История развития электроники

Вид материала

Документы

Содержание 6.3 Этапы развития микроэлектроники Стратегия развития электронной промышленности в России Перспективы развития Электроники (

Подобный материал:

• Основные направления развития вакуумной электроники, 84.38kb.
• «История Музыкального Воспитания», 184.97kb.
• Стенограмм а совещания Межфракционного депутатского объединения, 648.41kb.
• Стенограмм а совещания Межфракционного депутатского объединения, 752.44kb.
• Радиотехники, электроники и автоматики, 590.44kb.
• Целевые программы городского развития Урбанистика: история и перспективы развития, 18.46kb.
• История развития компьютеров, 400.55kb.
• Лекция первобытная культура генезис культуры, 4210.47kb.
• Иванова Петра Ивановича, готовящегося для кафедры автоматики и электроники факультета, 10.42kb.
• Программа учебной дисциплины «Основы твердотельной и физической электроники» Специальность, 107.28kb.

^

6.3 Этапы развития микроэлектроники

6.3.1

Интегральные микросхемы стали называться микроэлектронные устройства, рассматриваемые как единое изделие, имеющее высокую плотность расположения элементов эквивалентных элементам обычной схемы. Усложнение, выполняемых микросхемами функций, достигается повышением степени интеграции.


6.3.2

Развитие серийного производства интегральных микросхем шло ступенями:

1. 1960 – 1969гг. – интегральные схемы малой степени интеграции, 10² транзисторов на кристалле размером 0,25 x 0,5 мм (МИС).
   
2. 1969 – 1975гг. – интегральные схемы средней степени интеграций, 10³ транзисторов на кристалле (СИС).
   
3. 1975 – 1980гг. – интегральные схемы с большой степенью интеграции, 10⁴ транзисторов на кристалле (БИС).
   
4. 1980 – 1985гг. – интегральные микросхемы со сверхбольшой степенью интеграции, 10⁵ транзисторов на кристалле (СБИС).
   
5. С 1985г. – интегральные микросхемы с ультрабольшой степенью интеграции, 10⁷ и более транзисторов на кристалле (УБИС).
   

6.3.3

Переход от МИС до УБИС происходил на протяжении четверти века. В качестве параметра количественно иллюстрирующего этот процесс используют ежегодное изменение числа элементов n размещаемых на одном кристалле, что соответствует степени интеграции. По закону Мура число элементов на одной ИС каждые три года возрастает в 4 раза. Наиболее популярны и прибыльны оказались логические кристаллы высокой плотности – микропроцессоры фирмы Intel и Motorolla.

В 1981– 1982 годах прогресс интегральных микросхем СБИС стимулировался наличием технологии литографии(электронно-лучевая, рентгеновская и на глубоком ультрафиолете от эксимерного лазера) и наличием производственного оборудования. Уже в 1983 г. как отметил Мур(на международной конференции) ввиду образования излишних производственных мощностей, как в США так и в Азии, прогресс в развитии микроэлектроники стал определяться только ситуацией на рынке. Так уже в 1985 – 1987 годах 80% всех ДЗУПВ в США поставляет уже Япония, так как им удалось усовершенствовать технологию и снизить цены.


6.4 История создания микроэлектроники в СССР ("Вестник Дальневосточного отделения РАН", 1993г., 1 номер)

По данным опубликованным в вестнике основателем микроэлектроники в СССР был Старос Филипп Георгиевич. Когда в 1955 г. Хрущев взял курс на научно-техническую революцию, Староса пригласили в СССР и предложили возглавить специальную лабораторию, созданную в Ленинграде под эгидой комитета авиационной техники. Уже в 1958 году Старос выступил на закрытом совещании ведущих работников электронной промышленности с докладом, содержавшим предложение по развитию новой элементной базы, а фактически с программой создания новой отрасли науки и техники – микроэлектроники. Эти идеи нашли поддержку в верхних эшелонах власти, и уже в 1959 г. Старос получил возможность создать свое конструкторско-технологическое бюро (АКТБ). В начале 60-х годов там, под руководством Староса, была разработана цифровая управляющая машина (УМ–1) с быстродействием 8 тыс. опер/сек. и продолжительностью безотказной работы 250 часов. В ней еще не использовались микросхемы (т.к. их надежнось в то время была очень низкой) и активными элементами служили германиевые транзисторы П15. Однако благодаря страничному монтажу получилась компактная дешевая машина. В 1960 году за создание этой машины Старос получил государственную премию. Ближайший помощник Староса – Иосиф Вениаминович Берг (в прошлом Джоэль Берр).

В 1962 году АКТБ посетил Хрущев. Ему показали машины УМ–1 и Электроника-200. Позднее американские специалисты отмечали, что Электроника-200 была первым компьютером советского производства, который можно считать хорошо разработанным и удивительно современным. Эта машина, на первых советских интегральных схемах, была способна выполнять 40 тыс. операций в секунду. Хрущев остался доволен.

В это время уже существовал госкомитет электронной промышленности работавший на оборону и возглавлял его Александр Шокин – человек прогрессивных взглядов. Он предложил Старосу создать научно-технический центр электронного профиля в Подмосковье (г. Зеленоград). Старос с жаром взялся за исполнение и в считанные недели подготовил детальный план организации комплекса из нескольких институтов и опытного завода. План получил одобрение в верхах и Старос был назначен научным руководителем будущего центра.

Заключение

(Совещание в Государственной Думе на тему “Состояние и перспективы развития полупроводниковой электроники в России”, академик Жорес АЛФЕРОВ)

Во вторую половину XX столетия развитие полупроводниковой электроники, и прежде всего микроэлектроники, привело к качественному изменению практически всей мировой экономики на основе новых информационных технологий. И если посмотреть сегодня на страны так называемого “золотого миллиарда”, то их экономическое благосостояние базируется прежде всего на наукоемких технологиях, на экономике, построенной на высоких технологиях. И первое место среди них занимают информационные технологии и полупроводниковая электроника. Именно поэтому избрана такая тема нашего первого заседания.

Электроника — самая динамичная отрасль экономики в мире. Среднегодовые темпы ее роста составляют более 7 процентов в год. Отрасли промышленности, связанные с электроникой, отрасли промышленности, которые используют электронные изделия, производят продукции на 15 триллионов долларов.

Что дают вложения в электронику? 1 доллар дает 100 долларов в конечном продукте. Уровень рентабельности электронной промышленности — 40 процентов. Среднемировой срок окупаемости вложений в электронику — 2—3 года. Темпы роста в три раза выше темпов роста ВВП. Одно рабочее место в электронике дает четыре в других отраслях. Один килограмм изделий микроэлектроники по стоимости эквивалентен стоимости 110 тонн нефти. Это килограмм изделий, имеющих электронные компоненты, а если вы возьмете электронные компоненты, такие, например, как лазерную гетероструктуру, то там один грамм эквивалентен по стоимости 10 тоннам нефти.

Приведем некоторые цифры, характеризующие мировой рынок электронной промышленности:

• материалы для производства полупроводников — 20 миллиардов долл.;
  
• полупроводниковое производственное оборудование — 30 миллиардов долл.;
  
• полупроводниковые компоненты — 205 миллиардов долл.;
  
• электронное оборудование — более триллиона долл.;
  
• отрасли промышленности, связанные с электроникой, — 15 триллионов долл.
  

65 процентов валового национального продукта Соединенных Штатов Америки определяется промышленностью, связанной с электроникой. Сегодня в США и Канаде на душу населения производится электронной техники на 1260 долларов, а в России — на 14 долларов.  Российский рынок электронных компонентов не превышает 2 миллиардов долларов. Основная часть — это полупроводники. При активной поддержке правительства российская электроника могла бы подняться. Залогом этого могут служить активно развивающиеся компьютерный сегмент рынка и рынок телекоммуникационного оборудования. Ожидается, что модернизация телекоммуникационных сетей проводной связи в России в ближайшие 10 лет потребует до 35 миллиардов долларов. Потенциал рынка промышленной электроники оценивается для ближайшего будущего в десятки миллиардов долларов. Суммарная потребность предприятий ядерно-оружейного комплекса на 2004 год составляет по полупроводниковым приборам около 120 тыс. шт., по интегральным микросхемам около 80 тыс. шт. Оборудование российских железных дорог потребует не менее 20 миллионов изделий полупроводниковой электроники. Большую потребность в полупроводниковых элементах испытывают медицинские учреждения. Геополитическое и внутреннее положение России обуславливает особую важность использования современных электронных систем при решении задач российских силовых структур, космического агентства и агентства по обычным вооружениям. Нет нужды говорить, что имеются критические секторы, где недопустимо использовать иностранную электронику. Это в первую очередь — оборона.

Объем финансирования научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в сравнении Соединенных Штатов Америки и России отличается в десятки, если не сотни раз.

У нас часто говорится о том, что электронные рынки поделены, и поделены навсегда, и что России уже никогда не удастся войти в мировой рынок электронной техники. Мировой рынок был поделен всегда, поэтому я не склонен поддерживать эти пессимистические оценки. Вспомним, что в начале 70-х годов Соединенные Штаты Америки были основным производителем полупроводниковых электронных компонентов. И в начале 80-х годов было практически два основных производителя полупроводниковых электронных компонентов — Соединенные Штаты Америки и Япония, а затем появился третий сегмент — страны Юго-Восточной Азии и четвертый — Европа.

Стоит обратить внимание на Китай. Если в 2002 году объем производства полупроводниковых компонентов составил 15 миллиардов долларов, то к 2010 году он возрастет до 23,4 миллиарда долларов. Общий объем электронной продукции к этому времени должен возрасти до 242 миллиардов долларов, что будет составлять почти 10 процентов валового национального продукта.

Стоило бы обратить внимание на планы строительства новых микроэлектронных заводов в мире на ближайшие пять лет. В целом во всем мире намечено создать более 30 новых предприятий, 13 из которых будет построено в Китае.

Несмотря на огромный научный кадровый потенциал, российская полупроводниковая электронная промышленность находится на уровне середины 80-х годов прошлого века. Технические средства внедряемых информационных систем в основном закупаются за рубежом, то есть базируются на импортной электронике. Вместо того чтобы вкладывать средства в подъем собственной электронной промышленности, Россия инвестирует миллиарды долларов в развитие высоких электронных технологий других стран.

Современная микроэлектронная промышленность очень дорогая. Предприятие, выпускающее изделия на 300-миллиметровой подложке, стоит два с половиной миллиарда долларов. Но окупаемость его — шесть-семь лет. Сегодня именно эти предприятия являются основой развития полупроводниковой электроники. Поэтому выход России из сложившейся драматической сырьевой ловушки может произойти только посредством покупки самого современного на сегодняшний день полупроводникового производства.

В случае ежели будем идти поэтапно и говорить, что сегодня мы технологически находимся, в общем, на уровне середины восьмидесятых годов и нам нужно сначала ликвидировать разрыв, то мы обрекаем себя на полное отставание. Нет нужды убеждать, что без полупроводниковых электронных компонентов Россия не только не может быть современной державой, но она вообще не может развивать никакие наукоемкие технологии.

Целесообразно разработать предложения, устанавливающие здоровый протекционизм при закупке и импортных комплектующих, и готовых изделий с ориентированием на максимальное импортозамещение, аналогично тому, как это реализуется в Китае, Южной Корее и Японии. Для этого должны быть откорректированы законы, регулирующие налоговую и таможенную сферы, внешнеэкономическую деятельность, порядок государственных закупок и условия доступа готовых изделий на рынок. Следует стимулировать с помощью предоставления государственных гарантий создание совместных высокотехнологичных производств с зарубежными партнерами на паритетных началах, с тем чтобы эти производства не только удовлетворяли потребности отечественной промышленности, но и работали на экспорт. Решено также обратиться в Совет безопасности с предложением подготовить программу поэтапного перехода оборонной промышленности на отечественную элементную базу.





^ Стратегия развития электронной промышленности в России

на 2007-2011 годы

(ссылка скрыта по материалам ссылка скрыта)

Правительство России сегодня на заседании одобрило стратегию развития электронной промышленности на 2007-2011 годы, на основе которой в ближайшее время будет утверждена Федеральная целевая программа по компонентно-электронной базе и мерам господдержки этой отрасли. Об этом журналистам по итогам заседания сообщил министр промышленности и энергетики РФ Виктор Христенко.

По его словам, "основная задача среднесрочной стратегии - полностью преодолеть в ближайшие два-три года отставания, сложившиеся в течение последних 15 лет в производстве элементной базы".

Кроме того, планируется "резко увеличить долю присутствия российской электронной продукции на внутреннем рынке". В военной и специальной технике вместо сегодняшних 10% отечественная электроника должна составить 50%, продолжил Виктор Христенко.


(По материалам Деловой Петербург)

До 2011 года 200 предприятий микроэлектроники получат из госбюджета 23 млрд. руб. на развитие. Два московских предприятия - «Микрон» и «Ангстрем» - уже привлекли 20 млрд руб. от частных инвесторов.

Заводы получат средства согласно стратегии развития электронной промышленности, одобренной на заседании Правительства РФ 21 сентября. Общий бюджет программы развития электроники в России - 38 млрд руб. Доля внебюджетных средств составит более 15 млрд руб. Стратегию представил глава Минпромэнерго РФ Виктор Христенко.

На реконструкцию мощностей и техперевооружение предприятий будет затрачено 4,3 млрд руб, сказано в материалах программы развития микроэлектроники. На создание новых конструкторских центров будет выделено 3 млрд руб. на проведение НИОКР по приоритетным направлениям развития (СВЧ-электроника, радиоизностостойкая электронно-компанентная база) запланировано почти 16 млрд руб.

Цель программы - увеличить долю электронно-компонентной базы в военной технике за три года с нынешних 10% до 50%. В изделиях бытовой электроники долю отечественных комплектующих планируется поднять до 15%. Около 50% выпускаемой в России к 2011 году бытовой электроники должно продаваться на мировых рынках, говорится в материалах Минпромэнерго РФ.

^ Перспективы развития Электроники (А. И. Шокин.)

Наиболее важные направления квантовой электроники — создание лазеров и мазеров. На основе приборов квантовой электроники строятся устройства для точного измерения расстояний (дальномеры), квантовые стандарты частоты, квантовые гироскопы, системы оптической многоканальной связи, дальней космической связи, радиоастрономии. Энергетическое воздействие лазерного концентрированного излучения на вещество используется в промышленной технологии. Лазеры находят различное применение в биологии и медицине.

Электроника находится в стадии интенсивного развития; для неё характерно появление новых областей и создание новых направлений в уже существующих областях.

Одна из основных проблем, стоящих перед электроникой, связана с требованием увеличения количества обрабатываемой информации вычислительными и управляющими электронными системами с одновременным уменьшением их габаритов и потребляемой энергии. Эта проблема решается путём создания полупроводниковых интегральных схем, обеспечивающих время переключения до 10^-11сек; увеличения степени интеграции на одном кристалле до миллиона транзисторов размером 1—2 мкм; использования в интегральных схемах устройств оптической связи и оптоэлектронных преобразователей (см. Оптоэлектроника), сверхпроводников; разработки запоминающих устройств ёмкостью несколько мегабит на одном кристалле; применения лазерной и электроннолучевой коммутации; расширения функциональных возможностей интегральных схем (например, переход от микропроцессора к микроЭВМ на одном кристалле); перехода от двумерной (планарной) технологии интегральных схем к трёхмерной (объёмной) и использования сочетания различных свойств твёрдого тела в одном устройстве; разработки и реализации принципов и средств стереоскопического телевидения, обладающего большей информативностью по сравнению с обычным; создания электронных приборов, работающих в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн, для широкополосных (более эффективных) систем передачи информации, а также приборов для линий оптической связи; разработки мощных, с высоким кпд, приборов СВЧ и лазеров для энергетического воздействия на вещество и направленной передачи энергии (например, из космоса). Одна из тенденций развития электроники — проникновение её методов и средств в биологию (для изучения клеток и структуры живого организма и воздействия на него) и медицину (для диагностики, терапии, хирургии). По мере развития электроники и совершенствования технологии производства электронных приборов расширяются области использования достижения электроники во всех сферах жизни и деятельности людей, возрастает роль электроники в ускорении научно-технического прогресса.