Vakuumintegrierte Systeme (VIS-Technologie)
Die Produktionstechnologie von Vakuumintegrierten Systemen (VIS) basiert auf der Grundlagenforschung von Feldemissionsgeräten, die seit 1986 von einem Wissenschaftlerteam unter der Leitung von Dr. Vladimir Zasemkov durchgeführt wird.
Durch mehr als 30 Jahre Grundlagenforschung wurden große Fortschritte bei der Bildung einer neuen Komponentenbasis und der strukturellen und technologischen Grundlage vakuumintegrierter Systeme erzielt. Es wurden Mikrochips einer neuen Generation entwickelt, die allen derzeitigen Halbleiterchips in Bezug auf Qualität und andere Schlüsselparameter überlegen sind.
VIS-Elemente vereinen alle Vorteile der Emissions- (hohe Geschwindigkeit, fehlendes Eigenrauschen usw.) und Halbleiterelektronik (kleine Abmessungen, geringer Energieverbrauch).
Die wichtigsten technologischen Prozesse von VIS werden innerhalb eines einzigen technologischen Zyklus durchgeführt. Die Anwendung einer neuen Komponentenbasis erweitert nicht nur die funktionalen Parameter moderner elektronischer Geräte, sondern ermöglicht uns auch, eine völlig neue Architektur elektronischer Geräte zu entwerfen.
Der Übergang zur VIS-Technologie ist ein neues Zeitalter in der Welt der modernen Elektronik und der nächste Schritt ihrer evolutionären Entwicklung.
KÜNSTLICHE INTELLIGENZ
Die Verwendung einer neuen vakuumelektronischen Komponentenbasis bietet die Möglichkeit, das ursprüngliche Prinzip des Mikrochip-Betriebs zu ändern, d.h. von der Architektur binärer Systeme zu intelligenten Matrizen überzugehen, die auf einer neuromorphen Architektur ähnlich der Gehirnstruktur aufgebaut sind. Ein menschliches Gehirn mit etwa 1 Milliarde Neuronen, wobei jedes Neuron mit Tausenden identischer Zellen verbunden ist, führt relativ einfache Operationen aus und stellt eine faktisch perfekte nebenläufige und wahrscheinlich analoge Verarbeitungseinheit dar. Der fortschrittlichste Computer ist schwer mit einem menschlichen Gehirn zu vergleichen, und das liegt nicht an der gigantischen Anzahl logischer Neuronen-Zellen. Der grundlegende Unterschied liegt in der Methode der Informationsverarbeitung, dem hohen Grad an Parallelität und der Verknüpfung zwischen den Neuronen. Außerdem sind die Daten neuronaler Netze nicht wie in einem traditionellen Computer in einer separaten Speichereinheit enthalten, sondern werden in Form von Gewichtungskoeffizienten verteilt, gespeichert und enthalten. Die Operationen der Berechnung und Vermittlung sind in den neuronalen Netzen kombiniert.
Die Ausarbeitung der Produktionstechnologie für intelligente Matrizen auf der Basis der VIS-Technologie wird die Herstellung eines Rechenkünstlers ermöglichen, der in jeden Chip implantiert werden kann, um alle Parameter eines Geräts zu ändern.
Die Elektronik wird eine neue Stufe erreichen und die Schaffung vollwertiger Systeme der künstlichen Intelligenz unterstützen.
Geschichte
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1 Die Ingenieure von VITIM sind das erste Team der Welt, das 1986 Kathodenlumineszenz-Displays auf der Basis einer Matrix aus Silizium-Mikropunkten herstellte. Der Pixelabstand des 1988 hergestellten Display-Prototyps auf Siliziumsubstrat betrug 6 Mikrometer, was einer Auflösung von 4.233 ppi entsprach. Ein Display des SVGA-Standards (800x600) hatte eine Größe von 4,8 x 3,8 mm, was bedeutet, dass das Display für den aktuellen Vollbild-4K-Standard (4096 x 3072 Pixel) nur 3 cm diagonal groß wäre.
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2 1991 produzierten unsere Ingenieure unter der VITIM-Vakuumtechnologie den Prototyp eines Feldemissionsdisplays auf einem Glassubstrat. Es verwendete eine Kohlenstoffschicht (auch bekannt als Graphen) als Emissionsmaterial. Eine Display-Matrix von 160x200 Pixeln wurde auf ein Glassubstrat der Größe 60x4 aufgebracht. Jedes Pixel enthielt 3 Leuchtfragmente von 50x150 Mikrometern (RGB-System). Die Matrix selbst wurde in einem hermetischen Gehäuse untergebracht. Die vorliegende Entwicklung wurde für ein Weltraumforschungsprogramm durchgeführt.
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3 1993 wurde der Prototyp eines FED-Displays, hergestellt nach der VITIM-Technologie mit Graphen-Kathoden, auf der Internationalen Konferenz für Vakuummikroelektronik (IVMC-93) in Newport, USA, vorgestellt und sorgte für großes Aufsehen unter den Fachleuten.
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4 Das erste Feldemissionsdisplay ist immer noch in Betrieb, obwohl es kürzlich seinen 25. Geburtstag gefeiert hat!
Errungenschaften
Die VIS-Technologie hat bereits weltweite Anerkennung gefunden. Dutzende von Berichten wurden auf internationalen wissenschaftlichen Konferenzen veröffentlicht und präsentiert. Die wichtigsten technischen Lösungen sind patentiert: mehr als 20 Urheberschaftszertifikate und 24 Patente.
Die Ergebnisse von Forschungs-, Konstruktions- und Entwicklungsarbeiten wurden in mehreren Unternehmen der Elektronikindustrie übernommen.
- Produktionstechnologie eines Flachindikators mit Feldemissions-Elektronenquelle;
- Entwicklung und Herstellung von experimentellen Proben von kathodolumineszenten Feldemissions-Matrixdisplays;
- Herstellung einer koaxial-symmetrischen Ionenquelle für das Ionenstrahlätzen für mikroelektronische Strukturen;
- Konstruktionstechnische Studien und Herstellung von Dünnschichtwiderständen;
- Entwurf und Erforschung von beschichteten Matrix-Feldemissionskathoden;
- Herstellung eines Flachindikators mit Matrix-Feldemissionsquelle auf der Basis einer Halbleiterstruktur;
- Entwicklung eines Matrix-Kathodolumineszenzindikators auf der Basis von Feldemission;
- Herstellung und Erforschung der Eigenschaften von vakuummikroelektronischen Bauelementen.