Линн Фостер - Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности

Вот уже несколько десятилетий микроэлектроника является одной из главных движущих сил развития науки и промышленности, обеспечивая непрерывный рост возможностей и эффективности вычислительной техники, а также создание огромного разнообразия все более дешевых и коммерчески привлекательных товаров. Характерной особенностью ее развития является знаменитый закон Мура (предложенный еще в 1965 году Гордоном Муром, одним из основателей фирмы Intel), в соответствии с которым плотность монтажа транзисторов на чипе должна возрастать примерно вдвое каждые два года. Этот закон давно стал символическим «метрономом», определяющим темпы развития микроэлектроники, и публика настолько привыкла к его существованию и справедливости, что некоторые экономисты даже используют его при оценках роста производства конкретных полупроводниковых товаров или объема будущих секторов рынка, связанных с коммерческими изделиями на их основе.

При всем уважении к этому закону, необходимо признать, что эта парадигма развития уже исчерпала себя, а развитие транзисторов и других полупроводниковых устройств в соответствии с законом Мура упирается в ограничения физических законов природы. Кривая, описывающая параметры микроэлектронных устройств, неизбежно выходит на пологую часть так называемой S-образной кривой роста, а единственным (и очень удачным) выходом из создавшего положения представляется развитие нанотехнологий, способных обеспечить дальнейший прогресс вычислительной техники. Однако следует помнить, что основу промышленности составляют огромные компании, имеющие собственные корпоративные интересы и обладающие гигантскими производственными мощностями, стоимость которых трудно представить. Несмотря на всеобщую заинтересованность в новых технологиях, такие корпорации никогда не станут экспериментировать с инновациями, то есть вкладывать большие деньги в развитие нанотехнологий, пока не получат убедительных доказательств их действенности и способности приносить прибыль.

В этой главе обсуждаются общие вопросы состояния микроэлектронной промышленности, стратегия развития нанотехнологических производств, а также коммерческие перспективы некоторых новых устройств и товаров. В конце главы рассматриваются возможности фотоники, которая сейчас выступает одним из главных претендентов на роль того «лидера» среди существующих технологий, который сможет обеспечить дальнейший прогресс вычислительной техники в соответствии с критериями закона Мура.

15.1. Стратегия производства нанотехнологических продуктов

Джордж Томпсон

Джордж Томпсон возглавляет группу стратегического планирования (Technology Strategy Group) в известной фирме Intel. Ранее он успешно занимался разработкой и внедрением в производство новых материалов и продуктов, организовал несколько крупномасштабных производств. Область его научных интересов довольно широка и включает в себя полупроводниковую технику, прикладную оптику, твердотельные лазеры, молекулярную спектроскопию и т. д. Дж. Томпсон имеет докторскую степень по физической химии.

Реальное использование нанотехнологий зародилось в производстве микроэлектроники, поэтому данная глава книги представляет собой попытку оценить стратегические подходы к коммерческому внедрению нанопродуктов и нанообъектов на основе предыдущего опыта, накопленного именно в микроэлектронике при производстве новых товаров в очень крупных объемах (это и соответствует духу закона Мура). Поэтому глава начинается с общих рассуждений о возможностях внедрения новых технологий и коммерциализации новых продуктов, после чего рассматриваются вопросы, связанные с внедрением собственно нанотехнологий и их особенностями.

История техники знает множество примеров, когда внедрение блестящих новых технологий приводило инициаторов к очевидному коммерческому провалу при выпуске новых товаров, поэтому рассмотрение вопросов стратегии производства нанопродуктов стоит начать с оценки состояния существующего рынка и возможностей, которые предлагают новые технологии. Серьезные коммерсанты никогда не станут фундаментально менять существующую технологию, не убедившись предварительно, что это изменение способно привести к реальным прибылям и преимуществам в конкурентной борьбе. Любая корпорация, занимающаяся инновационными проектами в области нанотехнологий, начинает свою деятельность с серьезной оценки состояния рынка по нескольким позициям. При этом основной проблемой, конечно, выступает вероятность коммерческого успеха запускаемого продукта, поскольку совершенно очевидно, что большинству покупателей и потребителей безразлично, какие конкретно технологии используются при производстве данного товара. Технология (как таковая) не имеет никакого значения для коммерческого рынка и приобретает некую ценность, воплотившись в конкретный товар, пользующийся повышенным спросом.

С коммерческой точки зрения, выбор стратегии определяется отношением к новой технологии. Речь идет о том, что любой коммерсант и инвестор, занимающийся инновационной деятельностью, должен решить для себя основной вопрос: относится ли он к новой технологии лишь как к средству временного, частичного, одноразового улучшения своей продукции или считает ее важным изменением всей существующей системы производства товаров данного класса. Кратковременные и случайные изменения в технологии можно назвать статическими (поскольку они не меняют существенно состояния рынка и уровня производимых товаров), а долговременные и революционные изменения технологий следует называть динамическими, так как именно они в конечном счете определяют развитие науки, техники, производства и бизнеса. Можно даже сказать, что способность отличать простые изменения технологий от революционных преобразований (то есть оценивать масштабы предлагаемых нововведений) является наиболее важной для бизнесмена, связанного с инновационными проектами. Проблеме можно придать философский и психологический смысл, так как любому человеку приходится решать подобные задачи в обычной жизни, пытаясь угадать, является ли какое-то событие (например, встреча с незнакомцем) простой случайностью или поворотным, судьбоносным моментом биографии? С деловой точки зрения это означает, что бизнесмен должен угадать, стоит ли вкладывать небольшие деньги в кратковременные улучшения выпускаемого товара или следует вложить сразу большую сумму в коренную перестройку всего производства.

Предлагаемые нанонаукой процессы и материалы, конечно, относятся к тем революционным и прорывным технологиям, закономерности развития которых очень трудно угадать (можно лишь с уверенностью предсказать, что на этом пути нас ожидают большие неожиданности). Сложность и революционность новых технологий чрезвычайно затрудняют попытки специалистов (и экономистов, и технологов) выработать какую-нибудь разумную стратегию в области коммерциализации нанотехнологий. Поэтому имеет смысл обсудить сначала более простую и распространенную ситуацию, когда новая технология внедряется производство или сбыт какого-то продукта или товара. Естественно, коммерческая ситуация определяется, в первую очередь, стадией так называемого жизненного цикла товара, на которой осуществляется внедрение (понятно, что о новой технологии стоит задуматься на стадии инженерно-конструкторских разработок, а не перед массовым выпуском товара на рынок). Обычно производство любого товара связано с целым набором различных технологий и материалов, не говоря уже о таких иррациональных мотивах коммерческого производства, как мода, реклама и фантастические проекты завоевания рынка.