошаблоны. Делают сопроводительную документацию на изготовление. Также параллельно заказывают необходимые материалы (всякие фоторезисты, проявители, смыватели, кислоты, щелочи и т.п.). И ждут уведомления от озона поставку фотошаблонов и материалов.
Куда ж без шакалов (взято из интернета)
Как только все необходимое есть, начинают отрабатывать какие-то отдельные элементы или операции, чтобы потенциально меньше возникло проблем где-то в середине процесса изготовления. И наконец-то пробуют сделать первую партию пластин. Помните, я упоминал, что для изготовления одного МЭМСа (или одной партии) может потребоваться несколько пластин?
Это чувствительный элемент микромеханического акселерометра, и он не слышал ни о каких планарных технологиях (взято из интернета)
Микроэлектроника построена фактически на планарной технологии. Это когда вы на лицевой стороне пластины последовательно формируете различные слои, что и приводит к изготовлению конечного продукта. В МЭМС так не получится, так как есть всякие подвижные элементы. А чтобы они двигались нужны различные ямы полости над ними, под ними, между ними. Кроме этого все эти подвижные элементы следует располагать в герметичном объеме (чтобы в зазоры размером 2-3 микрометра не попадали твердые частицы в принципе), а в некоторых случаях ещё и нужно поддерживать вакуум!
Да-да, внутри гироскопа делают "микронасос" (взято из интернета)
Так что чтобы сделать одну пластину, нужно запустить минимум 2-3 и помолиться надеяться на чудо. Почему? Потому что может случиться вот это:
Хорошо, когда такое происходит на первых операциях
Поэтому обычно запускают 10-20 пластин, чтобы на выходе гарантировано получить 1-2 с готовыми изделиями.
Особо неприятно, когда "пластина-шахид" унесла не только свою "жизнь", и необходимо начинать заново (взято из интернета)
После того, как получили хотя бы одну пластину с чувствительными элементами, проводят контроль на зондовой станции, которая тыкается своими иголками зондами в металлические контакты и измеряет электрические параметры (ёмкости, сопротивления). По неким установленным критериям бракуют чипы и появляется карта годных чипов по пластине. Пластину кромсают пилят между чипами, чтобы их отделить друг от друга. После этого годные чипы устанавливают в корпус вместе с электроникой. Микросваркой соединяют чип с электроникой и выводят контакты на корпус. Затем корпус закрывают крышкой и герметизируют. Вот и получили первый датчик МЭМС. Но бывают нюансы, например, датчик давления ставят на штуцер. Дальше начинаются испытания для определения характеристик датчика и степень соответствия с тем, что закладывали в самом начале. Вероятность получить с первого раза даже что-то работающее невысока, а уж чтобы это соответствовало ожиданиям, ещё ниже. Поэтому идёт поиск виноватых проблем и их решений, чтобы добиться нужных характеристик изделий. Корректируют конструкцию, топологию, технологию, фотошаблоны, то есть идет нормальный итерационный процесс.
Разработчик и технолог решают, кто виноват (взято из интернета)
На этом пожалуй завершу. Что-то я мог упустить, что-то опустил специально. Получилась простыня, я честно старался написать ёмко, но не смог, не получилось.
Почему можно скопировать процессор?
Был у меня один знакомый, он модернизировал старые станки.
Для этих целей он использовал американские процессоры.
А потом эти процессоры перестали производить.
Тогда он нашёл в Китае фирму которая копирует процессоры. Приехал туда и охренел, прямо при нём его процессор порезали лазером слой за слоем.
И потом сказали сколько будет стоить сотня таких процессоров. Он подумал и согласился, примерно через полгода ему их сделали.
Почему так ?
Поговоришь со стариками, а они говорят - давно ли мы китайцам лицензию на победу(автомобиль) продавали ? А теперь у них всё покупаем.....
Теперь китайцы построили промышленность.
А у нас построили домик для уточки.
Ну почему мы все так хотим штамповать процессоры? Неужели в России штамповка процессоров самое главное. А как же полупроводники. Моего мнения конечно никто не спрашивал, но может стоит начат как в СССР начать штамповать микросхемы, транзисторы, диодные сборки, светодиоды в конце концов. Если не оригинальные то хотя бы аналоги. А ещё лучше, если начать штамповать элементы которые превосходит аналоги. Различные рассыпухи ввиде конденсаторов и катушек индуктивности. Вот с этого стоило начинать/продолжать гонку технологий. Конечно, можно сказать что в военнки у нас то свое. А вот нихрена. Здесь на пикабу я видел пост о падении нашего истребитель, так в нем чёрный ящик из заводских полупроводников, но не отечественных. Там даже жёсткий диск ssd не калининградский. А я напомню что в Калининградской области есть завод электроники который штампует ssd, но опять же вся рассыпуха импорнтая (smd детали).так что гонка - гонкой, но без хорошей трассы (полупроводниковый заводы) это все кажется покатушками для привлечения мадам.
После первого поста неожиданно для меня подписалось аж 10 человек. Поэтому попробую рассказать немного про технологию изготовления изделий микросистемной техники. Возможно, будет серия постов.
@Mixaelis.L оставил следующий комментарий:
А не подскажете, один товарищ считает что можно купить процессор с топологией 7 нм и внимательно его изучив под электронным микроскопом, сравнить с другим процессором с такой же топологией. Я ему объясняю что идея бредовая, но он упирается. Может скажете что-то на данную тему?
Это интересный вопрос, так как пока сам не поучаствуешь в таких работах, то кажется, что это реальная задача. На самом деле можно украсть честно купить процессор, вскрыть его корпус, достать кристалл и внимательно изучить его под электронным микроскопом. Можно сравнить какие-то конкретные элементы одного процессора с другим. Но нельзя так просто взять и сделать его на другом производстве даже при наличии всего требуемого оборудования и материалов.
Так выглядит технолог, к которому пришли разработчики с очередной идеей (взято из интернета)
Такой подход обычно называют честно спиздил и ушел, называется нашел реверсивный инжиниринг. Проблем этого подхода несколько. Начнем с самого инструмента, которым можно изучать объекты меньше микрометра - это сканирующий электронный микроскоп (он же СЭМ).
Твой взгляд, когда тебе говорят, что там ничего сложного: сунул в микроскоп и смотришь (взято из интернета)
СЭМ как и оптический микроскоп позволяет рассматривать объекты, расположенные на поверхности. Чтобы рассмотреть объекты с размерами менее 100 нм, необходимо хорошо настроить СЭМ: наклон и центрирование пушки, стигматоры и т.д. (тут меня поправят более продвинутые пользователи если что). При наличии слоев с низкой проводимостью (диэлектрики) на них будет скапливаться заряд. Из-за этого изображение может искажаться за счёт размытия границ объектов, что будет препятствовать точному измерению их размеров. СЭМ позволяет также определять элементный состав в области, размеры которой зависят от диаметра пучка электронов, сканирующую исследуемую поверхность. Из-за этого полученный элементный состав может отличаться от реального. Гуру профессионалы, работающие с СЭМ, знают ещё больше подводных камней, я привел те, с которыми сталкивался лично. Но перейдем теперь к самому кристаллу процессора. Взяли его, поместили в СЭМ, закрепили и смотрим лицевую сторону.
Процессор Intel Celeron D320 (взято из интернета)
И видим огромное количество элементов разных форм и размеров. Наша цель - замерить все это дело. Конечно, времени уйдет немало, но таков пу-пу-пуууть. Но здесь уже начинаются проблемы, мы видим только верхний слой, а там их несколько. Что делать? Разрушать. Как, чем, где разрушать и все эти подробности опустим. Нужно получить сечение, засунуть в СЭМ и посмотреть.
Где-то тут 7 нм, осталось найти где (взято из интернета)
Как видим, здесь работы не меньше, но хотя бы уже есть представление о толщинах слоев. Стоит понимать, что это конкретное сечение, чтобы иметь представление, приближенное к полному, необходимо отсмотреть кучу таких сечений в разных местах кристалла процессора. Я опустил момент с тем, как получить сечение, хотя это не менее сложная задача. Тут требуется не только точность, но аккуратность. Но даже так останется проблема с тем, что все элементы (транзисторы, конденсаторы и т.д.) в отдельном слое и между слоями, из которых состоит процессор, между собой как-то связаны электрически. Каким способом получить эту информацию от объекта исследования, я лично не знаю. Но предположим, что нам это удалось и у нас появилась какая-то эскизная документация. И перейдем ко второй части: нужно разработать технологический процесс изготовления. Эта часть будет покороче, так как я ленивая жопа тут проблемы более глобальные, и я расскажу о них обобщенно. Технология микроэлектроники состоит из таких групп операций как нанесение слоев (эпитаксия, осаждение диэлектриков и металлов, гальваника и т.п.), литография, травление, легирование, отмывка и т.д. Выполняя определенную последовательность этих всех операций, мы получаем какие-то отдельные элементы. Например, затвор транзистора. Первая проблема. Какие характеристики и в каких диапазонах он должен иметь? По аналогии с механической обработкой какой размер и допуск к нему. Эту информацию не вытащить из уже готового изделия, поэтому придется устанавливать свои какие-то рамки. Вторая проблема. Конкретная операция определяется режимом, у которого есть набор устанавливаемых параметров. Например, при осаждении металла электронно-лучевым способом предварительно нагревают пластину до 200 градусов и удерживают один час для полного обезгаживания, но такое воздействие приводит к изменению легированных областей, уже сформированных на пластине, тем самым приводя к КЗ (пример носит утрированный характер). Посыл этого следующий, что те режимы операций, что позволяют изготавливать изделия с бо́льшими топологическими нормами, могут негативно влиять на попытку воспроизведения чужого более современного кристалла. И выявить это скорее всего удастся далеко не сразу, если удастся. Следующая проблема - это технологические слои. Это те, что применяются при изготовлении, но в конечном изделии они отсутствуют. Как понимаете, об их использовании можно только догадываться. Приведу простой пример: легирование диффузией через маску из диоксида кремния.
За шакалов извиняюсь (взято из интернета)
В приведенном примере использование диоксида кремния в качестве маски широко известный способ. Но существуют и уникальные решения, секреты которых спрятаны за семью печатями. Это относится в том числе и к следующей проблеме. Один и тот же элемент можно сделать разной последовательностью операций. На сей пост приведу последний пример. Есть классический способ: нанесли слой, сделали литографию, отдали на травление. А есть "взрывная" литография (он же lift-off процесс): сделали литографию, нанесли слой, удалили резист вместе с нанесенным материалом.
Тут шакалов поменьше (взято из интернета)
Оба способа позволяют в конце получить схожий результат, но воздействие на пластину оказывается разное. Поэтому главный вопрос состоит в том, каким путем можно идти, а каким нет. И без документации на технологический процесс определить это можно либо имея похожий опыт, либо экспериментальным путем.
Данный пост я написал, чтобы попробовать объяснить, что не имея наработок, нельзя просто взять и повторить что-то современное, даже если под боком есть все необходимое оборудование и материалы, и люди, которые умеют работать на этом оборудовании.
На этом я завершу свое повествование. Хочу отметить, что я рассказал о своем личном опыте, который основан на повторении чужого опыта разработке технологии и изготовлении других изделий микросистемной техники (не процессоры). Но общая концепция подхода будет везде одинаковая.
Когда сделали первую пластину с чипами, и они оказались рабочими (взято из интернета)
Если есть предложения, о чем было бы интересно почитать в следующих постах, прошу в комментарии.
