Китайский стартап Prinano заявил о важном достижении в производстве фотонных микросхем. Компания сообщила, что смогла отработать выпуск оптических чипов на 8-дюймовых кремниевых пластинах без использования традиционной DUV-литографии.
Обычно производство микросхем связано с дорогим литографическим оборудованием, где ключевую роль играют системы ASML. Но из-за экспортных ограничений доступ Китая к таким технологиям серьёзно ограничен. Поэтому Prinano вместе с Shenzhen Litra Technology пошла другим путём — использовала технологию вакуумного наноимпринтинга.
Если классическая литография проецирует рисунок схемы на кремниевую пластину с помощью сложной оптики и источников света, то наноимпринтинг работает почти как штамп. Наноразмерные структуры буквально отпечатываются на поверхности пластины специальным шаблоном. По утверждению компании, такой подход может снизить производственные затраты примерно в 10 раз по сравнению с традиционными DUV-процессами.
Но важно понимать: речь не идёт о производстве передовых процессоров для смартфонов, видеокарт или ИИ-ускорителей. Технология Prinano ориентирована на фотонные чипы — микросхемы, которые работают со светом, а не с электрическими сигналами. Такие решения нужны для оптоволоконной связи, дата-центров, лазерных сенсоров, лидаров и высокоскоростной передачи данных.
Фотонные схемы часто состоят из повторяющихся наноструктур, поэтому метод наноимпринтинга может быть особенно удобен именно для этого класса устройств. Использование 8-дюймовых пластин говорит о том, что проект выходит за рамки простой лабораторной демонстрации.
Однако пока остаются важные вопросы: Prinano не раскрыла объёмы выпуска, уровень брака, выход годных чипов и данные о первых заказчиках. Поэтому это не конец ASML, но потенциально важный шаг Китая в развитии альтернативных методов производства фотонных микросхем.
Совместная разработка литографа на 350 нанометров уже завершена — на машины подписаны контракты с заказчиками.
В Минпромторге в преддверии форума ЭЛМАШ-2026 в Минске подвели итоги сотрудничества. Опытный образец литографа испытывали по самым жёстким стандартам — без скидок на то, что это «первенец». Это позволило оперативно довести машину до серийного состояния. Сейчас Россия и Беларусь входят в пятёрку стран, владеющих технологиями такого уровня.
Ещё одна разработка — литограф на 130 нанометров с российским эксимерным лазером. Лазер уже работает и прошёл испытания. По характеристикам он соответствует лучшим мировым образцам, и к нему уже проявляют интерес китайские партнёры.
По некоторым направлениям работы идут дальше 130 нанометров. Программа развития электронного машиностроения ставит задачи под топологии ниже 65 нанометров. Кластеры плазмо-химического травления и осаждения уже работают с пластинами 300 миллиметров и способны обеспечивать техпроцесс до 65 нанометров. Эти решения используют как опытную платформу для будущих производств, а также для улучшения оборудования, которое работает на фабриках сейчас.
Разрабатывается линейка установок для роста гетероструктур и выращивания монокристаллов арсенида галлия и германия. В этих нишевых сегментах у России и Беларуси сильные школы, и есть экспортный потенциал. Стратегия — предлагать партнёрам не просто оборудование, а комплекс: технология, оборудование, материалы и химия.
Разработка стандартов для САПР также идёт с учётом союзной кооперации. Уже сформировано сообщество из более чем 20 российских организаций — от МНТЦ МИЭТ до ИТМО. Белорусские партнёры, включая Парк высоких технологий, «Интеграл», «Планар» и вузы, также могут присоединиться.
Вопрос защиты рынка не мешает сотрудничеству. Россия и Беларусь входят в ЕАЭС, поэтому преференции для производителей из обеих стран практически одинаковы. Усиление национального режима не закрывает двери для белорусских коллег — наоборот, они вместе защищают общий рынок.
Для внедрения разработок создаётся испытательная инфраструктура. Планируются площадки, где можно отрабатывать технологии на отечественном оборудовании и материалах. Первые шаги в этом направлении рассчитывают сделать в этом году.
Intel официально начала работу над будущими сверхтонкими техпроцессами Intel 10A и 7A. Об этом сообщил генеральный директор компании Лип-Бу Тан. Эти технологии должны прийти на смену текущему Intel 18A и следующему поколению Intel 14A в течение следующего десятилетия.
Главная ставка Intel — долгосрочная дорожная карта. Компания хочет показать клиентам и партнёрам, что снова способна планировать развитие полупроводниковых технологий на годы вперёд. Для крупных заказчиков это критически важно: им нужны не только конкурентные чипы сегодня, но и уверенность в производственной базе будущего.
Intel 14A уже движется по плану. Версия 0.5 PDK доступна, а версия 0.9 PDK ожидается в октябре. Именно этот этап Лип-Бу Тан назвал «святым Граалем», потому что он важен для проектирования и подготовки будущих продуктов клиентов.
Производство по Intel 14A планируют запустить в 2028 году, а серийный выпуск чипов ожидается в 2029-м. Примерно в это же время TSMC должна начать массовое производство по своему техпроцессу A14. Однако Intel делает акцент на питании с обратной стороны кристалла и высокопроизводительных решениях для дата-центров.
Особую роль в этой гонке сыграют литографические системы ASML High-NA EUV. Эти инструменты должны использоваться в Intel 14A, а затем и в будущих 10A и 7A. Внедрение High-NA EUV будет сложной задачей, поэтому Intel активно работает с ASML и партнёрами, чтобы подготовить экосистему к массовому производству.
Если Intel удастся реализовать эту дорожную карту, компания может серьёзно усилить позиции в контрактном производстве чипов и снова стать одним из главных игроков в полупроводниковой гонке.
Термин "Парадокс суб-2нм" (англ. The Sub-2nm Paradox) возник в технических сообществах - в первую очередь на Reddit (r/AskEngineers) - как обозначение фундаментального противоречия, с которым столкнулась полупроводниковая индустрия на рубеже 2020-х годов.
Суть парадокса
С одной стороны, компании - TSMC, Samsung, Intel, IBM - демонстрируют прорывные результаты в производстве чипов "2-нанометрового" и даже "1.8-нанометрового" уровня. С другой стороны, ни один физический размер транзистора на этих чипах не равен 2 нанометрам.
По данным IEEE IRDS 2021, "2,1-нанометровый" техпроцесс характеризуется:
Шаг затвора (contacted gate pitch): 45 нм
Шаг металлизации (metal pitch): 20 нм
То есть маркетинговое "2нм" соответствует реальному шагу металлизации в 20 нм - в десять раз больше. Это и есть ядро "парадокса":
"2 нм используется преимущественно как маркетинговый термин для обозначения нового поколения чипов с увеличенной плотностью транзисторов, скоростью и сниженным энергопотреблением" - Wikipedia, "2 nm process".
1. Исторический контекст: Умирание закона Мура
Закон Мура, сформулированный Гордоном Муром в 1965 году, предсказывал удвоение числа транзисторов на кристалле примерно каждые два года. За 60 лет полупроводниковая индустрия прошла путь от 20-микрометрового процесса (1968) до 3-нанометрового (2022) и "2нм" (2025).
Изображение MOSFET-кристалла. Источник: Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0)
На техпроцессах меньше 7 нм традиционное масштабирование перестало приносить ожидаемые выгоды. Каждый шаг даётся ценой экспоненциально растущих затрат.
2. Архитектура транзисторов: от FinFET к GAAFET
Главный технологический "движок" суб-2нм эпохи - переход от FinFET к GAAFET (Gate-All-Around Field-Effect Transistor).
FinFET (2011–2022)
Трёхмерный транзистор с "плавником" (fin) - каналом, обведённым затвором с трёх сторон. FinFET работал вплоть до 3-нанометрового техпроцесса (TSMC N3E, Samsung 3GAP).
GAAFET / Nanosheet (2025+)
В GAAFET затвор полностью окружает канал - горизонтальные нанолисты (nanosheets) расположены друг над другом. Это обеспечивает лучший электростатический контроль и снижает утечки.
IBM 2-нанометровая пластина - первый в мире чип 2-нм техпроцесса. Фото: IBM, через IEEE Spectrum
IEEE Spectrum, 6 мая 2021: IBM представила первый в мире чип 2-нм техпроцесса, используя нанолистовую технологию с тремя слоями кремниевых нанолистов и длиной затвора 12 нм. Чип обеспечивает +45% производительности при том же энергопотреблении против 7-нм чипов, либо -75% энергопотребления при той же производительности.
+10–15% производительности при том же энергопотреблении (vs N3E)
-25–30% энергопотребления при той же производительности
+15% плотности транзисторов (mixed design)
TSMC использует первую в своей истории GAAFET-архитектуру и супер-ёмкие SHPMIM-конденсаторы (вдвое большая ёмкость на единицу площади). Производство запущено на новом Fab 22 в районе Каосюна.
Intel 18A (1,8 нм)
Intel не стала делать "2нм" в привычном понимании, а пошла на 18A = 18 ангстрем (1,8 нм). Узел включает две инновации:
RibbonFET - собственная версия GAAFET
PowerVia - подвод питания через заднюю сторону пластины (Backside Power Delivery)
Tom's Hardware, 1 апреля 2025: Intel объявила о начале рискового производства 18A. Узел на 30% плотнее и на 15% энергоэффективнее Intel 3.
TSMC Fab 22 - производство 2нм чипов. Фото: TSMC / Tom's Hardware
Rapidus - японская инициатива
Консорциум японских компаний, созданный при поддержке правительства. В 2022 году подписал соглашения с IMEC и IBM. В 2025 году объявил о начале пробного производства 2нм GAAFET на фабрике IIM-1.
4. Квантовый барьер: почему миниатюризация упирается в предел
На масштабе менее 2 нм в игру вступают квантово-механические эффекты, которые принципиально ограничивают дальнейшее масштабирование.
Туннелирование
Когда толщина оксидного слоя затвора становится сравнима с длиной волны электрона (~0,5 нм), электроны начинают туннелировать через потенциальный барьер. Это вызывает паразитные токи утечки даже в выключенном состоянии транзистора.
Флуктуация легирования (Dopant fluctuation)
При размере транзистора менее 5 нм в активном регионе содержатся считанные десятки атомов легирующей примеси. Один "не тот" атом может изменить пороговое напряжение на вольты.
Размытие канала
В FinFET при масштабе менее 7 нм канал становится настолько тонким, что электроны "протекают" через него даже при закрытом затворе. Именно поэтому FinFET утратил актуальность.
5. Литография: EUV и High-NA EUV
Ключевое оборудование суб-2нм производства - экстремальная ультрафиолетовая литография (EUV, λ = 13,5 нм).
2018 - TSMC 7нм: первое массовое производство с EUV (ASML NXE:3100)
2021 - IBM 2нм: EUV-паттернинг применён к FEOL (Front-End-Of-Line)
2024 - Первая установка High-NA EUV (ASML NXE:2000) установлена на предприятии Intel
2025–2027 - High-NA EUV для 1нм и суб-1нм техпроцессов
High-NA EUV (Numerical Aperture = 0,55 вместо 0,33) обеспечивает разрешение ~8 нм - необходимое для 1-нанометрового и далее 0,5-нанометрового техпроцессов. Стоимость каждой установки - около $400 млн.
6. За пределами 2нм: дорожная карта IMEC до 2036
IMEC представила дорожную карту, расширяющую двухлетний ритм смены техпроцессов до 2036 года, с конечной точкой "A2" - 2 ангстрема (0,2 нм). Ключевые инновации:
CFET (Complementary FET) - вертикально уложенные друг на друга nFET и pFET
2D-материалы - монослои WS₂ (дисульфид вольфрама) как канал транзистора
Рутений для металлизации (вместо меди) - лучшее сопротивление на наноуровне
Графен для межсоединений
Воздушные зазоры (air gaps) для снижения диэлектрической проницаемости
Tom's Hardware, 21 мая 2022: "Imec представляет дорожную карту суб-1нм процесса и транзисторов до 2036 года".
CFET - следующий шаг после GAAFET
В 2023 году Intel, Samsung и TSMC продемонстрировали CFET-транзисторы - два горизонтальных нанолиста, расположенных вертикально друг над другом: p-тип сверху, n-тип снизу. Это удваивает плотность транзисторов без уменьшения площади.
7. Экономика парадокса: стоимость и доступность
Стоимость перехода на новые техпроцессы (оценки)
7 нм: ~$5–10 млрд для фабрики
5 нм: ~$10–15 млрд
3 нм: ~$20 млрд
2 нм: ~$20–25 млрд (TSMC Fab 20 + Fab 22)
High-NA EUV станок: ~$400 млн каждый
8. Выводы: парадокс и его разрешение
"Парадокс суб-2нм" - это не столько техническая проблема, сколько философский вызов. Он обнажает разрыв между:
Маркетингом (техпроцессы называются по вымышленным "нанометрам")
Физикой (реальные размеры в 10 раз больше маркетинговых)
Экономикой (экспоненциальный рост стоимости каждого шага)
Индустрия находит ответы на каждый из этих вызовов:
✅ GAAFET - новый тип транзисторов
✅ High-NA EUV - новая литография
✅ Backside power delivery - новая архитектура питания
✅ 2.5D/3D чиплеты - новый подход к интеграции
❓ 2D-материалы, CFET, молекулярные транзисторы - будущее после 2030
По оценкам IBM, замена серверов всех дата-центров мира на 2нм-процессоры сэкономила бы достаточно энергии для питания 43 миллионов домов. А зарядка смартфона потребовалась бы раз в 3–4 дня вместо каждого дня.
Парадокс суб-2нм - не тупик. Это поворотный пункт, после которого эра "просто уменьшать транзисторы" заканчивается, и начинается эра системной инженерии на атомарном уровне.
Представьте, что вы навсегда вписали свое имя в историю европейского искусства. У вас нет ни одной большой картины, не было ни одной прижизненной выставки, да и в художку вы не ходили. Ах да, на всё про всё у вас было всего 5 лет. Звучит как сценарий фильма, но именно так выглядит биография Обри Бёрдслея. Человека-феномена, которому судьба отмерила всего 25 лет жизни.
Бёрдслей был тем самым ребенком, на фоне которого мы все покажемся немного лентяями. Рисовать начал в четыре года. К 11 годам он уже сочинял изящные стихи, писал музыку и давал фортепианные концерты в Лондоне на 3000 человек.
Но после школы Обри устроился клерком в лондонскую страховую компанию. Возможно, мир так и получил бы гениального страховщика, если бы не одна трагическая деталь: с семи лет Бёрдслей болел туберкулезом. Из-за обострения болезни со скучной работой и любительским театром пришлось завязать и юноша решил сосредоточиться на рисовании. Гениальный самоучка ворвался в профессию с козырей: его первым серьезным заказом стало оформление книги Томаса Мэлори «Смерть Артура». И тут все увидели его фирменный стиль, который взорвал чопорную Викторианскую Англию.
Он рисовал тушью и пером, но делал это так, что иллюстрации было не отличить от гравюры. Но главное — у него было только два цвета: черный и белый. Никаких полутонов, никаких нежных серых теней или штриховок для объема. Только абсолютный контраст. Тотальная черная заливка против кристально-белого фона. Персонажи казались немного плоскими, но это было настолько стильно и декоративно, что его издатель позже заявил, что Бёрдслей продвинул черно-белое искусство дальше, чем кто-либо со времен самого Альбрехта Дюрера.
Обри был настоящим книжным гиком и интеллектуалом. Он обожал литературу и превращал книги в произведения искусства от корки до корки. Обложки, заставки, виньетки, поля — всё подчинялось его парадоксальной и немного гротескной фантазии. У него всё выглядит так, будто викторианская эпоха внезапно посмотрела на себя в зеркало и увидела не корсет, не мораль, не благочестивую фарфоровую пастораль, а собственное вытянутое, бледное, эротическое лицо. Бёрдслей рисовал не людей, а нерв. Не тело, а соблазн тела. Не сюжет, а тот момент, когда приличное общество уже поняло, что сейчас будет что-то неприличное, но ещё делает вид, что пришло сюда ради искусства. В нём есть что-то ужасно современное. Он как будто сразу родился для афиши, журнала, обложки, аватарки, скандала в комментариях и запрета Роскомнадзора, если бы тот существовал в 1890-х.
Бёрдслей сгорел в 25 лет. Но всего за пять лет активной работы он успел посеять семена, из которых потом выросли модерн и авангард. Если вы сегодня листаете глянцевый журнал, смотрите на стильный рекламный плакат или восхищаетесь минималистичным дизайном — знайте, где-то там, в основе всего этого великолепия, лежат черно-белые линии лондонского клерка, который просто очень любил рисовать.
Кстати, всего через год после его смерти издатель Джон Лейн выпустил сборник «Ранние работы Обри Бёрдсли» (1899), а через два года «Поздние работы Обри Бёрдсли» (1901). Эти два издания собрали множество полностраничных иллюстраций, неопубликованных эмблем, фронтисписов, эскизов и других работ, ранее разбросанных по книгам и журналам. Это все оцифровано и вы можете насладиться его работами сполна.
Норвежский стартап Lace Lithography привлёк $40 млн на разработку литографической системы нового типа, которая вместо фотонов использует пучок атомов гелия. Среди инвесторов и участников раунда упоминается M12, венчурный фонд Microsoft, а сама компания заявляет, что такая технология может печатать структуры до 10 раз меньше, чем современные решения. По данным Reuters, Lace нацелена на пилотную установку к 2029 году.
Главная идея Lace в том, что атомы гелия не упираются в тот же дифракционный предел, что и фотонная литография. Именно поэтому компания описывает свой подход как BEUV — Beyond-EUV, то есть «за пределами EUV». В публикациях о проекте фигурирует ширина пучка порядка 0,1 нм, тогда как современные EUV-системы работают с длиной волны 13,5 нм. Это и создаёт интригу вокруг потенциально почти атомного разрешения.
При этом речь пока идёт не о готовом промышленном продукте, а о технологии на ранней стадии. На конференции SPIE Advanced Lithography + Patterning 2026 Lace показала первые результаты и представила подход на базе метастабильных атомов гелия, но отраслевые наблюдатели отдельно подчёркивают, что путь от лабораторного прототипа до массового производства в литографии обычно очень долгий и крайне дорогой.
ASML, мировой лидер в области EUV-литографии, готовится сделать ещё один стратегически важный шаг — расширить линейку продукции за счёт оборудования для сборки, упаковки и корпусирования микросхем. Это может стать одним из самых важных поворотов в индустрии полупроводников, особенно на фоне взрывного спроса на ИИ-чипы.
Сегодня передовая упаковка микросхем превращается из вспомогательного этапа в один из ключевых факторов производительности. Многослойная компоновка, склеивание кристаллов и более сложная архитектура позволяют создавать всё более мощные процессоры для искусственного интеллекта, памяти и высокопроизводительных вычислений. Именно поэтому ASML уже изучает новые направления и готовит инструменты, которые могут сыграть важную роль в следующем поколении чипов.
На фоне роста размеров ИИ-процессоров и повышения требований к точности производства этот шаг выглядит логичным: компания хочет участвовать не только в самой литографии, но и в следующих критически важных этапах создания передовых микросхем. Фактически ASML может усилить своё влияние на весь рынок полупроводников и занять ещё более сильные позиции в технологической цепочке будущего.
Исследователи Imec нашли неожиданный способ ускорить работу EUV-литографии без изменения самих сканеров. Во время стадии post-exposure bake они повысили концентрацию кислорода в атмосфере до 50% и получили рост фоточувствительности металл-оксидных фоторезистов примерно на 15–20%. Это позволяет добиваться нужного рисунка при меньшей дозе EUV-излучения, а значит — либо ускорять процесс, либо снижать энергозатраты.
Ключевое открытие связано с тем, что дополнительный кислород усиливает химические реакции в metal-oxide resists (MOR), которые считаются перспективными для передовых EUV-процессов, особенно high-NA EUV. Работа выполнялась на специальной исследовательской установке Beforce, где можно было изолировать пластину от обычной атмосферы чистой комнаты и точно контролировать газовую среду во время отжига.
Если технология дойдёт до фабрик, производители смогут увеличить производительность линий выпуска самых современных чипов без радикальной модернизации EUV-оборудования. Пока это исследовательский результат, но потенциально он может оказаться очень важным для будущих 2-нм и A16 техпроцессов.
