Научная сессия Общего собрания РАН - 16 декабря 2008 года (вечернее заседание)
18.12.2008
16 декабря 2008 года
(Вечернее заседание)
Ю.С.ОСИПОВ
Продолжаем работу научной сессии.
Слово имеет член-корреспондент Борис Николаевич Кузык для доклада «Инновационное развитие России: сценарный подход».
Б.Н.КУЗЫК
Уважаемые коллеги!
В нашем докладе мы сосредоточимся на четырех проблемах:
Прежде всего, это состояние российского научно-технического комплекса. В принципе мы с вами понимаем, в каком состоянии он находится, тем не менее, очень важно, чтобы не было, с одной стороны, эйфории, с другой - слишком алармистского отношения к этой проблеме, потому что это базовое условие, с которого России предстоит стартовать в политически продекларированной стратегии инновационного развития. Далее - в вариантах сценарного развития России до 2030 г.
Также мы остановимся на основных базовых сценариях. Не будем говорить о кратко-, средне-, долгосрочных, исходя из регламента сегодняшнего доклада, а, прежде всего, – на инновационно-инерционной модели, к чему она может привести. Далее - механизм реализации инновационной стратегии развития, основные ключевые базовые позиции по данному вопросу. И, наконец, роль и место Российской академии наук в системе долгосрочного прогнозирования и стратегического планирования развития России.
Итак, несколько слов о состоянии российского научно-технического комплекса, прежде всего несколько цифр. Мы понимаем и, тем не менее, отфиксируем то, что расходы на научные исследования сократились за период предыдущих 18-ти лет в 5 раз и приблизились к уровню развивающихся стран. Россия сегодня тратит на науку в 7 раз меньше, чем Япония, в 17 раз меньше, чем Соединенные Штаты Америки, более чем в два раза сократилось количество исследователей. И, конечно же, за этим следует целый ряд таких серьезных проблем, которые возникли в нашем комплексе. О них уже сегодня речь шла, и еще будут говорить.
Что же происходит в технологическом комплексе? Мы понимаем, что промышленный потенциал России находится в достаточно сложной ситуации. Если дать несколько базовых параметров, скажем, состояние, прежде всего, качества работающих на наших предприятиях, мы видим, что сегодня средний возраст достиг уже 55 лет рабочих и более 55 лет инженерно-технического персонала. А износ основных фондов достиг 74 процентов.
При этом оборудование более 20 лет при максимально эффективной норме эксплуатации 9 лет. В основном, импортное оборудование. Уровень технологий по отраслям, в основном, держится на высокотехнологичных направлениях, комплексах в ядерной энергетике, ракетно-космической отрасли, авиастроении. В станкостроении видим серьезнейший обвал и в электронной промышленности соответственно.
Таким образом, в целом по уровню развития высоких технологий по самым скромным оценкам страна откатилась порядка на 10-15, по некоторым направлениям на 20 лет. Это надо понимать и помнить, прежде чем готовить стратегию инновационного развития.
Что касается нескольких интегральных параметров, доля машиностроительной продукции в экспорте России составляет чуть более 5 %, а научно-технический фактор при росте валового продукта менее 10 %, и доля России на мировых рынках высоких технологий 0,2-0,3 %. Как мы понимаем, с точностью до округления. Если посмотреть на графики, мы видим, что по сути, если Россия уйдет с высокотехнологичного рынка мира, то в принципе, может быть, это даже никто не заметит этих 6, 8, 10 миллиардов долларов. Таким образом, стартовые условия очень серьезные и критичные. Да, действительно технологический кризис. Но Россия не первый раз входит в такой кризис. Мы много совместно с нашими коллегами исследовали проблемы интегральной мощи России по девяти факторам развития. Мы видим, что динамика интегральной мощи России и в домосковский период, и в период начала семнадцатого века, в начале двадцатого века и в последние десятилетия двадцатого века находилась в целом ряде случаев в системном кризисе. И в этой точке, где мы сейчас находимся, по сути такие же проблемы стояли в других кризисных ситуациях, но Россия нашла в себе силы подняться, не исчезнуть и продолжать развиваться достаточно эффективно.
Сегодня перед страной стоит задача реальной выработки и принятия реальной стратегии, недекларативной стратегии выхода из этого кризиса. Иногда можно услышать, что это кризис финансовый, и вот скоро, скоро через три месяца весь мир из него выйдет. Кризис этот системный. Это кризис духовного воспроизводства, это, безусловно, кризис энерго-экологический, демографический, продовольственный и технологический. Происходит переход в шестой технологический уклад. Но такой парад кризисов налагает ответственность на тех, кто смотрит в будущее, разрабатывает и предлагает стратегии для принятия решения руководством нашей страны. У нас есть варианты, мы о них будем говорить, сценарные варианты. Российские ученые много уделяли этому внимания. Мы можем сейчас предложить, и предлагаем ряд вариантов выхода из этого системного кризиса.
Я уже сказал, что происходит смена технологического уклада. Наша сессия посвящена научно-технологическим проблемам, научно-исследовательским проблемам выхода из кризиса. Конечно же, мы обратим свое внимание на смену технологических укладов, поколений техники и всё, что с этим связано. Мы видим, что сегодня мир переходит в шестой технологический уклад. Этот уклад займет 50 лет. Исследование, посвященное сменам технологического уклада, принадлежит Николаю Дмитриевичу Кондратьеву – нашему российскому ученому. Результаты этих исследований серьезные, фундаментальные. Мир идет, приближается, работает над шестым технологическим укладом. Россия находится сегодня, в основном, в четвертом, в третьем и немного в пятом технологическом укладе на первых этапах этого уклада. Особенно это предприятия высокотехнологичного военно-промышленного комплекса. Таким образом, задача архисложная – войти в шестой технологический уклад, не до конца освоив пятый технологический уклад, в котором находится наш научно-технологический комплекс.
Что же собой представляет квинтэссенция шестого технологического уклада, базовые направления? Прежде всего, и это характерно для шестого технологического уклада – нанотехнологии, биотехнологии, информационно-коммуникационные технологии, технологии новых материалов. Развитие этого нового уклада в мире наблюдается уже в течение 15-20 лет. Через 15 лет ожидаются радикальные перемены в экономической и социальной сферах. К 20-25 году этого века произойдет новая научно-техническая революция, технологическая революция, основой которой станут разработки, которые синтезируют достижения сферы базовых технологий по названным направлениям.
Страны мира серьезно оценивают, взвешивают, анализируют эту ситуацию, и во многом приняли свои стратегии до 2030, у кого-то до 2050 г. Эти стратегии учитывают, безусловно, те базисные направления, о которых я уже говорил.
Это характерно для стратегии развития и США, и Европейского Союза, Японии, Южной Кореи. Мы видим, что практически у всех приоритетное научное исследование базируется на прорывных технологических направлениях: нанотехнологии, биотехнологии, информационно-коммуникационные технологии, технологии новых материалов и технологии, связанные с этими направлениями.
Что же касается перспективы рынка высокотехнологичной продукции, то, если сегодня соотнести мировой рынок высоких технологий (это порядка 3 трлн. долларов) и рынок энергетических ресурсов (это порядка 700 млрд. долларов), мы видим разницу чуть больше, чем в 4 раза. В течение ближайших лет (до 2020 года) ожидается прогнозный объем рынка высокотехнологичной продукции, рост рынка до 12 трлн. долларов по основным направлениям, а базовые направления (учитывается, прежде всего, тот шестой технологический уклад, о котором здесь ведется речь) практически до 10-12 трлн. долларов; рынок энергетических ресурсов – 1 трлн. 200 млн. долларов.
Таким образом, если сегодня разница высокотехнологичного рынка и энергосырьевого рынка в 4 раза, то произойдет системный прорыв – в 10 раз возрастает в отношении к первому рынок высокотехнологичного продукта. Таким образом, развитые страны мира конечно уже ориентируют свои стратегии, прежде всего, на освоение мировых сегментов рынка высоких технологий. Вот почему экономика знаний является сегодня ключевой в этих стратегиях.
Что же происходит и что может произойти со структурой экономики России при разных сценарных вариантах развития России? Мы брали за отправную точку, прежде всего, 1980 год. Не 1990 год, он не характерный, не показательный, не лучший год. С не лучшим сравнивать бесперспективно, хотя сравнения такие сегодня ведутся, но надо сравнивать с каким-то серьезным уровнем. За период с 1980 г. по 2007 год мы видим, что практически мы перевернули (если можно так выразиться) структуру нашей экономики. В определенной степени она была более или менее сбалансирована, но, во всяком случае, она опиралась на прочный, высокотехнологичный сектор народного хозяйства. Сегодня он серьезнейшим образом сократился, с 30-ти практически до 18 процентов. И это всё-таки третий, четвертый и немного пятый технологический уклад. С такой экономикой никакого высокотехнологичного рывка не сделаешь, если он будет просто продекларирован политически, а продолжен инерционный сценарий развития.
Что же будет в первом, инерционном варианте развития, который пока продолжается? Мы видим, что к 2030 году структура экономики России, по экспертным оценкам, практически продолжит сползать в сторону сокращения высокотехнологичной сферы, той экономики знаний, о которой все сегодня говорят. По мнению многих экспертов, специалистов, ученых Российской академии наук, Россия с такой структурой экономики существовать не может. Следовательно, есть базовый (он является и основным) вариант – вариант инновационного развития. Собственно говоря, инновационный сценарий предполагает более сбалансированную, гармоничную структуру экономики. Этому будет посвящен отдельный доклад академика Ивантера. Я хотел просто показать, что в принципе очень важно реализовать продекларированную руководством России сегодня стратегию инновационного развития.
Что для этого надо и что она даст? Если посмотреть интегральную мощь России, исходя из этих двух сценариев (мы не берем кратко-, среднесрочный, мы берем долгосрочный период), то сравнительная диаграмма прогноза развития совокупной мощи России показывает, что инновационный сценарий действительно гармонизирует совокупную мощь России (имеется в виду 2030-ый год), но останется очень больная, системно очень сложная проблема: проблема демографии. Не о ней сегодня речь, этому вопросу много было посвящено вчера на заседаниях наших отделений, и до этого мы обсуждали проблему. Это проблема проблем для России, не надо думать, что если сегодня мы немножко повысили рождаемость, то это надолго. Это серьезный системный кризис, к 2025 году на 17 млн. у нас сокращается работоспособное население и на 9 млн. вырастает количество пенсионеров. Это надо учитывать.
Инерционный сценарий я уже комментировал, мы видим, что это практически системное сжатие России и не будем говорить, какие последствия за этим наступят.
Где же Россия находится, на каком уровне, может ли она осуществить тот инновационный прорыв, о котором так много говорят, исходя из того кризисного состояния, исходя из того тяжелейшего состояния, в котором находится высокотехнологичный комплекс? На наш взгляд, шанс у России есть и очень серьезный. Тот прогноз, который выполняла Российская академия наук по указанию Президента России до 1 декабря, позволил рабочей группе совместно со всеми отделениями Российской академии наук проанализировать, где у нас действительно есть приоритеты мирового и выше мирового уровня.
Конечно, дискуссия продолжается, но некие базисные позиции мы можем показать, не все, конечно, потому что для этого требуется прочитать весь прогноз, который руководителями Российской академии наук доложен премьер-министру. Но, тем не менее, отрадно, что в России есть исследования, разработки в области критических, базовых технологий, по состоянию на 2008 год, которые являются прорывными в мировом отношении практически во всех направлениях 6-го технологического уклада. Вот это первая группа (слайд). Они не названы все, здесь приведен пример. Вот технологии (слайд), по которым наши разработки в целом соответствуют мировому уровню. Российские разработки в целом уступают мировому уровню и лишь в отдельных областях уровень сопоставим. Т.е. базовые состояния исследований по ключевым направлениям 6-го технологического уклада говорят о том, что у нас есть шанс. Но на этих приоритетах надо очень сильно сосредоточить кадровый ресурс, финансовый ресурс, организационный ресурс, чтобы не развивать те направления, которые в мире ушли уже слишком далеко.
Когда анализировали структуру и основные отрасли российской экономики по степени конкурентоспособности на мировом рынке, совместно с нашими коллегами в Правительстве Российской Федерации, пришли к выводу, что существует шанс – шанс выйти на технологический прорыв. Повторяю – архисложная задача в области авиастроения, ядерной энергетики, ракетно-космических систем и отдельные сегменты рынка наноиндустрии.
Также мы понимаем, где существует некий технологический паритет и отставание от мирового уровня. Здесь, возможно, потребуется и технологический трансферт, и программа по возможному импортозамещению. Т.е. практически мы видим, что сегодня необходимо реализовать модель стратегии инновационного развития, где все ресурсные возможности, ресурсное обеспечение инноваций должны быть сфокусированы на инновационной структуре развития: кадровый ресурс, финансовый ресурс, материально-технические ресурсы. Такими инновационными структурами развития являются, безусловно, Российская академия наук и другие государственные академии, вузовская наука, высокотехнологичный комплекс, с тем, чтобы соединить знания, довести их до серийной продукции, выйти на внутренний и внешний рынок.
Но это базовая модель. Давайте посмотрим, какова модель инновационного развития России до 2030 года, исходя из тех приоритетов, о которых мы говорили. Прежде всего, вот (слайд) по каким направлениям принципиально важна для России концентрация усилий. Мы видим те базовые направления, о которых я уже говорил, по каждому из этих направлений сейчас нужна национальная программа. Первые шаги пока сделаны по нанотехнологиям. Об этом будет идти речь в сегодняшнем последующем докладе.
Но что собой может представлять бюджет национальных программ? По нашему экспертному заключению, это где-то 19-23 млрд. долларов. Абсолютно по силам на данном этапе сконцентрировать эти ресурсы на этих направления.
Но для того, чтобы создать действительно новую экономику, мы должны обеспечить синергию взаимодействия с секторами российской экономики, потребительским, высокотехнологичным, минерально-сырьевым и топливно-энергетическим.
Иногда так говорят - энергетическое проклятье, сырьевая держава. Сырьевой комплекс должен быть, безусловно, инновационным. Поэтому нельзя говорить, что высокотехнологичный комплекс инновационный, а сырьевой может быть не инновационным. Или разработка, разведка, добыча, переработка минерально-сырьевых ресурсов. Это одна из важнейших задач инновационной стратегии развития России. И инфраструктурный комплекс.
Таким образом, мы понимаем, что существует шанс реализации четырех национальных программ и как минимум 12-14 национальных проектов. Вот бюджеты по национальным программам и бюджеты национальных проектов. Некоторые из этих проектов российскими учеными уже проработаны, они могут быть сегодня предложены для реализации, многое для этого уже делается. Этот бюджет и будет бюджетом создания новой экономики, которая должна реализовываться в течение этих этапов.
Есть понимание, на чем концентрироваться на первом, на втором, на третьем этапе. Но очень важно, чтобы названная модель инновационного развития была осознана не только научным сообществом, но и руководством России. Она нелегка для реализации, но она возможна и по интеллектуальному, и по ресурсному обеспечению этого процесса.
Что же происходит сегодня? Мы видим, что идет обсуждение распределения действующего резерва финансовых ресурсов, и практически речь идет о 6 триллионах рублей, которые готовы распределить и направить в экономику России для того, чтобы погасить вот этот бушующий финансовый кризис, который уже стал экономическим и который может дойти и до социального кризиса. Чтобы этого не произошло, предпринят этот целый ряд шагов, и эти 6 триллионов рублей направлены и коммерческим банкам, прежде всего Внешэкономбанку, нефтяным компаниям, Агентству ипотечного жилищного кредитования. Все эти направления, конечно же, важны, но надо понимать, что это попытка продержаться на плаву действующей или, скажем так, старой экономике. Посмотрите, план Полсона, американский план, 200 миллиардов из первых 700 миллиардов направлены на новую экономику. Здесь пока распределено 50 процентов наших резервов, и пока нет новой экономики.
По некоторым направлениям будущего технологического прорыва, надо отдать должное, сформирован целый ряд федеральных программ и в области авиации, ракетно-космической техники, судостроения. Бюджет этих программ 31 миллиард на период до 2025 года. Таким образом, будем надеяться, что действительно будут реализованы эти программы. Но, во-первых, конечно же, это недостаточный объем. Второе – анализ этих программ показывает, что только пока декларируется: давайте новые технологии внедрять. Серьезного, системного, такого осмысленного, матричного подхода, какие технологии, где, когда, на каком уровне, пока этого нет, пока продекларировано, что важно. Но тогда и эта, казалось бы, новая экономика у нас останется в четвертом, максимум пятом технологическом укладе. Прорыва не будет.
Поэтому очень важно сегодня, распределяя эти ресурсы, очень важно сегодня, реализуя эти программы, сконцентрироваться на той базовой модели инновационного развития, о которой мы говорили до этого.
Еще важен такой аспект в проблеме инновационного развития. Мы, 100 ведущих компаний совместно с нашими коллегами из правительства, анализировали горизонты планирования крупного бизнеса и государства. Вот здесь существует такой системный разрыв. Если планы 70 процентов крупнейших предприятий не превышают 7 лет, ни о каком новом технологическом направлении, прорыве в технологическом укладе речь в них не идет. Вы понимаете, что за этим стоят триллионные инновационные программы, которые где-то уже утверждены и одобрены. Планы только 18 процентов крупнейших предприятий составляют от 8 до 12 лет. Это большая проблема. Опять-таки к шестому технологическому укладу эти планы и их инвестиционные программы пока имеют самое косвенное отношение. И, наконец, только 12 процентов крупнейших предприятий планируют более чем на 13 лет. Тогда как задача, которую ставит руководство России, все-таки смотреть на горизонт 25-30-го года.
Почему мы говорим о национальных программах? Казалось бы, есть механизм федеральных целевых программ. Но это просто качественно другой уровень национальных программ и по объекту, по характеру, по горизонту, по уровню, по эффективности, они принципиально отличаются от федеральных целевых программ. Поэтому, конечно же, нам надо сегодня говорить, если брать объект программы, что это технологическая база экономики страны, а не отдельной отрасли или региона; это переход на новый уровень, повышение конкурентоспособности экономики, а не отдельного направления техники.
При этом очень важно, что некоторые национальные программы сегодня формируются, российские ученые принимают в этом участие. Но надо понимать, что во всем мире ученые и научное сопровождение программы обеспечивают, посмотрите любую корпорацию мирового уровня. Поэтому научное руководство в части, касающейся, скажем, Российской академии наук, ученых Российской академии наук, - принципиально важный элемент в структуре управления каждой будущей национальной программой, будущего национального проекта.
Каковы же этапы реализации стратегии инновационного развития? В течение этого года и следующего года необходимо завершить не концепцию долгосрочного развития, а обсудить и утвердить стратегию инновационного развития России до 2030 года. Базовые наработки в прогнозном плане, плюс в плане стратегическом у наших ученых имеются. 2009 год должен быть посвящен принятию пакета федеральных законов. Ведь практически мы говорим об инновационной экономике, а закона об инновационном развитии в России просто нет, он не принят. Закона о передаче технологий нет, закона о долгосрочном планировании нет. Поэтому надо декларации превращать и в законодательное обеспечение этого процесса.
2010-2015 годы – это реализация инновационных программ первой очереди. Это большой серьезный отдельный разговор. Есть серьезные проработки у наших специалистов и ученых. 2016-2020 годы – второй этап. И вот каждый этап начинается с того, что мы долгосрочное видение пролонгируем, смотрим в перспективу, смотрим в будущее,
Каковы же возможные эффекты, результаты стратегии инновационного прорыва? Только этим путем, только реализуя такую стратегию, мы можем обеспечить повышение технологического уровня экономики, выйти хотя бы на 20 процентов шестого технологического уклада, серьезно наверстать отставание в пятом технологическом укладе - до 30-35 процентов, в шестом – до 20-ти. И обеспечить качество жизни населения мы можем, реализуя только этот сценарий, только эту стратегию.
При этом очень важно создать и новую систему долгосрочного прогнозирования и стратегического планирования. В докладе Юрий Сергеевич уже говорил несколько об этом, такие принципиальные моменты. Я просто хотел бы некоторые позиции детализировать. Как может выглядеть, на наш взгляд, эта система долгосрочного прогнозирования, которая сегодня разрушена в стране, ее не существует, ее надо создавать?
Прежде всего, конечно же, если будет принято решение по обращению Президента Российской академии наук к премьер-министру России, это создание межведомственного органа по координации этой работы на площадке Российской академии наук совместно со всеми государственными академиями и разработка долгосрочного прогноза развития России до 2030 года, социально-экономического, научно-технологического и территориального, - только это даст возможность создать, увидеть, осмыслить, понять систему национальных целей и приоритетов.
На основе этих национальных целей и приоритетов, конечно же, уже в следующем году надо браться за разработку долгосрочного стратегического плана на 25-30 лет, который должен быть по результатам обсуждения утвержден Президентом России и уточняться каждые 4-5 лет.
Его составляющая, его элементы, ключевая несущая конструкция это национальные 15-летние и 20-летние программы и проекты, которые лежат в основе очень продуманной системы индикативного планирования на среднесрочную перспективу (3-5лет) и краткосрочную (1год) перспективу.
Не надо бояться слова планирование. Это нормально.
Сегодня я не знаю страны в мире, которая не занимается планированием. Поэтому должна быть разработана, запущена, реализована совершенно новая система для того, чтобы создать эту новую экономику при продуманном законодательном обеспечении, процессов бюджетирования, решении тяжелейшей кадровой проблемы и не только в области науки, а во всех сферах деятельности. При этом федеральный, региональный, муниципальный уровни должны быть очень гармонично связаны, потому что без аналогичной работы в регионах ни построить, ни реализовать долгосрочную стратегию не представляется возможным.
Наконец, очень важно, чтобы осуществилось инновационное партнерство науки, образования, государства и бизнеса с участием гражданского общества.
Ключевые функции, Российская академия наук заявила и неоднократно об этом говорила, это прогнозирование, экспертиза, и то, чем всегда занималось научное сообщество, - фундаментальные исследования, прикладные исследования.
Государство - это, прежде всего, законодательное обеспечение процессов: бюджетирование, налоговое стимулирование, обеспечение инновационного климата.
Бизнес должен взять на себя инвестиционно-инновационные проекты и подтянуть соответствующие финансовые ресурсы для освоения рыночных ниш.
А образование – важнейший элемент, это подготовка специалистов, подготовка государственных служащих по-новому мыслящих. Сегодня надо уходить от эффективных менеджеров к реальным специалистам на государственном уровне. Конечно же, это постоянное повышение квалификации, соответствующее обеспечение учебной литературой.
Это модель инновационного партнерства. К ней надо стремиться. В эпицентре - реализация национальных программ, национальных проектов и того пакета, о котором мы говорим сегодня.
Только сформировав новое состояние, новый облик российской науки по предлагаемому российскими учеными сценарию, который готовы обсуждать, и опираясь на прорывные направления формирующегося шестого технологического уклада на основе единого контура взаимодействия с государством, наукой и образованием, конечно же, мы сможем создать, обсудить, утвердить и реализовать Стратегию инновационного развития России до 2030 г.
Действительно, Россия находится в очень непростой ситуации. Никто не успокаивается, мы с вами прекрасно понимаем, как сложно России. Но России сложно было всегда.
В свое время наш выдающийся ученый М.В.Ломоносов (это было в ХУП в.) произнес ключевую фразу на века для России, во всяком случае для сегодняшнего состояния она абсолютно подходит: «Несмотря на угрозу извне, несмотря на всевозможные распри из нутрии не было такого, чтобы Россия своих сил не возобновила».
Ю.С.ОСИПОВ
Слово имеет академик Алферов Жорес Иванович для сообщения «Нанотехнологии микроэлектроники и энергетики».
Ж.И.АЛФЕРОВ
Глубокоуважаемый Юрий Сергеевич! Глубокоуважаемые коллеги!
Мы только что заслушали прекрасный доклад Бориса Николаевича Кузыка, который одновременно и очень хороший по содержанию, и вместе с тем он констатировал далеко не блестящую ситуацию с высокими технологиями, которые имеются сегодня в нашей стране.
Год назад я говорил о нашей программе в области нанотехнологий. Сегодня я хочу рассказать о тех заделах, которые были созданы, и как они сегодня начинают использоваться.
Вообще наноматерималы обычно порождают целый ряд принципиально новых физических явлений, которые связаны с переходом с этими наноразмерами.
В классическом случае полупроводниковых наноматериалов, полупроводниковых гетероструктур, исследования которых были начаты почти полвека тому назад лауреатом Нобелевской премии Ниглио Исааки, был прекрасно определен класс этих материалов, как материалы, созданные человеком в отличие от огромного семейства материалов, которые получают в лаборатории искусственным путем, тем не менее, в существующих природных условиях. А таких наноструктур, в которых появляются новые квантоворазмерные эффекты, в природных материалах, как правило, нет, поэтому создается принципиально новый класс материалов. Эти нанотехнологии получили очень широкое развитие в микроэлектронике, сверхбыстрой оптоэлектронике, и сегодня начинают практически реализовываться и в энергетике тоже.
Прогноз общемирового рынка нанотехнологий - более триллиона долларов США ежегодно в ближайшие 8-10 лет. При этом наноэлектроника, которая в значительной степени содержит в себе, в том числе, и элементы энергетических компонент для силовой электроники, для фотоэнергетики (а частично это содержится и в наноматериалах), представляет собой наиболее существенную часть этого мирового рынка.
Нужно сказать, что современная полупроводниковая электроника, современная микроэлектроника возникла в 47-ом г. при открытии транзистора Бардиным и Братейном на фирме «Белл телефон».
При этом в качестве примера для очень многих современных бизнесменов я хотел бы отметить следующее. Когда исполнительный директор компании «Белл телефон» Мелвин Келли в 45 г., сразу после войны, создавал группу, целью которой было создание твердотельного усилителя (то, что позже стало транзистором), приглашая на эту работу Джона Бардина, Джеральда Пирсона и ряд других высочайшего класса специалистов, он сказал: конечно, ваша задача заключается в создании твердотельного усилителя, но было бы очень хорошо, было бы прекрасно, если вы в своих исследованиях проверили применимость квантовой механики для конденсированного состояния.
Я думаю, когда исполнительные директора компаний, ставя перед собой сугубо практические задачи, говорят о таких задачах при выполнении сугубо прикладных исследований, это имеет огромное значение.
Микроэлектроника родилась из первой интегральной схемы Джека Килби (он умер в прошлом году) в 1959 г..
(Слайд) Здесь показана первая интегральная схема, из которой родилась идея интегральных схем кремниевых чипов, которые он сделал из кусочков кремния, имевших и транзистор и использование тела кремния как сопротивления и ПН-переходы в качестве конденсатора.
Очень быстро Роберт Нойс создал первую интегральную схему уже современного класса в том смысле, что это двуокись кремния, диффузия через нее и технологические принципы те же самые, которые реализуются и сегодня. На такой пластине в несколько квадратных сантиметров в этой первой интегральной схеме 61-го года было несколько усилителей, несколько транзисторов и рц-цепочек.
Дальше благодаря одному из основателей фирмы «Интел», начинавшему вместе с Робертом Нойсом, появился широко известный закон Мура: прежде всего, поначалу это ежегодное удвоение числа компонент транзисторов на кремниевом чипе.
(Слайд) Здесь представлены довольно старые картинки. Тем не менее, они выполняются и сегодня. Вы видите, что в этом законе Мура число компонент сегодня уже достигает сотен миллионов транзисторов на кремниевом чипе.
Чрезвычайно важно подчеркнуть следующее обстоятельство. – Этот закон Мура выполняется не только для удвоения числа компонент за год, полтора или два (то есть, экспоненциальный рост), сегодня это выполняется еще и по стоимости микроэлектронных фабрик.
Она тоже растет по закону Мура и стоимость микроэлектронных предприятий, особенно при переходе на наноразмеры – а сегодня это уже 45 нанометров – приближается к 3-5 млрд.долларов. И в этом отношении, естественно, их число уменьшается, и нужно подчеркнуть следующее обстоятельство. С точки зрения кремниевой интегральной технологии, по физике почти ничего не изменилось. Это те же полевые биполярные транзисторы, которые были открыты более 60 лет тому назад. Но это огромный технологический прорыв. Это переход от размеров, исчислявшихся долями миллиметра к единицам нанометров. При этом очень существенным оказалось, что все время отодвигался принципиальный предел неисполнения закона Мура.
Оказалось, что, используя классический и литографические методы и сегодня развивая методы нанолитографии (том числе, это успешно развивается и в целом ряде институтов – у нас в Институте микроструктур в Горьком, в Физико-техническом институте им.Иоффе, в работах Сейсяна), привело к бурному развитию микроэлектроники.
И я хочу здесь подчеркнуть еще одно обстоятельство. Микроэлектроника на самом деле была вторую половину ХХ в. и останется на ближайшие 10-летия в ХХ1 в. движетелем научно-технического прогресса, информационных технологий, нанотехнологий, и очень существенным движителем социального прогресса. Потому что те изменения социальные, которые произошли во второй половине ХХ в., связаны, прежде всего, с развитием микроэлектроники. И отставание по этой части для нас грозит вообще выбрасыванием за борт столбовой дороги развития ультрасовременных технологий.
Вторым направлением в микроэлектронике, в полупроводниковой электронике были полупроводниковые гетероструктуры. Принципиально, что отсюда и родились кристаллы, созданные человеком, а не Богом, из серии сначала чисто фундаментальных и чисто теоретических исследований. Затем после создания первых лазеров на двойной гетероструктуре появился уже класс оптоэлектронных приборов на полупроводниковых гетероструктурах, нашедших самое широкое применение.
Очень важным здесь было то, что эта идея двойной гетероструктуры была развита вообще для низкоразмерных электронных структур. И, таким образом, принципиально родились структуры с двумерным, одномерным и нульмерным электронным газом. Последние квантовые точки являются фактически реальными искусственными атомами, создаваемыми технологически человеком в наших электронных устройствах.
Для того чтобы это все появилось, нужно было создать такие материалы. И дорога оказалась очень не простая. И тоже очень давно, уже 40 лет тому назад, появились эти первые идеальные гетероструктуры.
(Слайд) Вот эта картинка начала 70-х годов. По определению моего старого товарища Герберта Кремера, с которым мы в 2000 г. разделили Нобелевскую премию, эта картинка – географическая карта гетероструктур. Так же, как когда-то была географическая карта Магеллана, современную карту гетероструктур, даже без учета нитридов, можно сравнивать с современными географическими картами.
Можно абсолютно твердо утверждать, что произошла во второй половине ХХ в. полупроводниковая революция, которая полностью изменила технологию и привела к очень большим изменениям в научно-техническом прогрессе, и в социально-экономическом. И основой этой полупроводниковой революции были, с одной стороны, принципиальные открытия довоенные. Это зонная теория Вилсона, что прекрасно отмечал Джон Бардин в своей нобелевской лекции; теория контактных явлений Бориса Иосифовича Давыдова; теория фотоэлектрических явлений и экситонов полупроводника Якова Ильича Френкеля.
Таким образом, базовый фундамент был создан. Но все это оказалось возможным после войны только благодаря блестящему развитию технологии. И история физики полупроводников, технологии полупроводниковой революции четко демонстрируют, что без технологий не рождалось новой физики, без новой физики не могла развиваться технология.
(Слайд) Здесь просто примеры основных технологических методов для полупроводниковой нанотехнологии, жидкофазная простейшая, наиболее дешевая технология, которая, тем не менее, позволила практически решить все принципиальные проблемы: молекулярно-пучковая эпитаксия - наиболее совершенная современная технология и мозгидридная эпитаксия - наиболее совершенная промышленная технология сегодня.
Сегодня, таким образом, полупроводниковые и наноструктуры вошли очень широко в самые разнообразные отрасли электроники. (Слайд) Вот демонстрация, что представляют наноструктуры для мощных полупроводниковых лазеров сегодня. И можно с уверенностью говорить о том, что полупроводниковые лазеры являются практически основным типом лазеров для самых разнообразных применений.
Это произошло благодаря тому, что за эти 40 с лишним лет, (почти 50 лет), удалось резко снизить пороговый ток полупроводниковых лазеров. В 1962 г., когда были созданы первые, они быстрее сгорали, чем начинали работать, а сегодня о пороговой плотности для получения инверсной(?) населенности можно даже не говорить.
(Слайд) Вот здесь пример квантовых каскадных лазеров, созданных на основе так называемых пол
