Олег Cтукач
Сибирское полутехническое училище научного туризма

Европейская микроволновая неделя 2004 года продолжает ряд успешных микроволновых конференций после Амстердама (1998), Мюнхена (1999), Парижа (2000), Лондона (2001), Mилана (2002) и Мюнхена (2003). Вновь вернувшись в Амстердам, с 11 по 15 октября 2004 года прошла седьмая Европейская микроволновая неделя, основанная в 1998 г. Это, без сомнения, одно из самых важных Европейских событий в научном мире – в области радиоэлектроники, СВЧ техники и беспроводной связи. Были представлены самые последние результаты и достижения в области устройств и систем связи, телекоммуникаций, радаров и других областей радиоэлектроники.

Новшеством Недели 2004 года была первая Европейская радарная конференция (EuRAD, 14-15 октября 2004 г.). На конференции обсуждались военные и гражданские СВЧ радары, их применения, а центральной темой являлось применение СВЧ технологий в радарах. На конференцию было принято весьма ограниченное число статей, явившихся привлекательным добавлением к EuMW.

Для проживания в амстере по инету была найдена гостиница притонного типа «Дамхотел» с прайсом в 35 евробаксов за ночь. Когда я рассказывал, где живу, все в один голос просили раскрыть тайну, как мне это удалось так дёшево отделаться. Ну что тут сказать? Простого везения тут мало.

Надо уметь искать в инете. Честно говоря, была опасность нарваться на дом с неочевидными услугами. Действительность опровергла ожидания. Гостиничный ресепшн интегрирован в обменный пункт. Кабельное порнотелевидЕние и завтрак включены в стоимость, а платить за первую и последнюю ночь надо на пять евриков меньше. Ночью в отеле царит гробовая тишина! И это не смотря на то, что внизу беснуется толпа туристов и местных гоблинов. Стратегически расположенный прямо на Дамраке, отель занимает ключевую позицию в 300 метрах от вокзала и 200 метрах от района «красных фонарей». Возвращаться с конференции и сопутствующей ей прогулки по амстеру было удобно как раз через этот район, когда он приветливо распахивал занавески своих окон. Запах специальной травы струится по улицам, выворачивая на изнанку лёгкие.

По улицам бродят полутени и буйные туристы. Они громко, чтобы все слышали, обсуждают целлюлитных тёток в витринах, игриво ухмыляясь и отпуская в их адрес критические замечания. Конечно, трудно было устоять от возможности побазарить за жизнь и посетить курильни марихуаны, магазин для травоводов и прочего конопляного огородничества, едальни с сисястыми официантками, сексшопы с резиновыми Зинами и входящими в моду презервативами марки «ночной зазор».

Из-за реальной опасности получить барабаном в бубен фотографирование работниц видимого фронта делалось полускрытой камерой с отключённой вспышкой. Надо сказать, что у негритянок весьма намётанный глаз, и они замечают праздношатающихся за километр, игриво ухмыляясь и виляя отвисающими частями различными всякими.

Они не некрасивые. Они не уродливые. Они просто страшные! Вынужденные прогулки по району, куда стремится весь цивилизованный мир, доставили немало веселых минут, так как столько страхопудл в таком количестве и таком виде трудно увидеть где-либо ещё.

На мероприятии присутствовало 1400 зарегистрированных участников, каждый из которых заплатил в среднем 450 евро. В время микроволновой недели работала выставка (площадь – около 2500 кв. м.), выставку посетило более 1200 человек. Общий доход от мероприятия составил примерно 500 тыс. евро. По сравнению с прошлым годом регистрационный взнос на участие в мероприятии был снижен. Это не привело к существенному увеличению числа участников.

На конференцию прибыло много «блатных». Надо сказать, что если тебе оплачивают поездку, то вроде и незачем суетиться. Доклады блатных товарищей были предельно позорными и вычислялись сразу по тексту сборника трудов. Видимо поэтому зрителей на таких секциях практически не наблюдалось: докладчики слушали докладчиков.

Бесилово этой конференции заключается, главным образом, в том, что блатных с каждым годом становится все больше. Кроме того, получив в среднем по 300 евробаксов регистрационного взноса, участники конференции обнаружили ряд сюрпризов от оргкомитета: платный гардероб (1 евро), кофе в перерывах по талонам (один талон – один стакангенс кофе, а все остальное за деньги), очереди в буфетах на полчаса. Талоны и очереди! Вот оно, завоевание современного империализма, долгое время находившегося на выучке у мёртвых коммунистов.

Залы заседаний были разнесены на приличное расстояние, а чтобы участники конференции не заблудились и не зашли куда не надо, на каждом повороте стояли мужики в ливреях, которые указывали «верной дорогой идете, товарищи». Неправильный путь строго пресекался, поэтому попасть куда-либо без нужного бэджа было невозможно. Относительно магически действовало только злобное тыканье в грудь. Регистраторши на ресепшене настолько тупы, что сделав ошибку в предпоследней букве фамилии – «e» вместо «c», они час не могли найти нужный бэдж.

В этом году на микроволновую неделю было принято рекордное количество статей – 912 из 26 стран мира (Австралия, Австрия, Белоруссия, Болгария, Бразилия, Великобритания, Венгрия, Германия, Индия, Италия, Канада, Литва, Мексика, Нидерланды, Польша, Россия, Словакия, США, Украина, Финляндия, Франция, Чехия, Швеция, Югославия, Южная Корея, Япония). Тридцать ведущих специалистов мира представили свои доклады по результатам исследований в наиболее перспективных областях СВЧ, радиолокации и радиосвязи. Более 540 докладов было сделано на устных заседаниях конференции, а остальные доклады представлены в качестве стендовых.

Кстати говоря, местное телевидение неоднократно утверждает, что если накуриться местных снадобий, то увидишь розовых слонов. Только теперь, через 20 лет после окончания пионерского детства стало понятно, как могла родиться песня про «розового слона» Чичковых и прочих там Ибряевых из репертуара славного детского хора всесоюзного радио. «Может быть в сказке, а может во сне Розовый слон привиделся мне»... По обкурке ещё не такое привидится, не сомневайтесь!

В течение этой недели проводилось много семинаров и обучающих курсов, Европейская Микроволновая выставка, а также четыре конференции: симпозиум по использованию арсенида галлия и других полупроводников, 34-ая Европейская микроволновая конференция, Европейская конференция по технологии беспроводной связи и первая Европейская конференция по радарным технологиям. Некоторые перспективные темы этих конференций представлены ниже:

G6 Полупроводниковые материалы
G7 Технология электронных приборов и интегральных схем
G11 Оптоэлектронные и фотонные приборы и приложения
G12, E4 Микро- и нанотехнологии – MEMS и MOEMS (общее заседание GaAs с EuMC) G15 СВЧ и УВЧ Монолитные ИМС
G19 Технология одночиповых систем
E20, W21 Электромагнитная совместимость (общее заседание EuMC с ECWT)
E22 Конструкция, моделирование и измерение антенн (общее заседание с ECWT)
E23, R2 Фазированные решетки и соответствующие компоненты (общее заседание EuMC с EuRAD)
E26, R4 Технология сверхширокополосных и сверхскоростных систем (общее заседание EuMC с EuRAD)
E27, R6 Радиолокационные технологии и системы (общее заседание заседание EuMC с EuRAD)
W9 Системы связи следующего поколения
W12 Интеллектуальные антенны
R1 Антенны для радаров
R5 Сверхширокополосные радары
R12 Новейшие военные радары следующего десятилетия

Как и на прошлых мероприятиях европейской недели, особый упор был сделан на практическую реализацию исследований в проектировании систем различного назначения.
Главным спонсором и организатором европейской недели является Европейская микроволновая ассоциация (EuMA) – международная ассоциация, действующая согласно Бельгийскому законодательству с научной, образовательной и технической целью. Основанная в Louvain-la-Neuve, Бельгия, EuMA – владелец Европейской микроволновой недели (EuMW) и Европейской микроволновой конференции (EuMC). Они управляются Советом директоров и Генеральной ассамблеей (GA). GA состоит из Совета директоров, четырнадцати представителей Европейских групп стран, одного представителя 8 региона IEEE и главных председателей предыдущей, текущей и следующей конференции EuMW. Симпозиум по применению арсенид-галлия и других полупроводников (GAAS) – это независимая конференция, принадлежащая Ассоциации GAAS.

ECWT спонсируется EuMA (60%) и обществом теории и техники СВЧ (IEEE MTT-S) (40%). Члены Генеральной ассамблеи Европейской микроволновой ассоциации являются политиками от науки и имеют многочисленные связи. В настоящее время в ассоциации состоит 398 человек.

Вот уже в который раз вместе с конференцией общество теории и техники СВЧ проводит свои заседания под кодовым названием «встреча представителей научных групп общества теории и техники СВЧ 8 региона IEEE». Встреча прошла в холодной, недружественной обстановке. Во все времена встреча начиналась с нехилого завтрака, которого в этот раз не было. Завтрак заменила вода с чаем. Нидеры постарались сделать все возможное для экономии даже здесь, где собирается человек 25 от силы. В этом с ними может соперничать только русское чиновничество, которое с экономии бюджетных средств – читай учителей, врачей и тому подобного неимущего населения получает премии, превышающие по размеру ту экономию, которую они еженощно наскребают, занимаясь этим и только этим мерзким бизнесом. Новый президент общества СВЧ Роберт Трей особого впечатления не произвел. Прежний был куда лучше и оставил после себя приятные воспоминания в виде 550 долларов субсидии томской группе. Как всегда на таких встречах, блистал поляк Джозеф Модельский. Такие люди представляют особую ценность. К сожалению, их мало. Во-первых, его доклад оказался действительно полезным. Говоря о насущном, он не жуёт сопли и не повторяет одно и то же из года в год. Кроме того, он внимателен к людям, помнит всё и не пропускает ничего из того, что связано с политикой общества СВЧ, 8 региона и деятельности научных групп. Джозеф пробрался в руководители Европейской микроволновой ассоциации и там развил бурную деятельность. За ним всегда интересно наблюдать на заседаниях. Иному непосвященному зрителю кажется, что Джозеф просто вертится на стуле и занят чем-то своим. Нифига. Он внимательно следит за присутствующими, залом, докладчиком, докладами и записывает всё происходящее в подсознание. Все записанное может всплыть в любой стране в любой подходящий момент. Человек-компьютер. Руководитель ленинского типа, как у нас модно было говорить.

Дик Спаркс, нестареющий иеее-турист, объяснил, сколько денег мы получим в следующем году и почему. Миша Стиир рассказал об интересных наблюдениях по системе Xplore, которая хранит более миллиона документов IEEE. Оказывается, журнал «IEEE Transactions on MTT» занимает второе место по скачке статей. В 2003 году было скачано 1155787 статей из этого журнала. На первом месте идет твердотельная электроника - «Journal of Solid-State Circuits» – 838939 статей, на третьем – теория информации – примерно 645 тысяч. В основном статьи для журналов пишут представители 1–6 регионов (39 %), представители восьмого региона ненамного отстали (31 %), затем идет 10 регион (23 %) и 7-й (8 %). Из университетов поступает 75 процентов всех статей.

Встреча завершилась обедом в ресторане отеля Новотель. Найти ресторан самостоятельно никогда бы не удалось, если бы не проводы организаторов встречи. То, что обед состоялся в такой глуши, еще раз говорит о жадности и «экономности» организаторов микроволновой недели. Хотя, пожалуй, это был единственный раз, когда удалось обожраться (вот это не надо было делать) и восстановить душевный комфорт.

Главный председатель микроволновой недели, профессор Пит Ван Гендерен посетил встречу и сделал доклад. Пит является одним из руководителей голландского предприятия Signaal, выпускающего, в основном, военную технику для армии Нидерландов. В частности, культурная программа для гостей конференции включала экскурсию на военный корабль Hr.Ms. Tromp, радиоэлектронное оборудование которого было разработано, в числе многих, и на фирме Signaal. Ван Гендерен являлся не почётным (формальным) председателем, а реально руководил конференцией, сделав ряд запланированных докладов, в том числе и на сопутствующих конференции заседаниях.

Из доклада Гендерена следовало, что на конференцию по арсениду галлия GaAs было прислано 406 докладов, что составляет 125 % от прошлогоднего показателя. На Европейскую микроволновую конференцию EuMC было подано 780 статей – 104 % от прошлого года. На конференцию по связи ECWT было прислано 269 докладов – 93 % от прошлого года. На первую конференцию по радарам EuRAD было подано 200 докладов. Всего прошло 116 заседаний, 4 стендовых сессии, 8 пленарных заседаний, 12 объединённых. Рекордсменом по числу принятых докладов является Германия (100), далее идут Франция, США, Италия. Из России поступило 30 докладов, которые в большинстве своём были отвергнуты из-за непонятного языка и слабого научного содержания. У конференции есть постоянные участники, но их число ограничивается примерно 30 процентами. Главным критерием отбора докладов является не предыстория участия, а высокий научный уровень работы.

Как всегда, на конференции широко представлена антенная тематика. «Умные» антенны рассмотрены в статье «Correlation Suppression Performance for Coherent Signals in RD-SSP-MUSIC with a Seven-element ESPAR Antenna» (Подавление корреляции последовательных сигналов RD-SSP-MUSIC с семиэлементной антенной ESPAR). Статья посвящена повышению углового разрешения антенны с помощью электронного переключения элементов.

В работе «38,5 GHz MCM-D Phased Array Antenna with Electronically Configurable Beamwidth and Sidelobe Level» (Фазированная антенная решетка диапазона 38,5 ГГц с конфигурируемой шириной луча и уровнем боковых лепестков) предложена активная антенна, состоящая из двух концентрических связанных апертур. Благодаря этому ширина луча и уровень боковых лепестков может легко управляться. Результаты моделирования показывают, что ширина луча может изменяться между 55 и 140 градусами, а уровень боковых лепестков – между –10 и –25 dB. Управление амплитудой выполнено в диапазоне 2,4 ГГц без использования фазовращателей, что является оригинальным решением.

Обзорная статья «Progress in Phased-Array Radar Applications» (Прогресс в радарных ФАР) рассматривает тенденции в построении радаров как военного, так и гражданского назначения. В Европе проводятся активные исследования в этой области. Статья носит обзорный характер без подробного описания радаров. В отличие от нее работа «Current Status of Airborne Active Phased Array (AESA) Radar Systems and Future Trends» (Текущее состояние бортовых радарных систем с ФАР и будущие тенденции) дает представление о рассматриваемой проблематике. Ожидается, что будущее радиолокации связано с GaN и MEMS технологиями микросистем.

В Европе известны следующие программы бортовой локации – AMSAR (Airborne Multi-Role Solid-State Active Array Radar) – трёхсторонняя программа EADS (Германия), Thales (Франция) и BAE-системы (Великобритания); NORA (Not Only Radar) – Ericsson (Швеция) в сотрудничестве с Raytheon (США) и SOSTAR (Stand-Off Surveillance and Target Acquisition Radar), выполняемая EADS (Германия), Thales (Франция), Galileo Avionica (Италия), Indra (Испания) и Dutch Space (Нидерланды). AMSAR и NORA – радары для истребителей. Эти Европейские программы созданы для того, чтобы в ближайшие 2-3 года полностью заменить пассивные механические антенны кругового обзора на ФАР, создаваемые по новой технологии. В статье рассматриваются преимущества ФАР нового типа - мгновенное перемещение луча и высокое быстродействие в поиске цели. Для ФАР важно иметь обработку сигнала с низким уровнем шумов. Это достигается дальнейшим совершенствованием арсенид-галлиевой технологии, – разработкой материалов на основе GaAs и развитии монолитной СВЧ интегральной технологии GaAs. MMIC-технология использует процессы литографического типа для производства микроволновых чипов очень высокой степени интеграции.

Демонстрируется фотография СВЧ модуля для ФАР. Типичные модули обеспечивают пиковую мощность примерно 10 Вт, среднюю мощность 1–3 Вт. Ширина полосы увеличивается примерно на 30 %. Вследствие того, что большинство AESA радарных приложений требует нескольких тысяч модулей, их надо сделать как можно более дешёвыми. В настоящее время все это еще дорого - примерно 1000–3000$. Чтобы быстрее установить новое поколение антенн на новых системах, требуется существенное сокращение стоимости. Второй решаемой задачей является снижение ошибок из-за помеховых отражений.

Предполагается, что европейские программы сольются вскоре с американскими для повышения эффективности и скорости разработки. Основной будет MEMS технология, привлекательная для AESA радарных датчиков. Применительно к фазовращателям и линиям задержки, MEMS лучше и дешевле известных GaAs интегральных схем. Из-за ширины полосы энергии нитрид-галлиевая технология (GaN) также перспективна. GaN-транзисторы надёжны, работают при очень высоком уровне мощности (в 8–10 раз больше по сравнению с структурами на GaAs), используют более высокие напряжения смещения, имеют высокий входной импеданс. Скорее всего, технология GaN вытеснит GaAs для этого применения. Таким образом, в статье делается вывод, что высокие технические характеристики современных радаров обеспечиваются в настоящее время главным образом развитием технологии производства СВЧ модулей.

Незначительный интерес представляет собой другая статья, посвященная современным проблемам радиолокации – «Naval Radar in a Littoral Environment» (Военно-морской радар в прибрежной окружающей среде). Пишут, что изменение политической ситуации в мировых флотах требует пересмотра их роли и миссии. Как следствие, роль военно-морских сил изменяется от войны в открытом море к прибрежной войне. В современных сценариях войн полномасштабное и многократное нападение на военно-морской конвой маловероятно. Более вероятна угроза с земли или от маленьких быстродействующих судов. Поэтому обнаружение и отслеживание поверхностных целей становится наиболее важной функцией радаров. Статья обсуждает воздействие прибрежной войны на проектирование военно-морского радара. Главные аспекты, обсуждаемые в этой статье – доплеровская информация и радарная поляриметрия.

Технологическую тему развивают следующие несколько работ. Статья «RF MEMS Sensitivity to Radiations» («Чувствительность СВЧ микроэлектро-механических систем к радиации) исследует повреждения в результате радиоактивного воздействия на приборы из диоксида и нитрида кремния.

Представлены экспериментальные результаты, что очень ценно. Работа «Dielectric Material Impact on Capacitive RF MEMS Reliability» («Надёжность при воздействии диэлектрических материалов на СВЧ MEMS») посвящена влиянию различных типов диэлектриков на переключение и надёжность емкостных СВЧ микро-электро-механических выключателей.

Проводится сравнение с материалами Si3N4 и Ta2O5. Было найдено, что микро-электро-механические переключатели имеют повышенную надёжность – практически безотказны в широком диапазоне воздействий.

Работа «RF MEMS: status of the industry in 2004, application roadmap and market forecasts» («СВЧ MEMS: состояние промышленности в 2004 г., тенденции применения и рыночные прогнозы) дает представление о применении и рынке сбыта СВЧ MEMS. Статья сравнивает состояние дел с MEMS технологией в Северной Америке, Европе и Азии. Кроме того, даётся рыночный прогноз для СВЧ MEMS устройств на 2004–2008 годы.

В настоящее время по MEMS технологии изготавливаются СВЧ микросхемы. Это микровыключатели, переменные конденсаторы и индуктивности, микро-антенны, линии передачи и резонаторы, включая микромеханические, устройства на поверхностно-акустических волнах. Кроме миниатюризации, у СВЧ MEMS есть преимущества в низком энергопотреблении, у них более низкие потери, более высокая линейность, и выше добротность, чем у обычных компонентов. Наиболее продвинутыми в MEMS являются США (Teravicta, Magfusion). В СВЧ MEMS работают более чем 120 предприятий и исследовательских организаций во всем мире. Переориентацию на MEMS проводят еще более чем 60 промышленных компаний. На рис. приведена оценка финансирования MEMS в 2004 г. Северная Америка финансирует достижения в СВЧ MEMS, главным образом, для военного использования. В Азии финансирование почти исключительно коммерческое. Eвропейское финансирование, включая программы Европейских и национальных уровней, более низкое, чем в Северной Америке и Азии.

Доклад «GaN Technology Overview: Accomplishments and Challenges» («Краткий обзор технологии GaN - достижения и будущее») сообщает о статусе технологии AlGaN/GaN в Соединенных Штатах, особенно для военных приложений. Главная проблема – надёжность устройств.
Отмечено, что по этому показателю у технологии нет равных, поэтому в диапазоне 1,8–10 ГГц ожидается увеличение производства. Приводятся некоторые другие технологические характеристики.

Статья «Recent Developments and Trends in GaN HFETs» («Последние достижения и тенденции в транзисторах GaN HFET») исследует главные направления исследований и результаты в области полевых транзисторов на основе GaN и развитие этого направления в Европе.

Сегодня рад предприятий работает над тем, чтобы эта технология заняла стоящее место в Европе, хотя она существует более 10 лет. Статья дает неплохой экономический анализ развития рынка сбыта электронных приборов по разным технологиям. Сравниваются преимущества и недостатки технологий по характеристикам электронных приборов. Авторы делают вывод о том, что сегодня множество центров в Европе способствуют исследованию и развитию технологии AlGaN/GaN HEMT. Хотя они начали позже, чем США, они проложили свой путь к успеху. Однако видны и будущие перспективы. В частности, представляют интерес нитрид-полупроводники, потому что они позволяют изготовить множество различных материалов типа BGaN. Физические свойства этих материалов нуждаются в дальнейшем изучении, но уже сейчас ясно, что у нитридной технологии большое будущее.

Проблема развития производства и использования новых материалов развивается в работе «Diamond for High Power / High Temperature Electronics» («Алмазы для электроники больших мощностей и высокотемпературной электроники»). Отмечается, что алмаз является неплохим материалом для изготовления электронных устройств, но его широкое использование до сегодняшнего для ограничивалось малыми размерами и чистотой материала. Сейчас уникальные высокотемпературные и высокочастотные свойства уже хорошо могут быть оценены. Из алмаза уже изготавливаются пассивные однокристаллические MEMS элементы. Ожидается, что алмаз будет использоваться в так называемых одночиповых устройствах.

Работа «Construction of ZnO devices: electric and magnetic properties» («Конструирование устройств на ZnO: электрические и магнитные свойства») исследует такой полупроводник, как окись цинка. На основе слоя ZnO как активного слоя канала были созданы полевые транзисторы оптического диапазона. Отношение Ion/Ioff для транзисторов ZnO приблизительно равно 106, а оптический трансиммитанс транзистора, изготовленного на стекле – больше чем 80 %. Устройства созданы так, что магнитные свойства тонких пленок ZnO регулируются примесями кобальта и ванадия. Исследованы ферромагнитные свойства пленок Co-ZnO. Результаты исследований убедительно доказывают, что создание полевых транзисторов оптического диапазона – для видимого света уже не за горами.

Завершает тему новых материалов работа «Strategy Analytics Insight Current Status & Future Prospects for GaAs» («Текущее состояние понимания аналитической стратегии и будущие перспективы для арсенида галлия»). В статье исследуется, главным образом, такой недостаток устройств на GaAs, как высокая ёмкость, в отличие от кремниевых устройств. Тем не менее, использование GaAs в радарах и связи приведут к неизбежному росту производства в промышленности GaAs.

Статья сотрудников Ericsson Microwave Systems «T/R «core chips» for S-, C- and, X-band radar systems» (T/R «стержневые чипы» для радарных систем СВЧ, УВЧ и КВЧ диапазонов) представляет проект и результаты измерений характеристик трех стержневых ИМС. Чипы, состоящие из переключателей, цифровых аттенюаторов и фазовращателей, усилителей и логических элементов, являются каскадами радарных системам СВЧ, УВЧ и КВЧ диапазонов. Набор чипов, использующих стандартные pHEMT элементы, продемонстрировали превосходные результаты, включая малое затухание, погрешности, малое изменение усиления. Предполагается, что на этом наборе чипов будут созданы будущие радары.

Состояние дел в технике связи представлено в обзорной статье «State of Arts in Ultra Wideband (UWB) Wireless Technology and Global Harmonization» (Состояние дел в СШП беспроводной связи и общая гармонизация). Национальный институт информации и технологии связи (NICT) ожидает в ближайшее время резкого увеличения потребности в услугах связи. Чтобы поддерживать продвижение коммуникаций и связанных отраслей промышленности в Японии, есть потребность в продолжении создания новых высоких технологий и теории, а также обучении специалистов широкого профиля. Для удовлетворения этой потребности научно-исследовательская лаборатория связи при NICT и Иокогамский национальный университет создали программу для высшего уровня исследования и образования по поддержке будущей социальной инфраструктуры, основанной на технологии телесвязи. В частности, эта программа сосредотачивается на технологии и теории оптической связи.

Обзор состояния дел в наноэлектронике предложен в нидерландском докладе «Bottom-up Nanoelectronics» (Базис наноэлектроники). Утверждается, что наилучший путь к дальнейшей миниатюризации радиоэлектронных устройств состоит в химическом синтезе, осваиваемом нанотехнологией.

Когда устройства синтезированы химически, положение каждого атома в устройстве известно, и устройства могут быть оптимизированы в атомном масштабе. Также химический синтез – это процесс, который может быть легко усовершенствован. Как только станет возможным делать транзисторы химическим синтезом, большее количество транзисторов будет сделано в одном чипе, чем когда-либо сделано фотолитографией. Стоимость транзисторов понизится в соответствии c объёмами заказов, а это будет вести к новым приложениям. Синтезированные устройства могут быть также быть добавлены к кремниевой технологии, или они могут использоваться независимо от кремния. При объединении с кремнием, нано-элементы обеспечат полезные функциональные возможности. Электронные транзисторы могут измерять импеданс нагрузки, измерять напряженность магнитного поля.

Наномеханические датчики могут обнаружить движение или массу, квантовые точки могут поглощать или испускать свет, а молекулы могут действовать как химические датчики. В то время, как эти дополнения к кремнию могут быть важны, они будут всегда связываться с экономикой кремниевой технологии. Реальное крупное достижение произойдёт, когда основные компоненты могут самоорганизовываться в устройство.

Очевидно, это будет большим достижением – соединить химически синтезированные электронные компоненты в схемы. Первые схемы, которые, вероятно, скоро появятся, будут очень просты и вероятно не будут просто сделаны на одной подложке, как обычные ИМС. Датчики температуры или влажности, которые могли бы быть включены в ткань, позволят ткани приспосабливаться к различным условиям. Другое возможное применения технологии – молекулярная фотовольтная ячейка. Если эта ячейка будет чувствительна к инфракрасному излучению, она будет выпускаться в качестве как-бы диода, который испускает видимый свет. Включая такие структуры в краску, краска загоралась бы там, где упал инфракрасный луч. Фотовольтная ячейка, плавающая в растворе, могла бы использоваться, чтобы выработать напряжение, влияющее на полимеризацию раствора. Таким путем слабый сигнал мог бы использоваться для загустевания жидкости. Это только несколько примеров многих вещей, которые могли бы быть выполнены с несколькими простыми электронными компонентами, если они были широко доступны.

Другое применение этих устройств связано с проекционными экранами для отображения информации, состоящими из множества загорающихся и гаснущих элементов. Группы элементов могут быть сделаны химически синтезированными диодами в параллельных плоскостях между плоскими электродами. Например, надпись «34-ая Европейская микроволновая конференция - Амстердам, 2004» требует 141 диода. Использование новой технологии приведет не только к увеличению количества элементов. Архитектура показа информации, сделанного из химических элементов, будет другой. Каждый из элементов будет способен обмениваться информацией с соседями и менять цвет. Панели будут сделаны в виде сэндвича с разными цветами. Не смотря на то, что никакой элемент не знает свою позицию, показанная информация будет правильной. На этой основе будут также созданы элементы памяти. Реальное крупное достижение в хранении данных было бы достигнуто, если этот вид памяти мог бы быть сделан, используя трёхмерное множество элементов.

Самоорганизованный процессор мог бы быть основан на тех же самых принципах. Элемент процессора хранил бы два вида информации – данные и инструкции. Элемент обработки управлял бы данными, основанными на инструкциях и информации от соседей. В архитектурах этого типа, состоящих из многих идентичных элементов, наиболее легко осуществить исправление ошибки, так как каждый элемент может брать обязанности любого другого элемента. Также представляется, что наномашины могут сами ремонтироваться, заменяя дефектные элементы новыми.

Так как химическим синтезом одновременно могут быть произведены много устройств большей степени сложности, их стоимость будут более низкой. Это отменит закона Мора. Вместо улучшенной электроники с меньшими по размеру компонентами мы начнем с атомарно точных компонентов и будем строить когда-либо более сложные устройства из них.

Прогресс в радиоэлектронике в любом случае связан с размером транзистора. Некоторые размеры в транзисторе более критические для изготовления, чем другие. В полевом транзисторе три важных длины – длина затвора, ширина транзистора и толщина окиси затвора. Чем короче длина затвора, тем выше быстродействие транзистора и тем меньше мощность потерь. CMOS транзисторы в производстве имеют физическую длину затвора приблизительно 50 нм. Были сделаны опытный образцы транзисторов с длиной затвора 6 нм.

Ширина транзистора в перпендикуляре к текущему току почти не связана с быстродействием. Типичный полевой транзистор имеет ширину приблизительно в три раза длиннее затвора. Ток, который транзистор может обеспечивать, пропорционален поперечной ширине, поэтому иногда выбирают более широкий транзистор. Толщина окиси затвора – самая маленькая критическая длина в полевом транзисторе. Окись затвора изолирует электрод затвора от канала. В производимых транзисторах толщина окиси затвора составляет приблизительно 1 нм. Это только несколько атомов, тоньше сделать уже нельзя. Необходимое условие для увеличения напряжения в полевом транзисторе состоит в том, что длина канала может быть значительно больше толщина окиси затвора. Обычно окись затвора в 45 раз меньше, чем длина затвора. Так как окись затвора уже в 1 нм слишком толстая, возможно уменьшить этот фактор, используя другие материалы, но длины менее 1 нм кажутся невыполнимыми. Это характерно для любого устройства с эффектом поля. Молекулярные или нано- устройства с эффектом поля не могут иметь длины канала менее 1 нм, или они не будут иметь преимущества.

Имеются сообщения о транзисторах с длинами канала меньше 1 нм. Например, были изготовлены транзисторы, основанные на отдельных молекулах или отдельных фуллеренах C60. Эти транзисторы не усиливают сигналы. Имеются также сообщения о транзисторах на углеродных трубках с поперечной шириной приблизительно 1 нм. Однако ширина затвора у них больше, чем у обычного кремниевого транзистора. Кажется, у современной технологии сейчас не имеется никакого реального практического преимущества.

Другой важной характеристикой транзистора является быстродействие. Современные полупроводниковые транзисторы имеют быстродействие до 1 пс. Реальная скорость переключения зависит от емкости, включающей любую емкость проводов плюс емкости перехода. Для напряжений сигнала порядка 1 В и емкостях 100 aФ, транзистор должен иметь ток 10 микроампер, чтобы достигнуть скорости переключения 10 пс. Много молекулярных транзисторов, которые были обсуждены в литературе, обеспечивают только несколько наноампер тока. Это означает, что устройства, построенные из этих транзисторов, были бы значительно медленнее, чем обычные кремниевые устройства. Что касается уменьшения тока утечки, то в статье также делается неутешительный вывод о том, что технологического прорыва пока нет.

В статье дается сравнение различных технологий изготовления транзисторов (молекулярная, сверхмолекулярная, нанотехнология, углеродные нанотрубки). Автор делает вывод, что в настоящее время технология изготовления транзисторов приблизилась к потенциально достижимой. Будущее имеет технология углеродных нанотрубок как перспективное направление исследований для проектирования устройств с характеристиками, лучшими, чем у современных.

Организаторы конференции особо не парились по поводу культурной программы. Амстердам – это город с известными всем культурными ценностями, если это так можно назвать. Кто хотел, тот самостоятельно шёл в Рейксмузей за «Ночным дозором» Рембрандта. На теплоходной экскурсии по каналам Амстердама профессиональный экскурсовод неплохо поработал, предоставив отличную информацию о городе, каналах, работницах оконного фронта и тыла, замечательных людях нашего времени. В частности, он справедливо заметил, что лучший способ разбогатеть – это родиться в правильной семье, например, быть дочкой Хейникена, который сдох два года назад, но оставил дочке в наследство шикарный трёхэтажный особняк, горделиво возвышающийся над волнами каналов. Теплоход проплыл также и мимо дома, который купил какой-то господин «Москович». Стоимость жилья в амстере не поддается разумному исчислению. Поэтому можно предположить, что инвестировать свой капитал в нищающую Голландию мог только русский товарищ.

Затем нас привезли к пассажирскому терминалу амстера, где вот уже много лет стоит на приколе военный линкор Hr.Ms. Tromp. Корабль сравнительно новый. Любую цель истребляет за 10 секунд. Номера паспортов всех участников экскурсии были записаны в специальный кондуит, так что въезд в страны евросоюза им будет закрыт. Фотографирование на корабле строго воспрещалось.

После входа на корабль через заднее крыльцо аппарель ушла в небытие и ворота за нами закрылись. К присутствующим вышел бодрый офицер, судя по всему, эквивалент капитана третьего ранга. «Хай, эврибади! Это новая система рекрутирования», – вдохновенно сказал он. – «Девочки направо, мальчики налево». Военный юмор, понимаешь. Толпа нервно засмеялась. Затем последовало приглашение на фуршет, состоявший из риса с какой-то фигней и мясом. Вкусно. Судя по всему, едят служивые неплохо.

Экскурсия по кораблю началась с прачечной и кухни. Лучшего начала трудно было придумать. Десяток стиральных машин крутился на полную катушку. Везде валялись белые кители и какие-то тряпки. На кухонных полках стояли в бесконечный ряд хитрые приправы. Химики, мать твою. Женщина в белом грязном халате с погонами щёткой драила котел. «Это режим реального времени», – снова пошутил капитан-экскурсовод. Остатки того, что она отскребала, мы ели 10 минут назад. Поодаль за обеденным столом сидели офицеры.

ОНИ ИГРАЛИ В КАРТЫ.

Карты в армии – это конец света. Я хорошо помню, как у нас с ними боролись. И какой вой наступал, когда их находили в результате шмона! Если считать, что игра в карты подрывают обороноспособность армии и флота, то такому флоту, который мы видели, пришел полный #ец. Не кирдык, а именно #ец, так как мы еще заметили играющих в дартс офицеров с вываливающимися из-под футболки животами. Типа сдавали нормы ГТО по дартсу. «А подарки получат только дети, которые хорошо кушают».

Дальнейшие похождения по кораблю заключались в посещении отсеков с радарами, ракетами, двигателями и всем тем, что есть на корабле. Как говорил Е.К. Лигачев, у партии от народа нет секретов. В комнате отдыха капитана на почетном месте стояло не знамя, а веник (Ms. Tromp). Ну что ж, у каждого линкора свой символ. Экскурсовод рассказал весьма забавную историю этого исторического веника, которую я не могу привести из-за недостатка букв.

Одним из интересных моментов было посещение пультовой. Горели мониторы. Мигали светодиоды. Показания приборов и мониторов непрерывно менялись. Чтобы почувствовать себя Чапаевым, я сел в уютное кресло перед экраном. Подошедший офицер объяснил, что это за фигня. Оказалось, что на экране можно следить за всеми помещениями корабля и измеряемыми параметрами – температурой, влажностью, включенными кондиционерами и прочим оборудованием, включать и выключать всё, что захочет сидящий. Захочет – баню тебе устроит, захочет – заморозит. Многооконная система подозрительно напоминала Windows, только без системного трея. «Софт написан канадцами», – пояснил офицер, – «как и специальная операционная система». Парольный вход нигде не был предусмотрен. На корабле не может быть посторонних, не так ли? Клавиатуры были нестандартными с трекболами и загадочными дополнительными кнопками.

Поднявшись по лестницам на самый верх, мы добрались до командного пункта управления. Традиционного штурвала не наблюдалось. Вместо него стояла компьютерная клава. Ещё подумалось, что если кто-нибудь «бросит ботинок на пульт...» И все это величие можно утопить одной вражеской торпедой! Мониторы были выключены. Неудивительно: корабль стоял на приколе и неизвестно, когда тяжелая финансовая ситуация в стране позволит офицерам выйти в море пострелять. В полумраке ярко горели красные светодиоды и индикаторы. «Специально для вас мы организовали тут район красных фонарей», – сказал наш шутник. Из просторного окна распростерся ночной Амстердам, переливаясь цветными огнями с отражением в каналах. Фантастически красивое зрелище.

В конце экскурсии мы попали в корабельный бар, где две миловидные буфетчицы наливали присутствующим все, что они попросят – от пива до вина. Флот неуклонно спивается не отходя от торпед. Здесь за рефрешментом удалось обсудить все вопросы мироздания – от войны и мира до прокатившейся по стране забастовки железнодорожников.

Конференция имеет колоссальный информационный эффект: на ней проходит презентация самых современных достижений. Благодаря этому мероприятию участники получают самую новейшую информацию о перспективных направлениях радиоэлектроники. Отбор докладов на конференцию очень жёсткий – отбрасывается более половины статей. Неудивительно, что сборники трудов микроволновой недели востребованы не только на конференции, но и через несколько лет после неё.

За прошедшие годы EuMW преобразована в международную конференцию по СВЧ, радиолокации и радиосвязи и превратилась в крупное международное научное мероприятие, главным образом, стран Центральной Европы. Европейская микроволновая неделя проводится ежегодно каждый раз в разных европейских странах по пятилетнему циклу – Бельгия (Брюссель), Германия (Мюнхен), Нидерланды (Амстердам), Великобритания (Манчестер), Италия (Рим, Милан). Мероприятие имеет постоянно действующий оргкомитет и сайты в Интернете. Мероприятие постоянно развивается и расширяется.