- •От автора
- •1. Состояние и перспективы развития классической физической электроники (Вместо введения)
- •1.1. Электроника как наука и отрасль техники
- •1.2. Исторический обзор основных этапов развития электроники
- •1.3. Связь между прогрессом в электронике и развитием информационных технологий
- •1.4. Основные концептуальные направления развития электроники
- •1.5. Конвергенционные процессы в электронике
- •2. Тенденции мирового производства и рынка изделий электронной техники и полупроводников
- •2.1. Основные секторы мирового рынка электронной техники
- •3. Электроника Украины 3.1. Состояние электронной промышленности Украины
- •3.2. Состояние промышленности полупроводниковых материалов в Украине
- •3.3. Концепция и программа восстановления и развития электронного приборостроения и электронной промышленности Украины на 1999 - 2005 годы
- •3.5. Образовательные тенденции в электронике
- •4. Основные проблемы развития микроэлектроники
- •4.1. Принципиальные и технологические проблемы, связанные с микроминиатюризацией
- •4.2. Ограничивающие технологические факторы в микроэлектронике
- •4.4. Динамика изменений проектных норм при уменьшении минимальных топологических размеров электронных композиций
- •4.5. Социально-политические и экономические аспекты нанотехнологии и суперминиатюризации
- •5. Новые и перспективные материалы электронной техники
- •5.1. Общие понятия и проблемы электронного материаловедения
- •5.6. Многослойные гетероэпитаксиальные композиции с тонкими и сверхтонкими слоями
- •5.8. Высокотемпературные сверхпроводники
- •5.9. Новые материалы для межсоединений
- •5.10. Новые материалы в конструировании корпусов
- •6.1. Основные технологические направления формирования электронных приборов и микросхем с субмикронными проектными нормами
- •6.3. 81Сс-технология
- •6.4. Технология "кремний на изоляторе"
- •7. Новые направления телекоммуникационной, функциональной и энергетической электроники
- •7.1. Компьютерная электроника и телекоммуникационные технологии
- •Системах
- •7.3. Волоконно-оптические линии связи
- •7.6. Фотопреобразовательные элементы и солнечные батареи
- •7.8. Криогенная электроника
- •7.9. Микроэлектроника в потребительских товарах
- •8. Биологическая и медицинская электроника
- •8.1. Биомедицинская электроника как новое научно-техническое направление современной электроники
- •8.2. Биосенсоры
- •8.3. Электронные и компьютеризированные устройства и системы в медицине
- •Литература
- •121 Оглавление
- •III р|вснь акредитащК. Сертифшат про акредиташю р!к заснування: 1992
4.5. Социально-политические и экономические аспекты нанотехнологии и суперминиатюризации
Несмотря на то, что процесс перехода электроники в нанометрическую область едва только обозначился, и суперминиатюризация делает первые шаги, можно с уверенностью утверждать, что эра наноэлектроники фактически уже началась.
Особенностью будущих нанотехнологий является то, что их возможности Далеко выходят, за рамки интересов чистой электроники. В докладе американской Национальной академии наук утверждается, что в новом веке произойдёт самый удивительный научно-технический переворот в истории цивилизации, связанный с превращением нанотехнологий во всемогущее средство конструирования любых наперёд заданных (как известных, так и новых) объектов живой 11 неживой природы. Эдварду Теллеру, одному из создателей водородной бомбы и системы СОИ США, принадлежат пророческие слова: "Тот, кто раньше овладеет нанотехнологией, займёт ведущее место в техносфере следующего столетия".
45
Проектирование
технологических
процессов
Системное
проектирование
Приборное проектирование
Функциональное проектирование
Схемное проектирование :
Логическое проектирование
Компоновка и проектирование электрической разводки
Изготовление
Испытания и контроль
Рис.4.1. Последовательность этапов проектирования и изготовления интегральных микросхем
Нанотехнология оперирует уже не веществом или его агрегатами, а отельными атомами и молекулами, конструируя из них с помощью специальных сборщиков (так называемых ассемблеров) различные необходимые человечеству материалы и структуры.
"Любой материальный предмет - это всего лишь скопление атомов в пространстве, и то, как эти атомы собраны в структуру, определяет, что это будет за предмет", - писал известный фантаст Станислав Лем в своём романе "Проверка на месте".
В общем виде эти предположения высказал ещё в 1959 году Нобелевский лауреат Ричард Фейман. Вскоре, в 1965 году, его идею подхватил Артур Кларк, описавший в одной из своих фантазий "скатерть-самобранку", которая, синтезируя атомы, взятые из воды и почвы, готовит любые продукты питания.
Так что, похоже, пресловутая алхимия, о которой сложилось мнение как о лженауке, получает хорошие шансы доказать право на своё существование. И в этом нет ничего странного и незаконного - вспомним, что аналогичным переоценкам подверглись в своё время генетика, кибернетика и другие науки.
Эти примеры лишний раз свидетельствуют о том, что ни за одним научным направлением не следует наглухо захлопывать двери, а человеку стоит не столько опираться на свой весьма несовершенный дар предвидения, сколько всегда быть готовым к любым неожиданностям.
Старт нанотехнологической революции дало изобретение в Швейцарии туннельного сканирующего микроскопа. Принцип его действия заключается в том, что сверхтонкая игла располагается над поверхностью материала на расстоянии несколько меньшем размера атома. Подавая на эту иглу определённый электрический потенциал и перемещая её в нужную точку (сканируя), можно извлекать из поверхностного слоя материала отдельные атомы (или имплантировать атом другого вещества) и строить таким образом нужную структуру.
В 1990 году специалисты фирмы 1ВМ провели первый в мире удачный наноэксперимент с помощью туннельного микроскопа. Они сложили название своей фирмы из букв высотой в пять атомов инертного газа - ксенона и сфотографировали его. Полученная композиция сохраняла устойчивость лишь при
сверхнизких температурах, при снятии охлаждения она быстро распалась. В
100л
**уо году с помощью сканирующего туннельного микроскопа на поверхности
кремниевой пластины ориентации (100), пассивированной водородом, этим же Методом была написана аббревиатура ОМКЦШ - ОШсе от" Мауа! КезеагсЬ
С этого момента в нанотехнологическую гонку включились ведущие ла-°ратории и мировые фирмы. В компании 1ВМ большая часть исследований ""Яновского научного центра была направлена на нанотехнологии. В США „ РезиДенте был создан специальный наблюдательный совет по нанотехно-с ежегодным объёмом финансирования более 250 млн долл. Компания
46
47
"Ксерокс" усиленно скупает все мелкие фирмы, занимающиеся этой тематикой. В России создан и успешно функционирует институт микроэлектроники и на-нотехнологии "Дельта".
В 1998 году в Токио состоялась первая международная конференция "Нано - 1". Эта конференция, основываясь на прогнозах и результатах первых экспериментов, нарисовала впечатляющую картину проникновения нанотехно-логий в различные сферы человеческой деятельности: сельское хозяйство и производство продуктов питания ("будем есть бифштексы из пыли"); наноэлек-тронику (создание суперкомпьютеров); конструирование новых материалов и нанороботов; создание искусственного интеллекта ("наноАдам"); медицину (диагностика, терапия, хирургия, искусственные органы и проч.); экологию (переработка отходов в полезные продукты) и т.д.
Вместе с тем, многие специалисты указывают на опасные и дестабилизирующие последствия от применения нанотехнологий, особенно в военной области.
Марк Губруд, представляющий Федерацию американских учёных, анализируя отрицательные последствия суперминиатюризации, на первое место ставит стремительные темпы накопления информационного потенциала и возрастающую вероятность его взрывного высвобождения.
Результатом суперминиаютиризации и применения наноэлектронных технологий может быть создание вычислительных машин, которые примерно во столько же раз превосходят самые современные ЭВМ, во сколько водородная бомба мощнее традиционных взрывчатых веществ. Кривая роста информационного потенциала ограничена не технологией, а только лишь капиталовложениями, поэтому она существенно круче простой экстраполяции, и сроки реализации нанотехнологий могут сократиться до 50 лет. "Золотой век" человечества может наступить не через 500 лет, как предрекают футурологи, а значительно раньше.
Важнейшим следствием развития нанотехнологий, таким образом, станет ускоренное развитие производительных сил и разработка новых видов вооружения, приближающихся к абсолюту.
Всё это знаменует начало нового этапа эволюции разума, когда действительно тому, кто владеет наномиром, предоставляется возможность подчинения всего мира.
Несанкционированное и неуправляемое пользование информационными и производственными возможностями нанотехнологий может привести к ряду необратимых результатов, даже при условии полного неприменения ядерного оружия:
• резкое сокращение периода времени боевых действий и сопутствующая этому дегуманизация принятия решений во время кризиса;
расширение видов вооружений и тактики, применяемых для осуществ ления разведывательных, саботажных и боевых действий;
возникновение новых типов конфликтов интересов народов и госу дарств, порождающих стратегию нового типа (подавление беспорядков, деста билизация, смена или манипуляция политическими режимами, "полицейские" акции, "холодная" война, война нервов и т.д.).
Нанотехнологическая революция, таким образом, сулит человечеству не только процветание, но и постепенное скатывание к апокалипсису.
Выход из положения только один - следует отходить от системы национального замкнутого производства и самообороны к системе интегрированного международного сотрудничества и межнациональной безопасности.
48
49
