Интернет будущего: как в Москве создают самые быстрые чипы

Резидент особой экономической зоны «Технополис Москва» и единственное в России предприятие, занимающееся производством фотонных интегральных схем, расположено в Зеленограде. «Вечерняя Москва» побывала на производстве и выяснила, как создается техника для современных телекоммуникаций и новых вычислительных платформ.

Московский центр фотоники находится на стадии запуска производства фотонных интегральных схем (ФИС). Что такое фотонные интегральные схемы? Это устройства, преобразовывающие оптический сигнал в электрический, и наоборот. Схемы, встроенные в трансиверы, обеспечат передачу данных со скоростью свыше 100 гигабит в секунду при значительном снижении энергопотребления.

Строгие правила

Подходя к центру, сразу замечаешь необычную, углообразную форму здания ярко-красного цвета. У входа нас встречает заместитель генерального директора Евгений Данилкин.

— Важно соблюдать большое количество правил, так как производство фотонных схем — процесс кропотливый и долгий. Производство одного изделия занимает до трех с половиной месяцев, — подчеркивает он.

Мы проходим в помещение, где надеваем защитный костюм — комбинезон, плотные бахилы, которые закрывают всю ногу и напоминают «сапоги-луноходы», шапочку, резиновые перчатки, а также маску. Перед чистой зоной проходим обдувку в воздушном шлюзе, чтобы не осталось и пылинки. Кстати, сотрудницам предприятия даже запрещено наносить макияж.

— Такие меры объясняются тем, что даже мельчайшая частица кожи способна повлиять на качество готового изделия. Для сравнения: типичный размер элемента схемы составляет 0,2 мкм, и частица вдвое меньше этого значения может нарушить работу схемы и привести к браку. Чтобы лучше представить масштаб: диаметр человеческого волоса — примерно 70 мкм, — поясняет Евгений.

Чистая зона

В чистой зоне нас встречают другие сотрудники. Вокруг — ничего лишнего, лишь белые стены и длинный коридор. Здесь расположены помещения с разными классами чистоты, соответствующими международным стандартам. Например, в комнате с классом ИСО 5 воздух обновляется специальными фильтрами порядка 350 раз в час.

— Здесь находится оборудование для обработки кремниевых пластин — носителя, на котором формируются фотонные интегральные схемы, — указывает Евгений на огромный производственный комплекс.

Кристальное производство

Производство схем — это многоэтапный циклический процесс, в котором на КНИ (кремний на изоляторе) пластине наносятся тончайшие слои и формируются волноводы, резонаторы, мультиплексоры, ответвители, модуляторы и фотодетекторы. Сначала пластину очищают растворами, затем термическим окислением выращивают изолирующую пленку. Далее — фотолитография: нанесение фоторезиста, экспонирование через маску и проявление — так на пластине получается рисунок будущих элементов. Затем проводят травление (удаление незащищенных участков) и внедряют ионы примесей для создания в волноводах областей с разной проводимостью. Например, процесс жидкостной обработки выглядит так: пластину погружают в ванну с раствором для удаления органических загрязнений, оксидов или металлических слоев с целью подготовки поверхности. На участке есть оптическая инспекция, которая выявляет недочеты.

— В большинстве случаев мы обрабатываем системы агрессивными составами, кислотами. Но все это происходит максимально безопасно для сотрудников, — подчеркивает инженер-технолог жидкостных процессов Максим Лазунин.

Следующее место — зона для нанесения фоторезиста — фоточувствительного материала, используемого для создания точных топологических рисунков. Затем выполняется экспонирование — проецирование с фотошаблона на поверхность пластины.

— Процесс немного напоминает печать фотографий, снятых на пленочную камеру, — поясняет Евгений.

Действительно, освещение в этой зоне отличается от предыдущих: свет здесь оранжевый. Специалисты наносят фоторезист на пластину, затем помещают ее в печь для подсушки, после — в сканер, который проецирует на поверхность рисунок. На пластине можно различить квадратные участки — это кадры (поля экспонирования), и их может быть от 40 до 130, в зависимости от размера чипа. Мы переходим в другое помещение, где представлен большой парк технологического оборудования.

— Здесь мы травим слои пластин. Это нужно для создания четкого топологического рисунка в слое и для формирования фотонной интегральной схемы, — рассказывает инженер-технолог Андрей Ступин.

Внимание привлекает большой загрузочный шлюз.

— Здесь подключаются камеры, позволяющие разделить производственные процессы и не смешивать различные материалы, которые могут привести к загрязнению пластины, — объясняет Андрей.

— У нас цикличное производство, поэтому изделия могут возвращаться на какой-то из этапов, — добавляет Евгений.

Весь цикл — литография, травление, легирование, осаждение — повторяется десятки раз, после чего пластину тестируют и разрезают на отдельные чипы.

Уникальное предприятие требует уникальных специалистов. Интересуюсь, удалось ли найти достаточное количество квалифицированных сотрудников.

— Сегодня нам удалось собрать команду из 100 специалистов, но в планах — увеличить штат в два раза. Найти сотрудников очень сложно из-за узкопрофильности специальностей, поэтому процесс не быстрый, — отмечает Евгений.

Центр планирует расширить производство и выпускать до 500 тысяч схем в год.

СПРАВКА

Основные направления деятельности Московского центра фотоники — это научные исследования и разработки в области естественных и технических наук, производство элементов электронной аппаратуры. Его продукция позволит обеспечить высокий уровень защищенности и устойчивости критической информационной инфраструктуры Москвы и России.

В ТЕМУ

В этом году на территории особой экономической зоны «Технополис Москва» планируется открыть 25 новых уникальных производств, на которых будет создано свыше восьми тысяч рабочих мест. Ожидается, что до конца этого года появятся производственные площадки по изготовлению экологически чистых осветительных приборов, современных онкопрепаратов, оптоэлектронных устройств для высокоскоростного приема и передачи данных.