1. Академик А.Л. Асеев, член-корреспондент РАН А.В. Двуреченский, член-корреспондент РАН И.Г. Неизвестный
Наноэлектроника – одна из составляющих технического прогресса.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВРЕМЕННОЙ НАНОЭЛЕКТРОНИКИТ
- Молекулярно–лучевая эпитаксия (МЛЭ);
- Газовая эпитаксия из металлоорганических соединений;
- Атомно–слоевое осаждение;
- Реактивное ионное травление и осаждение;
- Кремний (Германий и др.) - на – изоляторе (КНИ);
- Нанолитография: оптическая, ренгеновская, электронная, ионная; сканирующий атомно – силовой и тунельный микроскоп;
- Нано-импринт;
- Процессы самоорганизации (образование квантовых проводов, квантовых точек, нанотрубок, нанооболочек).
2. Академик В.Б. Бетелин
Массовые информационные технологии: состояние и перспективы развития.
Системообразующим элементом современной супер-ЭВМ является микропроцессор. Основные характеристики супер-ЭВМ — надежность, производительность, энергопотребление, эффективность на заданных классах задач — во многом определяются характеристиками микропроцессора.
До 2007 года только две страны в мире - США и Япония - разрабатывали супер-ЭВМ на основе микропроцессоров собственной разработки, и тем самым определяли направления и темпы развития мировых суперкомпьютерных технологий. В начале 2008 года к этому "суперкомпьютерному клубу" присоединился Китай, который, силами национальной Академии наук и Университета науки и техники, на основе государственной поддержки, разработал супер-ЭВМ терафлопного класса (KD-50-1) собственной конструкции на основе собственного микропроцессора с тактовой частотой 1,2 ГГц. Суперкомпьютер вмещает 300 таких микропроцессоров, размещенных в одной стойке, потребляет 6 КВт электроэнергии и стоит около 110тыс$.
В августе 2008г. газета «Жэньминь Жибао» сообщила о создании силами Института вычислительной техники Академии наук Китая и компании «Шугуан» супер-ЭВМ «Шугуан-5000» с пиковой производительностью 230 Тфлопс и производительностью на пакете LINPACK 160 Тфлопс. Таким образом, Китай стал второй страной после США, сумевшей создать супер-ЭВМ производительностью свыше 100 Тфлопс. В 2010г. Китай планирует, на основе собственного микропроцессора GODSON-3, создать супер-ЭВМ производительностью 1Пфлопс.
Все остальные "производители" терафлопных супер-ЭВМ (в том числе и российские) на самом деле производителями не являются, а собирают супер-ЭВМ из готовых блоков американского производства.
Значительный опыт создания и эксплуатации масштабируемых супер-ЭВМ на основе сборки из узлов зарубежного производства накоплен в Межведомственном суперкомпьютерном центре РАН, Институте программных систем РАН, Научно-исследовательском вычислительном центре МГУ, компании Т-платформы, НИИ "Квант" и т.д. На этой основе за последние два года созданы и установлены супер-ЭВМ производительностью 12 Тфлопс (Томский ГУ), 15 Тфлопс (МСЦ РАН, в 2008 году планируется довести этот показатель до 80 Тфлопс), 20 Тфлопс (Вятский ГУ) и 60 Тфлопс (Московский университет).
Опыт создания и эксплуатации в России масштабируемых супер-ЭВМ на основе "сборочных" технологий, а также научно-технический задел в области создания 64- и 128-разрядных микропроцессоров, имеющийся в Научно-исследовательском институте системных исследований РАН, являются достаточной основой для создания в сжатые сроки масштабируемой супер-ЭВМ на отечественной элементной базе производительностью до 500 Тфлопс.
На порядок более трудной задачей представляется создание полного комплекта прикладного программного обеспечения и методики его использования, необходимых для получения «прорывных» результатов в области разработки изделий машиностроения, конкурентоспособных на мировом рынке. Для решении этой задачи потребуется создание коллективов теоретиков, экспериментаторов, конструкторов и технологов, вычислителей и программистов для разработки методов детального предсказательного моделирования, позволяющих радикально улучшить характеристики разрабатываемых машиностроительных изделий, а также развитие экспериментальной базы, необходимой для верификации разрабатываемых методов детального предсказательного моделирования.
Принятие в 2009 году закона о государственной поддержке работ в области высокопроизводительной обработки данных и развертывание в этот же период национального проекта – российского аналога программы NITRD с адекватным объемом финансирования, позволило бы к 2020 году обеспечить российским машиностроителям необходимый паритет в этой области с мировыми лидерами и создать необходимые условия для обеспечения конкурентоспособности российских изделий на мировом рынке.
3. Академик К.А. Валиев, академик Г.Я. Красников, академик А.А. Орликовский
Создание современных микроэлектронных производств в РФ и перспективы развития кремниевой наноэлектроники.
В докладе анализируются мировые тенденции создания новых микроэлектронных производств. В частности, приводится динамика затрат на создание производств, затрат на инсталляции и на исследования, предшествующие организации производств. Так, стоимость полупроводниковых фабрик неуклонно растет приблизительно на 8% в год и в 2015 году превысит 5 млрд. долл. Затраты на исследования и разработки у 10 крупнейших полупроводниковых компаний только в 2007 году превысили 23 млрд. долл.
В РФ создан крупный завод ОАО «НИИМЭ и Микрон», рассчитанный на производство чипов с минимальными топологическими нормами 0,18 и 0,13 мкм, и реализующий технологии CMOS и EEPROM, SOI и BiCMOS и ряд других. Уже к 2010 году этот же завод сможет наладить выпуск чипов с проектными нормами 90 нм.
В докладе обсуждается также развитие высокопроизводительной литографии – процесса, определяющего минимальные топологические размеры (МР). В настоящее время на передовых производствах используются оптические степперы-сканеры с эксимерными лазерами на метаставильных молекулах ArF (длина волны 193 нм) в качестве источников освещения. Эти литографы позволяют воспроизводить МР ≥ 50 нм. Дальнейшее уменьшение пространственного разрешения возможно применением иммерсии (жидкость между объективом и пластиной). В случае применения воды числовая апертура (ЧА) может быть увеличена до 1,35, что улучшает достижимый МР до 37 нм, а в случаях применения жидкостей с большими коэффициентами преломления (1,6; 1,8) – до 28 нм. Применение двойного паттернирования с иммерсией (вода) – до 22 нм, т.е. почти в 9 раз меньше длины волны.
Дальнейшее продвижение в область малых размеров возможно созданием и применением оптической литографии на длине волны 13,5 нм (экстрмальный ультрафиолет - ЭУФ). В мировой практике уже созданы прототипы таких литографов, рассчитанных на воспроизведение на больших кристаллах МР от 32 до 12 нм. В РФ создан крупный научный и практический задел в области ЭУФ-литографии (ИФМ РАН, ИС РАН и др.). Кроме того, достигнуты практические результаты в создании плазменных (постлитографических) процессов и оборудования (установки травления, нанесения и имплантации) (ФТИАН, НИИЯФ МГУ и др). В связи с этим авторы доклада обратились в Роспромторг РФ с предложением о создании государственной программы по разработке критического оборудования для отечественного производства чипов с проектными нормами 22 нм и менее и встретили понимание со стороны министерства.
Наряду с этими проблемами в докладе рассматривалась эволюция МДП-транзистора. Показано, что для МР=22 нм МДП-транзистор с длиной канала 10 нм должен быть реализован в ультратонком кремнии на изоляторе (УТКНИ). Такой транзистор становится квантовым. Во ФТИАН разработана полностью квантовая модель наноМДП-транзистора. Квантовомеханические расчеты показали, что требования к качеству УТКНИ становятся чрезвычайно высокими. Так, плотность случайных примесей не должна превышать 1010 см-3.
Обсуждались направления поисков транзисторов или иных приборов для диапазона МР ≤ 5 нм: применения туннельного транзистора, нанотрубок, графенов, кремниевых нанопроводов, одноэлектронных транзисторов, новых процессорных архитектур, таких как кроссбар, CMOL и др. В завершении доклада авторы обосновали необходимость и возможность создания элементной базы твердотельных кремниевых компьютеров (технологии атомного масштаба).
4. Академик Ф.А. Кузнецов
Монокристаллические материалы для электронной техники.
5. Академик И.А. Соколов
Информатика: состояние, проблемы и перспективы.
В докладе дается краткий исторический обзор развития понятий «информатика» и «информационные технологии». Выделяются и подробно рассматриваются следующие направления информатики и информационных технологий и проблемы, связанные с развитием этих направлений:
· Вычислительная техника
· Сети
· Программирование
· Данные
· Извлечение знаний
· Информационная безопасность
Рассмотрены, в частности, такие вопросы, как экспоненциальный рост вычислительных мощностей и организация использования вычислительных ресурсов; развитие широкополосных технологий и переход к повсеместным сетям; рост производительности труда программистов, его причины и проблемы развития языковых и инструментальных средств и методологий программирования; информационный взрыв и связанные с ним проблемы организации хранения данных и извлечения знаний; основные существующие угрозы информационной безопасности и пути борьбы с этим угрозами.
В докладе делается вывод, что, представляя собой самостоятельную научную дисциплину, информатика обеспечивает все другие направления современной науки. Наиболее важные и перспективные научные открытия XXI века будут совершены благодаря информатике и информационным технологиям в целом.