Технология ВИС

Технология создания Вакуумных Интегральных Схем (ВИС) основывается на фундаментальных исследованиях автоэмиссионных микроприборов, проводимых коллективом ученых под руководством доктора Владимира Засемкова в период с 1986 года по настоящее время.

За более чем 30 лет проведены фундаментальные исследования и получены прикладные результаты в области создания новой компонентной базы и конструкторско-технологического базиса ВИС по проектированию и изготовлению микросхем следующего поколения, которые качественно превосходят существующие полупроводниковые по всем основным параметрам.

ВИС обладают всеми достоинствами как эмиссионной электроники (быстродействие, отсутствие собственных шумов и др.), так и полупроводниковой (малые габариты, низкое энергопотребление).

Основные технологические процессы изготовления ВИС выполняются в одном технологическом цикле. Применение новой компонентной базы ВИС не просто значительно расширяет функциональные показатели современных электронных устройств, но и позволяет перейти к новой архитектуре самих устройств.

Переход на технологию ВИС – это новая эра в мире современной электроники и следующий шаг её эволюционного развития.

Анализ развития микроэлектронного производства
Научно-техническое обоснование ЭКБ ВИТИМ-1
Создание фотонных матриц

ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЕКТ

Применение новой элементной базы ВИС дает возможность изначально изменить принцип работы чипов, т.е. от построения бинарных систем перейти к интеллектуальным матрицам, построенным по нейроморфной архитектуре, аналогичной структуре мозга. Человеческий мозг, содержащий порядка 100 млрд. нейронов, где каждый нейрон соединен с тысячей аналогичных ячеек, выполняющих относительно простые операции, по существу, является совершенным параллельным и, скорее всего, чисто аналоговым процессором. Самый совершенный компьютер трудно сравнивать с человеческим мозгом не потому, что он содержит гигантское количество логических ячеек-нейронов. Принципиальное отличие, прежде всего, состоит в способе обработки информации, высокой степени параллелизма и связности между нейронами. Кроме того, данные в нейронных сетях не содержатся в отдельном блоке памяти, как в обычном компьютере. Они распределены, запоминаются и содержатся в виде весовых коэффициентов. В нейронных сетях операции вычисления и коммутации данных совмещены.

Отработка технологии изготовления интеллектуальных матриц на базе ВИС технологии позволяет VITIM создавать быстродействующий вычислитель, который может быть имплантирован в любой микрочип, что качественно изменит все параметры устройства.

Электроника переходит на новый уровень своего развития и приближает создание полноценных систем искусственного интеллекта.

ИСТОРИЯ

  • 1) Инженеры лаборатории VITIM ещё в 1986 году разработали первый в мире катодолюминесцентный дисплей на основе матрицы кремниевых микроострий. Изготовленный ещё в 1988 году прототип дисплея на кремниевой подложке имел шаг между пикселями 6 микрон, что соответствовало разрешению 4 233 пикселя на дюйм. Дисплей стандарта SVGA (800х600) имел размеры 4.8 на 3.6 мм, т.е. дисплей для современного полнокадрового стандарта 4К (4096 × 3072 пикселей) имел бы размеры немногим более 3 сантиметров по диагонали.

  • 2) В 1991 году по технологии ВИС был разработан и изготовлен прототип полевого эмиссионного дисплея (Field Emission Display - FED) на стеклянной подложке. Отличительной особенностью этого дисплея являлось то, что впервые в качестве эмиссионного материала катода был применен пленочный углерод (графен). На стеклянной подложке размером 60х48 миллиметров была выполнена дисплейная матрица размерностью 160х200 пикселей. Каждый пиксель матрицы состоял из трех светящихся фрагментов 50х150 микрон (система RGB). Сама матрица размещалась в герметичном корпусе. Данная разработка выполнялась для космической программы.

  • 3) В 1993 году прототип FED-дисплея, выполненного по технологии ВИС с «графеновыми» катодами, был представлен на международной конференции по вакуумной микроэлектронике в г. Ньюпорте США (IVMC-93, Newport, USA), где вызвал «ажиотаж» среди профессионалов.

  • 4) Первому в мире катодолюминесцентному дисплею VITIM уже исполнилось более 25 лет, и он до сих пор в полностью рабочем состоянии!

Достижения

Технология ВИС получила международное признание. Десятки докладов опубликованы и представлены на международных научных конференциях. Основные технические решения запатентованы: более 20 авторских свидетельств СССР, 18 патентов РФ и шесть патентов США.

Результаты научно-исследовательских (НИР) и опытно-конструкторских работ (ОКР) были внедрены на нескольких предприятиях электронной промышленности:

  • Технология создания плоского индикатора с автоэмиссионным источником электронов;
  • Разработка и изготовление экспериментальных образцов катодолюминесцентных автоэлектронных матричных экранов;
  • Создание коаксиально-симметричного источника ионов для ионно-лучевого травления микроэлектронных структур;
  • Конструкторско-технологическая проработка и изготовление пленочных резисторов;
  • Разработка и исследование пленочных планарно-торцевых матричных автоэлектронных катодов;
  • Создание плоского индикатора с матричным автоэлектронным источником на основе полупроводниковой структуры;
  • Разработка матричного катодолюминесцентного индикатора на основе автоэлектронной эмиссии;
  • Создание и исследование свойств приборов вакуумной микроэлектроники.