Региональный центра коллективного проектирования СВЧ и фотонных ИС и модулей

1.

Москва | 2022
Региональный центра
коллективного
проектирования СВЧ и
фотонных ИС и модулей
Шеерман Федор Иванович
зам. директора по науке НИИ Микроэлектронных систем
Томский государственный университет систем
управления и радиоэлектроники
tusur.ru

2.

Центр компетенций
«СВЧ микроэлектроника и радиофотоника» ТУСУРа
Инфраструктура Центра
Научно-образовательный центр «Нанотехнологии»
(входит в Национальную нанотехнологическую сеть РФ)
НИИ микроэлектронных систем, НИИ систем электросвязи
Центр коллективного пользования «Импульс» –
технологическое и СВЧ измерительное оборудование
2 дизайн-центра СВЧ ИС и модулей
7 научно-исследовательских и технологических лабораторий
(образование, исследования)
Оснащение
Учебно-исследовательская технологическая линия по
изготовлению и прототипированию GaAs/GaN СВЧ и InP
фотонных ИС
Аппаратно-программные комплексы для СВЧ и оптических
измерений ИС, устройств и систем
Оборудование для сборки и испытаний электронных и
фотонных ИС/модулей
Программное обеспечение для моделирования и
проектирования СВЧ и оптоэлектронных ИС, модулей и систем
tusur.ru
2

3.

Центр компетенций «СВЧ микроэлектроника и радиофотоника» ТУСУРа
Направления деятельности
и научно-технический задел
Полный цикл исследований, разработки и прототипирования от СВЧ ЭКБ
до модулей и систем, разработка отечественных САПР СВЧ
Разработка технологий, прототипирование
и изготовление СВЧ монолитных ИС (МИС)
на основе материалов GaAs и GaN, фотонных
ИС (ФИС) на основе InP
Исследования в области твердотельной
СВЧ микро- и наноэлектроники,
оптоэлектроники и радиофотоники,
полупроводниковых МЭМС
Разработка и измерения СВЧ ИС и СнК на основе
Si/SiGe/GaAs/GaN для радиоэлектронных систем различного
назначения до 50 ГГц, ФИС и элементов на основе Si/SiGe/InP
для оптоэлектронных и радиофотонных систем
Создание библиотек
элементов СВЧ ИС
для отечественных
технологических
процессов
Разработка программного обеспечения
для автоматизированного проектирования
СВЧ устройств и ИС, управления СВЧ
измерительными комплексами, построения
моделей СВЧ элементов
Разработка и
изготовление СВЧ и
оптоэлектронных
модулей и систем
Подготовка
кадров высшей
квалификации и
специалистов
tusur.ru
3

4.

Центр компетенций «СВЧ микроэлектроника и радиофотоника» ТУСУРа
(НИИ МЭС, НИИ СЭС, НОЦ «Нанотехнологии»)
Основные достижения
Более 120 разработок СВЧ и
оптоэлектронных ИС, систем
на кристалле и IP-блоков на основе
отечественных и зарубежных GaAs
InP/Si/SiGe технологий для
радиоэлектронных и радиофотонных
систем
Разработка технологий
прототипирования, выпуск опытных
партий GaAs СВЧ ИС усилителей
и коммутирующих устройств
Комплект ИС малошумящих
усилителей 6-12 ГГц на
отечественной 150 нм GaAs pHEMT
технологии с характеристиками на
мировом уровне (коэффициент шума
1,5 дБ)
Комплект диаграммообразующих
ИС для ППМ АФАР Х-диапазона на
отечественной 90 нм кремниевой
технологии ПАО «Микрон»
Фотонная ИС однокристального
оптического приемника для
оптоэлектронных систем передачи
данных со скоростью 25 Гб/с
Библиотеки элементов (PDK)
для двух отечественных
промышленных GaAs технологий
СВЧ ИС до 40 ГГц
Отечественные модули САПР
для автоматизированного
проектирования СВЧ устройств и
построения моделей элементов ИС
tusur.ru
4

5.

Проект ТУСУРа:
Создание регионального центра коллективного
проектирования СВЧ/фотонных ИС и модулей
Вызовы для отечественной СВЧ микроэлектроники
Очень мало отечественных дизайн-центров, разрабатывающих
СВЧ/оптоэлектронные ИС, особенно в вузах
В России отсутствует подготовка дизайнеров СВЧ/оптоэлектронных ИС и
модулей на систематической основе – дефицит специалистов
В России отсутствуют услуги по дешевому и быстрому прототипированию
СВЧ и оптоэлектронных ИС по принципу фаундри
2021
2025
Проект будет
способствовать
преодолению
указанных
проблем.
Отсутствуют отечественные САПР изделий СВЧ микроэлектроники.
Содержание проекта
Создание регионального центра коллективного проектирования
СВЧ/оптоэлектронных ИС и модулей по региону Сибири и Урала, оказание услуг
и поддержка существующих дизайн-центров в регионе
Техническое перевооружение учебно- научных
дизайн-центров и центров прототипирования
Разработка образовательных
программ
tusur.ru
5

6.

Проект ТУУР:
Проект ТУСУРа:
Создание регионального центра коллективного
проектирования СВЧ/фотонных ИС и модулей
Аннотация
Партнеры
Оснащение регионального центра коллективного
проектирования СВЧ /фотонных ИС и модулей и учебно- научных
дизайн-центров технологическим, контрольно-измерительным и
сборочным оборудованием и ПО, обеспечивающим:
проектирование СВЧ ИС малосигнальных и малошумящих
устройств до 100-120 ГГц; СВЧ ИС мощных устройств до 40-60
ГГц; СВЧ ИС детекторов и преобразователей до 250 ГГц; СВЧ
ИС и СнК до 400 ГГц; оптоэлектронных компонентов и
фотонных ИС до 100 Гб/с; СВЧ и оптоэлектронных модулей;
измерения и испытания СВЧ и оптоэлектронных ИС, СнК и
модулей;
исследование и отработку технологических операций
изготовления и прототипирования СВЧ и фотонных ИС;
разработку отечественных САПР СВЧ изделий, библиотек
элементов для российских технологий СВЧ ИС;
Объем субсидии: всего / на 2021г.
700 млн руб. / 100 млн руб.
предоставление услуг по использованию оборудования и
САПР, проектированию СВЧ и фотонных (оптоэлектронных) ИС
и модулей, разработке моделей и библиотек элементов.
Замечания и рекомендации
реализацию образовательных программ для подготовки
технологов и разработчиков СВЧ ЭКБ для предприятий и
дизайн-центров
Срок реализации проекта
2021 – 2025 гг.
Исключить из закупки САПР, предоставляемые центрами
коллективного проектирования НИИСИ и МИЭТ
tusur.ru
6

7.

Проект ТУУР:
Проект ТУСУРа:
Создание регионального центра коллективного
проектирования СВЧ/фотонных ИС и модулей
Показатели результативности проекта
№
Показатель
1.
Количество студентов, прошедших проектную подготовку на базе дизайн-центра по
направлениям подготовки, связанным с проектированием и производством изделий электроники
(абсолютное значение и % от КЦП1) бакалавров и магистров)
2.
Количество инновационных проектов студентов и молодых ученых, участвующих в конкурсах
Фонда содействия инновациям
3.
Реализация ДОП, ориентированных на подготовку и переподготовку специалистов по направлениям
подготовки, связанным с проектированием и производством изделий электроники, в том числе
отечественной ЭКБ (число слушателей и % от КЦП магистров)
4.
Количество созданных высокотехнологичных рабочих мест со стоимостью выше 500 т.р.
5.
Объем НИОКР и привлеченного софинансирования в течение 3 лет после завершения проекта
6.
Количество университетов и научных организаций, использующих лицензии САПР и
оборудование центра коллективного проектирования
2-й год
3-й год
4-й год
5-й год
110
15%
150
20%
2202)
30%
220
30%
15
15
15
15
35
17%
50
24,4%
75 1)
36,6%
75
36,6%
58
1 000 млн. руб.
10
15
20
253)2)
Примечания: 1) Контрольные цифры приема (КЦП) бакалавров и магистров: 2020 г. - 682, 2021 г. – 701. Отдельно по магистрам: 2020 г. - 186,
2021 г. – 205. 2) 4-й и последующие 3 года. 3) 5-й и последующие 3 года.
tusur.ru
7

8.

Создание регионального центра коллективного проектирования
СВЧ/фотонных ИС и модулей. Результаты 2021 года
Приобретенное оборудование и ПО (субсидия 100 млн. руб.)
Тип оборудования
Стоимость,
млн. руб.
Сканирующий электронный микроскоп
22
Система полировки оптических волноводов и кристаллов
4,5
Система импульсных измерений ВАХ, S-параметров и
«Load Pull» для мощных транзисторов
17
Комплекс электрооптических измерений
30,1
Система автоматического совмещения с 6-ти осевыми
позиционерами и оптическим измерительным
оборудованием
24,3
Сервер с графической подсистемой для
высоконагруженных расчетов
2,1
ИТОГО
100
План по приобретению оборудования выполнен на 100%
tusur.ru
8

9.

Проект ТУСУРа:
Автономность
Технологическое оборудование
Позволяет выполнить большую часть технологических операций в техпроцессах
изготовления отечественных интегральных схем (ИС) на базе GaAs для СВЧ и
оптоэлектронных приемопередающих модулей, фотодиодов и фотонных ИС на базе InP.
Необходимо: установки ионной имплантации, электрохимического осаждения, комплекс
межоперационного тестирования пластин, резка, полировка пластин.
Сборочное и аналитическое оборудование
Закуплено базовое измерительное оборудование для проведения измерений оптических
интегральных схем и модулей.
Необходимо: сборочное оборудование для оптических модулей, расходные материалы для
системы подготовки оптических волноводов, вспомогательное измерительное оборудование
САПР
Не закуплено. Используются возможности НИИСИ РАН и МИЭТ. Однако
специализированные САПР для фотонных ИС отсутствуют.
tusur.ru
9

10.

Спасибо
за внимание
г. Томск, пр. Ленина, 40
e-mail: [email protected]
тел.: (3822) 51-05-30
факс: (3822) 51-32-62
tusur.ru

11.

ТУСУР — поставщик кадров и исследовательская инфраструктура
для радиоэлектронной отрасли в регионе Сибири и Урала
12 000+ студентов
12 факультетов, 9 НИИ
3 центра Национальной
2+ млрд руб. дохода
НОЦ «Нанотехнологии»
2+ млн руб.
– объем НИОКР на одного НПР
технологической инициативы
48,3% доля научной и инновационной
составляющей в консолидированном бюджете
(входит в Национальную
нанотехнологическую сеть РФ)
10 проектов ПП № 218
>3,5 млрд руб. – бюджет проектов
НОЦ «Кибербезопасность»,
ЦКП «Импульс»
16 проектов ФЦП
Тестовая зона 5G (первая за Уралом)
>2 млрд руб. – бюджет проектов
Основные направления, связанные с электроникой:
Радиолокация, связь, навигация и др.,
в том числе для ВПК
СВЧ радиоэлектронные системы и
комплексированные изделия
СВЧ микроэлектроника и оптоэлектроника
Технологии и производство
твердотельной СВЧ ЭКБ
Электроника и наноэлектроника
Партнеры и заказчики:
Нанотехнологии и
микросистемная техника
Силовая интеллектуальная
электроника
Системы управления
Разработка САПР электроники
ТУСУР совместно с МИЭТ и другими вузами – победители конкурса Минпромторга (ноябрь 2020)
на выполнение работ по развитию кадрового потенциала электронной промышленности
tusur.ru
11

12.

Проект ТУСУРа:
Создание регионального центра коллективного
проектирования СВЧ/фотонных ИС и модулей
1800 м2
Подразделения и основные функции
Лаборатория проектирования микроэлектронных систем (100 м2 – ИСО7)
Лаборатория сборки СВЧ и фотонных интегральных схем (200 м2 – ИСО7)
2021
2025
Лаборатория СВЧ и оптических измерений (100 м2 – ИСО6)
Лаборатория испытаний СВЧ и оптоэлектронных ИС и модулей (50 м2 – ИСО7)
Лаборатория технологий СВЧ интегральных схем (100 м2 – ИСО8)
Лаборатория прототипирования СВЧ и фотонных интегральных схем (200 м2 ИСО5, 50 м2 – ИСО6, 200 м2 – ИСО8)
Лаборатория аддитивного прототипирования ЭКБ и СВЧ модулей (300 м2 – ИСО8)
Лаборатория интегральной оптики и радиофотоники: разработка и тестирование
фотонных интегральных схем (250 м2)
tusur.ru
12