О встрече Сколково и Роснано в Пало-Альто

Интересная информация из блога хорошего человека и хорошего специалиста Ю.Панчула:

 

Прежде всего Роснано совместно с зеленоградским Микроном купили фаб на 90 нанометров. Насколько я понимаю, речь идет об этой сделке с ST Microelectronics. Хотя я также читал недавно в EE Times статью про сделку между IBM и зеленоградским Ангстремом. Всякие козы типа Латыниной на этом месте стали бы восклицать что это мало, что нужно 15 nm, как в лабораториях Интела. Но реальность такова, что значительная часть микросхем в мире (например микроконтроллеры, даже самые новые) делаются именно на этой технологии, а если российским дизайн-центрам понадобится более навороченная технология, то есть TSMC на Тайване, Global Foundries в Дрездене и т.д. Кроме этого, для кучи приложений с экстремальными температурными условиями (например контроллер автомобильных двигателей) мало нанометров все равно не подходит. Да, и эти фабы могут делать радиационно-устойчивые микросхемы, что необходимо для спутников.

Обновленные фабы - это конечно хорошо, их наличие способствует тому, чтобы в России были специалисты по разным технологиям. Но гораздо больше меня заинтересовали упомянутые Дмитрием Ахановым сделки с компаниями Crocus и SiTime, после чего я оценил элегантность бизнес-схем, реализуемых его организацией. По-сути, Rusnano USA находит в штатах ключевые технологии (MRAM, MEMS clock), которым чуть-чуть не хватает до широкого использования, после чего инвестирует в них кучу денег, при условии, что разрабатывающая технологию компания откроет отделение в России. При этом технология находится в состоянии, когда 1) на нее потратили десятилетия исследований и деньги даже от DARPA; 2) все основные проблемы, связанные с внедрением технологии уже решены и 3) технология не доминирует на рынке только потому, что до нее еще не дошли руки массовых производителей, занятых поддержкой заказов на предыдущие технологии (flash memory, quartz clock). Этим самым России покупается место на важном будущем рынке, а российские физики и электронщики получают интересные области приложения своих талантов.

Кстати, и Crocus, и SiTime выросли в нашем славном городе Саннивейл, в котором находится и офис MIPS Technologies, и мой дом с камелиями. Итого:

• 

Crocus Technology
Сейчас офисы в Санта-Кларе и Гренобле
Статья в EE Times

Суть технологии: Память MRAM имеет реальный шанс стать новым мейнстримом, универсальной памятью, вместо технологий DRAM и Flash, и даже потеснить SRAM для использования в кэшах. Недостатки и достоинства существующего мейнстрима:

SRAM - быстрая, но дорогая и не хранит значения привыключенном питании

DRAM - гораздо дешевле, но медленнее и не хранит значения при выключенном питании

Flash - хранит значения при выключенном питании, но медленная

Статья про MRAM в википедии

Магниторезистивная память имеет быстродействие, сравнимое с памятью типа SRAM, такую же плотность ячеек, но меньшее энергопотребление, чем у памяти типа DRAM, она более быстрая и не страдает деградацией по прошествии времени в сравнении с флэш-памятью. Это та комбинация свойств, которая может сделать её «универсальной памятью», способной заменить SRAM, DRAM и EEPROM и Flash. Этим объясняется большое количество направленных на её разработку исследований.

Конечно, на данный момент MRAM ещё не готова для широкого применения. Огромный спрос на рынке флэш-памяти вынуждает производителей к агрессивному внедрению новых технологических процессов. Самые последние фабрики, на которых например изготавливает микросхемы флэш-памяти ёмкостью 16 Гбайт фирма Samsung, используют 50 нм технологический процесс. На более старых технологических линиях изготавливаются микросхемы памяти DDR2 DRAM, для которых используется 90 нм технологический процесс предыдущего поколения.

Магниторезистивная память всё ещё в значительной степени находится «в разработке», и производится с помощью устаревших технологических процессов. Так как спрос на флэш-память в настоящее время превышает предложение, то еще не скоро появится компания, которая решится перевести одну из своих фабрик, с новейшим технологическим процессом на изготовление микросхем магниторезистивной памяти. Но и в этом случае, конструкция магниторезистивной памяти на сегодняшний момент проигрывает флэш-памяти по размерам ячейки, даже при использовании одинаковых технологических процессов.

Интересно, что один из инвесторов Crocus-а (помимо Роснано) - это американо-французский фонд Sofinnova, который много лет назад был и моим венчурным инвестором - см 1 и 2. Мир тесен!

-----------------------------------

• 

SiTime Corporation
Системы синхронизации
По версии EE Time один из 10 самых потенциально интересных стартапов этого (2013) года
Самая быстрорастущая полупроводниковая компания в Северной Америке
Суть технологии: Генераторы синхросигнала - одна из основ электроники. При этом генераторы синхросигнала MEMS имеют реальный шанс вытеснить кварцевые генераторы.

Справка из википедии: Участие DARPA:

 http://en.wikipedia.org/w...illator#Commercialization 

The U.S. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) funded a wide range of MEMS research that provided the base technologies for the developments described above. In 2001 and 2002 DARPA launched the Nano Mechanical Array Signal Processors (NMASP) and Harsh Environment Robust Micromechanical Technology (HERMIT) programs to specifically develop MEMS high stability resonator and packaging technologies. This work was fruitful and advanced the technology to a level at which venture capital funded startups could develop commercial products. These startups included Discera[54] in 2001, SiTime[55] in 2004, Silicon Clocks in 2006, and Harmonic Devices in 2006.

Объяснение для программистов, не знакомых с хардвером: Зачем вообще нужны осцилляторы / генераторы тактовой частоты / генераторы синхросигнала и т.д. ? Не только для измерения времени или передачи данных с фиксированной точной скоростью. Генераторы тактовой частоты - это одна из самых базовых основ цифровой электроники, наряду с логическими элементами и триггерами.

Я как-то сделал блогопост "Введение в дизайн харвера микросхем для тех программистов, которые этим никогда не занимались"

Повторю основной момент. Если бы генераторов тактовой частоты (или эквивалентных механизмов) не было, то было бы трудно делать цифровые схемы, значения на выводах из которых зависели бы не только от текущих вводов, но и от сохраненного состояния. Иными словами, из простых логических элементов типа И, ИЛИ, НЕ довольно просто построить схему, которая вычисляет f(a, b, c) = a + b * c, но трудно сделать что-нибудь итеративное, типа вычисления факториала.

Проиллюстрирую этот тезис примером:

• 

Разъяснение что есть что на картинке:

Квадратик слева - сумматор, такой комбинаторный дизайн, которые берет на входе два числа и через некоторое время T выдает на выходе их сумму. До истечения времени T на выходе сумматора будут находиться какие-то неопределенные значения, а после T все устаканится.

Время T должно быть меньше, чем время между пульсами синхросигнала. Точнее, наоборот. Дизайнер задаёт программе-синтесайзеру, с какой частотой он хочет гонять дизайн, и программа подбирает подходящий сумматор (быстрый-большой, медленный-маленький и т.д.) под эту частоту. Если получится.

Квадратик справа - это флип-флоп (называемая по-русски "триггер"), такая фиговина, которая хранит бит информации между пульсами синхросигнала. Пока всякая арифметика в сумматоре устаканивается, булькает и чавкает, в это время флип-флоп хранит значение с предыдущего цикла часов/синхросигнала и отдает его только в качестве read-only значения для вычислений.

В конце-концов вся комбинаторная логика (сумматор) устаканивается, и наконец приходит положительный фронт синхросигнала, который разрешает флип-флопу записать новые значения для следующего цикла.

С помощью модулей, гейтов (элементов комбинаторной логики - "и", "или", "нет" и т.д.) и флип-флопов в принципе можно реализовать весь хардвер. И любой алгоритм. Причем с высокой степенью параллельности. Можно хоть сто чисел складывать за наносекунду, если очень хочется и есть достаточно много гейтов и ваттов (хотя про ватты - это более тонкий вопрос).

Note: Да, я знаю, что схему выше может быть "проще" реализовать с помощью двух T-flip-flops, но я показал это именно так, чтобы иллюстрировать общий принцип "комбинаторная логика + флип-флопы" (см. картинка с википедии):

• 

Подводя итог своего поста, замечу, что после изучения вопроса я лично был приятно удивлен нахождением логики действий Роснано. Конечно у этого могут быть всякие трудности на российской территории, но американская часть плана выглядит довольно ясно и элегантно.

 

 

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.