🧬Кремниевый чип, который печатает ДНК Кремний полвека двигал компьютерную революцию, а теперь его учат работать в биологии. Свежий пример из Гарварда: чип, который синтезирует сразу 64 разные цепочки ДНК и делает это буквально в воде, управляя реакциями слабым током. Чтобы понять, почему это круто, нужен контекст. Сегодня большую часть искусственной ДНК получают фосфорамидитным методом: он мощный, но требует опасных органических растворителей и огромных централизованных лабораторий. Есть вариант помягче — ферментативный синтез, он идёт в воде и ближе к тому, как ДНК собирает живая клетка. Проблема была одна: раньше такие системы вытягивали максимум с десяток цепочек за раз. Гарвардцы подняли планку до 64, каждая длиной до 39 нуклеотидов. Как это устроено? ДНК растёт по одному «кирпичику». После каждого добавленного нуклеотида стоит блокировка, и чтобы пристроить следующий, её нужно снять, а это происходит в кислой среде. Весь фокус в том, чтобы кислотность появлялась строго там, где надо. На чипе 64 площадки, у каждой — по два кольцевых электрода. Внутреннее кольцо создаёт протоны и локально понижает pH — реакция идёт. Внешнее кольцо забирает «сбежавшие» протоны, чтобы кислота не поползла к соседям. Меняя рисунок активных площадок цикл за циклом, чип и собирает 64 разные молекулы. Забавно, что изначально этот чип придумали совсем для другого, записывать сигналы тысяч нейронов. Достаточно было переделать электроды, и та же электроника занялась синтезом ДНК. Заодно исследователи записали в ДНК текст на 169 байт — маленький задел под хранение данных в молекулах. @droidergram

Россия и Белоруссия разрабатывают оборудование для фотошаблонов — без них не сделать ни один чип Совместно с белорусским предприятием «Планар» создаётся комплекс из девяти установок для производства фотошаблонов — высокоточных стеклянных трафаретов с рисунком микросхемы. Проект охватывает практически весь цикл: от генератора изображений до систем контроля и лазерной ретуши дефектов. Планируется охватить техпроцессы 90–65 нм. Большинство установок обещают завершить в 2026 году, последнюю — в 2027-м. Компетенции — на стороне «Планара», Россия выступает заказчиком и интегратором. Разработка ведётся в рамках госпрограммы с бюджетом свыше 240 млрд рублей, цель — к 2030 году заместить около 70% импортного оборудования. «Планар» уже запустил в Минске центр по производству фотошаблонов на 90 нм — единственный на постсоветском пространстве — с потенциалом перехода на 65 нм. Увы это не означает автоматического появления полностью отечественных 65 нм чипов.

От JTAG к IJTAG: зачем понадобился новый стандарт аппаратного тестирования На современном кристалле уживаются десятки блоков-ядер от разных поставщиков, и каждый нужно проверить. Классический подход соединяет все их сканирующие цепочки в одну гигантскую последовательную цепь, а дальше упирается в арифметику. Время прогона растёт пропорционально числу триггеров, а на чипе с миллиардами транзисторов это уже часы, а не секунды. И это лишь одна из четырёх проблем, в которые упёрся привычный интерфейс. Нельзя гонять тест на одном ядре, не трогая остальные, потому что в единой цепи все они включены последовательно. А добавление нового блока перетасовывает положение каждой цепочки и заставляет пересматривать все тестовые паттерны заново. Разберём, как активную сканирующую цепь научились собирать динамически под нужное ядро одним битом.

8-битному процессору Zilog Z80 исполнилось 50 лет, и почти 48 из них он оставался в производстве, пока Zilog не перестала принимать заказы в июне 2024 года. Чип вышел в июле 1976 года и разошёлся по ZX Spectrum, Nintendo Game Boy, Sega Master System, аркадным автоматам Pac-Man и десяткам других устройств. Оригинал нёс 8,5 тыс. транзисторов на техпроцессе 4 мкм и работал на 2,5 МГц, а поздние CMOS-версии дотянулись до 20 МГц. Разработку профинансировал нефтяной гигант Exxon, вложивший $500 тыс., а рабочие прототипы обошлись примерно в $400 тыс. Бинарная совместимость с Intel 8080 дала процессору готовую программную базу CP/M, а встроенный счётчик обновления DRAM убрал часть вспомогательных микросхем из системы. Когда домашние компьютеры ушли на более быстрые чипы, Z80 десятилетиями держался в промышленных контроллерах. Сейчас чип воскрешает уже не корпорация, а сообщество. Проект FOSSi Z80 Ренальдаса Зиомы собрал открытую замену на 130-нм техпроцессе SkyWater, уместив первую рабочую реализацию на кристалле 0,064 мм² и подтвердив её работоспособность через GitHub. За этим пошли версии в корпусе QFN64 и ещё несколько производственных запусков на разных фабриках. Текущая версия целится в классический DIP40 на 180-нм техпроцессе GlobalFoundries, чтобы стать прямой заменой для ZX Spectrum и наборов RC2014. Реализация на 130-нм CMOS держит тактовые частоты до 50 МГц против 4 МГц у оригинальной NMOS-микросхемы. Сама Zilog тем временем сворачивает линейку преемников, но конвейерная архитектура eZ80 из 2001 года всё ещё крутится в калькуляторах TI-84 Plus CE.

Узкое место всех чипов смогли преодолеть Полупроводник хорошо проводит ток внутри себя — но чтобы ток туда попал, нужен металлический электрод. А на границе с металлом заряды упираются в стену. Это контактное сопротивление: энергия тратится впустую, выделяется тепло, а выигрыш от уменьшения транзистора съедается. Чем мельче чип, тем хуже. А у передовой техники размеры транзисторов исчисляются нанометрами. Особенно достаётся двумерным полупроводникам — в один-два атомных слоя толщиной. На них вся надежда, когда кремний упрётся в предел, но они слишком тонкие: контакт не приделаешь, не повредив материал. Учёные из KAIST решили не приделывать его вообще. Команда взяла диселенид платины (PtSe₂): его электронное поведение зависит от толщины — плёнка потолще ведёт себя как полуметалл, потоньше как полупроводник. Обе роли выращиваются в одном непрерывном листе, без стыка двух веществ. Структура монолитная: заряду не надо перепрыгивать из материала в материал, он просто едет дальше. После проверки они увидели: заряды идут из полуметаллической зоны в полупроводниковую, не спотыкаясь и не сворачивая. Раньше такое никто напрямую не показывал. Мало того. Приложив электрическое поле к полупроводниковой части, током смогли управлять — структура умеет не только проводить, но и переключать. А это уже транзистор. Кажется, исследователи смогли найти материал для транзисторов будущего. Ждём дальнейших исследований! @vselennayaplus

Импортозамещение в действии: Huawei строит собственный мегазавод по производству DRAM-памяти Huawei при поддержке правительства Китая запускает строительство крупного завода по производству оперативной памяти в Шэньчжэне. Этот шаг направлен на создание полностью независимой цепочки поставок и защиту от американских технологических санкций. Новая фабрика сосредоточится на выпуске 12-дюймовых кремниевых пластин памяти DRAM по 28-нанометровому техпроцессу. Проектная мощность предприятия впечатляет — инженеры планируют выйти на показатель в 140 000 пластин ежемесячно. Запуск этого гиганта позволит Huawei полностью перекрыть собственные потребности в ОЗУ и окончательно избавиться от зависимости от зарубежных чипмейкеров в лице южнокорейских SK Hynix и Samsung, а также американской Micron.

Корейцы научились укладывать в стопку более 10 сверхтонких чипов Учёные из POSTECH (Южная Корея) совместно с KITECH показали технологию, которая укладывает в один пакет больше десяти кремниевых чипов толщиной около 14 мкм (это в пять раз тоньше волоса). Процесс идёт при температуре ниже 180 °C и давлении менее 20 кПа, что почти не гнёт пластину и не даёт трещин. Главная фишка: перенос кристалла и формирование металлических контактов совмещены в один шаг — раньше это делали отдельно. В тестах плотность интеграции оказалась примерно в 4 раза выше, чем у традиционной 12-слойной HBM. Технология пригодится для ИИ-ускорителей, чиплетов и Micro LED-дисплеев.

В Сколтехе запустили серийное производство фотонных чипов В Сколковском институте науки и технологий (Сколтех) перешли от сборки единичных прототипов к заводскому выпуску фотонных интегральных схем, которые используют свет вместо электрического тока. На базе института объединили исследовательские лаборатории и технологические линии для литографии, травления и осаждения оптических структур. Собственная площадка позволяет выдерживать размеры волноводов и микрорезонаторов с точностью до нанометров, а также быстрее собирать готовые устройства для рынка. Для снижения брака при массовом изготовлении инженеры внедрили автоматический контроль геометрии элементов и общие технологические карты. Это помогло добиться одинаковых характеристик деталей от партии к партии.