Мы стоим в самом начале эры алмазной электроники. Миссия нашей компании – рост алмазов разными способами, их обработка и применение. Основная задача – рост особо крупных монокристаллов, 160 карат и более. У нас самое мощное в мире ростовое оборудование методом HPHT: 41 установка HPHT и 3 установки CVD. Области применения наших алмазов: космос, силовая, квантовая, СВЧ-электроника, электромобили, медицина.

Микроэлектроника почти достигла пределов по традиционным кремниевым технологиям и далее будет развиваться в направлении гетероинтеграции. Одно из перспективных направлений – кремний-углеродная интеграция, которую мы развиваем в нашем институте. Нами освоен селективный синтез углеродных нанотрубок (УНТ), совместимых с текущими кремниевыми технологиями по температуре. В ИНМЭ получены планарные суперконденсаторы на УНТ и автоэмиссионные катоды для вакуумных СВЧ-приборов. Уже освоено применение УНТ для аккумуляторов, электровакуумных приборов и функциональных композитных материалов для приборостроения. Перспективные области примнения УНТ: цифровая электроника, элементы СВЧ-электроники, сенсоры, автоэмиссионные приборы и источники электронов, вторичные элементы питания, гибкая электроника, оптоэлектронные компоненты.

Высочайшая скорость звука в алмазе и его высокая добротность (до 15000) позволяет создавать уникальные акустоэлектронные устройства с операционными частотами СВЧ- и КВЧ-диапазонов – нами впервые в России созданы приборы с частотой работы до 40 ГГц при комнатной температуре! Для возбуждения волн используется уникальное пьезоэлектрическое напыление из изоморфоного состава нитрида алюминия-скандия. Эти резонаторы представляют большой интерес, в частности для будущих поколений телефонов.

Углеродные наноструктуры перспективны для применения в экстремальной электронике. Мы научились получать сверхдлинные углеродные нанотрубки длиной до 16 км! При этом они идеальные по структуре. Это гибкие ленты и бумага с высокой электропроводностью. Области их примнения: суперконденсаторы, проводящие добавки в катоды литий-ионных аккумуляторов, медицинские малоинвазивные устройства. В частности, нами разработан малоинвазивный сенсор глюкозы – зонд субмиллиметровой толщины, который вводится под кожу на глубину до 7 мм.

Углеродная электроника имеет реальные перспективы в ближайшие несколько лет, но для этого необходимы серьезная материальная и научная база. Уже получены суперконденсаторы на нанотрубках емкостью около 10 фарад. С 2006 года мы выпускаем алмазные диоды Шоттки для спецпримнений – на напряжение 1000 вольт и выше. Также мы создали прототип силового алмазного транзистора по топологии около 1 мкм – полевой транзистор с затвором Шоттки на высокое напряжение. Активно исследуются: силовая алмазная электроника для передачи, генерации и преобразования электроэнергии, композитные акустоэлектронные устройства СВЧ-диапазона для систем сотовой связи, навигации, радиолокации и сенсорики. Незаменимо использование алмазов для рентгена – можно создать надежные детекторы любого жесткого излучения.

Наши HPHT- и CVD-алмазы находят примнение в квантовых приборах. Компания производит HPHT-монокристаллы размером до 167 карат. А CVD-алмазы – квантового качества на пластинах диаметром до 150 мм. На наших кристаллах разрабатываются квантовые гироскопы и квантовые магнитометры. Лазерное направление: нами впервые получена генерация на NV-центрах в алмазе. Мы отработали технологию получения излучателей на таких кристаллах. Стоит задача создания лазерного и квантово-сенсорного алмаза в виде PIN-диода. Также хотим делать элементы оптической памяти. Можем создать хороший дозиметр ионизирующего излучения.

Нами создаются алмазные теплоотводы из поликристаллического алмаза для применений в электронике. Из алмазных пластин диаметром 70-100 мм мы удаляем Si-подложку и графит, производим термошлифовку CVD-пластин, далее – металлизацию с переходным слоем из кремния с ионной имплантацией бора. Наши изделия получают много положительных откликов у российских создателей специализированной электроники.

Алмазный квантовый компьютер на NV 13C обретает черты реальности. Реализация масштабирования сталкивается с многочисленными проблемами, но уже сделаны первые шаги. Точная имплантация NV-центров стала реальностью. Уже создается и тестируется гибридный квантовый регистр. Гибридная алмазная фотоника позволяет создавать интегрированные алмазные структуры, КМОП-интегрированный квантовый сенсор на NV-центрах.

Россия – исторически один из пионеров искусственных алмазов в мире. Мы занимаемся промышленным выращиванием алмазов, HPHT и CVD. Нам удалось подняться от 30 до 150 карат по размеру кристалла. Мы можем производить до 1000 карат за один синтез в прессах высокого давления. Теперь стоит задача перейти от кристаллов ювелирного качества к кристаллам электронного качества. Стоимость ювелирного алмаза сейчас резко упала из-за больших объёмов их производства в Китае. И в ювелирных алмазах можно найти участки электронного качества. Используем разращивание пластин методом CVD с очень низкой плотностью дислокаций. Облучением получаем NV-центры в HPHT-алмазах – производим подложки квантового качества для квантовых сенсоров для беспилотных и роботизированных систем. Осваиваем производство рентгеновских линз для синхротронов, оптических окон и хрусталиков для глаз совместно с Росатомом. В MIT на наших алмазных пластинах уже производится серийная продукция. Высокие характеристики наших кристаллов уже подтверждены на электронных приборах ИПФ РАН – алмазных диодах Шоттки и транзисторах.

ИИ – это инструмент, дополняющий традиционное проектирование СВЧ МИС не нужно наделять его волшебными свойствами или считать "серебрянной пулей". В руках квалифицированного инженера такой инструмент значительно повышает продуктивность разработки СВЧ МИС, а неквалифицированному никакой инструмент не поможет.

Реализация нелинейной модели СВЧ-транзистора на Verilog-A позволяет обеспечить гибкость с точки зрения архитектуры и математического описания, а также переносить модель в различные САПР.

Двухканальная методика PSA, которую мы предлагаем к использованию, имеет определенные ограничения, связанные с тем, что широкополосные системы любые переходы анализируют – в нашем случает анализируется детерминированный переход между двумя известными частотами. Но при этом наша система позволяет исследовать, в том числе, сверхширокие диапазоны перестройки. Кроме того, мы анализируем АМ/ЧМ/ФМ-переходы, что позволяет более точно настроить устройство и в реальных рабочих условиях.

На данный момент мы создали конструкцию ручного тюнера, что позволит понять все механические точности, которые необходимо обеспечить для перемещения каретки. На основе этих данных ручная механика будет заменена на электромеханику той точности (1, 20, 100 микрон), в которой будем уверены. На сегодняшний день ручной тюнер запущен в производство, а в следующем планируем по запросу заказчиков предоставлять электромеханический тюнер.

Разработан технологический процесс изготовления GaAs СВЧ монолитно-интегральных схем на основе малошумящего транзистора с длиной Т-образного затвора 150 нм. Изготовленные СВЧ монолитно-интегральные схемы демонстраторов в виде малошумящих усилителей различных диапазонов частот пригодны для практического использования и не уступают по параметрам зарубежным и отечественным аналогам.

Функционал нашего САПР покрывает все виды моделирования топологии печатных плат. Он позволяет проводить анализ готовых структур и покрывает большую часть потребностей инженеров.

Наша среда ENGEE-РТС позволяет одновременно моделировать аналоговый и цифровой тракт. Это дает возможность избавиться от ряда проблем, которые возникают при интегрировании этих трактов в одну микросхему, когда эти тракты разрабатывают разные группы инженеров.

Наш топологический редактор Descartes имеет расширенный функционал, что позволяет создать единый маршрут проектирования, интегрировать разные технологические маршруты в единый редактор и найти места, где эти маршруты могут оптимально взаимодействовать.

Основной целью наших исследований является сокращение времени проектирования СВЧ монолитных интегральных схем. Мы уменьшаем рутину, передаем ее искусственному интеллекту, а за инженером остается выбор лучшего решения и правильная настройка "запроса". Инструменты синтеза схемных решений уже доведены до коммерческих продуктов. Что касается синтеза топологии, то это научные исследования: в этом году мы довели решение до состояния альфа-версии. Тем не менее, уже изготовлена схема GaN-усилителя, схемное решение и топология которого получены практически без вмешательства инженера.

Наш программно-аппаратный комплекс «Вентилятор» позволяет верифицировать СнК, отладить ПО и драйверы, моделировать и синтезировать нетлисты. Сейчас мы ведем сбор тестовых примеров и пожеланий к архитектуре тестового окружения, готовим запуск открытого бета-тестирования с доступом сторонних дизайн-центров и готовы предоставить предварительные версии документации пользователя. Надеемся, наработанный нами опыт по САПР на базе открытых систем будет полезен в будущих совместных работах, и приглашаем к сотрудничеству заинтересованные компании.

Мы разработали опытную версию подсистемы определения SPICE-моделей электронных компонентов и библиотеку SPICE-моделей. На примере биполярных и МОП-транзисторов и стабилитронов подтвердили правильность SPICE-RAF моделей. Также мы измерили S-параметры пассивных СВЧ-матриц их RLC-элементов. Все результаты переданы заказчику. Хочу заметить, что измерение SPICE-параметров ограничено существующими методиками и измеряются для рабочих режимов.