На пленарном заседании Российского форума «Микроэлектроника 2023» – главного отраслевого мероприятия года, которое проходит в Парке науки и искусства федеральной территории «Сириус» – президент РАН академик Геннадий Красников выступил с докладом о последних тенденциях в микроэлектронной отрасли и перспективах её развития.

Прежде всего учёный подчеркнул, что, несмотря на прогнозы, которые звучат относительно будущего микроэлектроники уже несколько десятилетий, правило Мура будет работать ещё по меньшей мере двадцать лет. Из этого следует задача дальнейшего повышения эффективности работы транзисторов при уменьшении энергопотребления.

Геннадий Красников отметил, что, несмотря на трудности, с которыми сталкиваются наука и производство, микроэлектроника «творит чудеса». Сегодня при производстве современной микросхемы требуется провести свыше 5 тысяч операций. Необходимость соблюдения высокого требования к технологиям производства привела к формированию уникальных лабораторных условий, к высочайшим требованиям к чистоте материалов и исключительной точности на атомарном уровне.

«Благодаря такому высокому уровню развития технологического процесса, уже 20 лет как микроэлектроника ушла в размеры «нано», – заявил президент РАН.

Рассуждая о будущем отрасли, академик Геннадий Красников подчеркнул, что развитие микроэлектроники неразрывно связано с такими перспективными направлениями, как искусственный интеллект и квантовые вычисления. Благодаря микроэлектронике нас ждёт усложнение работы нейронных сетей, которые, как подчеркнул глава РАН, находятся на пороге взрывного роста. Применение не-фон-неймановских архитектур и дальнейшая минимизация топологических размеров приведут к росту производительности нейронных сетей в десятки тысяч раз.

Учёный назвал развитие микроэлектроники необходимым для других направлений науки: «Ни одна другая отрасль не изменила мир так значительно, как микроэлектроника. Благодаря её развитию возникли технологии, давшие жизнь роботам, искусственному интеллекту, интернету вещей».

Геннадий Красников коснулся темы квантовых технологий. Он рассказал, что современные технологические компании пытаются найти решение проблемы коррекции квантовых ошибок, которые осложняют использование квантовых вычислителей.

По мнению главы РАН, квантовые компьютеры сегодня не имеют преимуществ перед классическими компьютерами и в решении задач, связанных с обработкой больших баз данных. Поэтому квантовые компьютеры, скорее, будут использоваться для моделирования открытых квантовых систем, а также в таких областях, как химия, ядерная физика, став дополнением к обычным компьютерам, а не альтернативой им.

Что касается фотонных процессоров, то, как отметил Геннадий Красников, если не будут создаваться новые, альтернативные архитектуры, явного превосходства по сравнению с классическими NVIDIA-процессорами у фотонных процессоров не будет. Единственное преимущество фотонных процессоров – их энергоэффективность, которая на два порядка лучше, чем у традиционных. Они могут использоваться как дополнение к классическим компьютерам для работы с обученными нейронными сетями с колоссальным выигрышем по энергетике или же в составе гетерогенных машин, где фотонные вычислители будут исполнять отдельные программы в области тензорных вычислений.

Завершая доклад, президент РАН заверил слушателей, что в ближайшее десятилетие явной альтернативы классическим микроэлектронным технологиям не ожидается, а быстро развивающиеся технологии – такие как квантовые компьютеры, фотонные процессоры и другие – позволят в будущем расширить возможности классических микроэлектронных технологий для отдельных применений.