Достижения российской микроэлектроники и СВЧ-техники: шаг к технологическому суверенитету

На секции «СВЧ и силовые приборы микроэлектроники» Школы молодых учёных (ШМУ) будут представлены ключевые достижения России в создании элементной базы для радиолокации, связи и силовой электроники, укрепляющие технологический суверенитет.

Российская наука продолжает укреплять позиции страны в сфере микроэлектроники и СВЧ-техники, и значительную роль в этом играют молодые специалисты, учёные и инженеры. Их научные исследования и разработки открывают новые горизонты для высокотехнологичных отраслей, способствуя укреплению технологического суверенитета и созданию конкурентоспособной продукции. Конференция «Школа молодых учёных 2025» станет площадкой для демонстрации достижений и презентации инновационных решений, которые могут изменить ландшафт современной отечественной электроники.

В рамках секции «СВЧ и силовые приборы микроэлектроники» будут представлены исследования, охватывающие широкий спектр направлений – от создания миниатюрных интегральных схем до разработки передовых материалов и устройств полупроводниковой микроэлектроники с уникальными характеристиками.

Доклады по актуальным достижениям в области разработки отечественных СВЧ-интегральных микросхем на основе кремниевых технологий будут представлены учёными из СПбПУ, АО «ЭНПО СПЭЛС» и ФГАОУ ВО «ТУСУР» и др.

Учёные Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого разработали методику калибровки, которая минимизирует ошибки установки фазы и амплитуды. Это повышает точность и надёжность работы СВЧ-систем, что критически важно для радиолокационных станций на основе активных фазированных антенных решёток (АФАР). Такие системы обеспечивают многофункциональную работу и адаптацию к сложной помеховой обстановке.

Молодые учёные активно участвуют в разработке инновационных решений, которые могут кардинально изменить ландшафт высокотехнологичных отраслей. Например, исследователи физико-технического факультета Кубанского государственного университета изучают возможность создания микросхем программно-определяемого радио (ПОР) СВЧ-диапазона на одном кристалле. Такая микросхема позволит обрабатывать сигналы с разными характеристиками на одном и том же оборудовании, меняя методы программной обработки. Миниатюризация ПОР открывает перспективы для использования этих устройств в носимых гаджетах, упрощает технологический процесс создания комплексных устройств, снижает стоимость производства и позволяет полностью использовать отечественные компоненты.

В области материаловедения разработаны метаматериалы с градиентной структурой, которые обладают уникальными электродинамическими и механическими свойствами. Учёные УрФУ спроектировали ячейки с различной периодической геометрией (сота, спираль, цилиндр, пирамида), которые невозможно воспроизвести в естественных средах. Эти материалы открывают новые возможности для развития СВЧ-систем с улучшенными характеристиками, что может найти применение в различных высокотехнологичных областях.

В последние годы российские научные и производственные организации достигли значительных успехов в разработке электронных компонентов и СВЧ-устройств. Одним из важных направлений является разработка монолитных интегральных схем (МИС) на основе GaAs и GaN для приёмо-передающих модулей (ППМ). В АО «НПП «Салют» и ННГУ им. Н. И. Лобачевского создана МИС для гомодинного приёмо-передающего модуля миллиметрового диапазона длин волн на основе технологического процесса GaAs pHEMT с длиной затвора транзистора 70 нм. Размещение на одном кристалле таких элементов, как генератор, управляемый напряжением (ГУН), модулятор, усилитель мощности и проходной балансный смеситель, позволяет повысить технологичность изготовления, стойкость к внешним воздействиям, уменьшить габаритные размеры, массу и потребляемую мощность ППМ.

Значительный прогресс наблюдается и в сфере силовой электроники. Учёные АО «НИИМЭ» предложили вертикальную конструкцию МДП-транзистора щелевого типа на основе GaN, достигнув оптимального баланса между сопротивлением открытого состояния и напряжением пробоя. Это достижение может существенно расширить область применения транзисторов в высоковольтных источниках питания.

В области эпитаксии и характеризации гетероструктур также достигнуты значительные результаты. В Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе и Научно-технологическом центре микроэлектроники и субмикронных гетероструктур РАН непрерывно развиваются технологии металлоорганической газофазной эпитаксии (МОГФЭ) и методы контроля для производства III–N гетероструктур. Это позволяет создавать транзисторы с высокой подвижностью электронов, которые находят применение в современной электронике. Освоены различные типы гетероструктур, включая «стандартные» AlGaN/GaN, AlGaN/GaN с повышенным содержанием алюминия, InAlN/GaN и InAlN/AlGaN/GaN структуры.

Национальный исследовательский университет «МИЭТ» представил результаты инновационного исследования в области силовой микроэлектроники. Учёные разработали новую конструкцию нормально-закрытого транзистора с затвором на основе p-GaN и диэлектрика, которая позволит формировать в едином цикле комплементарные транзисторы с перспективой интеграции драйверов управления затвором.

Учёные Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» разработали инновационный аппаратно-программный комплекс для измерения электрических характеристик мощных МОП-транзисторов. Разработка позволяет получать достоверные данные о вольт-амперных характеристиках (ВАХ) без использования дорогостоящего оборудования, применяя стандартные лабораторные приборы.

В Санкт-Петербургском электротехническом университете «ЛЭТИ» исследованы методы повышения КПД и линейности СВЧ-усилителей мощности, работающих с сигналами, характеризующимися высоким пик-фактором. Это особенно важно для современных систем мобильной и спутниковой связи, которые требуют высокоэффективных линейных СВЧ-усилителей для достижения более высокой пропускной способности.

Учёные Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» и Института Иоффе провели сравнительное исследование гетеропереходов, полученных на объёмном кристалле оксида галлия. Результаты работы открывают новые перспективы для развития силовой электроники нового поколения.

Нельзя не отметить успехи в разработке инновационных решений для полупроводниковых технологий СВЧ-микроэлектроники. Например, АО «ОКБ-Планета» представило технологию плазмохимического осаждения плёнок Si3N4 для создания интегрированных конденсаторов высокой ёмкости и GaAs IPD-технологию, необходимую для создания СВЧ-монолитных интегральных схем. Эти разработки позволяют создавать миниатюрные СВЧ-устройства с улучшенными параметрами, что имеет большое значение для развития современной электроники и области телекоммуникаций и радиолокации, в частности.

Конференция «Школа молодых учёных» наглядно продемонстрирует, что российские научные учреждения и компании обладают высоким уровнем компетенций в области микроэлектроники и СВЧ-техники. Достижения в этой сфере не только укрепляют технологический потенциал страны, но и создают основу для разработки инновационных продуктов мирового уровня. Поддержка и развитие научных исследований среди молодёжи – ключ к дальнейшему прогрессу и укреплению технологического суверенитета России.

***

Организаторами форума «Микроэлектроника 2025» выступают АО «НИИМЭ» и АО «НИИМА «Прогресс» при поддержке Министерства промышленности и торговли Российской Федерации, Министерства науки и высшего образования Российской Федерации. Генеральные партнёры – НИЦ «Курчатовский институт», Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом», Фонд перспективных исследований (ФПИ). Стратегический партнёр – Группа компаний «Элемент». Официальный партнёр – ОАО «РЖД». Инновационные партнёры – Холдинг «Швабе», ООО «Лазерный Центр», Многопрофильный ИТ-Холдинг «Национальная компьютерная корпорация», ООО «Т8», АО «Крафтвэй корпорэйшн ПЛС». Стратегический информационный партнёр – Генеральное информационное агентство «ТАСС». Образовательный партнёр – Университет «Сириус». Спортивный партнёр – НИУ МИЭТ. Партнёры – ООО «ХайТэк», ООО «НМ-Тех», АО «Корпорация Роботов»,Т1 Интеграция, АО НИИТМ, АО «Концерн ВКО «Алмаз – Антей», АО «Уральское проектно-конструкторское бюро «Деталь», НИЯУ МИФИ, АО «Сигналтек», АО «Нанотроника», Российский научный фонд, АО «НПЦ «РПК», Группа компаний «Остек», Консорциум робототехники и систем интеллектуального управления, ООО «ФОРМ». Генеральный информационный партнёр – АО «РИЦ «ТЕХНОСФЕРА». Оператор Форума – Агентство деловых коммуникаций «ПрофКонференции».