| Название НИОКТР |
Разработка опытно-промышленной технологии энергонезависимой резистивной памяти RRAM 90 нм для реализации нейроморфных моделей искусственного интеллекта
|
| Аннотация |
Проект направлен на разработку и опытно-конструкторскую реализацию научно-технологических решений по изготовлению ячеек энергонезависимой резистивной памяти RRAM на промышленной технологической линии завершающих стадий полупроводникового производства BEOL (back-end-of-line) 90 нм и демонстрацию их применимости для реализации нейроморфных вычислений в условиях космического пространства. Результаты анализа публикационной и патентной активности свидетельствуют о взрывном (экспоненциальном) росте интереса исследователей и инженеров к мемристорной электронике. Микроэлектронные устройства на основе мемристоров в настоящее время интенсивно разрабатываются и изучаются в России и за рубежом. Это связано с перспективами применения мемристоров в устройствах энергонезависимой резистивной компьютерной памяти нового поколения (англ. Resistive Random Access Memory, RRAM), а также в новых (не фон-Неймановских) архитектурах вычислительных систем, включая вычисления в памяти, нейроморфные вычислительные устройства и др. К достоинствам RRAM относятся простота конструкции и масштабируемость (вплоть до размеров ~ 1 нм), малое энергопотребление (до ~ 1 фДж) и высокая скорость переключения (до ~ 10^-10 c) основных элементов RRAM – мемристоров. Ключевые игроки – американские компании IBM и Hewlett-Packard, TSMC, Intel, а также южнокорейская компания Samsung Electronics, которые выходят на рынки азиатско-тихоокеанского региона. Ключевые игроки на рынке решений для искусственного интеллекта вкладывают значительные средства в развитие нейроморфных систем на базе мемристоров, чтобы повысить вычислительные возможности и снизить энергопотребление устройств. Продемонстрированные зарубежными производителями прототипы нейроморфных вычислительных систем на основе мемристоров на 2-3 порядка величины опережают по производительности и энергоэффективности известные нейроморфные чипы на традиционной элементной базе. При этом для их изготовления используются технологические нормы уровня 90-130 нм, доступные и в России. Такая ситуация делает возможным не бесконечно догонять зарубежные аналоги, используя отстающую по развитию технологии традиционную электронную компонентную базу (ЭКБ), а сразу выйти на мировой уровень за счет использования устройств и систем на новых принципах, при этом по ряду направлений занять лидирующие позиции, опираясь на российский задел и приоритет в области нейронаук и нейротехнологий. Данная НИОКР является первым шагом к освоению одной из лучших промышленных технологий BEOL/КМОП 90/55 нм на базе Центра нанофабрикации СП «Квант» и доступных зарубежных фабрик для вывода новой ЭКБ на потребительский рынок. Для реализации этого шага будет решен комплекс задач, связанных с переносом научно-технологических решений по изготовлению мемристивных структур, разработанных в ННГУ, на промышленную технологическую линию и с последующим сопряжением технологии изготовления мемристивных элементов с технологическим процессом изготовления КМОП, по которому изготавливается большинство современных ИС. Важнейшей задачей проекта является демонстрация применимости новой ЭКБ для реализации нейроморфных моделей искусственного интеллекта на основе биологорелевантных спайковых нейронных систем мозга в сравнении с реализацией на традиционной ЭКБ.
Ожидаемые результаты выполнения 1 этапа проекта (2025г):
-Разработка технологического процесса изготовления репрезентативных образцов – кристаллов на пластинах кремния диаметром 300 мм с прототипами ячеек памяти и функциональных блоков RRAM в условиях промышленного производства, пригодных для натурных испытаний в условиях реального космоса.
- Нейроморфная модель искусственного интеллекта на основе биологорелевантных спайковых нейрон-астроцитарных сетей мозга, реализованная на отечественном нейроморфном процессоре на традиционной ЭКБ.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
4
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
40000.0
|
| Дата начала |
2025-06-30
|
| Дата окончания |
2025-12-15
|
| Номер контракта |
№ 075-15-2025-217
|
| Дата контракта |
2025-04-04
|
| Количество отчетов |
1
|
| УДК |
517.958:57
|
| Количество просмотров |
43
|
| Руководитель работы |
Михайлов Алексей Николаевич
|
| Руководитель организации |
Грязнов Михаил Юрьевич
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Н.И. ЛОБАЧЕВСКОГО"
|
| Заказчик |
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-08-11 14:43:14 UTC, 2025-08-11 14:43:14 UTC
|
| ОКПД |
Работы оригинальные научных исследований и экспериментальных разработок в области естественных и технических наук, кроме биотехнологии
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
искусственный интеллект; мемристор; радиационная стойкость; энергонезависимая резистивная память; RRAM; нейроморфная модель
|
| Соисполнители |
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СОВМЕСТНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ "КВАНТОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ"
|
| Типы НИОКТР |
Опытно-конструкторские работы; Разработка и лабораторная проверка ключевых элементов технологии; Опытное производство и испытания
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.19.22 - Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры; 47.09.48 - Наноматериалы для электроники; 89.25.47 - Влияние условий космического полета на космическую технику; 27.35.43 - Математические модели биологии; 34.55.21 - Изучение, моделирование и имитация сложных процессов обработки информации у человека
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Нано-процессы [применение на наноуровне]; (биоматериалы относятся к разделу 2.9)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
ikrbs: {'card_list': [{'id': 'L2MR8QFG286D2DVFNZB2LFXL'}]}; nioktr: {'id': 'ME30HVW8DY7W38QD0HI2N8OV'}; nioktr: {'id': 'SIF923MWAUQCO5PX4SG6QMQO'}; nioktr: {'id': 'FDIW92TO25VZ78RY1DUXKIPA'}; nioktr: {'id': 'I8R2MOXOCBJPBAM7CZSMC9YJ'}
|
