III. ПЕРЕЧЕНЬ МЕРОПРИЯТИЙ ПРОГРАММЫ
Перечень мероприятий Программы приведен в приложении N 2. Мероприятия структурированы по следующим важнейшим направлениям развития электронной компонентной базы и радиоэлектроники:
сверхвысокочастотная электроника;
радиационно стойкая электронная компонентная база;
микросистемная техника;
микроэлектроника;
электронные материалы и структуры;
группы пассивной электронной компонентной базы;
унифицированные электронные модули и базовые несущие конструкции;
типовые базовые технологические процессы;
развитие технологий создания радиоэлектронных систем и комплексов;
обеспечивающие работы.
В рамках направления "Сверхвысокочастотная электроника" предусмотрены мероприятия по разработке:
технологии производства мощных транзисторов и монолитных сверхвысокочастотных микросхем на основе гетероструктур материалов группы A3B5, приемо-передающих сверхвысокочастотных субмодулей X-диапазона;
базовой технологии производства мощных полупроводниковых приборов и монолитных интегральных систем сверхвысокочастотного диапазона на основе нитридных гетероэпитаксиальных структур;
базовой технологии производства сверхвысокочастотных интегральных схем высокой степени интеграции на основе гетероструктур "кремний - германий";
базовой технологии изготовления сверхвысокочастотных транзисторов и интегральных схем на широкозонных материалах;
базовой технологии изготовления сверхмощных вакуумных сверхвысокочастотных приборов повышенной надежности, эффективности и долговечности;
базовой технологии изготовления вакуумных сверхвысокочастотных приборов нового поколения;
технологии измерений и базовых конструкций установок автоматизированного контроля параметров нелинейных моделей сверхвысокочастотных полупроводниковых структур, мощных транзисторов и монолитных интегральных систем сверхвысокочастотных диапазонов для массового производства;
базовой технологии изготовления мощных вакуумно-твердотельных малогабаритных модулей нового поколения с улучшенными массогабаритными и спектральными характеристиками для перспективных радиоэлектронных систем двойного назначения;
технологии изготовления сверхбыстродействующих приборов (до 150 ГГц) на наногетероструктурах с квантовыми дефектами;
базовой технологии производства портативных фазированных блоков аппаратуры миллиметрового диапазона длин волн на основе магнитоэлектронных, твердотельных и высокоскоростных цифровых приборов и устройств с функциями адаптации и цифрового диаграммообразования.
В рамках Программы получат дальнейшее развитие работы по вакуумной сверхвысокочастотной электронике.
Вакуумная сверхвысокочастотная электроника является единственной областью электроники России, которая до настоящего времени сохранила по ряду направлений лидирующие позиции в мире.
Лидирующие позиции российских организаций в 70 - 90 годы XX века сформировались по 3 направлениям:
многолучевые клистроны;
двухрежимные лампы бегущей волны;
гироприборы миллиметрового диапазона.
Преимущество приборов вакуумной сверхвысокочастотной электронной техники по сравнению с твердотельными сверхвысокочастотными изделиями заключается в возможности получения очень больших уровней мощности, высокой линейности характеристик, устойчивости к работе в условиях радиации, более высоком коэффициенте полезного действия и отсутствии проблем с обеспечением теплоотвода от изделий. Требования по увеличению уровня мощности радиоэлектронных систем растут в связи с разработкой новых систем и технологий радиопротиводействия и электронного поражения, увеличением дальности радиолокационного обнаружения, созданием головок самонаведения и других систем высокоточного оружия. Разрешающая способность систем обнаружения и наведения также непрерывно увеличивается.
Дальнейшее расширение сверхвысокочастотного диапазона и разработка соответствующей радиоэлектронной аппаратуры связаны с созданием в стране электронной компонентной базы с рабочими частотами 40 ГГц и более. Перспективными материалами для создания таких электронных приборов являются широкозонные полупроводники (нитрид галлия и карбид кремния) для мощных сверхвысокочастотных полупроводниковых приборов и гетероструктуры "кремний - германий" для монолитных интегральных схем.
В рамках направления "Радиационно стойкая электронная компонентная база" предусмотрено выполнение мероприятий Программы в целях создания:
базовой технологии изготовления радиационно стойких специализированных больших интегральных схем уровней 0,5 - 0,35 мкм на структурах "кремний на сапфире" и "кремний на изоляторе";
технологии проектирования и изготовления серий логических и аналоговых радиационно стойких приборов на базе структуры "кремний на изоляторе" с проектными нормами до 0,25 - 0,18 мкм;
базовой технологии изготовления радиационно стойких специализированных больших интегральных схем энергонезависимой памяти;
технологии получения структур "кремний на сапфире" и "кремний на изоляторе" для лицензионно-независимых специализированных цифровых сверхбольших интегральных схем, микроконтроллеров и схем интерфейса;
технологии изготовления радиационно стойких силовых приборов.
Предполагается разработать принципиально новую технологию с применением элементов памяти на основе фазовых структурных переходов вещества, нечувствительных к воздействию практически любых видов радиации и обеспечивающих создание универсального типа встроенной памяти для микроконтроллеров и микропроцессоров. При этом резко сократится номенклатура применяемых элементов. Кроме того, будут разработаны качественно новые приборы на основе ультратонкого кремния (32-разрядные микропроцессоры, микроконтроллеры, умножители, базовые матричные кристаллы емкостью до 200 тысяч вентилей, программируемые логические интегральные схемы, функционально ориентированные процессоры, аналоговые, аналого-цифровые и цифроаналоговые специализированные сверхбольшие интегральные схемы).
В рамках направления "Микросистемная техника" предусмотрено выполнение мероприятий в целях:
разработки базовой технологии прецизионного формирования микроэлектромеханических трехмерных структур;
создания системы автоматизированного проектирования микроэлектромеханических интегрированных систем, сенсоров механических и электрических величин, гироскопов, прецизионных акселерометров, включая создание специализированного центра проектирования микроэлектромеханических систем на базе библиотек стандартных элементов;
разработки библиотеки стандартных элементов микроэлектромеханических устройств с использованием пьезоэлектрических материалов и системы автоматизированного проектирования фильтров, резонаторов, пьезоактюаторов, пьезогироскопов, гидроакустических антенн и других приборов;
разработки базовых технологий производства и базовых конструкций микроакустоэлектромеханических, микроаналитических, микрооптоэлектромеханических, радиочастотных микроэлектромеханических систем и микросистем анализа магнитных полей.
Это позволит разработать датчики физических величин, в частности датчики давления, температуры, деформации, крутящего момента, микроперемещений, резонаторов и другие. Будут освоены базовые технологии изготовления микросистем на основе процессов формирования специальных слоистых структур, чувствительных к газовым, химическим и биологическим компонентам внешней среды и способных обнаруживать опасные, токсичные, горючие и взрывчатые вещества.
В рамках направления "Микроэлектроника" предусмотрены следующие мероприятия:
разработка базовых технологий изготовления специализированных больших интегральных схем, в том числе технологии изготовления комплементарных полевых транзисторных структур уровней 0,25, 0,18, 0,13, 0,09, 0,065 мкм, с созданием опытного производства;
разработка технологии изготовления шаблонов с фазовым сдвигом и коррекцией оптического эффекта близости для производства специализированных сверхбольших интегральных схем и организация межотраслевого центра проектирования, изготовления и каталогизации шаблонов;
ускоренное развитие систем проектирования сложных специализированных сверхбольших интегральных схем (включая схемы "система на кристалле"), ориентированных на разработку конкурентоспособных электронных систем мультимедиа, телекоммуникаций, радиолокации, космического мониторинга, цифровых систем обработки и передачи информации, цифрового телевидения и радиовещания, систем управления технологическими процессами и транспортом, безналичного расчета, научного приборостроения и обучения, идентификации, сжатия и кодирования информации, медицинской техники и экологического контроля;
разработка электронной компонентной базы нового поколения, в том числе функционально полной номенклатуры аналоговых и цифровых больших интегральных схем для комплектации и модернизации действующих радиоэлектронных систем и аппаратуры, включая задачи импортозамещения;
разработка сложнофункциональных блоков для обработки, сжатия и передачи информации, сигнальных и цифровых процессоров (в том числе программируемых), микроконтроллеров, цифроаналоговых и аналого-цифровых преобразователей, шин и интерфейсов (драйверов, приемопередатчиков), а также специализированных блоков для телекоммуникации и связи;
разработка комплектов специализированных сверхбольших интегральных схем "система на кристалле" сложностью до 20 - 100 млн. транзисторов для систем цифровой обработки сигналов (цифровое телевидение, радиовещание, широкополосный радиодоступ, космический мониторинг, системы управления и контроля);
разработка приборов силовой электроники, в том числе базовой технологии производства и конструкции тиристоров и мощных транзисторов, силовых ключей на токи до 1500 А и напряжение до 6500 В, а также базовой технологии производства и конструкции силовых микросхем, гибридных силовых приборов тиристорного типа, высоковольтных драйверов управления и интеллектуальных силовых модулей;
создание центров проектирования перспективной электронной компонентной базы, в том числе промышленно ориентированных центров проектирования и испытания электронной компонентной базы в составе отраслевой многоуровневой системы проектирования сложной электронной компонентной базы и аппаратуры (топологического и схемотехнического уровней), системоориентированных базовых центров сквозного проектирования радиоэлектронной аппаратуры на основе функционально сложной электронной компонентной базы и специализированных сверхбольших интегральных схем "система на кристалле", а также развитие системы проектирования сложной радиоэлектронной аппаратуры и стратегически значимых систем, учебных центров проектирования электронной компонентной базы и аппаратуры в целях обучения и подготовки высококвалифицированных специалистов.
Работы, которые будут осуществляться в рамках направления "Электронные материалы и структуры", в первую очередь ориентированы на создание технологий для освоения принципиально новых материалов, применяемых в современной электронной компонентной базе (структуры "кремний на изоляторе", широкозонные полупроводниковые структуры и гетероструктуры, структуры с квантовыми дефектами, композитные, керамические и ленточные материалы, специальные органические материалы). Среди новых разрабатываемых материалов наиболее перспективными являются нитрид галлия, карбид кремния, алмазоподобные пленки и другие.
Предусмотрена разработка новых материалов и структур для микроэлектроники и сверхвысокочастотной электроники, высокоинтенсивных приборов светотехники, лазеров и специальных матричных приемников, керамических материалов для многослойных плат, многокристальных сборок и корпусов электронных приборов, материалов для печатных плат и пленочных технологий, ферритовых и сегнетоэлектрических наноструктурированных материалов, композитов, клеев и герметиков в целях выпуска нового класса радиоэлектронных компонентов и приборов, корпусов и носителей, бессвинцовых сложных композиций для экологически чистой сборки электронной компонентной базы и монтажа радиоэлектронной аппаратуры, высокоэффективных процессов формирования полимерных покрытий, алмазоподобных пленок и наноструктурированных материалов, процессов самоформирования пространственных структур, сложных полупроводниковых материалов нового класса с большой шириной запрещенной зоны для высоковольтной и высокотемпературной электроники (карбид кремния, алмазоподобные материалы, сложные нитридные соединения), полимерных пленочных материалов нового класса, в том числе многослойных и металлизированных, для задач политроники и сборочных процессов массового производства электронной компонентной базы и радиоэлектронной аппаратуры широкого потребления.
В рамках направления "Группы пассивной электронной компонентной базы" (включая приборы оптоэлектроники, квантовой электроники, пьезо- и магнитоэлектроники, отображения информации) предусмотрено выполнение комплекса работ по совершенствованию базовых технологий и конструкций с целью повышения технических характеристик надежности и долговечности.
Приборы светотехники, оптоэлектроники и отображения информации будут совершенствоваться на основе разработки:
технологий производства интегрированных жидкокристаллических и катодолюминесцентных дисплеев двойного назначения со встроенным микроэлектронным управлением и дисплеев на основе светоизлучающих диодов;
технологии производства высокояркостных светодиодов и индикаторов основных цветов свечения для систем индикации и подсветки в приборах нового поколения;
базовой технологии производства и конструкции оптоэлектронных приборов (оптроны, оптореле, светодиоды) в миниатюрных корпусах для поверхностного монтажа;
базовой технологии изготовления высокоэффективных солнечных элементов на базе использования кремния, полученного по бесхлоридной технологии и технологии литого кремния прямоугольного сечения;
технологий получения новых классов органических (полимерных) люминофоров, пленочных транзисторов на основе "прозрачных" материалов, полимерной пленочной основы и технологий изготовления крупноформатных гибких и особо плоских экранов на базе высокоразрешающих процессов струйной печати и непрерывного процесса изготовления типа "с катушки на катушку";
базовых конструкций и технологий производства активных матриц и драйверов плоских экранов на основе полимерных аморфных, поликристаллических, кристаллических кремниевых интегральных структур на различных подложках для создания на их основе перспективных видеомодулей, в том числе органических электролюминесцентных, жидкокристаллических и катодолюминесцентных;
базовой конструкции и технологии производства крупноформатных полноцветных газоразрядных видеомодулей.
Работы, направленные на создание приборов квантовой электроники, будут в основном осуществляться в области разработки:
технологий производства мощных полупроводниковых лазерных диодов (непрерывного и импульсного излучения) при снижении расходимости излучения в 5 раз для создания аппаратуры и систем нового поколения;
технологий производства специализированных лазерных полупроводниковых диодов и лазерных волоконно-оптических модулей;
технологий производства лазерных навигационных приборов, в том числе интегрального оптического модуля лазерного гироскопа на базе сверхмалогабаритных кольцевых полупроводниковых лазеров инфракрасного диапазона, оптоэлектронных компонентов для широкого класса инерциальных лазерных систем управления движением гражданских и специальных средств транспорта;
технологий изготовления полного комплекта электронной компонентной базы для производства лазерного устройства для определения наличия опасных, взрывчатых, отравляющих и наркотических веществ в контролируемом пространстве.
Работы, направленные на создание приборов инфракрасной техники, в основном будут осуществляться в области разработки:
технологии создания фоточувствительных приборов с матричными приемниками высокого разрешения для аппаратуры контроля изображений;
технологии создания унифицированных электронно-оптических преобразователей, микроканальных пластин, пироэлектрических матриц и камер на их основе с чувствительностью до 0,1 К и широкого инфракрасного диапазона;
технологии создания интегрированных гибридных фотоэлектронных высокочувствительных и высокоразрешающих приборов в целях развития системы космического мониторинга и специальных систем наблюдения.
В рамках этого направления предусматривается разработка базовых конструкций и базовой технологии изготовления магнитоэлектрических приборов сверхвысокочастотного диапазона, в том числе:
циркуляторов и фазовращателей, вентилей, высокодобротных резонаторов, перестраиваемых фильтров, микроволновых приборов со спиновым управлением для перспективных радиоэлектронных систем двойного назначения, а также матриц, узлов управления и портативных фазированных блоков аппаратуры миллиметрового диапазона длин волн на основе магнитоэлектронных твердотельных и высокоскоростных цифровых приборов и устройств с функциями адаптации и цифрового диаграммообразования.
Для создания новых классов приборов акустоэлектроники и пьезотехники планируется провести разработку прецизионных температуростабильных высокочастотных (до 2 ГГц) резонаторов на поверхностных акустических волнах, ряда радиочастотных пассивных и активных акустоэлектронных меток-транспондеров, работающих в реальной помеховой обстановке и в условиях множественного доступа, для систем радиочастотной идентификации и систем управления доступом, базовой конструкции и промышленной технологии производства пьезокерамических фильтров в корпусах для поверхностного монтажа, промышленной технологии создания акустоэлектронной компонентной базы для систем мониторинга, телекоммуникации и навигации, базовой технологии производства функциональных законченных устройств стабилизации, селекции частоты и обработки сигналов.
Кроме того, в рамках этого направления Программы для создания нового технического уровня резисторов планируются работы по разработке технологии сверхпрецизионных резисторов, используемых для аппаратуры двойного назначения, технологии особо стабильных и особо точных резисторов широкого диапазона, технологии интегрированных резистивных структур с повышенными технико-эксплуатационными характеристиками на основе микроструктурированных материалов и методов групповой сборки, технологии нелинейных резисторов (варисторов, позисторов, термисторов) в чип-исполнении, технологии автоматизированного производства толстопленочных чип- и микрочип-резисторов.
Для создания новых классов конденсаторов будут проведены работы по изготовлению танталовых оксидно-полупроводниковых и оксидно-электролитических конденсаторов, по разработке технологии производства конденсаторов с органическим диэлектриком и повышенными удельными характеристиками и по организации производства таких конденсаторов.
Для повышения качества коммутаторов и переключателей планируются работы по созданию технологии производства базовых конструкций высоковольтных (быстродействующих, мощных) вакуумных выключателей нового поколения, технологии создания газонаполненных высоковольтных высокочастотных коммутирующих устройств для токовой коммутации цепей с улучшенными техническими характеристиками, технологии изготовления малогабаритных переключателей с повышенными сроками службы для печатного монтажа, а также технологии создания серий герметизированных магнитоуправляемых контактов и переключателей широкого частотного диапазона.
В рамках направления "Унифицированные электронные модули и базовые несущие конструкции" предусматривается разработка базовых технологий производства, системотехнических и конструктивных решений создания унифицированных электронных модулей и базовых несущих конструкций нового поколения, отличающихся более высокой функциональной интеграцией и являющихся основой формирования современной унифицированной радиоэлектронной аппаратуры и систем. Будет осуществлена гармонизация российских нормативных документов с международными стандартами, используемыми ведущими мировыми производителями, что приведет к снижению типажа унифицированных электронных модулей и базовых несущих конструкций и обеспечит создание универсальных продуктовых рядов, а также повышение качества продукции.
Предусматривается разработка технологий создания следующей номенклатуры унифицированных электронных модулей:
вторичные источники питания;
приемо-передающие модули в широком спектральном диапазоне (от ультрафиолетового оптического диапазона до сверхвысокочастотного радиодиапазона);
блоки цифровой обработки информации, в том числе элементы кодирования и декодирования по заданным алгоритмам;
модули отображения информации (табло и экраны стандартных форматов, в том числе плоские телевизионные дисплеи);
модули позиционирования и ориентирования, отсчета единого времени;
модули ввода и вывода данных, аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования данных, контроллеров;
модули управления движением (ориентация, стабилизация) и наведением (в инфракрасном, радиочастотном и телеметрическом режимах);
модули управления бортовыми радиотехническими средствами;
модули охранных систем и блоков управления оптико-электронными и лазерными средствами наблюдения, измерения и предупреждения об опасности;
модули контрольно-измерительной радиоэлектронной аппаратуры.
Кроме того, предусматривается разработка базовых конструкторских решений, обеспечивающих наиболее эффективный способ размещения и соединения блоков и узлов, повышение механической прочности, уменьшение габаритных характеристик и оптимизацию тепловых нагрузочных характеристик радиоаппаратуры. Главными условиями разработки базовых конструкций являются требование соответствия действующим мировым стандартам и аналогам, использование магистрально-модульного принципа при создании аппаратуры двойного и гражданского назначения, учет требований информационных технологий поддержки жизненного цикла, обеспечение возможности экспорта аппаратуры с учетом задач импортозамещения и конкурентоспособности по технико-экономическим показателям, обеспечение технической и радиотехнической совместимости с объектами-носителями, использование современных материалов и технологий формообразования.
В рамках направления "Типовые базовые технологические процессы" предусматриваются:
разработка технологии изготовления сверхвысокочастотных полосковых плат с рабочими частотами до 40 ГГц, адаптированных к новой электронной компонентной базе сверхвысокочастотного диапазона;
разработка технологии изготовления многослойных высокоплотных печатных плат, в том числе с прямой металлизацией отверстий;
освоение технологий нанесения новых финишных покрытий (никель-золото, иммерсионное олово), обеспечивающих повышение надежности бессвинцовой пайки компонентов, сборку аппаратуры из электронной компонентной базы в малогабаритных корпусах различного типа, в том числе с матричным расположением выводов;
освоение производства прецизионных печатных плат 5-го класса;
разработка технологии изготовления печатных плат со встроенными пассивными интегрированными компонентами, позволяющей сократить на 20 - 30 процентов трудоемкость сборочных работ;
разработка технологии изготовления термонагруженных печатных плат с большой теплопроводностью и высокими диэлектрическими свойствами;
развитие лазерной технологии изготовления печатных плат;
разработка базовой квазимонолитной технологии монтажа сверхвысокочастотных специализированных приборов с рабочими частотами до 5 - 18 ГГц в сочетании с тонкопленочной технологией высокого уровня;
разработка базовых технологий сборки, монтажа и технологического контроля унифицированных электронных модулей на основе новой компонентной базы, новых технологических и конструкционных материалов, в том числе высокоточное дозирование паст на контактных площадках, высокоточная установка компонентов без необходимости визуального контроля и прямого доступа к паяным контактам;
развитие новых методов присоединения, сварки, пайки, в том числе с применением бессвинцовых припоев;
освоение методов производственного автоматизированного контроля сборки и пайки элементов различного типа;
разработка новых методов маркировки и нанесения меток идентификации.
В рамках направления "Развитие технологий создания радиоэлектронных систем и комплексов" предполагается провести комплекс исследований и разработок по следующим перспективным направлениям развития радиоэлектроники:
базовые технологии создания информационно-управляющих систем и комплексов;
технологии моделирования информационно-управляющих систем, включая системы реального времени;
технологии обработки информации, адаптации, обучения и самообучения;
технологии обеспечения информационной безопасности.
В рамках направления "Обеспечивающие работы" предусмотрено выполнение мероприятий, включающих в себя:
разработку межведомственной информационно-справочной системы и баз данных по библиотекам стандартных элементов, правилам проектирования;
разработку научно обоснованных рекомендаций по дальнейшему развитию электронной компонентной базы и радиоэлектроники, подготовку комплектов документов программно-целевого развития радиоэлектронной техники в интересах обеспечения технологической и информационной безопасности России;
создание и внедрение методической и научно-технической документации по проектированию сложной электронной компонентной базы, унификации электронных модулей и радиоэлектронной аппаратуры, обеспечению надежности и качества продукции, экологической безопасности производства, защите интеллектуальной собственности с учетом обеспечения требований Всемирной торговой организации.