Среди главных проблем отрасли, перечисленных в концепции государственной политики по развитию российской микроэлектроники до 2030 года, названы отставание отечественных технологий от мировых на 10-15 лет и зависимость от зарубежных поставок. Решить их должны специалисты системы дизайн-центров, открывающихся в стране, чтобы упростить кооперацию между разработчиками и потребителями. По сути, это конструкторские бюро, в которых инженеры будут создавать компоненты, способные заменить импортные.
"Единственным драйвером здесь может быть оборонно-промышленный комплекс, и неслучайно дизайн-центр создан на оборонном факультете, — считает директор дизайн-центра, декан инженерно-технологического факультета, заведующий кафедрой "Радиотехнические устройства" СамГТУ, доктор технических наук Сергей Ганигин. — У нас большой задел в проектировании систем вооружений, лицензия на проектирование боеприпасов, огромный опыт работы в системе гособоронзаказа и потенциал для разработок в сфере электронных технологий".
Только в прошлом году университет выполнил 66% от общего числа научно-исследовательских работ российских вузов в системе гособоронзаказа. Например, политеховцы совместно с дизайн-центром московского Научно-исследовательского института микроэлектронной аппаратуры "Прогресс" ("НИИМА "Прогресс") работают над адаптацией их продукции под потребности самарских предприятий. В их числе — НИИ "Экран", выпускающий системы радиоэлектронной защиты боевых самолетов и вертолетов.
Однако новые инженерные решения применяются как в "оборонке", так и в "мирных" проектах. Так, на инженерно-технологическом факультете занимаются технологией применения технических алмазов детонационного синтеза, которая востребована при шлифовке или полировке полупроводниковых пластин — кремния, карбида кремния, а также оптических стекол. Ее внедрение позволяет оборонным предприятиям диверсифицировать производство, выпуская продукцию гражданского назначения.
В микроэлектронике также нередко используются чистые химические вещества в качестве проявителей, травителей, фото-, рентгеночувствительных и абразивных материалов. Их политеховцы получают из отечественного сырья в сотрудничестве с НИИ молекулярной электроники (Московская область, г. Черноголовка), где у СамГТУ есть базовая кафедра.
Научная группа под руководством профессора кафедры "Радиотехнические устройства", доктора химических наук Юрия Мощенского разрабатывает устройства, позволяющие определять тепловые свойства энергонасыщенных материалов с помощью дифференциально-термического анализа. Приборы, работающие со взрывчатыми веществами от пороха и топлива до угля, — один из основных элементов измерительной техники в отрасли.
Здесь же, на факультете, создаются для горнодобывающей промышленности системы управления взрывом и регистрации процессов, возникающих при детонации. Ежегодно эта отрасль потребляет пять миллионов единиц электронных детонаторов. В каждом средстве инициирования установлен микроконтроллер, стоимость которого, при рентабельном производстве, не должна превышать 4-7 рублей. Однако с введением санкций эти преимущественно американские микросхемы выросли в цене в десять раз и стали практически недоступны отечественным предприятиям. Задача ученых Политеха — адаптировать для сверхминиатюрных корпусов существующие архитектуры микроконтроллеров. Фактически эта перспективная для импортозамещения ниша не занята.
Еще одно прикладное направление — геофизическое приборостроение. Устройства, управляющие процессами в нефтяных и газовых скважинах, состоят, в том числе из компонентов цифровой и аналоговой микроэлектроники, как правило, зарубежного производства. В Политехе же разрабатывают комплексы управления перфорацией скважин с гидравлическим каналом связи, то есть с передачей сигнала по насосно-компрессорным трубам. Вся элементная база, системы тестирования и калибровки рассчитаны на жесткие условия эксплуатации в критическом для них диапазоне температур — до 125 градусов, то есть превосходят по своим возможностям импортные аналоги.
У факультета есть собственная учебно-производственная база "Роща", на которой недавно появилась площадка летных испытаний. Там ученые испытывают разработанные ими системы точного позиционирования, встраивая их в беспилотные летательные аппараты, а также настраивают и калибруют их. Также политеховцы создают на отечественной элементной базе системы сигнализаторов, пожарных извещателей и промышленных контроллеров во взаимодействии с самарскими предприятиями — ООО "Открытый код", РКЦ "Прогресс" и отделением НИИ Радио.
Технологии программно определяемого радио — еще одно научное направление, в рамках которого специалисты университета разрабатывают приемопередатчики, модуляторы, демодуляторы, смесители, малошумящие усилители. Из них выстраивается целый комплекс, который может выполнять поставленные задачи, например, передавать сигналы и определять координаты объекта в пространстве, вести обмен данными.
Внутри специальности "Радиотехника" в вузе есть профили, связанные с микро- и наноэлектроникой, однако в Политехе планируют открыть самостоятельные образовательные модули в сотрудничестве с Московским институтом электронной техники (МИЭТ) и НИИМА "Прогресс". С МИЭТ уже заключен договор, в рамках которого в прошлом году, окончив бакалавриат в Самаре, в московскую магистратуру поступили два, а в этом — еще пятеро выпускников вуза. В дизайн-центре хотят видеть инженеров, которые смогут работать с конструкторской документацией, разрабатывать архитектуры и структуры микросхем, понимать принципы работы аналоговой и цифровой схемотехники.
Программа развития нового подразделения Политеха предполагает проведение целого спектра измерений, связанных с разработкой устройств сверхвысоких частот, на которых функционируют навигационные системы GPS и ГЛОНАСС, — это 1,5, 1,6 гигагерц и выше. Также ученым доступны разработки автоматизированных рабочих мест, с частотой до 6 гигагерц, а в перспективе — и до 44-46 гигагерц.
Тут же будет вестись сквозное проектирование электронных систем от подготовки технического задания до проектирования электронных модулей и конструкторской документации к производству опытных образцов.
Кроме того, университет вошел в ассоциацию вузов по электронной компонентной базе, что даст возможность обмениваться наработками с профильными научными, образовательными организациями и предприятиями реального сектора.
Подготовлено по материалам портала Волга Ньюс