27502-2229

Презентация проекта на тему:
«Разработка и создание ячейки памяти нового
типа на основе оптического перемагничивания
нанокластеров (Si-Me)n в наноструктурированных
магнитных материалах Sin-Mem »
ООО «ПлазмоСил»
Генеральный директор Лазарев Александр Петрович
394026, г. Воронеж, ул.Солнечная, д. 31А, оф. 116
Тел. 8-915-542-62-62
E-mail: lazarevap50@mail.ru
1
Предпосылки проекта
Считается, что к 2020 году произойдет переход к новым
элементам памяти на основе спинтронных устройств, так
называемой MRAM - magnetic random access memory, что
приведет к резкому изменению компьютерных устройств.
Скорость доступа к такой памяти будет в тысячи раз больше,
чем у нынешних элементов flash-памяти, ресурс перезаписи
– в сто тысяч раз больше.
В спинтронном устройстве для передачи информации
используются магнитные свойства электронов, необходима
разработка ферромагнитных полупроводников,
электрофизическими свойствами которых можно управлять
электрическими и магнитными полями, оптическим
воздействием. Существующую проблему увеличения объема
и скорости переключения памяти при одновременной
миниатюризации элементов связывают с необходимостью
разработки материалов и методов записи/считывания
информации.
2
Предпосылки проекта
В настоящем проекте решают фундаментальные и
технологические задачи по созданию нового типа
материалов - наноструктурированных систем на основе
силицидов переходных металлов Sin-Mem, пригодных для
полностью оптического перемагничивания, для
промышленной технология получения таких материалов и
создания ячейка памяти нового типа на основе оптического
перемагничивания нанокластеров (Si-Me)n в магнитных
наноструктурированных силицидах переходных металлов
Sin-Mem.
Полученные наноструктуры технологически полностью
интегрируемы с современными кремниевыми технологиями,
что является и очень выгодным экономическим фактором.
3
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
Цель
проекта:
Технология получения магнитных наноструктур на
основе силицидов переходных металлов на кремнии MenSim-Si, предназначенных для элементов сверхплотной
памяти нового поколения на основе оптического
перемагничивания нанокластеров (Si-Me)n с помощью
эффектов ближнего поля.
Разработка технологии изготовления и опытной
конструкции интегрального энергонезависимого
устройства памяти с полностью оптическим
считыванием/записью информации, совместимой с
кремниевыми технологими и ориентированной на серийное
производство, на основе магнитных
наноструктурированных материалов Men-Sim-Si.
Достигнутые результаты:
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
Результаты, полученные авторами проекта, показывают перспективность
применения новых материалов - наноструктурированных магнитных систем
на основе силицидов переходных металлов - для разработки на их основе
устройств памяти. Одним из основных преимуществ данных устройств
должно стать сверхвысокое быстродействие, которое обеспечивается новым
способом записи, еще не используемым в серийных устройствах, полностью оптическим перемагничиванием циркулярно- поляризованным
светом.
Экспериментально полученные в ряде работ значения времени
переключения - порядка десятков фемтосекунд – существенно превосходят
по быстродействию все существующие способы записи информации. В
сочетании с использованием ближнепольного взаимодействия,
позволяющего уменьшить область воздействия оптического излучения до
десятков нанометров, можно добиться от устройств с полностью оптической
записью информации не только сверхвысокого быстродействия, но и
сверхвысокой плотности записи
информации.
5
Наноструктурный магнитный образец с произведенной
записью информации оптическим путем
Подтверждено патентом.
Топография поверхности (а) и распределение намагниченности (б) в
системе Ni-Si после записи изображения буквы «V» циркулярно6
поляризованным светом
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
Преимущества проекта:
1. Отсутствие мирового аналога при наличии спроса на такие
материалы.
2. Низкая энергопотребляемость при производстве (изготовлении)
и использовании.
3. Низкая себестоимость по сравнению с рыночной.
4. Свехвысокое быстродействие. (Время переключения 10-15 с
(фемтосекунды)
5. Сверхплотная запись (область оптического воздействия
(перемагничивания) составляет десятки нанометров (10-9м ) 50 нм).
6. Совместимость с современной кремниевой технологией
(микроэлектоника, наноэлектроника).
7. Безмасочная обработка пластин кремния (Si )(отсутствие
нанолитографических процессов.
7
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания.
Реализация проекта:
Технология изготовления устройств памяти может быть максимально ориентирована на
применение стандартного технологического оборудования КМОП- процесса, поэтому
мелкосерийное производство опытной партии может быть организовано на предприятиях
г.Воронежа (ОАО "Научно-исследовательский институт электронной техники", ОАО
"Воронежский Завод Полупроводниковых Приборов-Сборка") без дополнительной закупки
промышленного оборудования.
По результатам выполнения работы можно выделить следующие три основных вида
конкурентоспособной продукции:
-наноструктурированные магнитные материалы, пригодные для полностью оптического
перемагничивания циркулярнополяризованным светом;
-установка локализованного газового разряда для безлитографических процессов
формирования наноструктур и
безмасочного локального травления;
-новый тип сверхбыстрых энергонезависимых запоминающих устройств с полностью
оптическим перемагничиванием.
8
Рынок:
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
Основные сегменты рынка, на которые претендует продукция, которая может быть создана с
использованием результатов,
полученных в ходе выполнения настоящей работы:
1)Рынок запоминающих устройств типа flash-памяти.
2)Рынок твердотельных жестких магнитных дисков.
3)Рынок оборудования для изготовления наноструктурированных
материалов и изготовления устройств микросистемной техники.
4)Рынок магнитных наноматериалов.
Рынок устройств памяти Мировой объем рынка flash-памяти в 2008 г. ориентировочно составлял 15 млрд.
долл. К 2011 г. Рынок достиг объема 25 млрд.долл. В 2012 г. произошло некоторое снижение объема рынка
до 24 млрд.долл., однако по прогнозам iSuppli с 2013 года рост рынка должен возобновиться. Объем
российского рынка flash-памяти составляет ~ 300 млн. долл. В целом, рынок flash-памяти является довольно
устойчивым, на протяжении длительного времени на нем лидируют 4 основных производителя: фирмы
Samsung, Toshiba, Micron, Hynix. Доля остальных производителей крайне незначительна - в течение
длительного времени она не превышает 1%. Рынок памяти DRAM имеет объем, сопоставимый с объемом
рынка flash-памяти. Наиболее объемные сегменты рынка DRAM-памяти - DDR-память и память для
мобильных устройств, прежде всего, смартфонов. Один из наиболее динамичных рынков-потребителей
DRAM-памяти - рынок смартфонов – является потребителем памяти с плотностью записи ~ 8 Гб/чип. В
2013 году отмечается рост доли памяти с плотностью 16 Гбит/чип примерно до 15%. На рынке DDR-памяти
прогнозируемая средняя плотность памяти достигнет 8 Гб/чип к 2015 г. Таким образом, к моменту выхода
на рынок (в 2016-2017 гг) планируемая плотность записи 32 Гбит/чип должна соответствовать мировому
уровню или превышать его.
9
Рынок:
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
1. Рынок магнитных наноматериалов
Российский рынок: 1млрд.рублей;
Наша доля: от 10 до 20%
Потребители:
Зеленоград (есть договоренность);
Екатеринбург (есть договоренность);
Красноярск (есть договоренность);
ВУЗЫ, осуществляющие подготовку по направлениям 020300 «Химия, физика и механика
материалов», 200700 «Фотоника и оптоинформатика» 022200 «Наносистемы и
наноматериалы», 152100 «Наноматериалы», 210100 «Электроника и наноэлектроника»,
222900 «Нанотехнологии и микросистемная техника» (более 80 ВУЗов в РФ;
Мировой рынок: 1 млрд. долларов
Наша доля: до 1%
2. Рынок запоминающих устройств
Российский рынок – 300 млн.долларов (10млрд. Рублей):
Наша доля: до 10-15%.
Мировой рынок – 25 млрд.долларов.
Наша доля – 0,5%
Потребители: Зеленоград, Ecol Centrale Lille, ZEMN-Lille, France (институт электроники,
микроэлектроники и нанотехнологий, Франция, Лилль)
Конкуренты: Sumsung, Toshiba, Micron, Hynix, Departament of Phisics and Research Center
OPTIMAS University of Kaiserslautern.
10
Область реализации
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
• внешние устройства памяти (конкуренты DVD и Blu-Ray
устройств, жесткие магнитные диски);
• монолитные устройства с использованием
интегральной оптики и терхмерной интеграции,
конкурирующие с современными устройствами
оперативной и flash-памяти;
• кремниевая фотоника: интегральное устройство на
кремниевой пластине, совместимое с КМОПтехнологией для внешних накопителей (замена
современных накопителей), оперативной памяти, кэшпамяти процессоров, оптоэлектронного процессора.
11
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
Технические достижимые параметры
• диаметр магнитной пленки на кремниевой подложке не
менее 20 мм;
• размер магнитных нанокластеров магнитной пленки на
кремниевой подложке не более 50 нм;
• температура Кюри магнитных наноструктур не ниже 300 К;
• оптический зонд должен быть выполнен на основе
оптических волокон с металломагнитным покрытием с
острием наконечника не более 25-30 нм с аппертурой около
50нм.;
• оптимальная стоимость записи информации определяется по
окончанию проекта и должна быть в разы меньше
современной рыночной цены.
12
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
Технические достижимые параметры
Проверка возможности использования образцов для
сверхплотной записи/считывания информации будет
производиться двумя методами: на основе полностью
оптической записи информации циркулярно-поляризованным
светом и на основе взаимодействия с зондом магнитносилового микроскопа.
Первый метод записи позволяет проверить применимость
материала для сверхбыстрой записи/перезаписи информации,
а второй – применимость для сверхплотной записи
информации.
13
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
Партнеры:
- ЗАО «Научно-исследовательский институт электронной техники»
(НИИЭТ), г. Воронеж – осуществление плазмохимического
травления (магнетронного распыления) образцов;
- ОАО «Воронежский завод полупроводниковых приборов –
Сборка» (ВЗПП-С), г.Воронеж – корпусирование образцов;
- ЗАО «НТ-МДТ», г. Зеленоград – поставка оптических зондов для
оптической записи информации, кантилеверов для контроля
качества образцов с помощью атомно-силовой микроскопии
(АСМ);
- ВГУ, МИРЭА – приборы атомно-силовой микроскопии (АСМ) для
контроля качества образцов.
14
ПЛАН РАБОТ
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
•Разработка промышленных технологий изготовления
наноструктурированных магнитных силицидов переходных
металлов Sin-Mem на кремниевой подложке с возможностью
оптического перемагничивания нанокластеров (Si-Me)m;
•Разработка оптического зонда для оптического
перемагничивания нанокластеров (Si-Me)m при ближнепольном
воздействии в наноструктурированных магнитных силицидов
переходных металлов Sin-Mem на кремниевой подложке;
•Разработка технологической карты изготовления ячейки памяти
нового типа, основанной на оптическом перемагничивании
нанокластеров (Si-Me)m при ближнепольном воздействии в
наноструктурированных магнитных силицидов переходных
металлов Sin-Mem на кремниевой подложке.
Подробный план работ изложен в документе Описание проекта ячейки памяти.doc
15
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
План развития проекта
• Текущая стадия: завершение НИОКР, изготовление
лабораторных образцов, патентование.
• Ключевые точки проекта:
IV кв. 2017 г. – завершение НИОКР,
I-II кв. 2018 г. - производство, запуск продаж
I кв. 2019 г. – точка окупаемости
II кв. 2019 г. - рост бизнеса, выход на европейский рынок
16
Финансирование
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
• Требуемые инвестиции для достижения ключевых точек
проекта: 90 млн. руб. за 3 года - средства фонда
Софинансирование: 36 млн. руб. за 3 года – собственные
средства и средства партнеров.
Софинансирование проекта будет предназначено для
доработки результатов НИОКР для внедрения в
производство;
• Текущие и потенциальные инвесторы: ООО «Росбиоквант»,
ООО «Арго», учредители ООО «ПлазмоСил», ОАО «ВЗППС», ОАО «Кристина», Technological Center Lurederra
(Испания);
• Инвестиционное предложение: доля бизнеса
• Прямая отдача – с момента окупаемости в I кв. 2019 г.
17
Команда проекта
Создание производства магнитных наноструктурированных
материалов с эффектом оптического перемагничивания
Руководитель проекта: Сигов Александр Сергеевич – академик РАН, профессор, автор
350 научных публикаций, Президент МИРЭА (г.Москва).
Ответственный исполнитель проекта: Лазарев Александр Петрович – кандидат физ.мат.наук, автор более 120 научных публикаций, 6 патентов РФ, руководитель двух
госудратсвенных контрактов по ФЦП. «Исследования и разработки по приоритетным
направлениям развития научно-технического комплекса на 2007-2013 годы», имеет
большой опыт организации и внедрения инновационной продукции.
Даринский Борис Михайлович – доктор физ.-мат.наук, профессор, автор более 250
научных работ.
Битюцкая Лариса Александровна – кандидат химических наук, автор более 200
научных публикаций, 10 патентов РФ, является одним из ведущих ученых в РФ в
области нанотехнологий, материаловедения.
Куцелык Татьяна Валентиновна – молодой специалист, автор 2 научных публикаций,
научный сотрудник.
Пахомов Алексей Юрьевич – канд.физ.-мат. наук, автор 10 научных публикаций.
Даринский Александр Борисович - канд.физ.-мат. наук, автор 8 научных публикаций.
Тучин Андрей Витальевич – аспирант, автор 8 научных публикаций.
Глушков Григорий Иванович – магистр, автор 2 научных публикаций
18
Спасибо за внимание!
19