Академик РАН Г.Я. Красников выступил с докладом «Развитие микроэлектроники: современное состояние и перспективы»
10 октября 2023 года на пленарном заседании, открывающем работу Российского форума «Микроэлектроника 2023» научный руководитель АО «НИИМЭ», председатель программного комитета Форума, академик РАН Г.Я. Красников выступил с докладом о последних тенденциях в микроэлектронной отрасли и перспективах её развития.
Прежде всего Геннадий Яковлевич подчеркнул, что, несмотря на прогнозы, которые звучат относительно будущего микроэлектроники уже несколько десятилетий, правило Мура будет работать ещё по меньшей мере двадцать лет. Из этого следует задача дальнейшего повышения эффективности работы транзисторов при уменьшении энергопотребления.
Ученый отметил, что, несмотря на трудности, с которыми сталкиваются наука и производство, микроэлектроника «творит чудеса». Сегодня при производстве современной микросхемы требуется провести свыше 5 тысяч операций. Необходимость соблюдения высокого требования к технологиям производства привела к формированию уникальных лабораторных условий, к высочайшим требованиям к чистоте материалов и исключительной точности на атомарном уровне.
«Благодаря такому высокому уровню развития технологического процесса, уже 20 лет как микроэлектроника ушла в размеры «нано», – заявил Г.Я. Красников.
Рассуждая о будущем отрасли, академик Геннадий Яковлевич подчеркнул, что развитие микроэлектроники неразрывно связано с такими перспективными направлениями, как искусственный интеллект и квантовые вычисления. Благодаря микроэлектронике нас ждёт усложнение работы нейронных сетей, которые находятся на пороге взрывного роста. Применение не-фон-неймановских архитектур и дальнейшая минимизация топологических размеров приведут к росту производительности нейронных сетей в десятки тысяч раз.
Учёный назвал развитие микроэлектроники необходимым для других направлений науки: «Ни одна другая отрасль не изменила мир так значительно, как микроэлектроника. Благодаря её развитию возникли технологии, давшие жизнь роботам, искусственному интеллекту, интернету вещей».
Геннадий Яковлевич Красников коснулся темы квантовых технологий. Он рассказал, что современные технологические компании пытаются найти решение проблемы коррекции квантовых ошибок, которые осложняют использование квантовых вычислителей.
По мнению академика Красникова, квантовые компьютеры сегодня не имеют преимуществ перед классическими компьютерами и в решении задач, связанных с обработкой больших баз данных. Поэтому квантовые компьютеры, скорее, будут использоваться для моделирования открытых квантовых систем, а также в таких областях, как химия, ядерная физика, став дополнением к обычным компьютерам, а не альтернативой им.
Что касается фотонных процессоров, то, как отметил Геннадий Яковлевич Красников, если не будут создаваться новые, альтернативные архитектуры, явного превосходства по сравнению с классическими NVIDIA-процессорами у фотонных процессоров не будет. Единственное преимущество фотонных процессоров – их энергоэффективность, которая на два порядка лучше, чем у традиционных. Они могут использоваться как дополнение к классическим компьютерам для работы с обученными нейронными сетями с колоссальным выигрышем по энергетике или же в составе гетерогенных машин, где фотонные вычислители будут исполнять отдельные программы в области тензорных вычислений.
Завершая доклад, Геннадий Яковлевич заверил слушателей, что в ближайшее десятилетие явной альтернативы классическим микроэлектронным технологиям не ожидается, а быстро развивающиеся технологии – такие как квантовые компьютеры, фотонные процессоры и другие – позволят в будущем расширить возможности классических микроэлектронных технологий для отдельных применений.