Размер шрифта
A- A+
Межбуквенное растояние
Цвет сайта
A A A A
Изоображения
Дополнительно

Космическая одиссея Интеграла

Белорусский вклад в мировую науку

До недавнего времени в отечественной науке наблюдался пробел: отсутствовали учебные материалы, объединявшие опыт микроэлектроники последних десятилетий. Но, за последние три года в российских ведущих издательствах вышли научные монографии, основанные на исследованиях холдинга «Интеграл».  

Для подготовки квалифицированных кадров требуется нечто новое, что объясняло бы, как сделать микросхему не только компактной, но и надежной, производительной. За эту действительно сложную задачу взялись специалисты холдинга «Интеграл» Анатолий Белоус, Виктор Емельянов и Аркадий Турцевич. Книга «Основы схемотехники микроэлектронных устройств» увидела свет в 2012 году в Москве. Авторам удалось детально изложить важнейшие этапы схемотехнического проектирования современных цифровых микросхем и устройств на их основе, избежав при этом соблазна засыпать читателя математическими выкладками и сухой теорией. Даже нобелевский лауреат Жорес Алферов высоко оценил показанный ему труд и написал эксклюзивное предисловие, нарушив, таким образом, собственный принцип – никогда не писать введений к чужим книгам, только рецензии.Все примеры иллюстрировались на практике, что послужило на пользу как учащимся вузов, так и специалистам, разрабатывающим радиоэлектронную аппаратуру.

Следом за первой монографией последовала вторая – «Полупроводниковая силовая электроника», также созданная совместными усилиями интеграловцев Анатолия Белоуса, Сергея Ефименко и Аркадия Турцевича. Как оказалось, до тех пор ни в России, ни в Беларуси не существовало материалов, обобщающих опыт создания технологии и методы проектирования силовых микросхем. Неудивительно, что спустя два месяца после презентации эта книга приобрела статус «лидера продаж» в российских издательствах. 

Завершил цикл двухтомник «Космическая электроника». Его авторы   Виталий Солодуха, Сергей Шведов, Анатолий Белоус. Монография повествует не только о специфических проблемах разработчиков, но и поясняет причины аварий и отказов ракет; почему в России активно используется контрафактная радиоэлектроника, как с этим бороться и так далее.

Первый тираж раскупили буквально за три месяца, сейчас готовится второй, с изменениями и дополнениями. Как поделился один из авторов, заместитель директора филиала НТЦ «Белмикросистемы» по науке и перспективному маркетингу, член-корреспондент Национальной академии наук Анатолий Белоус, руководство Федерального космического агентства «Роскосмоса» обязало своих подчиненных изучать эту книгу в процессе работы. Также двухтомник «Космическая электроника» принят в качестве учебного пособия в ряде технических специальностей российских вузов.

Популярность монографий «Интеграла» поспособствовала, с одной стороны, повышению уровня репутации предприятия, с другой – внесла вклад в развитие науки двух стран. 

«Интеграл» – единственное предприятие Республики Беларусь в микроэлектронной отрасли, реализующее весь комплекс работ, включающий проектирование, производство, маркетинг и сопровождение конечной продукции у потребителя по широкой номенклатуре микроэлектронных изделий и законченных товаров: медицинские приборы, электронные табло, блоки управления бытовой, промышленной, автомобильной и сельскохозяйственной техники и др. Более чем за 50 лет работы предприятие накопило значительный опыт проектирования и создания электронной компонентной базой (ЭКБ) – интегральных микросхем и дискретных полупроводниковых приборов. В отличие от большинства зарубежных компаний «Интеграл» обладает широким спектром технологических процессов: базовый КМОП, КМОП со встроенным блоком ЕEPROM, КМОП со встроенными высоковольтными (100 В и выше) блоками, специальный радиационностойкий КМОП-процесс, различные варианты биполярных процессов, включая радиационностойкие, комбинированные биполярно-полевые (БиКМОП); КНИ-технология (кремний на изоляторе) для спецприменений, MOSFET – процессы для изготовления мощных быстродействующих и высоковольтных транзисторов и другие.
Только за последние пять лет холдинг получил порядка 400-т патентов, свидетельств на регистрацию топологий, полезных моделей на микроэлектронные устройства. Завершено более 120-ти НИОКР, в рамках которых создано около 150 типономиналов изделий. Опубликовано 28 монографий и 25 учебно-методических пособий, свыше 200-т статей в российской и зарубежной научно-технической печати.
За всю историю предприятие не купило ни одной технологической лицензии, что, безусловно, говорит о высоком уровне квалификации персонала – как разработчиков, так и линейных производственных технологов.

В последнее время на российском рынке холдинг занимает лидирующую позицию, обеспечивая примерно одну пятую продаж отечественных изделий микроэлектроники. На территории РФ организация продает примерно столько же, как крупнейшие изготовители микросхем ОАО «НИИМЭ и Микрон» и ЗАО «Кремний-маркетинг» вместе взятые. При этом львиную долю в продажах составляют изделия специального и двойного применения для нужд оборонно-промышленного комплекса России. Налицо сильная взаимосвязь «Интеграла» и ОПК РФ, оформленная в устоявшуюся и эффективно функционирующую систему.
Примерно 45% продаж на российском рынке ЭКБ приходится на изделия специального и двойного назначения. Таким образом, уровень обеспеченности отечественной ЭКБ специального и двойного применения не превышает 70% с холдингом или 50% без него. Следует отметить, что здесь рассматривается вся ЭКБ, включая электромеханические и пассивные компоненты. В настоящее время у нас производится свыше 250-ти типов интегральных микросхем и дискретных полупроводниковых приборов специального назначения, половина из которых создана за последние пять лет.
Главные преимущества ЭКБ, производимой «Интегралом», безоговорочно признанные потребителями ВПК России и их конкурентами, – это новые конструктивно-технологические решения, запатентованные в РФ, обеспечивающие высокую надежность и работоспособность устройств в условиях воздействий повышенной радиации, облучения нейтронами, гамма-излучения, рентгеновского излучения, электромагнитного импульса. Такие технические характеристики и параметры исключительно важны для электронных систем управления военной и космической техники, систем управления и обеспечения безопасности АЭС. На постсоветском пространстве холдинг «Интеграл» – единственный реально признанный поставщик таких изделий для атомной энергетики, ряда предприятий «Роскосмоса».
Мы участвуем в работах для «ближнего» и «дальнего» космоса. В частности – в новом направлении по созданию производства уникальных интегральных микросборок приборов с зарядовой связью (ПЗС) фокальной плоскости для космических аппаратов дистанционного зондирования земли, не имеющих мировых аналогов: аппарата «БелКА»; миниспутника БКА (Беларусь), спутника «Канопус» (Россия); космического аппарата БКВР высокого разрешения, систем картографии и метеорологических наблюдений.

В условиях глобализации мировой экономики именно микроэлектроника демонстрирует яркий пример международного разделения труда. Созданная у нас в Беларуси электронная компонентная база используется в научных проектах разных стран, что прекрасно демонстрирует возможности белорусской науки и микроэлектронной промышленности. Здесь уместно привести такой пример. Специалистами ОИЯИ (РФ)   НЦ ФЧВЭ БГУ и «Интеграла» совместно были успешно разработаны и массово произведены восьмиканальные заказные аналоговые интегральные микросхемы трансимпедансного усилителя-формирователя Ampl-8.3 и компаратора Disc-8.3. Эти ИС предназначались целевым образом для 50-ти тысяч каналов мюонной системы эксперимента DØ на коллайдере «Тэватрон» – наиболее мощном ускорителе в мире на то время – в Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми (г. Батавия, США). Ряд микросхем прошел успешную апробацию и безотказно работает в проектах GEM (суперколлайдер SSC, США); DØ на коллайдере «Тэватрон» Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми (США); CMS (LHC, ЦЕРН); PiBeta (Швейцария); PANDA на ускорительном комплексе FAIR (Германия); «Многочастичный спектрометр» и «Универсальный калориметрический детектор» (г. Дубна); в установке СВД-2 спектрометра с вершинным детектором; установке ОКА на ускорителе У-70 (Россия). Успех обусловлен меньшей стоимостью разработок по сравнению с зарубежными, их высокой надежностью, стабильными техническими параметрами, приемлемой ценой, хорошо организованным коммерческим сотрудничеством.
В итоге их применение оказалось настолько успешным, что они стали использоваться в других больших проектах по физике частиц: COMPASS (CERN, г. Женева, Швейцария), PiBeta (PSI, г. Виллиген, Швейцария), СВД-2 (ИФВЭ, г. Протвино, Московская обл.), Е-184 (НИИ ЯФ МГУ, Институт физики высоких энергий).
Следует отметить, что это был первый случай внедрения на Западе микросхем отечественной разработки и изготовления, что послужило хорошей рекламой совместных возможностей Объединенного института ядерных исследований и белорусской науки и микроэлектроники, в частности филиала НТЦ «Белмикросистемы» и «Интеграла» в целом.
Постоянное обновление номенклатуры выпускаемой микроэлектронной продукции – более двух тысяч типов интегральных микросхем, 500 типов полупроводниковых приборов, 200 типов жидкокристаллических индикаторов, около 150-ти типов изделий электронной техники – позволяет «Интегралу» сохранить завоеванные ниши на мировом рынке в условиях жесткой конкуренции и в значительной степени удовлетворить потребности ОПК РФ предприятий в высоконадежной ЭКБ.

В первую очередь в холдинге концентрируются усилия по развитию внедренного базового процесса 0,35 мкм КМОП путем насыщения его опциями, расширяющими функциональность без изменения проектных норм.
Создание же изделий с проектными уровнями глубокого субмикрона (180-90 нм и менее) возможно осуществлять в режиме «фаблесс». Так, специалисты филиала НТЦ «Белмикросистемы» уже разработали целый ряд микросхем с проектной нормой 180 нм. Планируется приобретение библиотек проектирования от нескольких крупнейших фабрик (фаундри) для обучения персонала проектировать в глубоком субмикроне.
Можно выделить следующие основные направления технического развития организации на 2016 2020 годы: силовая электроника, в частности КМОП с высоковольтными выходами, БиКДМОП с высоковольтными выходами и питанием 42 В, дискретные приборы для ДМОП-преобразователя, приборы с «канавочной» вертикальной изоляцией. Технологии для специальных применений – КМОП в радиационностойком варианте; КНИ-технология; КМОП технология радиационностойкой памяти на основе ферромагнитных и сегнетоэлектронных материалов на кремнии, (типа FRAM). Высокочастотная электроника – SiGe +КМОП-структуры; SiGe +БиКМОП-структуры. Новые типы памяти на основе КМОП – многократно перепрограммируемая КМОП-память со встроенными опциями EEPROM; многократно перепрограммируемая КМОП-память со встроенными опциями FLASH; многократно перепрограммируемая КМОП-память со встроенными FRAM ЭСППЗУ; память КМОП + ЭСППЗУ на квантовых точках. Оптоэлектроника и фотоника – новый класс СБИС-матрицы на основе КМОП-ПЗС; фотодиоды, фотопреобразователи на основе базового КМОП-процесса; СБИС для микроболометров – и микросенсорика, MEMS-технологии, магниторезистивные, терморезистивные и другие типы сенсоров, акселерометров и MEMS- структур.