Современная наноэлектроника как исходная база

Современная наноэлектроника как исходная база

В.К. Петросян (Вадимир). Мировая пикоэлектроника. Прошлое, настоящее, будущее. Проектирование Метаразвития. Тома 1-6

Современная наноэлектроника как исходная база
2.1. FinFET, GAA и нанолистовые структуры
2.2. CFET и вертикальная интеграция
2.3. Двумерные полупроводниковые материалы
2.4. Сверхтонкие диэлектрики и контакты
2.5. Атомарная метрология и технологический контроль


*********

© В.К.
Петросян (Вадимир) © Lag.ru [Large Apeironic Gateway, Большой Апейронический
Портал (Шлюз), Суперпортал в Бесконечность].

При копировании данного материала и размещении его на другом сайте, ссылки
на соответствующие локации порталов Lag.ru и Proza.ru обязательны

Работа написана на основе концепции и разработок В.К. Петросяна при полноценном соавторстве (активном творческом и техническом участии) ChatGPT (OpenAI), GPT-5.6 Sol

******
Современная наноэлектроника как исходная база
Представлена переработанная научная редакция главы с сохранением всех пяти подразделов. Её центральный тезис: исходной базой пикоэлектроники является не условная последовательность всё меньших «нанометровых узлов», а совокупность реальных физических технологий — управления каналом, атомарной инженерии материалов, контактов, диэлектриков и метрологии.

При этом промышленные достижения GAA, исследовательская зрелость CFET и лабораторные результаты двумерной электроники рассматриваются раздельно. Такое разграничение подтверждается отчётами TSMC, Samsung, Intel и научными публикациями imec за 2025–2026 годы.


investor.tsmc.com

+3

Глава 2. Современная наноэлектроника как исходная база
Физические принципы, технологические архитектуры, материалы и метрология современной электронной элементной базы как научные предпосылки будущей пикоэлектроники.

Введение. От уменьшения транзистора к управлению электронной структурой вещества
Современная наноэлектроника занимает особое положение в истории научно-технического прогресса. Именно в ней достижения фундаментальной физики и материаловедения превращаются в массовые промышленные технологии, обеспечивающие функционирование компьютеров, систем связи, промышленной автоматики и искусственного интеллекта.

За несколько десятилетий электронная промышленность научилась создавать устройства, содержащие миллиарды транзисторов. При этом совершенствовались не только электронные приборы, но и оборудование, материалы, методы проектирования, системы метрологии и способы организации производства.

Однако современное развитие наноэлектроники существенно отличается от прежнего периода преимущественно геометрического масштабирования.

В прошлом уменьшение характерных размеров транзистора часто обеспечивало одновременно увеличение плотности интеграции, улучшение быстродействия и снижение энергии переключения. На новых технологических поколениях соответствующие преимущества всё чаще достигаются посредством целого комплекса взаимосвязанных решений.

Изменяется форма электронного канала. Совершенствуются материалы затворных диэлектриков. Разрабатываются новые контактные структуры. Функциональные элементы располагаются в нескольких вертикальных слоях. Создаются новые средства прецизионного измерения и управления технологическим процессом.

В результате современная наноэлектроника постепенно превращается из преимущественно геометрической технологии миниатюризации в комплексную технологию управления электронными состояниями, материалами и функциональными архитектурами.

Этот переход имеет принципиальное значение для настоящей книги.

В предыдущей главе были рассмотрены физические пределы традиционного масштабирования. Однако установление пределов не означает прекращения технологического развития.

Напротив, они создают необходимость поиска новых физических и инженерных решений.

Именно поэтому следующий этап исследования должен начинаться с анализа наиболее передовых достижений современной наноэлектроники.

К их числу относятся транзисторы FinFET и Gate-All-Around, нанолистовые структуры, перспективная архитектура CFET, двумерные полупроводники, сверхтонкие диэлектрики, новые материалы контактов и атомарная метрология.

Однако необходимо строго различать три состояния технологий.

Промышленно освоенная технология обеспечивает повторяемое изготовление коммерческой продукции.

Экспериментально подтверждённая технология обладает продемонстрированной физической работоспособностью, но может ещё не удовлетворять требованиям массового производства.

Научно-технологическая гипотеза представляет перспективное решение, осуществимость и практические преимущества которого требуют дальнейшей проверки.

Это разграничение особенно важно для пикоэлектроники.

В настоящей книге PICO рассматривается как перспективная базовая субтехнология Метаразвития, ориентированная на исследование новых физических принципов электронной элементной базы.

Но существование чрезвычайно малых лабораторных структур ещё не означает, что соответствующее направление превратилось в зрелую промышленную технологию.

Для этого необходимо подтвердить функциональную работоспособность, воспроизводимость, надёжность и экономическую осуществимость.

Следовательно, настоящая глава должна ответить на два взаимосвязанных вопроса.

Первый: какие физические и технологические возможности современной наноэлектроники уже подтверждены?

Второй: какие из них могут стать основой качественно нового этапа электронной техники, выходящего за пределы обычного масштабирования?

2.1. FinFET, GAA и нанолистовые структуры
2.1.1. Классический MOS-транзистор и проблема электростатического управления
Основой большинства современных цифровых интегральных схем является полевой транзистор с изолированным затвором — MOSFET.

Его фундаментальная функция состоит в управлении электрическим током между истоком и стоком посредством напряжения, приложенного к затвору.

В традиционной планарной архитектуре полупроводниковый канал располагается вблизи поверхности кремниевой подложки. Затвор находится над каналом и отделён от него диэлектриком.

При изменении напряжения на затворе изменяется распределение электрического потенциала. В результате прибор переходит между состояниями высокой и низкой проводимости.

Однако по мере уменьшения длины канала возрастает влияние электрических полей, создаваемых истоком и стоком.

Это приводит к короткоканальным эффектам.

Особенно важно снижение эффективности управления потенциальным барьером канала со стороны затвора.

В результате становится сложнее одновременно обеспечивать высокую скорость переключения, низкий ток утечки и приемлемую электрическую устойчивость.

Следовательно, дальнейшее развитие потребовало изменения пространственной геометрии транзистора.

2.1.2. FinFET как переход к трёхмерной архитектуре
FinFET представляет собой полевой транзистор, в котором канал формируется в виде выступающего полупроводникового ребра — fin.

Управляющий затвор охватывает его верхнюю и боковые поверхности.

Таким образом, электростатическое воздействие осуществляется с нескольких сторон.

Это улучшает контроль над каналом и позволяет продолжать уменьшение размеров прибора.

Исторически важнейшим промышленным событием стало внедрение Intel трёхмерных Tri-Gate-транзисторов в технологию 22 нм.

В мае 2011 года корпорация представила соответствующее решение, а в 2012 году оно вошло в массовое производство процессоров Ivy Bridge.

В дальнейшем FinFET была освоена ведущими производителями логических интегральных схем.

Её значение выходит далеко за пределы отдельного инженерного решения.

FinFET продемонстрировала, что дальнейшее развитие электроники может обеспечиваться не только уменьшением размеров, но и принципиальным изменением пространственной архитектуры электронного прибора.

Это один из важнейших методологических уроков для последующих поколений электронной техники.

2.1.3. Преимущества и ограничения FinFET
Основным преимуществом FinFET является улучшение электростатического управления.

Дополнительным достоинством становится возможность увеличения эффективной ширины канала благодаря боковым поверхностям ребра.

Однако архитектура имеет собственные ограничения.

При уменьшении ширины ребра возрастает влияние геометрических отклонений.

Малые изменения формы и шероховатости могут заметно изменять ток и пороговое напряжение.

Кроме того, эффективная ширина канала часто регулируется изменением числа параллельных рёбер.

Такое изменение является дискретным.

Оно ограничивает проектную гибкость при создании небольших логических ячеек.

Одновременно усложняется размещение контактов и межсоединений.

Таким образом, дальнейшее уменьшение горизонтальных размеров перестаёт обеспечивать прежние преимущества без изменения самой конструкции канала.

2.1.4. Принцип Gate-All-Around
Следующим важнейшим этапом стало развитие транзисторов Gate-All-Around — GAA.

Фундаментальная особенность GAA состоит в том, что управляющий затвор окружает полупроводниковый канал со всех сторон.

Это позволяет улучшать электростатический контроль по сравнению с конструкциями, в которых часть поверхности канала остаётся менее непосредственно управляемой.

Однако GAA — не название одного конкретного прибора.

Соответствующий принцип может реализовываться в различных геометрических формах.

Особый интерес представляют нанопроволочные и нанолистовые транзисторы.

Нанопроволочная структура использует относительно узкий канал.

Нанолистовая структура использует тонкий, но более широкий проводящий слой.

В обоих случаях канал окружён затвором.

Однако нанолист позволяет гибче регулировать эффективную ширину проводящей области.

Именно это стало одним из главных преимуществ нанолистовой архитектуры для передовой логики.

2.1.5. Физическая конструкция нанолистового GAA-транзистора
Современный нанолистовой транзистор может использовать несколько горизонтально расположенных полупроводниковых каналов.

Они размещаются друг над другом и образуют многоуровневую проводящую структуру.

Каждый канал окружён соответствующей затворной системой.

В результате эффективная ширина проводящей области определяется суммарным вкладом нескольких нанолистов.

Такая архитектура позволяет объединять хорошее электростатическое управление с возможностью получения значительного тока при относительно компактной площади.

Однако её создание требует сложных технологических операций.

Одним из распространённых подходов является выращивание чередующихся слоёв кремния и кремний-германиевого сплава.

Затем определённые промежуточные слои селективно удаляются.

В результате формируются свободные полупроводниковые нанолисты.

После этого создаётся затворная структура, окружающая каждый лист.

Главная проблема заключается в точности технологического контроля.

Необходимо сохранять толщину каналов, расстояния между ними, форму поверхностей и свойства материалов.

Особенно важно формирование внутренних диэлектрических разделителей.

Они предотвращают нежелательные электрические взаимодействия между затвором и другими функциональными областями прибора.

Следовательно, нанолистовой GAA представляет собой не только новую форму транзистора, но и результат существенного совершенствования технологий материалов и измерений.

2.1.6. Научная история нанолистовых транзисторов
Одной из основополагающих работ стала публикация исследовательского коллектива IBM на VLSI Symposium 2017 года.

В ней была представлена горизонтальная многослойная GAA-архитектура.

Исследователи показали возможность создания электронных приборов с улучшенным электростатическим контролем и проектной гибкостью.

В 2021 году IBM объявила об экспериментальной демонстрации платформы технологического поколения 2 нм.

Однако необходимо строго разграничивать лабораторное достижение и массовое производство.

Соответствующая исследовательская демонстрация не означала, что компания уже начала выпуск коммерческих процессоров по полноценному квалифицированному 2-нм процессу.

Для этого требовалось дальнейшее совершенствование технологических операций и производственной инфраструктуры.

2.1.7. Промышленное освоение GAA в 2022–2026 годах
К середине 2020-х годов GAA перешла из исследовательской области в промышленное производство.

Samsung объявила о начале изготовления 3-нм GAA-продукции в 2022 году.

По официальным данным компании, массовое производство процесса SF2 началось в 2025 году.

TSMC сообщила, что её N2 вошёл в стадию крупносерийного производства в четвёртом квартале 2025 года.

Корпорация Intel вывела процесс Intel 18A на рынок вычислительных устройств.

В январе 2026 года были представлены процессоры Intel Core Ultra Series 3, изготовленные на соответствующей технологической платформе.

Таким образом, к октябрю 2026 года GAA необходимо рассматривать как промышленно освоенное семейство транзисторных архитектур.

Однако это не означает полного технологического равенства производителей.

Samsung, TSMC и Intel используют различные реализации GAA, отличающиеся геометрией, контактными структурами, материалами и методами интеграции.

Следовательно, сравнение требует реальных электрических, производственных и экономических показателей.

2.1.8. Почему названия технологических узлов нельзя использовать как физическую линейку
Особенно важно различать технологические названия и реальные размеры электронных структур.

Обозначения N2, SF2 и Intel 18A относятся к определённым промышленным платформам.

Они не означают, что все основные элементы соответствующих транзисторов имеют длину два нанометра или 1,8 нанометра.

Кроме того, архитектуры могут различаться даже между процессами с одинаковым условным числовым обозначением.

Показателен пример поколения 3 нм.

TSMC применяла FinFET в своём N3, тогда как Samsung использовала GAA в определённых вариантах собственного 3-нм семейства.

Следовательно, условный номер узла сам по себе не определяет архитектуру транзистора.

Он не является достаточным критерием физического или экономического превосходства.

2.1.9. RibbonFET и изменение системы энергоснабжения
Архитектура Intel RibbonFET представляет разновидность GAA.

Однако особый интерес связан с её сочетанием с технологией PowerVia.

PowerVia предусматривает подачу питания с обратной стороны полупроводниковой структуры.

Это позволяет изменить распределение сигнальных и питающих межсоединений.

В традиционных конструкциях обе системы в значительной степени используют металлические слои над электронными приборами.

При новом подходе часть инфраструктуры питания переносится на другую сторону.

Это может уменьшать ограничения маршрутизации и улучшать электрические характеристики.

Однако возникает необходимость новых технологических операций.

Следует обеспечивать точность формирования обратных контактов, надёжность соединений и совместимость с основной транзисторной структурой.

Таким образом, дальнейшее масштабирование всё больше зависит от совместного проектирования транзисторов, межсоединений и энергоснабжения.

2.1.10. Значение GAA для будущей элементной базы
Главный научный результат развития GAA состоит в изменении отношения между геометрией электронного прибора и его функциональными свойствами.

Оказывается, что пространственная организация материалов может существенно влиять на качество управления зарядом.

Следовательно, перспективы дальнейшего развития могут быть связаны не только с уменьшением размеров существующих транзисторов.

Возможны новые геометрические конфигурации, материалы каналов и способы управления электронными состояниями.

Однако GAA остаётся развитием физической модели полевого транзистора.

Её промышленный успех не доказывает существования новой пикоэлектронной физической платформы.

Он лишь предоставляет развитую основу для поиска последующих приборных принципов.

2.2. CFET и вертикальная интеграция
2.2.1. Почему двумерное размещение перестаёт быть достаточным
По мере уменьшения размеров логических ячеек всё большее значение приобретает пространственная организация транзисторов.

В традиционной CMOS-логике n-канальные и p-канальные приборы располагаются преимущественно рядом друг с другом.

Они формируют комплементарные логические элементы.

Однако при дальнейшем уменьшении площади возрастает доля пространства, необходимого для разделения приборов и размещения электрических контактов.

Следовательно, возникает возможность дальнейшего повышения плотности посредством вертикального размещения функциональных элементов.

Именно на этом принципе основана архитектура CFET — Complementary Field-Effect Transistor.

2.2.2. Физическая идея CFET
CFET предусматривает вертикальное размещение комплементарных полевых транзисторов.

В типичной исследовательской архитектуре nFET и pFET располагаются один над другим.

Такое размещение потенциально позволяет уменьшать площадь стандартной логической ячейки.

Однако CFET не означает возникновения совершенно нового физического механизма переключения.

Современные исследовательские варианты продолжают использовать полевые транзисторы.

Новизна заключается прежде всего в способе их пространственной интеграции.

Это принципиально важно для научной классификации.

CFET представляет новое архитектурно-технологическое поколение, но не обязательно новую фундаментальную физику электроники.

2.2.3. Монолитная и последовательная интеграция
В исследованиях различают два основных подхода.

Монолитная CFET — mCFET предусматривает согласованное формирование взаимосвязанных верхних и нижних транзисторов в рамках общего технологического маршрута.

Последовательная CFET — sCFET использует более раздельную обработку соответствующих приборов.

Каждый вариант обладает преимуществами.

Монолитная интеграция потенциально уменьшает число отдельных процедур совмещения, но предъявляет чрезвычайно высокие требования к селективной обработке многослойной структуры.

Последовательная интеграция позволяет упростить отдельные технологические операции.

Однако она создаёт дополнительные требования к точности соединения функциональных уровней.

В исследовательских материалах imec 2026 года показано, что выбор между подходами нельзя осуществлять исключительно на основании геометрической компактности.

Необходимо учитывать весь производственный маршрут, точность совмещения, электрические характеристики и себестоимость.

2.2.4. Проблема теплового бюджета
Одной из наиболее серьёзных трудностей является температурная совместимость.

При изготовлении верхнего транзистора часть операций может требовать повышенной температуры.

Но нижний прибор уже сформирован.

Он содержит полупроводниковые области, контакты и диэлектрики.

Дополнительная тепловая обработка способна изменять их свойства.

В частности, возможно перераспределение примесей, изменение границ раздела и ухудшение электрических характеристик.

Следовательно, развитие CFET требует создания технологических процессов с согласованным тепловым бюджетом.

Это особенно важно при интеграции новых материалов, включая двумерные полупроводники.

2.2.5. Контактная структура CFET
Вертикальное размещение приборов требует новых способов подвода электрических сигналов.

Особенно сложной является организация контактов к нижнему транзистору.

В традиционной конструкции доступ к его функциональным областям может быть ограничен расположенными сверху слоями.

Поэтому исследуются методы формирования контактов с обратной стороны пластины.

В 2026 году imec сообщила о значительном улучшении соответствующего технологического модуля.

Сопротивление доступа к нижним p-канальным тестовым приборам уменьшилось приблизительно с 1753 до 378 Ом·мкм.

При этом показатель сохранения работоспособности исследованных нижних структур увеличился с 45% до 85%.

Этот результат свидетельствует о существенном прогрессе технологии.

Но он не означает достижения 85-процентного выхода годных коммерческих процессоров CFET.

Речь идёт о конкретном экспериментальном модуле и соответствующей группе тестовых приборов.

Следовательно, физическая эффективность решения должна оцениваться в границах проведённого исследования.

2.2.6. Управление пороговым напряжением
Для массовой цифровой логики необходимы транзисторы с различными пороговыми напряжениями.

Это позволяет выбирать компромисс между быстродействием и токами утечки.

Однако вертикальная CFET-архитектура усложняет создание таких вариантов.

Внутреннее пространство для дополнительных материалов и технологических операций ограничено.

Поэтому исследуются методы изменения электрических свойств затворных структур посредством специальных интерфейсных слоёв и локальных диполей.

В 2026 году imec представила экспериментальный модуль подобной настройки.

Однако демонстрация изменения порогового напряжения ещё не означает полной технологической готовности.

Необходимо подтвердить воспроизводимость, электрическую стабильность и совместимость с различными логическими ячейками.

2.2.7. Проектирование CFET на уровне стандартной логической ячейки
Главная особенность CFET заключается в том, что преимущества отдельного прибора необходимо оценивать на уровне законченной схемы.

Например, вертикальное размещение комплементарной пары может уменьшать площадь транзисторов.

Но при этом увеличивать сложность электрической маршрутизации.

В некоторых логических функциях затворы верхнего и нижнего транзисторов должны быть электрически соединены.

В других случаях требуется их независимое управление.

Поэтому в исследованиях рассматриваются варианты common-gate и split-gate.

В октябре 2026 года imec представила результаты DTCO-анализа последовательной CFET с различными схемами управления затворами.

Были исследованы также перспективные варианты ячеек статической памяти.

Однако это необходимо рассматривать как проектно-экспериментальное развитие архитектуры.

Оно ещё не означает наличия массовой промышленной CFET-платформы.

2.2.8. Forksheet как промежуточное направление
Одним из возможных промежуточных решений является forksheet.

В этой архитектуре соседние нанолистовые транзисторы разделяются специальной диэлектрической стенкой.

Она позволяет изменять расстояние между комплементарными приборами и улучшать некоторые характеристики компоновки.

В исследованиях imec рассматриваются различные варианты такой структуры.

Однако forksheet остаётся преимущественно технологией исследовательского этапа.

Её реальное значение будет определяться возможностью воспроизводимого изготовления и экономическими преимуществами.

Таким образом, развитие после GAA не обязательно должно происходить по одной предопределённой траектории.

Возможны конкурирующие архитектурные направления.

2.2.9. CFET и совместная оптимизация проектирования и производства
Особенно важным становится Design-Technology Co-Optimization — DTCO.

Этот подход предусматривает совместное проектирование транзисторной архитектуры, технологического маршрута и логических ячеек.

Например, уменьшение площади отдельного транзистора может оказаться экономически невыгодным, если необходимо создавать более сложную систему межсоединений.

Следовательно, оптимизация должна осуществляться на уровне законченной функциональной структуры.

В более широком смысле развивается System-Technology Co-Optimization — STCO.

Она учитывает взаимодействие производственной технологии с архитектурой целой вычислительной системы.

Однако подобные подходы, несмотря на высокую значимость, ещё не являются доказательством универсальной технологии Метаразвития.

Они представляют важные организационно-технологические предпосылки её потенциального создания.

2.2.10. Значение CFET для PICO
Для пикоэлектроники CFET представляет важную исследовательскую основу.

Она демонстрирует, что дальнейшее развитие электронных систем может быть связано с многослойной организацией материалов.

Особенно значительными становятся точность формирования межслойных границ, контактная инженерия и управление локальными электрическими полями.

Однако необходимо различать технологическую интеграцию и новую физическую функциональность.

Вертикальное размещение существующих приборов ещё не означает создания принципиально новой электронной элементной базы.

Следовательно, CFET следует рассматривать как перспективную часть современной наноэлектроники, а не как уже реализованную пикоэлектронику.

2.3. Двумерные полупроводниковые материалы
2.3.1. Переход от объёмных материалов к атомарно-тонким каналам
Одним из наиболее перспективных направлений дальнейшего развития электроники является использование двумерных полупроводников.

Их главная особенность заключается в чрезвычайно малой толщине функционального слоя.

В предельном случае материал может состоять из одного атомарного слоя.

Это создаёт новые возможности электростатического управления каналом.

Однако необходимо подчеркнуть, что не все двумерные материалы обладают одинаковыми свойствами.

Например, идеальный графен не имеет обычной запрещённой зоны, необходимой для глубокого выключения традиционного цифрового транзистора.

Поэтому особое значение имеют двумерные материалы, обладающие подходящей полупроводниковой структурой.

2.3.2. Дихалькогениды переходных металлов
К числу наиболее исследуемых материалов относятся дихалькогениды переходных металлов — TMD.

Особенно важны:

дисульфид молибдена MoS;;
дисульфид вольфрама WS;;
диселенид вольфрама WSe;.
Они позволяют формировать атомарно-тонкие полупроводниковые каналы.

Однако их электрические свойства зависят от химического состава, кристаллической структуры, дефектов и взаимодействия с контактными материалами.

Следовательно, чрезвычайно малая толщина сама по себе не гарантирует высокой производительности.

2.3.3. Электростатическое преимущество двумерного канала
В обычном полупроводниковом приборе управляющее электрическое поле должно контролировать распределение потенциала внутри канала.

По мере уменьшения длины прибора эта задача становится сложнее.

Атомарно-тонкий канал потенциально позволяет улучшить контроль.

Однако важнейшим условием становится качество окружающих материалов.

Если затворный диэлектрик содержит дефекты, возникает нестабильность.

Если контактное сопротивление слишком велико, ограничивается ток.

Если материал неоднороден, ухудшается воспроизводимость.

Следовательно, возможности двумерных полупроводников определяются всей конструкцией транзистора.

2.3.4. Главная проблема промышленного выращивания
Для массовой электроники необходимо получать большие площади материала с воспроизводимыми свойствами.

При этом следует контролировать число атомарных слоёв, размеры кристаллических областей, границы зёрен и химические примеси.

Особенно важны дефекты, возникающие при переносе материала между подложками.

Они способны изменять электронные характеристики.

Следовательно, создание одного работоспособного лабораторного прибора не означает существования технологии массового производства.

Необходимо разработать воспроизводимый маршрут изготовления большого количества устройств.

2.3.5. Значение эксперимента imec, ASML и TSMC в июне 2026 года
15 июня 2026 года imec совместно с ASML и TSMC сообщила о значительном достижении в области промышленно ориентированной интеграции двумерных полупроводников.

Был представлен технологический маршрут для 300-мм пластин.

Исследователи создали n-канальные структуры на основе MoS; и p-канальные структуры на основе WS; или WSe;.

Важнейшим результатом стало достижение Contacted Poly Pitch — CPP — около 50 нм.

При этом использовалась EUV-литография.

Для отдельных приборов длина канала составляла около 28 нм.

В опубликованной работе сообщалось, что 94% исследованных транзисторов удовлетворяли установленному авторами функциональному критерию.

Однако 94% работоспособных тестовых структур не следует интерпретировать как промышленный выход годных сложных процессоров.

Это разные показатели.

Тем не менее результат имеет чрезвычайно большое значение.

Он демонстрирует возможность интеграции перспективных двумерных материалов с современной производственной инфраструктурой.

2.3.6. Почему CPP не является длиной канала
Необходимо специально различать геометрические параметры транзистора.

Contacted Poly Pitch характеризует период размещения контактированных затворных структур.

Длина канала определяет расстояние, соответствующее проводящей области между истоком и стоком в конкретной геометрической модели.

Длина затвора характеризует отдельный управляющий элемент.

Эти величины взаимосвязаны, но не являются одинаковыми.

Поэтому сообщение о достижении CPP 50 нм не означает, что каждый транзистор имеет физическую длину канала 50 нм.

Для научного исследования необходимо сохранять точные определения.

2.3.7. Субнанометровый затвор в эксперименте 2026 года
11 июля 2026 года в Nature Communications была опубликована работа по созданию вертикальных транзисторов MoS; с чрезвычайно тонким затвором.

В исследовании использовался край однослойного графена.

Он позволил сформировать затворный элемент характерного размера около 0,34 нм.

При этом длина полупроводникового канала составляла около 10 нм.

Авторы продемонстрировали функционирование транзисторов и отдельных логических структур.

Однако необходимо подчеркнуть фундаментальное различие.

Субнанометровый размер затворного элемента не означает создания законченного транзистора физическим размером 0,34 нм.

Кроме того, эффективная длина электростатического управления зависит от распределения электрического поля и окружающих материалов.

Следовательно, данный результат представляет значительный шаг атомарно-точной инженерии, но не доказательство готовой промышленной пикоэлектроники.

2.3.8. Эксперимент с каналами менее пяти нанометров
21 сентября 2026 года в Nature Communications была опубликована работа по созданию транзисторов MoS; с длиной канала менее 5 нм.

Исследователи продемонстрировали подпороговую крутизну около 88 мВ на декаду.

Отношение токов включённого и выключенного состояний превышало 10;.

Особенно важным стало применение технологического подхода, совместимого с фотолитографией, и экспериментальная интеграция на четырёхдюймовых пластинах.

Однако данный результат необходимо интерпретировать осторожно.

Полученные 88 мВ на декаду не означают преодоления идеализированной термической границы обычного MOSFET около 60 мВ на декаду при комнатной температуре.

Авторы сравнивали результат с характеристиками кремниевых приборов в условиях чрезвычайно коротких каналов.

Следовательно, речь идёт о значительном преимуществе относительно определённых приборных ограничений, а не об отмене фундаментального термодинамического закона.

2.3.9. Почему двумерная логика ещё не стала массовой
Главное препятствие заключается в необходимости совместного решения нескольких проблем.

Во-первых, требуется качественное формирование материалов на большой площади.

Во-вторых, необходимы высокоэффективные контакты.

В-третьих, следует создавать надёжные затворные диэлектрики.

В-четвёртых, необходимо обеспечить конкурентоспособные характеристики n- и p-канальных транзисторов.

В-пятых, требуются воспроизводимость и промышленный выход годных изделий.

В июне 2026 года в Nature Reviews Electrical Engineering был опубликован специальный обзор, посвящённый p-канальным двумерным транзисторам.

Он подчёркивает, что развитие полноценной комплементарной логики требует согласованного совершенствования контактов, легирования, интерфейсов и надёжности.

Следовательно, наиболее перспективная физическая характеристика отдельного двумерного прибора не гарантирует промышленного успеха всей технологии.

2.3.10. Межслойные расстояния и ван-дер-ваальсовы интерфейсы
Особое значение имеет физика границ между двумерными слоями.

Во многих подобных структурах соседние материалы взаимодействуют посредством ван-дер-ваальсовых сил.

Это создаёт возможность формирования сложных гетероструктур без некоторых ограничений традиционного эпитаксиального выращивания.

Однако между слоями возникает характерный интерфейсный зазор.

Он может влиять на электронный перенос и электрическую ёмкость.

В мае 2026 года в журнале Science была опубликована работа, исследующая ограничения масштабирования, связанные с таким зазором.

Авторы показали, что он способен уменьшать определённые виды утечек, но одновременно создавать дополнительные ограничения контактов и электростатического управления.

Следовательно, атомарно-тонкая структура не обязательно обладает оптимальными интерфейсными характеристиками.

Это важнейший физический урок для будущей электронной элементной базы.

2.3.11. Научная перспектива для PICO
Двумерные материалы позволяют исследовать электронные состояния в структурах, геометрия которых определяется расположением отдельных атомов.

При этом небольшие изменения межслойных расстояний, химического состава и локальных напряжений способны влиять на электронную функцию.

Таким образом, возникает возможность поиска новых способов атомарно-точного управления.

Однако необходимо строго разграничивать масштаб структурного изменения и размеры всего прибора.

Пикометровое изменение межатомного расстояния не означает создания пикометрового транзистора.

Следовательно, перспективная PICO должна определяться прежде всего новыми физическими возможностями управления электронными состояниями.

2.4. Сверхтонкие диэлектрики и контакты
2.4.1. Почему канал не определяет всю эффективность транзистора
В современной наноэлектронике значительное внимание уделяется полупроводниковым материалам канала.

Однако работоспособность транзистора зависит не только от канала.

Необходимо сформировать управляющий затвор, диэлектрическую изоляцию, контактные области и электрические межсоединения.

При чрезвычайно малых размерах относительное влияние контактов и интерфейсов возрастает.

В результате улучшение материала канала может не обеспечивать соответствующего повышения производительности.

Особенно значимой становится необходимость совместной оптимизации всех функциональных элементов.

2.4.2. Высокодиэлектрические материалы
В классических MOS-транзисторах широко использовался диоксид кремния.

Однако уменьшение его физической толщины усиливает квантовое туннелирование через диэлектрический барьер.

Поэтому были разработаны материалы с высокой относительной диэлектрической проницаемостью — high-k.

Одним из наиболее значительных стал HfO;.

Использование таких материалов позволяет обеспечивать необходимую электрическую ёмкость при сравнительно большей физической толщине изолирующего слоя.

Однако необходимо учитывать химические свойства границы раздела, стабильность структуры и долговременную надёжность.

Следовательно, высокая диэлектрическая проницаемость является необходимой, но недостаточной характеристикой перспективного материала.

2.4.3. Эквивалентная толщина оксида
Для сравнения диэлектриков используется показатель Equivalent Oxide Thickness — EOT.

В упрощённой модели однородного диэлектрического слоя:

EOT = t ; ;(SiO;) / ;(материала),

где t — физическая толщина слоя, а ; — относительная диэлектрическая проницаемость.

Например, если физическая толщина материала составляет 4 нм, а относительная проницаемость — 20, то идеализированная EOT составляет приблизительно 0,78 нм.

Однако реальная транзисторная структура может включать несколько слоёв.

Кроме того, необходимо учитывать квантовые и интерфейсные эффекты.

Поэтому EOT не является прямым измерением геометрической толщины всего затворного пакета.

2.4.4. Атомно-слоевое осаждение
Atomic Layer Deposition — ALD — представляет одну из важнейших технологий формирования сверхтонких материалов.

Она использует последовательные поверхностные химические реакции.

Это позволяет контролировать рост тонких слоёв с высокой точностью.

Особенно значительным преимуществом является возможность обработки сложных трёхмерных структур.

Однако необходимо избегать распространённого упрощения.

Один цикл ALD не обязательно формирует ровно один полный атомный слой.

Реальный прирост толщины зависит от химии поверхности, температуры и насыщения реакций.

Следовательно, технология обеспечивает высокую управляемость процесса, но не означает автоматического абсолютного контроля положения каждого атома.

2.4.5. Диэлектрики для двумерных полупроводников
Особенно сложной является интеграция диэлектриков с двумерными материалами.

Их поверхности могут содержать сравнительно мало химически активных связей.

Это осложняет начальное формирование оксидного слоя.

В результате возможно возникновение неоднородностей и интерфейсных дефектов.

Поэтому исследуются специальные промежуточные материалы и способы подготовки поверхности.

Однако подобные операции способны изменять свойства самого полупроводникового канала.

Следовательно, выбор диэлектрика должен осуществляться с учётом всей электронной структуры прибора.

2.4.6. Контактное сопротивление
Для работы транзистора необходимо передавать носители заряда между металлическими контактами и полупроводниковым каналом.

Однако на границе материалов могут возникать энергетические барьеры.

Они ограничивают перенос электронов или дырок.

В результате часть электрического напряжения расходуется на контактной области.

Это уменьшает полезный ток через канал.

Особенно сложной проблема становится для двумерных материалов.

Толщина проводящей области чрезвычайно мала, а электронные свойства чувствительны к состоянию поверхности.

Поэтому контактная инженерия является самостоятельным направлением современной наноэлектроники.

2.4.7. Полуметаллические контакты
Для двумерных полупроводников исследуются различные контактные материалы.

Особое значение имеют некоторые полуметаллические системы, включая висмут.

В определённых условиях они способны обеспечивать низкое контактное сопротивление.

Однако соответствующий результат зависит от химического состава и электронной структуры интерфейса.

Контакт, оптимальный для одного материала, не обязательно обладает аналогичными характеристиками для другого.

Поэтому нельзя говорить о существовании универсального металла для всех двумерных транзисторов.

2.4.8. Измерение контакта Bi/MoS; в 2026 году
В июле 2026 года в журнале Nature были опубликованы результаты прямого измерения области передачи заряда между висмутовым контактом и однослойным MoS;.

Использовались поперечная сканирующая туннельная микроскопия и спектроскопия.

Эксперимент позволил определить характерную длину переноса носителей около 2–3 нм.

Однако при использовании традиционной косвенной электрической модели для исследованного типа контактной системы было получено другое значение.

Это обстоятельство имеет особое научное значение.

Оно показывает, что измеряемая характеристика зависит от определения параметра и метода исследования.

Следовательно, необходимо различать локальную пространственную область фактического электронного переноса и величину, определяемую посредством определённой электрической модели.

Кроме того, результат относится к конкретной системе Bi/MoS;.

Он не является универсальной нижней границей размеров всех электронных контактов.

2.4.9. Проблема надёжности
Для промышленного применения недостаточно получить хорошие характеристики в одном эксперименте.

Необходимо доказать стабильность работы при многократных переключениях, изменениях температуры и длительных электрических нагрузках.

Особое значение имеют дефекты диэлектрических слоёв, деградация контактов и изменение интерфейсных состояний.

Поэтому перспективные электронные структуры необходимо исследовать посредством статистически обоснованных испытаний.

Важнейшее значение имеют распределения характеристик большого числа устройств.

Следовательно, технологическая воспроизводимость является самостоятельным критерием, не сводимым к рекордным характеристикам отдельного прибора.

2.4.10. Значение интерфейсов для PICO
Главный научный вывод заключается в том, что электронные свойства перспективных приборов всё сильнее зависят от атомарной организации границ между материалами.

Даже чрезвычайно малое изменение локальной структуры может заметно повлиять на электрический перенос.

Следовательно, появляется возможность исследования новых функциональных механизмов атомарно-точного управления.

Однако необходимо определить, можно ли использовать соответствующие эффекты воспроизводимо.

Именно это должно стать одной из важных задач PICO.

2.5. Атомарная метрология и технологический контроль
2.5.1. Метрология как необходимое условие технологического развития
Современная наноэлектроника требует не только изготовления чрезвычайно малых структур.

Необходимо количественно подтверждать их форму, состав и электрические характеристики.

При этом требования к измерениям непрерывно возрастают.

Для GAA необходимо контролировать толщину и геометрию нанолистов.

Для CFET — взаимное положение верхних и нижних приборов.

Для двумерных полупроводников — атомарную структуру, дефекты и химическое состояние интерфейсов.

Следовательно, метрология становится не вспомогательным приложением к электронной промышленности, а одной из её основных технологических составляющих.

2.5.2. Разрешение, точность и неопределённость
Особенно важно разграничивать метрологические понятия.

Пространственное разрешение характеризует способность прибора различать близко расположенные элементы.

Точность характеризует близость результата к действительному значению.

Повторяемость отражает разброс результатов при повторных измерениях.

Неопределённость описывает степень обоснованного сомнения в полученной величине.

Следовательно, микроскоп, демонстрирующий атомарное разрешение, не обязательно определяет координаты всех атомов с пикометровой точностью.

А способность измерить пикометровое смещение не означает возможности создавать пикометровые транзисторы.

Это особенно важно для будущего определения PICO.

2.5.3. Сканирующая электронная микроскопия
Scanning Electron Microscopy — SEM — широко используется для исследования геометрии электронных структур.

Особенно важны специализированные системы Critical Dimension SEM.

Они позволяют контролировать размеры элементов литографического рисунка.

Однако необходимо учитывать влияние условий формирования электронного изображения.

Измеренные границы могут зависеть от алгоритмов обработки данных.

Кроме того, некоторые функциональные области скрыты внутри многослойных структур.

Поэтому SEM необходимо использовать в сочетании с другими метрологическими методами.

2.5.4. Атомно-силовая микроскопия
Atomic Force Microscopy — AFM — основана на взаимодействии зонда с поверхностью.

Она позволяет исследовать рельеф и ряд локальных физических свойств материала.

Однако результаты зависят от формы острия зонда.

Кроме того, чрезвычайно тонкие структуры могут деформироваться при измерении.

Следовательно, необходимо учитывать возможные артефакты и проводить калибровку.

2.5.5. Сканирующая туннельная микроскопия
Scanning Tunneling Microscopy — STM — использует квантовое туннелирование электронов между зондом и исследуемой поверхностью.

Она позволяет исследовать атомарную структуру и локальные электронные состояния.

Особенно значимым является сочетание STM со спектроскопией.

Однако получаемое изображение зависит не только от геометрии атомов, но и от распределения электронных состояний.

Следовательно, его нельзя интерпретировать как обычную фотографию атомных шаров.

Необходимо использовать соответствующие физические модели.

2.5.6. Просвечивающая электронная микроскопия
Transmission Electron Microscopy — TEM — и Scanning Transmission Electron Microscopy — STEM — позволяют исследовать чрезвычайно малые структуры с высоким пространственным разрешением.

Они особенно важны для анализа межслойных границ, атомарных дефектов и химического состава материалов.

Однако подготовка образца может быть разрушительной.

Кроме того, электронный пучок способен изменять чувствительные структуры.

Следовательно, необходимо учитывать влияние самой измерительной процедуры.

2.5.7. Трёхмерная электронная томография
Современные электронные приборы обладают сложной пространственной архитектурой.

Поэтому двумерного изображения часто недостаточно.

Для исследования скрытых элементов используются методы электронной томографии.

Они предполагают получение серии изображений и последующую математическую реконструкцию.

NIST развивает специальные методы количественной трёхмерной томографии полупроводниковых приборов.

Однако соответствующая исследовательская программа продолжалась и в октябре 2026 года.

Следовательно, полная атомарно-разрешённая трёхмерная метрология остаётся сложной самостоятельной технологической задачей.

2.5.8. Атомно-зондовая томография
Atom Probe Tomography — APT — предоставляет возможность исследования химического состава материалов на чрезвычайно малых масштабах.

В процессе измерения из исследуемого образца последовательно удаляются атомы.

Затем осуществляется реконструкция их первоначального пространственного распределения.

Следовательно, метод является разрушающим.

Кроме того, результат зависит от модели реконструкции.

Поэтому APT не следует рассматривать как способ безошибочного определения координат всех атомов в произвольном электронном устройстве.

Тем не менее она является одним из важнейших инструментов исследования распределения примесей и интерфейсов.

2.5.9. Рентгеновская метрология
Особый интерес представляют неразрушающие методы измерения сложных трёхмерных структур.

Например, Critical Dimension Small-Angle X-ray Scattering — CD-SAXS — использует рассеяние рентгеновского излучения.

Этот метод позволяет исследовать размеры и форму периодических наноструктур.

NIST развивает соответствующие технологии для промышленного метрологического контроля.

Однако результаты зависят от математической модели реконструкции.

Поэтому рентгеновская метрология должна дополняться локальными методами измерений.

2.5.10. Метрология двумерных материалов
Для двумерных полупроводников необходимо одновременно исследовать несколько характеристик.

К ним относятся толщина, химический состав, размеры кристаллических областей, дефектность, электрическая проводимость и состояние интерфейсов.

Ни один измерительный метод не предоставляет полной информации обо всех этих свойствах.

Поэтому используются сочетания электронной микроскопии, спектроскопии, сканирующих зондовых методов и электрических испытаний.

В обзоре международной группы исследователей, опубликованном в 2024 году в Nanoscale Advances, подчёркивается необходимость разработки специальных метрологических методов для перехода двумерных материалов от лаборатории к промышленности.

Особенно важна возможность быстрого контроля больших площадей пластин.

2.5.11. Статистическая воспроизводимость
Для промышленного производства недостаточно измерить один качественный образец.

Необходимо исследовать распределение характеристик множества устройств.

Особенно важно учитывать пространственные вариации на пластине.

Например, средняя толщина материала может соответствовать проектному значению.

Но локальные дефекты способны изменять работу отдельных транзисторов.

Поэтому необходимо анализировать распределения размеров, сопротивлений, токов и других характеристик.

Следовательно, атомарная метрология должна сочетать высокое локальное разрешение с промышленно значимой статистической оценкой.

2.5.12. Интеллектуальные методы технологического контроля
Современная метрология создаёт огромные массивы данных.

Для их обработки применяются методы машинного обучения.

Они способны помогать выявлять дефекты, восстанавливать структуру и анализировать отклонения технологического процесса.

Однако такие алгоритмы необходимо проверять.

Например, интеллектуальная реконструкция может создавать внешне убедительное изображение, не полностью соответствующее реальному объекту.

Поэтому важно сохранять исходные измерения и оценивать неопределённость полученных результатов.

Следовательно, интеллектуальные методы должны дополнять метрологическую дисциплину, а не заменять её.

2.5.13. Замкнутый исследовательский цикл
Особенно перспективно объединение проектирования, изготовления и измерения в единую систему.

Её общая структура может быть представлена следующим образом:

Гипотеза ; проектирование ; экспериментальное изготовление ; измерение ; проверка ; изменение гипотезы ; следующий исследовательский цикл.

Однако такая последовательность существует и в традиционной науке.

Её автоматизация сама по себе ещё не является Метаразвитием.

Принципиально более высокий уровень возникает тогда, когда система совершенствует собственные методы выбора и выполнения последующих исследований.

Например, может сокращаться число необходимых экспериментов.

Может улучшаться качество выбора измерений.

Может повышаться вероятность получения проверенного результата.

Но подобные преимущества должны подтверждаться независимыми сравнительными исследованиями.

2.5.14. Метрология и критерии пикоэлектроники
Для будущей PICO необходимо строго разграничивать пять физических характеристик.

Первая — общий размер электронного устройства.

Вторая — размер отдельной функциональной структуры.

Третья — амплитуда управляемого атомарного изменения.

Четвёртая — пространственное разрешение средства измерения.

Пятая — неопределённость количественного результата.

Эти характеристики не являются взаимозаменяемыми.

Например, пикометровое изменение межатомного расстояния может влиять на электрические свойства структуры размером десятки нанометров.

Однако это не означает существования транзистора размером один пикометр.

Следовательно, при определении PICO необходимо использовать функциональные физические критерии.

Интегральная карта технологической зрелости
Рассмотренные направления образуют единую взаимозависимую систему.

Однако их научно-технологическая зрелость существенно различается.

Технология Состояние на октябрь 2026 года Основное ограничение
FinFET Зрелое массовое производство Дальнейшее масштабирование геометрии
Нанолистовые GAA Промышленное производство передовой логики Сложность структуры, контактов и межсоединений
CFET Исследовательские и опытно-технологические результаты Вертикальная интеграция и квалификация производства
Forksheet Перспективная исследовательская архитектура Воспроизводимость и экономика
Двумерные полупроводники Лабораторные и промышленно ориентированные демонстрации Однородность, контакты, диэлектрики, комплементарность
High-k-диэлектрики Зрелая промышленная технология Интерфейсы, утечки, надёжность
Атомно-слоевое осаждение Зрелая промышленная технология Контроль новых поверхностей и сложных структур
Атомарная метрология Развитые научные методы и совершенствующийся промышленный контроль Трёхмерная точность, быстродействие и статистическая проверка
Эта классификация позволяет установить главное направление современного развития.

Передовая электроника всё больше зависит не от отдельного рекордного транзистора, а от способности объединять физические приборы, материалы, измерения и производственные методы в воспроизводимую технологическую систему.

Именно этот результат имеет фундаментальное значение для проектирования PICO.

Современная наноэлектроника и физические предпосылки PICO
На основании рассмотренных достижений можно выделить несколько основных направлений дальнейшего исследования.

Первое связано с атомарно-точным формированием электронных структур.

Второе — с использованием новых материалов и межслойных интерфейсов.

Третье — с поиском альтернативных механизмов электронного переключения.

Четвёртое — с развитием новых способов пространственной интеграции.

Пятое — с совершенствованием средств атомарной метрологии и интеллектуального экспериментального контроля.

Однако необходимо подчеркнуть, что перечисленные направления не составляют уже готовую промышленную пикоэлектронику.

Они представляют её потенциальные научные основания.

Для перехода к новой физической технологии необходимо подтвердить самостоятельный функциональный эффект.

Затем доказать его воспроизводимость.

После этого исследовать интеграцию отдельных элементов.

Наконец, определить перспективы практического и промышленного применения.

При этом необходимо учитывать, что атомы имеют характерные размеры порядка десятков и сотен пикометров.

Следовательно, буквальное создание обычного транзистора с геометрическими размерами один пикометр не является реалистичным простым продолжением современной CMOS-миниатюризации.

Поэтому перспективная пикоэлектроника должна определяться через новые способы управления электронными процессами, а не через условный номер технологического узла.

Значение для генеральной программы Метаразвития
Для проекта International NooMachines результаты настоящей главы имеют самостоятельное стратегическое значение.

Генеральной технологией проекта является META — технология Метаразвития, технология опережения опережения.

PICO выступает её базовой физико-технологической субтехнологией.

NOO — второй базовой субтехнологией, ориентированной на создание интеллектуально-креативных исследовательских систем.

Обе программы должны инициироваться одновременно.

При этом NOO может использовать существующую вычислительную инфраструктуру.

Для первоначальных исследований не требуется предварительно создавать пикоэлектронные компьютеры.

А PICO должна развивать собственные экспериментальные направления независимо от того, достигнут ли первоначальные цели программы NOO.

Однако генеральная программа META должна исследовать возможность их взаимного усиления.

Например, интеллектуальные системы способны участвовать в анализе экспериментальных данных, моделировании материалов и выборе перспективных структур.

В свою очередь, новые физические результаты PICO могут создавать дополнительные возможности для будущих вычислительных систем.

Но подобная взаимосвязь не должна считаться доказанной автоматически.

Необходимо экспериментально подтвердить, что совместная организация исследований действительно повышает их результативность.

Особенно важно измерять не только качество отдельного нового прибора, но и эффективность создания последующих технологических поколений.

В этом заключается принципиальное отличие Метаразвития от обычного совершенствования электронной техники.

Заключение к главе 2
Современная наноэлектроника представляет собой развитую научно-технологическую систему, достигшую чрезвычайно высокой степени физической и инженерной сложности.

Её дальнейшее развитие уже невозможно свести к обычному геометрическому уменьшению традиционных транзисторов.

На первый план выходят новые пространственные архитектуры, атомарно-тонкие материалы, контактная инженерия, сверхтонкие диэлектрики и методы количественного технологического контроля.

FinFET обеспечила важнейший переход к пространственному управлению электронным каналом.

GAA и нанолистовые структуры позволили продолжить развитие передовой CMOS-логики и к середине 2020-х годов вошли в промышленное производство.

CFET открывает перспективу дальнейшего увеличения плотности функциональных электронных структур посредством вертикального размещения комплементарных приборов.

Однако её промышленная реализация требует решения сложных проблем контактов, теплового бюджета, межслойного совмещения и технологической воспроизводимости.

Двумерные полупроводники представляют одно из наиболее перспективных направлений последующего развития.

Их атомарно-тонкие каналы создают новые возможности электростатического управления.

Эксперименты 2026 года подтвердили значительный прогресс в изготовлении подобных приборов и интеграции на полупроводниковых пластинах.

Однако они ещё не доказывают готовности массовой двумерной логики.

Особенно сложными остаются проблемы контактов, диэлектриков и комплементарной интеграции.

Атомарная метрология становится одним из фундаментальных условий дальнейшего прогресса.

Без количественного измерения структуры, состава и электрических характеристик невозможно обеспечить воспроизводимое создание новых электронных приборов.

При этом развитие метрологии всё более тесно связывается с интеллектуальной обработкой данных и автоматизированным научным поиском.

Таким образом, современная наноэлектроника предоставляет необходимые научные и инженерные предпосылки для исследования будущей пикоэлектроники.

Однако её достижения не следует автоматически объявлять появлением PICO.

Пикоэлектроника должна стать самостоятельным исследовательским направлением поиска новых физических и инженерных способов управления электронной функцией на основе атомарно-точных структур и процессов.

Для этого необходимы проверяемые гипотезы, экспериментальные методы и независимая оценка результатов.

Особенно важно строго различать атомарную инженерию, пикометровую точность измерений и физические размеры электронных устройств.

Генеральная стратегическая цель International NooMachines при этом остаётся неизменной.

Необходимо создать, освоить и непрерывно совершенствовать технологию Метаразвития — технологию опережения опережения.

PICO и NOO должны выступать двумя базовыми одновременно развиваемыми субтехнологиями.

Их взаимодействие должно осуществляться в рамках единой научно-технологической системы.

Но конечным результатом должна стать не сумма отдельных физических и интеллектуальных достижений.

Необходимо экспериментально подтвердить воспроизводимую способность создавать последующие поколения технологий быстрее и эффективнее существующих альтернатив.

От современной наноэлектроники — к поиску новых физических возможностей PICO. От атомарно-точного управления материей — к проектированию новых электронных функций. От развития отдельных технологий — к технологии Метаразвития.

Основные научные источники
Intel Corporation. Intel Reinvents Transistors Using New 3-D Structure. 4 мая 2011 года.
Loubet N. et al. Stacked Nanosheet Gate-All-Around Transistor to Enable Scaling Beyond FinFET. IBM Research, VLSI Symposium, 2017.
TSMC. 2025 Annual Report. Развитие нанолистовой GAA-платформы N2.
Samsung Semiconductor. Foundry Process Technology — Logic Node. Промышленные GAA-процессы SF2.
Intel. CES 2026: Intel Core Ultra Series 3 Debut as First Built on Intel 18A. 5 января 2026 года.

imec. Advancing the CFET-Based Device Roadmap: Novel Integration Modules and Standard Cell Configurations. Part 1. 2026.
imec. Advancing the CFET-Based Device Roadmap. Part 2. 2026.
imec, ASML, TSMC. Industry-Ready 2D-Material Transistors Closer with Breakthrough 300mm Integration. 15 июня 2026 года.
Wang Z. et al. Wafer-Scale 2D MoS; Transistors with Self-Aligned Angstrom Gate Length and Nanometer Channel Length. Nature Communications, 11 июля 2026 года.
https://doi.org/10.1038/s41467-026-75409-7
Lin S. et al. Wafer-Scale 2D MoS; Transistors with Sub-5 nm Channel Length and Subthreshold Performance Beyond the Silicon Limit. Nature Communications, 21 сентября 2026 года.
https://doi.org/10.1038/s41467-026-77186-9
Das S. p-Type 2D Transistors from Contact Physics to Complementary Integration. Nature Reviews Electrical Engineering, 18 июня 2026 года.
https://doi.org/10.1038/s44287-026-00297-4
Pourfath M., Grasser T. Device-Scaling Constraints Imposed by the van der Waals Gap Formed in Two-Dimensional Materials. Science, 21 мая 2026 года.
https://doi.org/10.1126/science.aeb2271
Yang Z.-L. et al. Directly Probing the Carrier Transfer Length in 2D-Material Transistors. Nature, 1 июля 2026 года.
https://doi.org/10.1038/s41586-026-10707-0
NIST. International Roadmap for Devices and Systems 2024: Metrology. Опубликовано 9 июля 2025 года.
Celano U. et al. Metrology for 2D Materials: A Perspective Review from the International Roadmap for Devices and Systems. Nanoscale Advances, 2024.
https://doi.org/10.1039/D3NA01148H
NIST. Advanced Analytical Electron Tomography for Materials Development and Failure Analysis in Semiconductor Devices. Исследовательская программа, действующая в 2026 году.
NIST. Atom Probe Tomography: Nanostructured Semiconductor Materials, Interfaces, and Devices.
NIST. Critical Dimension Small Angle X-Ray Scattering for Next Generation In-Line Metrology.
*******