Directronica май 2020
ЭКОНОМИКА
Рейтинговое агентство Fitch ухудшило прогноз падения мирового ВВП в 2020 году
Международное рейтинговое агентство Fitch ухудшило прогноз падения мирового ВВП в 2020 году до 4,6% по сравнению с ранее ожидавшимся снижением на 3,9%, передает «Интерфакс».
ВВП зоны евро снизится в этом году на 8,2% (ранее — на 7%), сказано в прогнозе. Оценки изменения объемов экономик Китая, США, Японии, Австралии, Южной Кореи и ЮАР остались на прежнем уровне. Ожидается, что ВВП КНР увеличится на 0,7%, американская экономика упадет на 5,6% и японская — на 5%.
Эксперты Fitch отмечают, что ни одна страна и ни один регион не смогут избежать разрушительных для экономики последствий пандемии. Снижение ВВП России пересмотрено до 5% с ранее предполагавшихся 3,3%. В предыдущем докладе, обнародованном Fitch 2 апреля, ожидалось, что спад в российской экономики в этом году составит 1,4%.
Прогноз для России агентство ухудшило наряду с другими развивающимися рынками, отметив, что падение цен на сырье, отток капитала и более ограниченная по сравнению с развитыми странами гибкость политики усугубляют негативные последствия мер, принимаемых для сдерживания пандемии. Например, для Бразилии прогнозируется падение с 4 до 6%.
В апреле агентство Fitch сообщило, что из-за коронавируса ожидает в 2020 году в мировой экономике рецессию «беспрецедентной глубины» для послевоенного периода.
Прогноз снижения мирового ВВП предполагает потерю $4,5 трлн по сравнению с прогнозом Fitch для глобальной экономики на текущий год, сделанным до пандемии коронавируса.
ВВП России в апреле рухнул на 12%
В апреле ВВП России упал на 12% в годовом выражении, сообщило Минэкономики. Об этом говорится в «Картине деловой активности», опубликованной на сайте ведомства. Падение экономики за январь-февраль оценивается на уровне 1,9%.
Минэкономики отмечает, что с 30 марта в России был введен нерабочий период для борьбы с коронавирусом. Кроме того, сохранялась «негативная внешнеэкономическая конъюнктура» и карантинные меры в странах, которые являются торговыми партнерами.
Больше всего спрос упал в тех секторах экономики, которые ориентированы на не потребительский спрос. Объем платных услуг, которые были предоставлены населению, упал на 37,9%. В марте этот показатель составлял –5,4%. Падение связано с ограничением работы предприятий в сфере досуга, культуры, спорта и бытовых услуг, отметило ведомство.
По предварительной оценке Росстата, в первом квартале ВВП России вырос на 1,6%. По оценке Минэкономики, экономический рост составил 1,8%. Во втором квартале ведомство ожидает падения не менее чем на 9,5%, писал «Интерфакс». ЦБ спрогнозировал снижение ВВП во втором квартале 2020 года на 8%, а по итогам года — падение на 4–6%. Международное рейтинговое агентство Fitch ожидает падения ВВП России на 5% в 2020 году.
Власти не будут обнулять НДС для российской радиоэлектроники
Аппарат Правительства поставил крест на идее снизить до нуля НДС для российских производителей радиоэлектронной продукции. В понимании чиновников отрасль нужно поддерживать в рамках тематических госпрограмм. При этом сама отрасль от этой идеи также была не в восторге.
Как стало известно CNews, появившаяся без малого два месяца назад идея полностью избавить российских производителей радиоэлектроники от налогового бремени понимания в Правительстве не нашла. «Установление налоговой ставки НДС в размере 0% в отношении операций по реализации радиоэлектронной продукции, включенной в реестр, по существу будет являться субсидированием организаций, осуществляющих реализацию соответствующей радиоэлектронной продукции из федерального бюджета на сумму налога на добавленную стоимость», — говорится в заключении заместителя председателя Правительства — руководителя аппарата Правительства Дмитрия Григоренко.
«Полагаем, что поддержку за счет средств бюджетов бюджетной системы Российской Федерации целесообразно осуществлять в рамках реализации соответствующих государственных программ, что позволит обеспечить эффективный контроль за использованием федеральных средств, — добавляет чиновник. — Учитывая изложенное, Правительство Российской Федерации законопроект не поддерживает» (копия документа имеется в распоряжении редакции).
По сути это означает, что будущего у описанной законодательной инициативы больше нет. По данным CNews, в контексте появления вышеописанного документа в Минопромторге уже также пришли к идее «не поддержать законопроект в рабочем порядке».
На сайте Госдумы инициатива обнуления НДС на данный момент находится в статусе предварительного рассмотрения. Вышеупомянутый отзыв аппарата Правительства в системе пока не опубликован.
Описанная идея обнуления НДС принадлежит члену Совета Федерации Алексею Дмитриенко. Свое предложение на рассмотрение в Госдуму он внес 3 марта 2020 года. В пояснительной записке к документу говорится, что он затрагивает статью 164 Налогового кодекса нашей страны.
«Для идентификации российской радиоэлектронной продукции будет создан “сводный реестр российской радиоэлектронной продукции”, порядок формирования и ведения которого будут определяться в соответствии с федеральным законом от 31 декабря 2014 года № 488-ФЗ “О промышленной политике в Российской Федерации”, — сообщает автор. — Снижение ставки НДС до 0% при производстве российской радиоэлектронной продукции будет существенной мерой поддержки российским производителям радиоэлектронной продукции».
Аргументируя свою позицию, Дмитриенко говорит, что по данным сайта госзакупок общий объем приобретения радиоэлектронной продукции госорганами и компаниями с госучастием в 2016 году составил 608 млрд руб., включая российскую радиоэлектронику в объеме 200 млрд руб. (33%). В 2017 году расходы бюджета по этой статье составили 634 млрд руб. с долей отечественной радиоэлектронике в объеме 148 млрд руб. (23%). В 2018 году речь уже шла о 719 млрд. руб. с долей российской радиоэлектронике в объеме 127 млрд руб. (18%).
«Указанные данные показывают, что на рынке радиоэлектронной продукции при осуществлении государственных закупок и закупок компаний с государственным участием происходит снижение доли закупаемых российских товаров, — подчеркивал автор законопроекта. — В связи с этим необходимы дополнительные меры по стимулированию производства российской радиоэлектронной продукции».
Ссылаясь на экспертные оценки, Дмитриенко указывал, что общий объем госзакупок радиоэлектронной продукции в 2020 году превысит 1 трлн руб. и далее будет в среднем ежегодно увеличиваться на 7–10%.
«При этом снижение НДС до 0% в течение 10 лет позволит российским производителям радиоэлектронной продукции только при поставках продукции в государственные закупки и закупки госкомпаний дополнительно получать финансовое преимущество в сравнении с иностранной продукцией, которое может составить в год не менее 21,7 млрд руб., — отмечает автор инициативы в сопроводительных документах. — Таким образом, благодаря предложенной мере поддержки за 10 лет дополнительные финансовые преимущества для производителей российской радиоэлектронной продукции могут составить более 200 млрд руб.».
Идею не поддержали не только чиновники
Необходимо отметить, что рассматриваемая инициатива самим рынком также была воспринята неоднозначно. В частности, исполнительный директор Ассоциации российских разработчиков и производителей электроники (АРПЭ) Иван Покровский в начале марта 2020 года в разговоре с РБК сообщил, что в своем отзыве Ассоциация назвала обнуление НДС на радиоэлектронику нецелесообразной мерой, поскольку основной объем продукции российских предприятий электронной промышленности закупается корпоративными заказчиками, которые оплачивают НДС с полной стоимости своей продукции или услуг.
«Льгота не приведет к созданию конкурентных преимуществ для предприятий отрасли, так как корпоративные заказчики не смогут зачесть входящий НДС», — указал он. По словам Покровского, заказчик вычитает НДС, включенный в цену закупаемой им продукции, из 20% НДС со своих продаж. Если российское электронное оборудование будет продаваться без НДС, корпоративный заказчик все равно оплатит его, только не своему поставщику, а напрямую государству.
Выборочное снижение НДС на продукцию предприятий одной отрасли «будет чрезвычайно сложно администрировать в условиях смешанных закупок продукции российского происхождения и импортной», считают в АРПЭ. В итоге значительно вырастут административные издержки и риски, что приведет к снижению привлекательности отрасли для стратегических инвесторов, утверждают в ассоциации.
РЫНОК
Мировой рынок
Что ждет полупроводниковый рынок в 2020 году?
В первом квартале 2020 года отраслевая организация World Semiconductor Trade Statistics (WSTS) зарегистрировала 3,5%-ное снижение на мировом рынке полупроводников. Большинство чипмейкеров осторожны в прогнозах на вторую четверть и ожидают снижение выручки по сравнению с январем — мартом. Специалисты исследовательской компании Semiconductor Intelligence изучили взгляды коллег-аналитиков на перспективы полупроводниковой отрасли и поделились своей точкой зрения на этот счет.
Из-за продолжающейся пандемии COVID-19 прогнозы в отношении мировой экономики весьма хаотичны. Как следствие, перспективы полупроводниковой отрасли тоже довольно неопределенны. Неудивительно, что аналитики сильно расходятся в своих ожиданиях в отношении рынка чипов.
По данным Semiconductor Intelligence, наиболее оптимистичный сценарий развития отрасли — рост на 7,6% — предполагает модель Cowan LRA, разработанная аналитиком Майком Коуэном (Mike Cowan). Эта модель основана на анализе исторических тенденций и не учитывает текущие события, такие как COVID-19.
Эксперты Omdia ожидают рост полупроводникового рынка на 2,5%, а в Gartner полагают, что прибавка будет минимальной — в пределах 0,9%. Прогноз консалтинговой компании McKinsey предусматривает сокращение отрасли в диапазоне 5–15% (в среднем — на 10%). В IC Insights и IDC предсказывают снижение примерно на 4%, а наиболее пессимистичной оценки придерживаются в IBS, прогнозируя почти 12%-ный спад.
В Semiconductor Intelligence считают более вероятной негативную динамику и ожидают сокращения рынка на 6%.
Специалисты отмечают, что на общем мрачном фоне светлым пятном в полупроводниковой отрасли остается сегмент микросхем памяти. Аналитики Gartner полагают, что продажи чипов DRAM и NAND flash в 2020 году увеличатся на 14%. Вице-президент по исследованиям Gartner Ричард Гордон (Richard Gordon) ранее заявил, что прогноз на 2020 год мог бы быть хуже, если бы не сегмент памяти, который поможет предотвратить резкое снижение.
В Omdia тоже считают, что чипы DRAM и NAND flash спасут отрасль от обвала. Прогноз этих специалистов предусматривает, что без учета сегмента памяти полупроводниковый рынок уменьшится в объеме на 5%.
В Semiconductor Intelligence полагают, что восстановление отрасли будет проходить по более плавной U-образной траектории, а не резким V-образным скачком. После существенного снижения во втором квартале наступит период относительной стагнации, который продлится до конца 2020-го. Возвращение к позитивной динамике ожидается в первой половине 2021-го, а по итогам всего следующего года рынок может вырасти на 10–15%.
Ведущие производители аналоговых ИС укрепили позиции в 2019 году
Крупнейшие производители аналоговых интегральных схем (ИС) продолжают укреплять свои позиции. По данным аналитической компании IC Insights, в 2019 году десять ведущих чипмейкеров, специализирующихся на аналоговых ИС, в сумме выручили $34,2 млрд. Их вклад в общий оборот на рассматриваемом рынке, который в минувшем году измерялся $55,2 млрд, составил 62%. Для сравнения: в 2018 году совместная рыночная доля десяти крупнейших производителей аналоговых ИС была на два процента ниже — 60%.
Texas Instruments прочно удерживает лидерство по продажам аналоговых ИС. В прошлом году американская компания заработала на этой продукции $10,2 млрд, что соответствует рыночной доле в 19%. Хотя продажи аналоговых ИС Texas Instruments сократились на $600 млн по сравнению с 2018-м, компания более чем в 10 раз опередила по выручке японскую соперницу Renesas, которая замкнула топ-10 производителей аналоговых чипов.
Аналитики добавили, что в минувшем году сегмент аналоговых ИС принес порядка 75% всей полупроводниковой выручки Texas Instruments, которая составила $13,7 млрд. Наибольшую прибыль обеспечили чипы для промышленного оборудования, смартфонов и другой персональной электроники, а также автомобильных систем.
Второе место в составленном IC Insights рейтинге заняла компания Analog Devices (ADI). В 2019 году она заработала на аналоговых ИС $5,2 млрд, или 10% от суммарного результата на рынке. В разбивке по сценариям использования наибольшую долю в выручке ADI заняли аналоговые ИС для промышленного применения (50%), связи (21%), автомобильного сектора (16%) и потребительского сегмента (13%).
Европейские производители аналоговых ИС — Infineon, STMicroelectronics и NXP — расположились в десятке на третьей, четвертой и шестой позициях. Совместно они контролировали 18% мирового рынка аналоговых чипов, на 2% больше, чем в 2018 году. Вклад Infineon в деньгах составил около $3,8 млрд (доля 7%), STMicroelectronic — $3,3 млрд (6%), а NXP — $2,6 млрд (5%).
Американская компания Skyworks Solutions опустилась в списке на строчку вниз и заняла 5-е место, пропустив вперед STMicroelectronics. Это произошло на фоне падения выручки Skyworks на 13%, до $3,7 млрд. Одной из причин регресса стала торговая война США и КНР, говорят аналитики.
На местах с 7-го по 9-е расположились Maxim, ON Semiconductor и Microchip. Их вклад в выручку на мировом рынке аналоговых ИС колебался между 4 и 3%.
Huawei пересядет на чипы MediaTek и опустит рыночную долю Qualcomm
Этот шаг Huawei заметно усилил позиции MediaTek и позволил ей успешнее конкурировать с Qualcomm.
Для того чтобы уйти от недавних санкций США, Huawei планирует активно использовать платформы MediaTek в своих смартфонах. Кроме того, появлялась информация о том, что Huawei и MediaTek планируют новый и намного более тесный союз, чем прежде.
Ранее 70–80% смартфонов Huawei использовали однокристальные системы HiSilicon, но уже в этом году ситуация изменится, так как китайская компания ищет альтернативу Kirin. По имеющимся данным, количество заказов на однокристальные системы MediaTek для смартфонов Huawei уже увеличилось более чем на 300%.
MediaTek занимает второе место после Qualcomm на рынке производителей однокристальных систем для смартфонов, новый контракт с Huawei заметно усилил позиции MediaTek. Ожидается, что чипы MediaTek появятся в мобильных телефонах Huawei среднего и высокого класса. В прошлом Huawei использовала чипы MediaTek только в смартфонах низкого и среднего уровня.
Однако за последнее время MediaTek представила несколько новых однокристальных систем с поддержкой 5G и планирует расширять свое портфолио.
Российский рынок
Новый век начинается
Статья президента «РБА-Групп» и основателя ГК «Компэл» Бориса Рудяка в ежегоднике «Живая электроника России — 2020».
«Целью, ради которой я взялся писать эту статью, является желание сделать попытку определить те изменения в нашей жизни, которые произойдут».
Эксперты обсудили влияние пандемии COVID-19 на радиоэлектронную отрасль
Ведущие эксперты радиоэлектронной отрасли России обсудили меры господдержки производителям радиоэлектронной продукции, а также влияние пандемии COVID-19 на предприятия отрасли. Обсуждение состоялось в ходе Экспертного совета по развитию электронной и радиоэлектронной промышленности при Комитете Госдумы по экономической политике, промышленности, инновационному развитию и предпринимательству. Заседание прошло в формате видеоконференции под председательством индустриального директора радиоэлектронного комплекса госкорпорации «Ростех» Сергея Сахненко.
Участники рассмотрели вопросы кооперации предприятий в рамках выполнения гособоронзаказа на фоне пандемии коронавируса, провели анализ выявленных случаев закупок иностранной продукции при участии в конкурсных процедурах отечественных производителей, а также проанализировали нормативно-правовые инициативы и эффективность антикризисных мер, направленных на поддержку радиоэлектронной промышленности.
«Сегодня на государственном уровне принимаются конкретные меры поддержки отечественной экономики в сложившихся условиях. Мы как отраслевое сообщество должны держать заданный темп и оказывать экспертную поддержку этих инициатив на местах. Сразу несколько наших предложений были одобрены на заседании Бюро Союзмаша и отправлены на рассмотрение в Правительство, в частности — о предоставлении предприятиям субсидий, направленных на создание страховых запасов микроэлектронной продукции, применяемой в ОПК и ракетно-космической отрасли», — отметил председатель Экспертного совета, индустриальный директора радиоэлектронного комплекса госкорпорации «Ростех» Сергей Сахненко.
В мероприятии приняли участие представители федеральных органов исполнительной власти, госкорпорации «Ростех», Союза машиностроителей России, холдинга «Росэлектроника», концерна «Автоматика», Национального центра информатизации, АО «Алмаз-Антей», АО «Российские космические системы».
Заседание состоялось при поддержке Координационного совета разработчиков и производителей радиоэлектронной аппаратуры, электронной компонентной базы и продукции машиностроения Союза машиностроителей России.
Промышленность-2020: приглашение к форсайту
Пандемия дестабилизировала мировую экономическую и промышленную систему, сегодня это уже свершившийся факт. Состояние неопределенности усугубляется для России с ее уже ставшей привычной пятилеткой санкций, проблем с привлечением инвестиций, слабым ростом в производстве новой, куда более сильной триадой: эпидемия, падение цен на нефть и обвал национальной валюты.
Эта статья — предложение профессиональному сообществу сделать своеобразный аудит состояния своих отраслей и направлений деятельности, поставщиков и потребителей продукции, внутренней конкуренции и уровня развития в глобальном разрезе. Чтобы понимать, как развиваться в состоянии неопределенности, нам всем нужна трезвая оценка существующего положения. Поэтому временные рамки данного исследования — время до начала кризиса, то есть начало этого года, и по возможности — знаковые события текущего момента и прогноз на окончание этого года. Почему «по возможности»? Потому что задача этого анализа как раз и заключается в дальнейшем построении прогноза, это, как и следует из заголовка, приглашение к более обоснованному форсайту, подготовка его основания. В основной части будет предложен анализ инжиниринговой деятельности в стране в сегменте промышленного инжиниринга (всё сказанное ниже не относится к гражданскому строительству, их давно пора полностью разделить), а также в связанных направлениях промстроительства, технологического и цифрового развития промышленности.
Светильники оказались в диодской ситуации
Российские производители светодиодов и оборудования на их основе пожаловались правительству, что Китай благодаря демпингу продолжил наращивать долю рынка на фоне пандемии. Компании просят регуляторной поддержки и интеграции с реестром отечественной радиоэлектроники, что даст преимущества при госзакупках. В случае введения протекционистских мер на рынок готовы выходить крупные производители электроники, например GS Group.
ТЕХНОЛОГИИ
Macronix начнет серийное производство высокоплотной 48-слойной 3D NAND в третьем квартале
Через месяц-другой клуб производителей флэш-памяти 3D NAND пополнится еще одной компанией ― тайваньским производителем Macronix International. В интервью сайту DigiTimes глава Macronix заявил, что в третьем квартале клиентам компании начнутся поставки опытных партий 48-слойной 3D NAND. Тогда же стартует массовое производство этой продукции. О самом интересном источник умалчивает. Технология Macronix значительно отличается от всех существующих.
Этот тайваньский разработчик и производитель флэш-продукции собирается выпускать 3D NAND по своей собственной технологии, которая минимум на треть плотнее с точки зрения размещения ячеек памяти, чем актуальные технологии производства 3D NAND всех остальных компаний. Остается интригой, насколько меньше будет площадь кристалла у 3D NAND-памяти Macronix или насколько больше будет объем памяти ее кристаллов.
Технология 3D NAND Macronix с высокоплотной структурой SGVC, или single-gate vertical channel (вертикальный канал с одним затвором), предполагает разделение каждой круговой ячейки в вертикальном стеке на две независимые ячейки памяти. На основе лицензии на эту технологию компания Kioxia (ранее она называлась Toshiba Memory) в прошлом году начала разрабатывать память Twin BiCS Flash. Если Macronix сдержит свое обещание вскоре начать поставки образцов 48-слойной 3D NAND, подробно об этой памяти мы услышим на августовском саммите разработчиков флэш-памяти.
Ученые научили компьютер предсказывать сложную динамику кубитов
Сотрудники лаборатории квантовой теории информации МФТИ впервые разработали универсальный инструментарий, позволяющий по результатам измерений над квантовой системой «выучить» неизвестное окружение системы и предсказать динамику квантовой системы под действием внешнего управления. Результаты исследования опубликованы в престижном журнале Physical Review Letters.
Для практической реализации квантовых вычислений требуется решить сложную задачу: эффективно управлять динамикой квантовых битов (кубитов) при наличии внешних шумов. Если бы кубиты были идеально изолированы от окружения, то шумов бы не было, однако и воздействовать на эволюцию кубитов было бы невозможно, а значит, было бы невозможно выполнить ни один протокол обработки квантовой информации. «Открытость» кубитов к контролирующим воздействиям делает их уязвимыми как к шумам управления, так и шумам, вызванным неизбежным взаимодействием с окружающими квантовыми объектами (например, примесями и паразитными модами излучения). Особую опасность представляют шумы немарковского типа, то есть шумы, в которых проявляются «эффекты памяти». Их действие на кубиты зависит от всех предыдущих состояний кубитов, а значит, учесть или компенсировать их влияние довольно затруднительно. Такие шумы в той или иной степени присутствуют во всех современных прототипах квантовых компьютеров, что делает борьбу с ними особенно актуальной.
Единственный практический способ извлечь информацию о квантовой системе — измерить ее, но здесь в дело вступает фундаментальный закон о невозможности извлечения информации без возмущения квантовой системы. При выполнении измерения над системой происходит «коллапс» волновой функции, в результате чего состояние системы после измерения фактически никак не связано с состоянием до измерения; теория дает предсказание лишь для вероятности обнаружить систему в некотором новом состоянии. Поэтому для «восстановления» состояния квантовой системы проводят много различных измерений, чтобы собрать достаточно статистической информации. Этот статистический метод называется томографией квантовых состояний и требует значительных ресурсов как по проведению эксперимента, так и по обработке собранных данных.
Ученые экспериментально доказали, что плоское зеркало может фокусировать свет
Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Тайваня и Испании впервые экспериментально подтвердили ранее предсказанный ими эффект «плоского фокусирующего зеркала». Простота получения и физические свойства делают этот эффект перспективным для применения в микроэлектронике, фотонике, в системах на чипе, в которых одна микросхема выполняет функции целого устройства. Результаты исследования представлены в журнале Scientific Reports (IF: 4,525; Q1).
Теоретически возможность существования эффекта плоского фокусирующего зеркала на основе фотонной струи, формируемой в режиме «на отражение», была обоснована в нескольких ранее опубликованных статьях.
«Зеркала используются для фокусировки излучения. Самый банальный пример — простой фонарик. Свет, исходящий из него, фокусируется как раз за счет зеркала, но оно параболической формы. Обычное плоское зеркало излучение не фокусирует. Но оказалось, что это можно изменить, причем крайне простым способом», — говорит руководитель проекта, профессор отделения электронной инженерии ТПУ Игорь Минин.
«Заставить» плоское зеркало фокусировать свет можно с помощью микроразмерной частицы из диэлектрического материала, например, стекла.
«В экспериментах мы использовали частицы прямоугольной формы, но в целом форма непринципиальна. Когда свет падает на эту частицу, отраженное излучение фокусируется в виде фотонной струи. Собственно, мы и получаем фокусировку. Сейчас нам удалось это подтвердить экспериментально», — поясняет Игорь Минин.
По словам ученого, на практике этот подтвержденный эффект упрощает использование плоских зеркал для фокусировки.
«Нам не нужно менять форму зеркала, да и весь процесс фокусировки крайне прост: нам нужны только зеркало, частица диэлектрика и источник излучения. При этом важно, что мы можем использовать зеркало очень маленького размера, сделать в тех же параметрах искривленное зеркало гораздо проблематичнее. Поэтому его можно использовать в миниатюрных устройствах и за счет простой формы его легко совмещать с другими элементами. Это преимущества не только по сравнению с искривленными зеркалами, но и другими методами фокусировки», — говорит профессор.
В дальнейшем исследователи планируют продолжить работу и провести исследования по использованию этого эффекта, например, для манипуляции наночастицами и передачи оптической информации.
Добавим, исследование проводится в сотрудничестве с учеными из Национального университета Ян-Мин (Тайвань), Каталонского института исследований и углубленных исследований (ICREA) Университета Барселоны и Политехнического университета Каталонии и Томского государственного университета.
Структура из графена и нитрида бора может стать основой альтернативной электроники — волитроники
Для увеличения эффективности работы современных микросхем ученые стараются сделать их компоненты как можно меньше. Однако уменьшать размер компонентов до бесконечности не позволяют физические ограничения, поэтому исследователи ищут альтернативные подходы к повышению производительности таких устройств, основанные на других физических принципах.
Японские исследователи описали в различных конфигурациях гетероструктуру, состоящую из двухслойного графена и гексагонального нитрида бора, и нашли способ управлять ее симметрией и связанным с ней параметром — кривизной Берри. Такой материал может найти применение в перспективном направлении квантовой электроники — волитронике. Результаты работы опубликованы в журнале Physical Review B.
Одно из новых направлений на замену традиционной электронике — волитроника, в которой в качестве нулей и единициспользуются минимумы энергии — долины — электронов проводимости. Присутствие электрона в той или иной долине кодирует нуль или единицу. Электроны также могут перемещаться между долинами под действием квантового эффекта Холла, заключающегося в квантовании напряжения при протекании тока по образцу. Когда физики открыли этот вид эффекта Холла, они считали, что его движущая сила — сильное магнитное поле.
Однако последующие исследования показали, что всему виной кривизна Берри — искусственный магнитный поток внутри материала, который создается благодаря движению заряженных частиц внутри кристаллической решетки. В отличие от магнитного поля, которое действует на материал извне, кривизна Берри действует изнутри, заставляя электроны в материале перескакивать между долинами. Этот параметр зависит в первую очередь оттого, нарушается ли в материале симметрия относительно обращения времени и инверсии координат. Чем сильнее наблюдаемое нарушение этих симметрий, тем выше кривизна Берри и сильнее квантовый эффект Холла.
Один из перспективных материалов для волитроники, в котором наблюдается высокая степень нарушения симметрии относительно инверсии координат — двухслойный графен. Однако этот материал оказался крайне чувствителен к примесным атомам, которые могут попадать в него из внешней среды. Для защиты двухслойного графена ученые ранее предложили использовать монослои гексагонального нитрида бора, которые, как и графен, состоят из связанных между собой шестиугольников. Благодаря полярности связей бора с азотом слой BN может отталкивать атомы примесей, препятствуя их сорбции графеном. Но до сих пор оставалось неясным, как добавление этих дополнительных слоев влияет на кривизну Берри двухслойного графена.
Физики Японского национального института передовых промышленных наук и технологий под руководством старшего преподавателя Манохарана Муруганатана (Manoharan Muruganathan) исследовали гетероструктуры, состоящие из двух слоев графена и одного или двух слоев нитрида бора. Авторы экспериментировали с положением этих слоев друг относительно друга, в результате чего получали различные значения полярности и кривизны Берри. Исследователи показали, что для системы, в которой двухслойный графен помещен на монослой гексагонального нитрида бора, наблюдается повышение кривизны Берри, возникающее из-за нарушения симметрии инверсии координат. Этот экспериментальный факт ученые объяснили тем, что на внешние части графеновых слоев действуют различные силы, которые изменяют взаимную ориентацию слоев и, как следствие, симметрию.
Материаловеды сделали электрохимический глаз с сетчаткой из нанонитей перовскита
Ученые разработали электрохимический глаз с высокой разрешающей способностью и скоростью отклика. Хрусталик они заменили на линзу, стекловидное тело — на ионный электролит, сетчатку — на светопоглощающий массив нанонитей перовскита, а вместо нейронов использовали жидкометаллические провода из галлия и индия. Такая система успешно распознала буквы I, У, А и Е. Работа опубликована в журнале Nature.
Человеческие глаза за счет вогнутой полусферической сетчатки и светоуправляющих компонентов внутриглазной жидкости обладают широким полем зрения в 150–160 градусов, высоким разрешением в одну угловую минуту (одна шестидесятая градуса), а также хорошей адаптивностью. Исходя из этого, ученые и инженеры заинтересованы в разработке искусственного аналога. Предполагается, что он найдет применение в робототехнике.
В сетчатке человеческого глаза расположены палочки (отвечают за изумрудно-зеленую область спектра и обеспечивают ночное зрение) и колбочки (фиолетово-синяя, зелено-желтая и желто-красная области спектра). Их плотность достигает 10 млн на 1 кв. см со средним шагом в 3 мкм, что и создает такую высокую разрешающую способность. На сегодняшний день инженеры производят доступные сенсоры на основе приборов с зарядовой связью и комплементарных структур металл-оксид-полупроводник, которые в основном используют плоскую архитектуру из-за распространенного процесса получения плоских микросхем. Подобные устройства уже достигли схожей разрешающей способности, но из-за технологической сложности получения устройства в форме полусфер практически не реализуются. Кроме того, в последнее время ученые активно развивали светопоглощающие массивы гибридных перовскитов в качестве фотодетекторов.
Чжиюн Фань (Zhiyong Fan) с коллегами из Гонконгского университета науки и технологии представили искусственную зрительную систему на основе сферических электрохимических глаз с полусферической сетчаткой из плотного массива нанонитей светочувствительного гибридного перовскита. В качестве аналога стекловидного тела они использовали жидкий ионный электролит, а жидкометаллические провода соединяли светочувствительную структуру с выводящими контактами. Такая система показала низкий предел обнаружения и широкое поле зрения. Более того, светочувствительный слой получился более плотным, чем у человеческого глаза, что повышает разрешающую способность зрительной системы.
Ученые получили такой глаз следующим образом. С помощью полусферических пресс-форм они изгибали алюминиевую фольгу с толщиной в полмиллиметра для получения полусферической оболочки, которую затем подвергали анодизации для получения пористого слоя оксида алюминия толщиной в 40 мкм с заданным размером пор. После этого авторы нанесли свинец на дно пор алюминиевой матрицы методом электроосаждения и затем протравили поверхность для избавления от незаполненной матрицы и оставшегося алюминия. Полученные пленки перенесли в трубчатую печь и подвергал конверсии в нанонити перовскита — йодида свинца формамидиния. Для увеличения адгезии на поверхность пленок напылили слой индия в 20 нм.
Контактный массив жидкого металла исследователи обеспечили полидиметилсилоксановой формой в виде ежа (такую форму напечатали на 3D-принтере). В мягкие трубки они залили расплав индия и галлия, а затем соединили форму со светочувствительным слоем. Чтобы избежать точечного подключения каждого пикселя нанопроводами напрямую, ученые использовали жидкий металл, который самостоятельно создаст контакт за счет поверхностного натяжения. В передней алюминиевой полусфере глаза авторы работы сделали отверстие, а остальную часть полусферы покрыли вольфрамом, который служит противоэлектродом для электрохимического оптического детектора. Они склеили полусферы между собой с помощью эпоксидного клея, во внутреннюю область залили жидкий ионный электролит бис (трифторметилсульфонил)имид и йодид 1-бутил-3-метилимидазола, а в конце приклеили в отверстие передней полусферы собирающую линзу. Авторы сконструировали прототип с сотней пикселей с разрешением в 1,6 мм из-за толщины жидких проводов, которую сложно уменьшить до нескольких микрометров, однако в будущем они намерены использовать металлические микроиглы микрометрового диаметра.
Xilinx представила революционную 20-нм ПЛИС XQRKU060 для космоса
Kintex UltraScale XQRKU060 — первая 20-нм программируемая вентильная матрица, подходящая для использования в спутниках и космических кораблях.
Компания Xilinx объявила о выпуске первой в отрасли 20-нм программируемой вентильной матрицы (FPGA), полностью устойчивой к космическому излучению. Микросхема Kintex UltraScale XQRKU060 со сверхвысокой пропускной способностью предназначена для использования в спутниках и космических кораблях.
По словам производителя, возможность «неограниченного» переконфигурирования в процессе эксплуатации и более чем 10-кратное повышение скорости цифровой обработки сигналов по сравнению с аналогичными FPGA предыдущего поколения делают новинку идеально подходящей для применения в космосе.
Как утверждается, XQRKU060 впервые выводит в космос возможности высокопроизводительного машинного обучения. Разнообразный портфель соответствующих инструментов разработки, поддерживающих стандартные отраслевые инфраструктуры, в том числе TensorFlow и PyTorch, обеспечивает ускорение вывода нейронных сетей для оперативной обработки информации прямо на борту космического аппарата. По производительности в этой области XQRKU060 превосходит решения предыдущего поколения в 25 раз.
Конфигурация FPGA включает 32 высокоскоростных приемопередатчика (SerDes), поддерживающих скорости до 12,5 Гбит/с, обеспечивая совокупную пропускную способность 400 Гбит/с.
Микросхема упакована в керамический корпус, занимающий на плате участок размерами 40×40 мм и способный противостоять вибрации и другим внешним воздействиям во время запуска и полета.
Прототипы XQRKU060 уже доступны. Серийные экземпляры, прошедшие тестирование по программе MIL-PRF-38535, должны появиться в сентябре.
Sony представила первый в мире датчик изображения с собственным процессором искусственного интеллекта
Компания Sony представила два новых датчика изображения: IMX500 и IMX501. Они интересны тем, что это первые датчики, которые способны обрабатывать задачи искусственного интеллекта собственными силами. То есть все необходимые вычисления производятся в самих датчиках.
Для начала отметим, что IMX500 и IMX501 — это один и тот же датчик, просто в первом случае он поставляется без подложки, так что далее мы будем говорить о новом решении, как об одном продукте.
Итак, Sony IMX500/IMX501 — это датчик оптического формата 1/2,3 дюйма с разрешением 12,3 Мп. То есть на сегодняшний день он совершенно не поражает воображение ни размерами, ни разрешением. Датчик позволяет снимать видео в разрешении 4K при 60 к/с и Full HD при 240 к/с.
Что касается уникальных особенностей, датчик располагает специальным процессором обработки изображений с собственной памятью, который полностью берет на себя обработку задач ИИ, разгружая таким образом основной процессор устройства и ускоряя обработку. Следует уточнить, что это работает как с фотографиями, так и с видео.
Такие датчики могут использоваться в устройствах со слабым процессором либо вообще без него. Да, первоначально это датчики не для смартфонов и вообще не для потребительских устройств. К примеру, такими датчиками могут быть оснащены камеры наблюдения, камеры машинного зрения и т. д. В некоторых случаях вся обработка данных с таких устройств и вовсе производится в облаке, так что новые датчики Sony позволят значительно сэкономить время и сделать данные более защищенными. Один из примеров — бескассовые магазины Amazon Go, оснащенные сотнями камер.
Также Sony сравнивает свой новый датчик с некоторыми потребительскими устройствами. К примеру, в камере Google Clip или дроне DJI Phantom 4 алгоритм распознавания изображений работает с одним видеокадром сотни миллисекунд и даже более, а IMX500/IMX501 делает это за 3,1 мс. Впрочем, Sony оговаривает, что ее датчики ориентированы на работу с базовыми алгоритмами, так что при более сложных задачах все же потребуются иные вычислительные мощности, но это вполне логично.
Компания уже начала поставку тестовых образцов IMX500, а IMX501 начнут поставлять в июне. Стоимость первого датчика — $93, второго — $186.
Законодательство
Законопроект о поддержке высокорисковых инновационных и технологических проектов принят в первом чтении
Госдума в пятницу приняла в первом чтении законопроект, вносящий изменения в федеральный закон «О науке и государственной научно-технической политике» в части поддержки высокорисковых инновационных и технологических проектов.
Документ дополняет закон терминами «технологический проект» и «институт инновационного развития». Также добавлен раздел «Венчурное и (или) прямое финансирование инновационных и (или) технологических проектов».
Проект федерального закона разработан в целях выполнения подпункта «о» пункта 1 поручения президента РФ от 24 января 2020 года № Пр-113 по реализации послания президента Федеральному Собранию от 15 января 2020 года:
«о) с учетом ранее данных поручений и в целях снижения рисков необоснованного уголовного преследования обеспечить внесение в нормативные правовые акты Российской Федерации изменений, устанавливающих допустимый уровень финансовых рисков институтов развития, осуществляющих венчурное финансирование с использованием средств бюджетов бюджетной системы Российской Федерации организаций, реализующих высокорискованные технологические проекты.
Срок — 1 июня 2020 года».
Как говорится в пояснительной записке, цель законопроекта состоит в формировании единой системы принципов осуществления государственной поддержки инновационной деятельности, реализации высокорискованных технологических проектов и снижения рисков необоснованного уголовного преследования субъектов, осуществляющих инновационную деятельность, а также установление допустимого уровня финансовых рисков участников венчурного рынка, в том числе субъектов предпринимательской деятельности, стартапов и институтов развития, осуществляющих венчурное финансирование с использованием средств бюджетов бюджетной системы Российской Федерации.
Законопроект направлен на увеличение объема венчурных инвестиций в инновационные проекты, особенно на ранних стадиях их жизненного цикла, а также ускорение развития высокорискованных технологических проектов, их перехода на более зрелые стадии.
Формирование единой системы будет способствовать более результативному осуществлению деятельности институтов развития, а также позволит контрольным и надзорным органам более комплексно подходить к оценке допустимости финансового риска при реализации инновационных проектов, отмечают авторы документа.
РЖД совместно с научным и экспертным сообществом разработали дорожную карту развития квантовых коммуникаций
РЖД совместно с ведущими экспертами и научными организациями разработало проект дорожной карты развития высокотехнологичной области «Квантовые коммуникации», который направлен на утверждение в Правительство Российской Федерации.
В соответствии с подписанным в 2019 году соглашением о намерениях между Правительством РФ и РЖД о развитии высокотехнологичной области квантовых коммуникаций, компания определена лидером этого направления. С целью реализации соглашения о намерениях в РЖД создан департамент квантовых коммуникаций, а также управляющий комитет по реализации дорожной карты, первое заседание которого прошло в режиме видеоконференции.
«Развитие технологии квантовых коммуникаций позволит создать комплексную защищенную инфраструктуру цифровой экономики, систему государственного управления, что особенно важно с учетом современных угроз в области информационной безопасности. Разработанная дорожная карта — это результат совместной работы РЖД, центров компетенций и экспертов в данной области, а также причастных органов государственной власти. Основной целью дорожной карты и результатом работы в ее рамках должен стать выход России на лидирующие глобальные позиции в технологиях, продуктах и сервисах в области квантовых коммуникаций», — сказал заместитель генерального директора — главный инженер РЖД Сергей Кобзев.
На заседании управляющего комитета было отмечено, что дорожная карта предусматривает разработку до 2024 года девяти приоритетных технологий и 15 продуктов, а также более 35 целевых показателей эффективности, среди которых: объемы производства и продаж продукции, протяженность квантовых сетей, уровень готовности технологий, обеспеченность кадрами и другие параметры.
Ключевыми задачами реализации мероприятий дорожной карты являются развитие экосистемы отечественной промышленности, формирование рынков товаров и услуг, достижение технологического лидерства, а также создание профессионального сообщества исследователей и инженеров в области квантовых коммуникаций. Реализация дорожной карты подразумевает привлечение широкого круга участников и партнеров по таким направлениям, как проведение исследований и разработок, производство оборудования, развитие экосистемы, обеспечение финансирования.
Первые испытания, проведенные на инфраструктуре ОАО «РЖД», показали возможность построения высокозащищенных федеральных и региональных сетей на основе передовых российских технологий квантовой коммуникации. Во взаимодействии с партнерами прорабатывается возможность создания опытной магистральной квантовой сети, соединяющей Москву и Санкт-Петербург, общей протяженностью более 800 км. Реализация такого проекта позволит внедрить критически важные сервисы нового поколения.
«РЖД намерено вовлекать в процесс развития квантовых коммуникаций максимально широкое количество заинтересованных участников и партнеров, быть предельно открытым к новым совместным проектам», — отметил Сергей Кобзев.
21 апреля, 2021
19 августа, 2016
8 апреля, 2016