Главная » ЛЕНТА НОВОСТЕЙ » Как рождается электроника будущего. Репортаж с завода «Микрон»

Как рождается электроника будущего. Репортаж с завода «Микрон»

Spread the love

Фото:
Р-Спорт

МОСКВА, 17 апр — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Ежедневно москвичи выбрасывают миллионы использованных бумажных билетов для проезда в общественном транспорте. В каждом зашит чип, на создание которого уходит несколько месяцев. Производят эти микросхемы на заводе «Микрон» в подмосковном Зеленограде. Корреспондент РИА Новости побывала в центре микроэлектронной промышленности и посмотрела, как делают умные метки для массового использования.
Чип вместо кассира

Множество рутинных операций, которые раньше нас так раздражали, теперь взяли на себя микроэлектронные устройства. Простой пример — билет в метро. Пассажир покупает бумажную или пластиковую карточку и прикладывает ее к видеоглазу на турникете. Встроенный сканер посылает на нее радиосигнал, и, если чип в карте отвечает, створки открываются. Вся процедура занимает несколько секунд.
Сканер опознает чип по зашитому в нем идентификационному номеру, отправляет данные на сервер, где они сверяются. Если билет одноразовый, пройти по нему повторно не удастся — он уже помечен в базе как использованный. Эту технологию называют RFID — радиочастотная идентификация.
Аналогичным образом работают билеты на всех видах общественного транспорта в Москве, Подмосковье и других регионах России, банковские карты «Мир», пропуска.
Чипы для этих изделий производят на заводе «Микрон» по технологии 180 нанометров. Так обозначается минимальный размер элемента в схеме.

Стерильная чистота
Создание чипа начинается в чистой комнате — помещении, свободном от пыли. Там работают в антистатических комбинезонах и бахилах, масках и двойных перчатках, всю косметику необходимо смывать.
В фальшпол пол встроена система вентиляции, постоянно перегоняющая воздух снизу вверх. На потолке установлены фильтры, благодаря которым на один кубофут воздуха приходится не более тысячи частиц пыли размером полмикрона. В помещении ведут круглосуточный контроль влаги и температуры, дважды в смену проходит ручной мониторинг микроклимата.
Мельчайшая пылинка способна испортить чип, который должен быть идеально гладким и без нежелательных примесей. Отсюда высокие требования к чистоте.

Монокристаллы кремния в виде тонких пластин диаметром двести миллиметров поступают на завод. В чистой комнате их помещают в smif-контейнеры, откуда не вынимают до завершения всех процессов.
Чип по технологии 180 нанометров выращивают три-четыре месяца. В процессе задействованы несколько десятков операций: фотолитография, плазмохимическое травление, химико-механическая полировка, ионное легирование, осаждение, напыление, отжиг, диффузия. Используется около трех десятков наименований химикатов.
Рождение микросхемы
Сначала пластину кладут на огромную подушку и шлифуют — слои на ее поверхность должны лечь идеально ровно.
«Микросхема — как слоеный пирог. Сначала формируют его транзисторную часть. Идет осаждение всевозможных нитридов, окислов, поликремния, из которых состоит затвор транзистора», — рассказывает Ирина Коротова.

Здесь ее называют жителем чистой комнаты. Ирина пришла на завод, будучи студенткой МИЭТ — главного поставщика кадров для российской микроэлектроники. Защитила диплом и участвовала в постройке чистой комнаты с нуля.

«Как формируется сама микросхема? Наносят металл, сверху фоторезист. Пластину засвечивают с помощью фотошаблона, переносится изображение, затем его проявляют. Засвеченные места вымывают, и получается маска нужного рисунка. Далее по ней вытравляют металл и удаляют фоторезист», — посвящает в подробности Ирина.
Пластину с микросхемой отправляют на легирование — в нее загоняют различные примеси p— и n-типа, необходимые по технологии.
«Эльбрус» высоких технологий
Микросхемы, созданные по технологии 180 нанометров, самые ходовые. На их долю приходится основной заказ завода. Именно эти чипы используются в пропусках, билетах, картах.
В 2012 году «Микрон» закупил линию по производству предназначенных для вычислительной техники микросхем с топологическим уровнем 90 нанометров. На их базе выпускают процессоры «Эльбрус». Формирование этих чипов занимает пять-шесть месяцев.

Происходит это в другой чистой комнате. В транзисторной части там используют медь, а она очень сильный загрязнитель. Если попадет в помещение, где делают чипы на 180, это может их погубить.

Оборудование и химикаты, используемые в производстве микросхем, еще несколько лет назад по большей части закупались за рубежом. Сейчас ситуация меняется, вокруг «Микрона» формируется кластер высокотехнологических предприятий, поставляющих для него разнообразные химикаты, газы и другую необходимую продукцию. Идет научно-исследовательская работа вместе с профильными институтами, тестируются микросхемы, созданные по технологии 65 нанометров.
Когда люди надежнее
Из чистой комнаты пластины поступают в цех сборки. На каждой сформированы тысячи микросхем в виде маленьких квадратиков. Теперь их предстоит нарезать и вставить в изделие. Делают это конвейерным способом.
Сначала пластины нарезают на микросхемы, наносят защитную пленку на кристаллики, чтобы защитить их от механического воздействия и сошлифовывают кремниевую подложку.
Отдельно готовят антенны — гибкие элементы из алюминия. Их тщательно выравнивают, наносят электропроводящий клей и в строго определенное место сажают кристалл. RFID-метка готова.
На этом этапе микросхемы тестируют: подается электрический разряд, и если чип не отвечает на сигнал ридера (передающей радиосигнал антенны), его маркируют синим цветом, чтобы отбраковать на следующем этапе.

Проверенные ленты с чипами нарезают и отправляют на вклейку в изделие, например в бланки билетов на метро.
Оператор складывает готовые нарезанные билеты в контейнер, выборочно проверяет на предмет внешних дефектов и отправляет на конвейер, где их персонализируют, то есть записывают на чип номер бланка и другую служебную информацию.
В отдельном помещении операторы проверяют каждый билет вручную. Отдать этот этап на откуп роботам, конечно, можно, но они подвержены сбоям. Люди делают это надежнее.
Гибкие метки и инновации
«Это установка по производству самоклеящихся меток. Преимущество их в том, что они гибкие, поэтому их заказывают для ретейла, учета продукции на складах», — рассказывает инженер Дмитрий Терентьев.
Метки также различаются по методу считывания. Обычно их можно различить сканером с расстояния не более пяти сантиметров. Такие метки встроены в пропуска, билеты, банковские карты. Особый вид меток — микросхемы высокой четкости. Они могут быть распознаны с расстояния до двадцати метров.

«Видите ворота? Это сканер, через который провозят на тележке партию товара с метками. Они считываются все сразу и записываются в базу. Очень удобно», — поясняет Дмитрий.
По его словам, метки скоро найдут новое применение в учете багажа авиапассажиров. Сейчас к каждому чемодану должен подойти сотрудник со сканером, приложить его, посмотреть на экран. А в скором будущем чипированный багаж будет сканироваться автоматически, проезжая по транспортеру, размещенным где-то в помещении ридером. Номера меток отправляются на сервер, и операторы видят, точно ли весь багаж на борту, на тот ли рейс попал чемодан.
Еще одна инновация — метки, которые можно клеить на металл.
«Металл задерживает радиоволны, поэтому метки из алюминия плохо на нем работают. Мы встраиваем ферритовые подложки, которые служат экраном», — говорит инженер.
Кроме простых изделий, завод выпускает микросхемы первого уровня для банковских карт, полисов медицинского страхования, водительских прав и загранпаспортов нового образца, интернета вещей, критической инфраструктуры и умного города.
Чип против вора

«Вот очень интересная метка. Помните, недавно украли картину Куинджи из Третьяковки? «Микрон» сразу предложил помощь. Это пилотная партия изделий с нанесенной фольгой. Их наклеивают на картины. В помещении установлен мощный ридер, который считывает их все сразу. Если картина исчезла, охране тут же поступает сигнал», — приводит пример Дмитрий.
Подделать метку невозможно.
«Для этого нужно построить как минимум второй «Микрон», чтобы производить чипы. Обмануть считывающее устройство тоже не удастся. ID метки уникален, хранится в базе данных в зашифрованном виде. Даже если украдут партию меток, не смогут ничего с ними сделать: ключи шифрования есть только у заказчика», — утверждает он.
Как и Ирина, Дмитрий работает на «Микроне» со студенческой скамьи. Начинал он, по его собственному выражению, в «убитом напрочь» предприятии, где стояло устаревшее советское оборудование.
«За последние пятнадцать лет здесь произошли колоссальные изменения. Сейчас это производство мирового уровня», — удовлетворенно замечает инженер.

Источник

Оставить комментарий