Николай Жаворонков - Создано человеком

Целое десятилетие доминирующим полупроводниковым материалом в транзисторах был германий. Затем роль лидера занял кремний, обладающий рядом преимуществ перед предшественником: при нагревании в присутствии кислорода он образует на своей поверхности слой диоксида кремния. Он является одним из наиболее известных изолирующих материалов и, кроме того, относительно непроницаем для большинства примесей окружающей среды, которые могут вывести из строя транзистор или значительно ухудшить его качество. Возможность вкрапливания кремния в сверхтонкие пленки диоксида кремния путем нагревания и последующего травления контролируемого рисунка схемы через диоксид кремния привела в 1960 году к созданию новой технологии, ставшей затем основой всей современной микроэлектроыпой промышленности.

При изготовлении полупроводниковых устройств большие единичные кристаллы кремния разрезаются на тонкие пластины, на поверхности которых проявляются элементы схемы. После обработки эти пластины, в свою очередь, разрезаются на чипы - маленькие квадратики миллиметровых размеров.

Современные чипы с большими интегральными схемами, например, в состоянии хранить в своей памяти 64 тысячи двоичных бит (единица измерения информации)

информации и выдать их в ЭВМ в течение какой-то доли микросекунды. И даже целый микрокомпьютер с процессором, памятью, вводно-выводной схемой можно построить на одном-единственном чипе. Более того, чипы с большими интегральными схемами теперь изготавливаются способом, чем-то похожим на фотолитографию, себестоимость которого относительно независима от сложности схемного рисунка, проявляемого на подложке. Этим и объясняется тот факт, что хотя в последнее время емкость чипа невероятно возросла, его себестоимость практически мало изменилась. Конечно, точность изготовления элементов и точность, с которой последующие слои микроэлементного рисунка накладываются один на другой, необходимо постоянно поддерживать на очень высоком уровне.

В конечном счете все упирается в качество кристалла, используемого в интегральной схеме. Бездефектные кристаллы бесценны при создании запоминающих устройств ЭВМ, элементы памяти которых основываются на использовании так называемых цилиндрических магнитных домен. Кристаллы, определяющие "интеллектуальные" способности электронного мозга, применяются здесь в виде пленок, и чем они совершеннее, тем шире возможности запоминающего устройства. Именно от качества кристалла зависит одна из его главных характеристик - емкость (количество хранимой информации). А к ней все жестче требования. Достаточно сказать, что библиотека конгресса США, например, содержит информацию в 10 в 15-ой степени бит, потенциальная емкость памяти нашего мозга составляет, по-видимому, 10 в 1012 степени - бит, а словарный запас человека (он определяется его культурным уровнем) - 10 в 5-105 бит.

А чтобы в наши дни достоверно предсказывать погоду, запоминающее устройство должно обладать объемом памяти порядка 1013 бит. Согласно прогнозам американских ученых микросхемы толщиной в один микрометр (0,001 миллиметра или один микрон) будут запущены в массовое производство уже приблизительно к 1990 году.

Оснований для таких предположений более чем достаточно. Неоптическая технология (запись изображения электронным лучом или рентгенолитография) может обеспечить и еще меньшие размеры, уже субмикронного порядка. Был бы только материал необходимой чистоты.

Их и дает нам отечественная малотоннажная химия.

Особо чистые вещества, например, производят сегодня на тридцати заводах различных министерств и ведомств. И если двадцать пять лет назад мы выпускали ограниченную номенклатуру высокочпстых веществ, то современный их ассортимент составляет более 1000 наименований, а объемы производства увеличились в сотни раз.

Разнообразные ферритные порошки, монокристаллы, люминофоры, комплексные соединения самого разного состава, необходимые для производства биологически активных препаратов, биохимических реактивов, и многоемногое другое даст народному хозяйству в ближайшие годы малотоннажная химия. Применение высокочистых веществ и препаратов может дать народному хозяйству страны многомиллионные прибыли. Чтобы не быть голословным, приведу несколько примеров.

Все знают, что люминофоры находят в наши дни самое широкое распространение в электронной промышленности и светотехнике, и с совершенствованием их качества связано значительное улучшение работы разнообразных приборов и аппаратов, в частности, цветные телевизоров, очень экономичных люминесцентных ламп и др.

Получение люминофоров всегда было серьезной и трудной задачей. Но ее решение - важнейшая задача экономики, так как применение только люминесцентных ламп вместо традиционных осветительных приборов гарантировало бы колоссальное сокращение энергозатрат. Совсем недавно советскими химиками эта задача была успешно решена: люминесцентные лампы, созданные на основе нового метода, теперь экономят стране огромное количество электроэнергии.

Тому, кто хоть немного знаком с особенностями телевизионного производства, известно, что регенерация (восстановление) синего и зеленого люминофоров для цветного телевидения в процессе их нанесения на экран могла бы гарантировать покупателю отличное качество приобретенного приемника. Но не только это. Решение проблемы регенерации означало бы и возврат в производство почти трети дорогостоящих веществ особой чистоты. Сегодня технология регенерации синего и зеленого люминофоров - реальность.

Перечень достижений малотоннажной химии можно было бы продолжать и продолжать. Скажу только, что программа развития производства химических реактивов, рассчитанная на два этапа, включает в себя производство веществ и соединений, позволит уже на первом этапе реализации (до 1990 года) добиться приоритетного развития отечественного машиностроения, радиопромышленности, приборостроения, электроники и электротехники. Завершение второго этапа (до 2000 года) программы предусматривает обеспечение всех отраслей народного хозяйства необходимыми материалами и продуктами с заранее заданными свойствами.

Это большая и трудная задача, но вполне разрешимая, если, конечно, в работу будут включены все научные силы, представляющие эту область химии страны.

Для реализации намеченных планов необходимы и новые мощности по выпуску высокочистого технологического сырья. Нужны сотни тысяч тонн серной, азотной, соляной, фосфорной кислот реактивной чистоты, многие тысячи тонн солей, редких и цветных металлов, например, меди, никеля, свинца и др. В общем нужна мощная современная база для производства разнообразной продукции малотоннажной химии.