Directronica март 2021
ЭКОНОМИКА
Потери мировой экономики от пандемии превысили $3,5 трлн
Потери мировой экономики от пандемии коронавируса составили более $3,5 трлн, что в два раза превышает ущерб, нанесенный кризисом 2008 года, заявил РИА «Новости» замглавы МИД РФ Сергей Вершинин.
«Пандемия COVID-19, очевидно, войдет в историю как один из крупнейших вызовов XXI столетия. Ее последствия оказали пагубное влияние на все сферы нашей жизни. Не остались в стороне и международные экономические отношения. Эксперты сходятся во мнении, что мы имеем дело с крупнейшим глобальным кризисом со времен Второй мировой войны. Потери мировой экономики превысили 3,5 триллиона долларов. Это уже в два раза больше, чем во время кризиса 2008 года», — сказал Вершинин.
В апреле курс российской валюты может побить антирекорд
Финансовые аналитики говорят о некой ситуации «идеального шторма», который может сложиться для рубля уже в апреле. Называется сразу несколько факторов, которые могут одновременно негативно воздействовать на российскую национальную валюту и способны уронить ее до рекордно низких значений относительно доллара и евро. Это и продолжающееся падение цен на нефть, и становящаяся с каждым днем все реальнее угроза введения американских санкций против финансового сектора нашей страны, и угроза новой волны пандемии коронавируса, и потрясения на соседних развивающихся рынках (в частности, Турции), способные отпугнуть от них инвесторов.
РЫНОК
Мировой рынок
Японцы консолидируются для создания передовых полупроводниковых технологий
Три ведущих японских производителя полупроводникового оборудования объединят усилия в совместном проекте, поддерживаемом властями страны, с целью разработки передовых технологий производства микросхем.
Как стало известно изданию Nikkei из осведомленных источников, в инициативе принимают участие Canon и Tokyo Electron, которые считаются признанными игроками на рынке оборудования для литографической печати, а также компания Screen Semiconductor Solutions, выпускающая аппаратуру для подготовки кремниевых подложек. Кроме того, в проекте заложен элемент сотрудничества с зарубежными вендорами, такими как Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. и Intel.
Инициатива, в рамках которой японские производители будут работать совместно с Японским национальным институтом передовых промышленных наук и технологий и Министерством экономики, торговли и промышленности (METI), получит государственное финансирование на сумму около 42 млрд иен ($386 млн).
Предполагается, что результатом проекта станет создание в середине текущего десятилетия производственной технологии для выпуска 2-нм чипов и еще более миниатюрных микросхем. Программа также предусматривает создание опытной линии, с помощью которой предполагается тестировать различные виды оборудования для выпуска полупроводников.
Данная инициатива — попытка японских компаний вернуть утраченные позиции на полупроводниковом направлении. В 80-х годах прошлого столетия такие вендоры, как NEC, Toshiba и Hitachi, лидировали в этой сфере, но затем потеряли свое преимущество, проиграв в конкурентной борьбе американским игрокам, которые больше сосредоточились на проектировании микросхем. Кроме того, тайваньская компания TSMC стала крупнейшим в мире контрактным производителем чипов, выпускающим процессоры по заказу Apple и других корпораций.
О том, насколько ослабли позиции японских вендоров, наглядно свидетельствуют данные аналитиков IC Insights, которые регулярно публикуют рейтинг 15 крупнейших полупроводниковых компаний по объему выручки. В ноябре 2020 года специалисты поделились прогнозом в отношении расстановки сил на рынке чипов. В списке ведущих чипмейкеров оказалась лишь одна представительница Японии — компания Kioxia, бывшая Toshiba Memory. Аналитики поместили ее на 12-ю строчку, оценив годовой оборот на рынке полупроводников в $10,72 млрд. Большинство остальных участников, вошедших в перечень, — родом из США. Также в рейтинге по два представителя от Южной Кореи, Тайваня и Европы.
Одна из причин текущего дефицита микросхем продлится минимум до 2023 года
Нехватка подложек ABF считается одной из причин нынешнего дефицита микросхем, с которым столкнулись автопроизводители, и не они одни.
ABF, или Ajinomoto Build-up Film, — очень тонкая диэлектрическая пленка, созданная специалистами японской компании Ajinomoto. Конструкция из многочисленных слоев этой пленки со сформированными на них проводящими дорожками является обязательной частью сложных микросхем, позволяя соединить контактные площадки на кристалле с выводами на плате из текстолита.
Если верить отраслевым источникам, с нехваткой подложек ABF удастся покончить не раньше чем в 2023 году, и только при условии, что тайваньские, японские и корейские производители беспрепятственно освоят их выпуск на новых мощностях и выйдут на проектные показатели производительности в 2022 году, как это было запланировано.
Тайваньская компания Unimicron Technology лишь незначительно увеличит свои мощности по выпуску ABF в 2021 году, при этом большая часть новых мощностей на севере Тайваня будет запущена в 2022 году. Nan Ya PCB и Kinsus Interconnect Technology также планируют ввод новых мощностей в следующем году. Японские компании Ibiden и Sinko могут нарастить выпуск в конце 2021 года или в 2022 году.
Для того чтобы вывести новые мощности на оптимальные производственные показатели, обычно необходимо от шести до двенадцати месяцев после их ввода в эксплуатацию. Поэтому с дефицитом ABF получится справиться не раньше 2023 года.
Резкий рост цен на память начал угрожать производству принтеров
Как поясняет Nikkei Asian Review, рынок моментальных сделок формирует не более 10% сегмента микросхем оперативной памяти, но с начала года медианная цена микросхем DDR4 емкостью 4 Гбит выросла на 60% и достигла максимального значения с марта прошлого года. Подобная динамика говорит о значительном превышении спросом возможностей предложения. По словам некоторых участников рынка, нынешняя ситуация может представлять угрозу для производителей принтеров, которые вынуждены обращаться для покупок памяти на рынок моментальных сделок.
Сохранение тенденции удаленной работы поддерживает спрос на принтеры для домашнего применения. Обычно производители закупают память большими партиями раз в несколько месяцев, но резкие изменения спроса заставили их обратиться на рынок моментальных сделок. В феврале производители памяти начали отдавать предпочтение более выгодным видам продукции, на рынке моментальных сделок возник дефицит предложения.
Оставшиеся 90% рынка памяти относятся к сегменту долгосрочных контрактов, но и здесь в феврале наблюдался рост цен примерно на 10% в последовательном сравнении. Многие клиенты начали перестраховываться и формировать заказы с существенным запасом по сравнению со своими реальными потребностями. Пока производители увеличат объемы выпуска продукции, пройдет какое-то время. Поставщики памяти считают, что улучшения ситуации следует ожидать не ранее июня этого года.
Пандемия подстегнула мировой спрос на полупроводники
Несмотря на проблемы из-за COVID-19, которые негативно сказались на многих отраслях, мировой рынок полупроводников показал сильный рост в 2020 году. По данным аналитической компании Omdia, выручка от продажи чипов увеличилась на 10,4% и достигла $473,3 млрд. Подъему способствовала востребованность компьютерных устройств и цифровой инфраструктуры на фоне ограничений и дистанционного уклада экономики в условиях пандемии.
Специалисты отмечают, что IV квартал прошлого года стал рекордным для полупроводникового рынка. Продажи микросхем в октябре-декабре достигли $130,6 млрд и превзошли предыдущий максимум в $130,4 млрд, зарегистрированный в третьей четверти 2018 года. В целом результаты во второй половине 2020 года были существенно сильнее, чем в первом полугодии, когда в отрасли царила глубокая неопределенность на фоне распространения пандемия по всему миру.
Расстановка сил между чипмейкерами остается стабильной. По данным Omdia, список семи крупнейших полупроводниковых компаний по объему продаж остается неизменным с 2016 года, хотя внутри рейтинга и были некоторые подвижки. В 2020 году в десятку ведущих чипмейкеров вошли те же компании, что и в 2019-м, за исключением ST Microelectronics, которая опустилась с восьмого на 12-е место, несмотря на почти 7%-ный рост полупроводниковой выручки в прошлом году.
Intel возглавила полупроводниковый рейтинг Omdia, а ведущие производители микросхем памяти Samsung Electronics, SK Hynix и Micron Technology расположились со второго по четвертое места. Также специалисты обратили внимание на 45%-ный рост продаж во второй половине 2020 года у крупнейших поставщиков мобильных процессоров Qualcomm и MediaTek. Тем не менее Qualcomm в 2020 году поднялась лишь на одну строчку вверх и заняла пятое место по выручке среди полупроводниковых компаний.
Характеризуя ситуацию в отдельных полупроводниковых категориях, аналитики отметили возвращение к положительной динамике сегмента памяти. Если в 2019 году продажи чипов DRAM и NAND Flash снизились на 37,2 и 24,6%, то в 2020-м на этих направлениях зарегистрировано увеличение на 6,7 и 24,3% соответственно.
Кроме того, рынок микропроцессоров (MPU) в 2020 году вырос на 12,4%, а продажи аналоговых полупроводников — на 9%. В то же время в сегменте чипов для автомобилей наблюдался спад: выручка сократилась на 4,4%. В конце 2020 года востребованность микросхем для автомобильной промышленности начала восстанавливаться, но чипмейкеры оказались не готовы к этому всплеску спроса, что впоследствии привело к нехватке производственных мощностей и дефициту поставок. В Omdia ожидают, что в 2021 году рынок автомобильных чипов вернется к позитивной динамике.
МТС проинвестировала в американского производителя ИИ-чипов $10 млн
По условиям сделки МТС станет эксклюзивным дистрибьютором продукции Kneron в России и будет использовать ее технологии в своих разработках.
Компания «Мобильные телесистемы» (МТС) сообщила об инвестиции в размере $10 млн в американскую компанию Kneron, разрабатывающую чипы для искусственного интеллекта (ИИ). Размер полученной МТС доли в Kneron не раскрывается. Инвестиции сделаны через «дочку» МТС — «Центр искусственного интеллекта МТС» (МТС ИИ).
МТС уже имеет собственные разработки в области искусственного интеллекта. Так, компания создала голосового помощника «Марвин», который доступен через мобильные приложения. На базе «Марвина» выпускались и «умные» колонки от МТС.
Компания Kneron основана в 2015 году выходцами из Тайваня Албертом Ли (Albert Liu) и Франком Чангом (Frank Chang). Компания базируется в Сан-Диего. Компания производит интегрированные программные и аппаратные решения с поддержкой искусственного интеллекта для интеллектуального «Интернета вещей», «умных домов», интеллектуального наблюдения, безопасности, мобильных устройств, робототехники и промышленного контроля.
За свою историю компания привлекла инвестиций на общую сумму $73 млн. В том числе в 2017 году в компанию вложилась группа инвесторов, включая Alibaba Enterpreneuners Fund, CDIB, Himax Technologies, Qualcomm, Thundersoft, Sequoia Capital и Cyzone. В 2018-м в компанию вложился фонд Horizons Ventures гонконгского магната Ка-шинг Ли (Ka-shing Li). Партнерами компании являются Arm, Qualcomm, Foxconn и другие компании.
По условиям соглашения, МТС станет эксклюзивным дистрибьютором чипов и технологий Kneron на территории России. Также МТС планирует создать собственную линейку устройств с поддержкой искусственного интеллекта на базе технологий Kneron.
Создание собственной линейки ИИ-чипов с использованием технологий Kneron и AI-reeady SoC (System-on-Chip) займет около года. Кроме того, стратегия «Центра искусственного интеллекта МТС» предусматривает создание консультационного совета из числа ведущих мировых экспертов в сфере искусственного интеллекта и открытие зарубежных хабов для поиска новых форматов международного сотрудничества в области искусственного интеллекта, для вывода продуктов компании на рынки других стран и поддержки выхода зарубежных игроков на российских рынок. Руководитель направления Industry X в России компании Accenture Антон Епишев отмечает, что сфера применения искусственного интеллекта, особенно в части компьютерного зрения, растет, что, в свою очередь, повышает требования к производительности устройств. При этом пользователям желательно, чтобы, например, обработка потокового видео происходила на оконечных устройствах без выгрузки в облако. Это приводит к росту спроса на такие решения, как предлагает Kneron, и инвестиции МТС в эту компанию можно назвать «дальновидными», считает Епишев.
Также МТС продает роботов-специалистов клиентского сервиса — автоматизированные диалоговые системы, которые позволяют взаимодействовать с клиентом без привлечения людей. В портфеле компании есть и виртуальный юрист — система автоматической работы с документами и управления жизненным циклом договоров Norma.
Российский рынок
Консорциум «Вычислительная техника» предложил Минпромторгу скорректировать критерии признания отечественным оборудования, выпускаемого российскими компаниями
Производители и разработчики вычислительной техники просят Минпромторг скорректировать требования для признания оборудования отечественным, допустив дальнейшее использование иностранных процессоров. Консорциум «Вычислительная техника» (АНО ВТ, отраслевой союз крупных российских производителей электроники) предложил Минпромторгу скорректировать критерии признания отечественным оборудования, выпускаемого российскими компаниями, пишет «Коммерсант». Статус необходим производителям для участия в госзакупках, требования к которым ужесточаются. Изменения предполагается закрепить в соответствующем постановлении правительства.
В одной из входящих в АНО ВТ компаний пояснили, что консорциум просит разрешить производителям оборудования использовать зарубежные процессоры при условии, что эти компании «вложат существенные средства в производство отечественных процессоров, создание собственных дизайн-центров микроэлектроники либо разработку программной среды для российских процессоров».
Объем инвестиций может быть установлен от 250 млн руб. на компанию, механизм обсуждается. Гендиректор АНО ВТ Светлана Легостаева подтвердила, что такая инициатива есть.
ИТ-отрасль просит власти России поддержать ее 64 разными способами из «Таблицы Шадаева»
В проект так называемого второго пакета мер господдержки российской ИТ-индустрии вошло 64 предложения, отобранных по итогам обсуждений в рабочих группах, объединивших свыше 200 экспертов почти из 150 отечественных технологичных компаний. Представление мер состоялось 18 марта 2021 года на встрече вице-премьера Дмитрия Чернышенко, курирующего в правительстве вопросы развития цифровой экономики, с представителями рынка.
Предложения были сгруппированы по девяти тематическим блокам: общесистемные меры, отечественные решения для бизнеса, электронные образовательные сервисы, электронные медицинские сервисы, отечественное офисное ПО и ОС, обработка данных и облачные сервисы, решения в области искусственного интеллекта, больших данных и «Интернета вещей», производство отечественных компьютерных игр и российского профессионального видеоконтента, решения в сфере информационной безопасности.
Как отметил на совещании руководитель рабочей группы по тематике обработке данных и облачным сервисам Павел Каплунов, гендиректор компании «РТК-ЦОД» (дочерняя структура «Ростелекома»), между собой сводную схему мер поддержки именуют «Таблицей Шадаева» — очевидно, по аналогии с периодической таблицей химических элементов Дмитрия Менделеева и с отсылкой к фамилии главы Минцифры Максута Шадаева.
ТЕХНОЛОГИИ
ASML разработала защиту фотошаблонов для фотолитографии в жестком ультрафиолетовом диапазоне (EUV)
Пелликулами называются ультратонкие прозрачные мембраны для защиты фотошаблонов от попадания на них частиц, приводящих к появлению дефектов в чипах.
В отсутствие пелликул производителям, уже использующим EUV, приходилось мириться с потенциально низким выходом годной продукции и увеличением затрат на очистку масок и тестирование пластин.
Создание защитных пленок, подходящих для EUV, потребовало много времени, поскольку предъявляемые к ним требования существенно отличаются от требований к пленкам для предыдущего поколения фотолитографии. Однако, как только они появятся на рынке, ожидается, что все производители полупроводниковой продукции, осваивающие или уже использующие EUV, интегрируют их в свои техпроцессы. Это позволит повысить процент выхода годной продукции и снизить ее стоимость.
Первые прототипы у ASML были готовы еще в 2016 году, но они имели невысокое светопропускание (78%). В прошлом году этот показатель удалось довести до 88%. Последние образцы характеризуются светопропусканием 90,6%. Кроме того, удалось существенно уменьшить коэффициент отражения и увеличить равномерность слоя.
По данным источника, пелликулы для EUV-литографии планируют предложить и другие участники рынка, помимо ASML.
Facebook представил концепт устройства, которое преобразует сигналы нервных окончаний на запястье в цифровые команды
Браслеты получат интеграцию с «умными» очками от Facebook, выход которых запланирован на 2021 год. Это позволит пользователю взаимодействовать с виртуальным и AR-мирами, которые проецируются через очки, с помощью движений кистей и пальцев.
Инновационная сити-ферма с сортоспецифичными режимами динамического светодиодного освещения
В рамках первого года работы научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего» российские ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН создали опытно-промышленную полностью автоматизированную вертикальную ферму с применением принципиально нового подхода — динамического светодиодного освещения с сортоспецифичными режимами. В отличие от существующих сегодня на рынке решений, ориентированных в основном на выращивание дорогих культур (ягоды, съедобные цветы, редкая зелень и т. д.), разработанный учеными инновационный комплекс позволяет вывести на уровень рентабельности даже такую культуру, как картофель, и производить безвирусный семенной материал в полностью контролируемых условиях, добиваясь до шести урожаев в год. Возможность получать стандартизованную продукцию стабильного качества и вне зависимости от природно-климатических условий уже сделала эту разработку востребованной среди крупных сельхозтоваропроизводителей.
Из-за сложной эпидемиологической ситуации технологические цепочки производства оказались нарушены во многих отраслях сельского хозяйства. Возрождение отечественной базы семеноводства стало приоритетом национальной продовольственной безопасности. Кроме того, вредители и погодные условия мешают получать стандартизированное сырье в нужном количестве каждый год. При этом выращивать в автоматизированных теплицах с экономической точки зрения эффективно только дорогостоящие культуры, такие как ягоды или зелень. Картофель, перец, томаты и масличные культуры, которые нужны потребителям в гораздо больших объемах, в эту группу не попадают.
Отвечая на вызовы современности, ученые ФИЦ Биотехнологии РАН представили первый экспериментальный образец автоматизированной вертикальной фермы — прикладной результат работы по проекту «Умная» сити-ферма», начатой в 2020 году. В центре Москвы на базе ФИЦ Биотехнологии РАН ученые вырастили оздоровленный исходный материал картофеля для дальнейшего размножения в поле. Технология полностью рентабельна и позволяет выращивать продукцию превосходного качества в индустриальном масштабе.
Комплекс для ускоренного воспроизводства семенного фонда сельскохозяйственных культур совмещает современные цифровые технологии и приемы органического земледелия. В вертикальной сити-ферме созданы контролируемые условия: динамическое освещение, система автоматического полива, воздух очищен от патогенов, а питательные вещества растение получает из специального субстрата. Уникальной особенностью инновационной фермы является индивидуально настраиваемое LED-освещение с разным спектральным составом, предпочтительным для конкретных сортов и для разных периодов роста растений.
Комплекс позволяет выращивать продукцию с заданными свойствами в контролируемых условиях в индустриальном масштабе более чем с 10-кратным превышением продуктивности с 1 кв. м в год. Это стало возможным благодаря раскрытию природного потенциала сортов в контролируемых условиях вертикальной фермы, которые не зависят ни от климата, ни от погоды, ни от рисков заражения семенного материала.
«Мы хотели создать, с одной стороны, универсальный, а с другой — многофункциональный инструмент, позволяющий раскрывать природный потенциал сортов, повысить их продуктивность и качественные показатели. Мы использовали природоподобные технологии и управляемое светодиодное освещение, не внося при этом каких-либо генетических модификаций. Наш комплекс опирается на обширную базу фундаментальных исследований ФИЦ Биотехнологии РАН и при этом экономически выгоден для промышленного выращивания востребованных культур. К тому же это полностью экологически безопасное и безотходное производство», — рассказал об исследовании руководитель проекта к. б. н. Василий Зотов.
Вертикальная ферма состоит из модульных стеллажей с автоматизированной системой многоканального светодиодного освещения и полива, а также из набора датчиков микроклимата и параметров субстрата. В настоящее время идет процесс формирования баз данных и анализ влияния управляемого освещения на выращивание различных культур — от стадии in vitro до получения саженцев и готовой с/х продукции. Изучается влияние контролируемого освещения на морфогенез и продукционный процесс (включая биосинтез вторичных метаболитов) у разных сортов растений, в том числе в последующих поколениях.
«Еще одной особенностью вертикальной фермы и разработанной нами технологии управляемой вегетации являются «пластичность» и универсальность: систему легко перестроить под конкретную задачу, подобрать и автоматически настроить необходимое освещение и другие параметры выращивания целевых растений — картофеля, свеклы или даже пшеницы. Существующие сегодня на рынке вертикальные фермы не предназначены для выращивания востребованных сельскохозяйственных культур — это экономически невыгодно, существующие технологии окупаются только для дорогих культур, например клубники. Наша же разработка полностью рентабельна и позволяет выращивать в промышленных масштабах культуры с низкой маржинальностью», — отметил старший научный сотрудник ФИЦ Биотехнологии РАН, специалист по развитию и агросопровождению проекта к. с.-х. н. Дмитрий Кравченко.
У проекта уже есть первые коммерческие заказы от крупных производителей сельскохозяйственных товаров и переработчиков картофеля. В планах ученых на следующий год — разработка технологии управляемой вегетации эфиромасличных и овощных культур (томат, перец).
Compound Photonics и GlobalFoundries вместе создадут первый в мире монолитный микродисплей для устройств дополненной реальности
Партнеры начинают разработку серии индивидуальных решений на платформе GF 22FDX, чтобы сделать гибкую архитектуру IntelliPix доступной заказчикам.
Компания Compound Photonics (CP), называющая себя лидером в области решений для микродисплеев для дополненной и смешанной реальности (AR/MR), и компания GlobalFoundries (GF), являющаяся ведущим контрактным производителем специализированной полупроводниковой продукции, объявили о стратегическом партнерстве.
Предметом совместной работы является выпуск IntelliPix — технологической платформы микродисплеев CP. По словам CP, эта платформа дает возможность потребителю получить доступ к голографической дополненной реальности в реальном времени, позволяя использовать более компактные и легкие очки дополненной реальности, которые служат дольше без подзарядки. Платформа IntelliPix впервые объединяет в однокристальном решении видеоканал с полностью интегрированной цифровой объединительной платой и схему управления пикселями размером до 2,5 мкм. Эта разработка CP реализована на лучшей в своем классе полупроводниковой платформе GF 22FDX.
Партнеры начинают разработку серии индивидуальных решений на платформе GF 22FDX, чтобы сделать доступной для заказчиков гибкую архитектуру IntelliPix, которая предоставляет программно-определяемый и масштабируемый набор функций. Как утверждается, платформа IntelliPix превосходит предыдущие платформы CP по скорости и имеет меньшее энергопотребление, и это сочетание качеств помогает раскрыть реальный потенциал панелей LCoS, micro-LED и будущих голографических систем.
Платформа может быть оптимизирована для каждого типа панели. В случае пикселей micro-LED схема управления IntelliPix-iDrive обеспечивает однородность изображения, компенсируя различия характеристик от пикселя к пикселю программно-определяемой схемой драйвера и интерфейсом MIPI. Конфигурация IntelliPix-vDrive с управлением напряжением или зарядом оптимизирована для работы с пикселями ЖК для амплитудной и фазовой/голографической модуляции света. При этом концепция OneChip IntelliPix устраняет традиционное разделение между цепями управления пикселями и драйвером дисплея, чем обеспечивается уменьшение размеров и энергопотребления.
Технологическую платформу микродисплеев IntelliPix можно сконфигурировать на разрешение до 2048×2048 пикселей и более. Появление первых коммерческих изделий на ее основе ожидается в 2023 году.
Новая технология искусственного интеллекта позволит смартфонам и планшетам генерировать трехмерные голограммы в режиме реального времени
Люди старшего поколения помнят различные видеоигры, основанные на голограммах, которые в 1980-х годах устанавливались в различных местах в виде популярных в то время полумеханических, полуэлектронных игровых автоматов. Естественно, большинство людей могло тогда предположить, что будущее окажется буквально наполненным более высококачественными голографическими играми и даже фильмами. И, как можно убедиться сейчас, такое будущее еще не настало в силу целого ряда причин. Тем не менее это будущее неотвратимо, и оно рано или поздно непременно наступит благодаря усилиям исследователей и инженеров, постоянно работающих в данном направлении.
Достаточно большой шаг, который значительно приближает момент наступления «трехмерного голографического будущего», сделали исследователи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT). Они, используя последние разработки в области искусственного интеллекта, создали систему, способную генерировать голографические изображения в режиме реального времени. Новый метод называют тензорной голографией. и он настолько нетребователен к вычислительным ресурсам, что может успешно работать на смартфоне, планшете или ноутбуке.
Отметим, что технологии голограмм, генерируемых компьютером, существуют уже достаточно давно. Однако для расчетов огромного количества физических величин при создании таких голограмм требуются вычислительные мощности достаточно серьезного суперкомпьютера. Почему так происходит? Для создания голографических изображений необходимо, чтобы каждая точка трехмерной сцены имела свою собственную глубину, поэтому практически невозможно применить алгоритмы, обрабатывающие всю сцену целиком. Каждый пиксель голограммы создается путем взаимодействия нескольких лучей света, имеющих определенную интенсивность, цвет, фазу и направление, и для расчета параметров каждого луча света используются сложные физические модели.
Если взять самый мощный из обычных потребительских компьютеров, то расчет одного статического голографического изображения может занять от нескольких секунд до нескольких минут, в зависимости от размеров и других параметров воспроизводимой сцены. Это время можно снизить, но при этом значительно пострадает качество голографического изображения, которое и так сейчас очень далеко от фотореалистичного.
Идея, реализованная исследователями из MIT, заключается в замене массы основанных на физических моделях расчетов работой искусственной нейронной сети, прошедшей через процесс предварительного специализированного обучения. Такая замена оказалась настолько эффективной, что с задачей преобразования трехмерной векторной сцены в полноценное голографическое изображение может справиться даже процессор современного смартфона в режиме реального времени.
Однако в настоящее время вычислительной мощности процессора смартфона хватает лишь на создание голографического изображения с уже приемлемой для восприятия частотой кадров. Лян Ши (Liang Shi), ведущий исследователь данного проекта, говорит о том, что их технология позволит уже через пять-десять лет сделать реальностью высококачественные голографические дисплеи. К этому времени вычислительные мощности смартфонов и компьютеров увеличатся настолько, что их с запасом будет хватать не только на генерацию голограмм, но и на остальные задачи, на расчет алгоритмов и физики, если речь идет об игре с голографическим интерфейсом, к примеру.
Помимо голографических дисплеев, по мнению исследователей, новый метод генерации трехмерных изображений может быть использован в технологиях виртуальной, дополненной реальности, трехмерной печати и т. п.
Samsung представил 3-нм чип 256-Мбит SRAM
На Международной конференции IEEE по твердотельным схемам (ISSCC) компания Samsung рассказала о новом шаге в направлении уменьшения технологических норм. Она представила кристалл памяти SRAM плотностью 256 Мбит, впервые изготовленный по нормам 3 нм.
В этой микросхеме нашла применение технология транзисторов Gate All Around (GAAFET), которая призвана сменить используемую сейчас технологию FinFET. Первые в мире 3-нм транзисторы GAAFET южнокорейский производитель изготовил в январе прошлого года.
Источник напоминает, что существует два варианта технологии GAAFET. В одном каналы выполнены виде «проводков», а во втором, который получил собственное название MBCFET Multi-Bridge Channel FET), каналы имеют форму плоских «мостиков».
В описываемой микросхеме используется технология MBCFET. Площадь кристалла равна 56 мм². Применение MBCFET позволило значительно уменьшить энергопотребление по сравнению с подобной микросхемой на транзисторах FinFET.
Ожидается, что новый 3-нм техпроцесс будет запущен в массовое производство в 2022 году.
Китайцы придумали, как сделать оптические диски емкостью 700 000 Гбайт
В качестве носителя они предлагают использовать нанокомпозитный материал, в состав которого входят хлопья оксида графена.
Ожидается, что к 2025 году общий объем данных, генерируемых во всем мире, достигнет 175 Збайт. Если записать такой объем на диски Blu-ray, стопка оказалась бы в 23 раза больше расстояния от Земли до Луны. Этот пример показывает, настолько острой является необходимость разработки технологий хранения, способных вместить такой объем данных.
Спрос на хранение постоянно растущих объемов информации привел к повсеместному внедрению центров обработки данных. Эти центры потребляют огромное количество энергии (около 3% мирового объема электроэнергии) и преимущественно используют жесткие диски, для которых характерна сравнительно небольшая емкость и ограниченный срок службы (в условиях центра обработки данных — до 3–5 лет). Многообещающей и экономичной альтернативой источник называет оптическое хранилище данных. Однако дифракционный предел ограничивает размер области на оптическом носителе, который можно использовать для хранения единицы информации, следствием чего является ограниченная вместимость оптических дисков.
Исследователи из USST (Шанхайский университет науки и технологий), университета RMIT и NUS (Национальный университет Сингапура), похоже, нашли способ преодолеть это ограничение. Используя в роли носителя нанокомпозитный материал, в состав которого входят хлопья оксида графена, они смогли существенно повысить плотность записи.
Полученный результат соответствует возможности записать 700 Тбайт данных на оптическом диске привычного диаметра 12 см. Это сравнимо с объемом 28 000 однослойных дисков Blu-ray. Немаловажно, что в разработке применяются недорогие лазеры непрерывного действия, что снижает эксплуатационные расходы по сравнению с традиционными методами оптической записи, в которых используются более дорогие и громоздкие импульсные лазеры.
Хотя о практическом применении технологии пока говорить рано, уже известно, что она подходит для массового производства оптических дисков, поэтому потенциал ее огромен.
Разработка также имеет потенциал применения в оптической литографии наноструктур в углеродных чипах, которые крайне необходимы для нанофотонных устройств следующего поколения.
«Заходит как-то жидкий кристалл в оптический резонатор»: новое исследование Сколтеха по моделированию перспективных оптоэлектронных устройств
Рисунок. Изображение: Лаборатория фотоники в Сколтехе
Исследователи Сколтеха и их коллеги из Великобритании и Польши предложили фотонное устройство, состоящее из двух оптических резонаторов на жидких кристаллах, и исследовали оптические свойства этой системы, которую в перспективе можно будет применять в оптоэлектронных и спиноптронных устройствах следующего поколения. Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review B.
Простейший оптический резонатор состоит из двух расположенных друг напротив друга зеркал, между которыми происходит отражение света. Если вы оказались между двух зеркал, то увидите бесконечное количество своих отражений, а если в гораздо меньший по размеру, но чуть более сложный зеркальный резонатор поместить жидкий кристалл, например, кристалл экрана компьютера и смартфона, эффект окажется еще интереснее. Ориентацию молекул жидкого кристалла можно менять, воздействуя на них с помощью электрического тока. В данной работе исследователи использовали этот эффект, что позволило им не только управлять характеристиками светового излучения внутри резонатора, но и в некотором смысле при помощи фотонов «смоделировать» работу привычных электронных устройств.
«Сегодня один из главных трендов в физике — это переход от традиционных электронных вычислительных систем к фотонным, что позволит не только значительно увеличить скорость обработки и передачи информации, но и существенно сократить энергопотребление. Именно поэтому в настоящее время огромный интерес у исследователей вызывают различные типы настраиваемых фотонных архитектур, имитирующих свойства их электронных аналогов», — рассказывает первый автор статьи студент магистратуры Сколтеха Павел Коханчик.
Павел Коханчик, профессор Сколтеха Павлос Лагудакис и их коллеги решили проверить, что произойдет, если два оптических резонатора с жидкими кристаллами разместить очень близко — всего в нескольких микрометрах друг от друга. Исследователи предположили, что у такого двойного микрорезонатора появятся новые свойства, отличные от тех, что присущи отдельному жидкокристаллическому микрорезонатору, которому было посвящено недавнее исследование, проводившееся в сотрудничестве с коллегами из Варшавского университета.
Оказавшись запутанными благодаря общему «бассейну» фотонов, резонаторы начинают вести себя подобно двум маятникам. Если маятники находятся на малом расстоянии друг от друга, они начинают двигаться синхронно и с одинаковой частотой. Исследователи установили, что в подобном случае у света появляются новые свойства, изучением которых занимается топологическая физика. Поскольку эти свойства поддаются тонкой настройке, созданное устройство позволяет имитировать большее количество физических систем как для целей фундаментальных исследований, так и для практических применений.
«Наша работа — лишь один маленький шаг в освоении огромной области исследований, посвященной изучению фотонных аналогов электронных твердотельных систем. За фундаментальными исследованиями непременно последует новый этап, целью которого станет миниатюризация этих устройств, серийное производство устройств на кристалле, а затем их интеграция в устройства повседневного использования. Но пока все это представляется лишь очень отдаленной перспективой», — отмечает Павел Коханчик.
Ученые планируют создать экспериментальную модель двойного жидкокристаллического резонатора для демонстрации богатого спектра физических свойств и эффектов, описанных в статье, а также продолжить исследование аналогичных систем с двойными микрорезонаторами, в том числе в режиме сильной связи между светом и веществом.
Работа проводилась с участием ученых Саутгемптонского университета (Великобритания) и Института экспериментальной физики Варшавского университета (Польша).
Исследователи из Дрездена разработали новую структуру OLED
Исследователи из Технического университета Дрездена (TUD) разработали новую структуру OLED, в которую добавлены вертикальные органические транзисторы с проницаемой базой (OPBT). Новая структура получила название «светоизлучающий транзистор с органической проницаемой базой», или OPB-LET.
В новой конструкции удачно сочетаются функции высокоэффективного переключающего элемента и органического излучателя. OLED-транзисторы (OLET) — это трехполюсные приборы, в которых тонкопленочный транзистор объединен со светодиодом. В отличие от предыдущих OLET, OPB-LET предлагает высокую производительность благодаря проницаемому базовому электроду, расположенному в центре устройства. Электрод формирует характерную оптическую микрополость, управляющую инжекцией и транспортировкой носителей заряда.
Исследователи сообщают, что структура обеспечивает высокий КПД (до 24,6% EQE), высокую яркость (до 12 513 кд/м2) и низкое управляющее напряжение (менее 5,0 В). Это сопоставимо с параметрами современных приборов OLED, но в OPB-LET уже встроены низковольтные управляющие транзисторы.
Законодательство
С 1 июля в России смогут штрафовать до 200 тысяч рублей за продажу устройств без предустановленных российских программ
Президент подписал закон, которым статья 14.8 Кодекса об административных правонарушениях дополняется частью 6, устанавливающей административную ответственность за продажу отдельных видов технически сложных товаров (смартфонов, компьютеров, ТВ) с предварительно установленными программами без обеспечения возможности использовать предварительно установленные программы, странами происхождения которых являются РФ или другие государства — члены Евразийского экономического союза.
Федеральный закон вступает в силу с 1 июля 2021 года.
Штрафы за указанное нарушение для должностных лиц составят от 30 тысяч до 50 тысяч рублей, для юридических лиц — от 50 тысяч до 200 тысяч рублей.
В РФ создается комиссия по научно-технологическому развитию
Президент РФ подписал указы от 15.03.2021: № 143 «О мерах по повышению эффективности государственной научно-технической политики» и № 144 «О некоторых вопросах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию».
Напомним, в начале февраля Владимир Путин поручил подготовить новую государственную программу научно-технологического развития. Он также предложил существенно изменить формат работы и принципы формирования Совета по науке и образованию, включить в его состав членов правительства и Совета Безопасности РФ.
Указ № 143 возлагает на Совет при президенте по науке и образованию функции по определению стратегических целей, задач и приоритетов научно-технологического развития РФ, а также по принятию решений о разработке и реализации правительством важнейших инновационных проектов государственного значения. Также указом постановляется создать в качестве постоянно действующего органа при правительстве Комиссию по научно-технологическому развитию России.
23 октября, 2024
2 ноября, 2018
12 августа, 2016