Если современный школьник услышит слово «электроника», он подумает про телефоны, компьютеры и ноутбуки. Но вовсе не это в фокусе кафедры электроники Национального исследовательского ядерного университета МИФИ. Она занимается куда более серьезными вещами.
От микро- до наноэлектроники
Кафедра ориентирована прежде всего на фундаментальные вопросы, связанные с современной электроникой. Это и микроэлектроника, и наноэлектроника, и информационные системы связи и сопряжения, включая высокопроизводительные вычислительные системы. Сейчас у нее идет развитие контактов с Курчатовским институтом, она участвует в создании электроники для физических экспериментов, которые курирует «Курчатовский институт», в частности на проекте «Сила» и СКИФ, в том числе и международных экспериментов, например, в ЦЕРНе. Перед кафедрой также стоит также ряд задач, связанных с доверенной электроникой, специальной электроникой, прикладной электроникой и так далее. При этом круг ее компетенций охватывает комплекс вопросов, касающихся и технологии, и схемотехники, и конструирования, и материаловедения, включая новые материалы.
Что касается коммерческой, медийной электроники — она, как правило, производная от основной базовой электроники, от «тяжелых технологий». Но есть один нюанс. Если раньше военная электроника была локомотивом развития обычной бытовой электроники, то сейчас массовая электроника по многим позициям является паровозом и для боевой электроники. Если взять те же дроны, то основой у них могут быть просто мультимедийные системы, видеокамеры, мобильная связь, которые модифицируются и переориентируются на серьезные прикладные задачи. Поэтому отделить массовую бытовую электронику от серьезной, научной, или прикладной, сейчас сложно. Они взаимосвязаны.
У кафедры ориентация прежде всего на разработку — разработку электронных и микроэлектронных систем, вычислительных комплексов и тому подобное. Но при разработке не обойтись без контактов с технологами, с производствами, с тем что называют «фабриками».
Утрата Россией компетенций в микроэлектронике и тотальная зависимость от Китая — миф
Это относится, прежде всего, к масс-продакшену, поскольку в массовом сегменте есть много нюансов, связанных с экономикой, налогами, импортом-экспортом. Не только России, но и тем же Соединенным Штатам выгодно переносить производство в другие страны, где накладные расходы меньше. Но это не значит, что если в США не производятся телевизоры, это означает что они потеряли компетенции в производстве видеотехники
Одна из особенностей глобализации высоких технологий — перенос тяжелых затратных производств куда-то на периферию. Это не означает, что и у нас потеряны современные технологии. Если мы летаем в космос и возим туда туристов — это доказывает, что Россия сохраняет ключевые компетенции в высокотехнологичных отраслях.
Вход в электронику через три двери: математику, физику и IT
Главное направление подготовки кафедры электроники НИЯУ МИФИ — «инженер-физик». Это высшая инженерная квалификация, когда человек может работать с любой физической установкой, от чайника до ядерного реактора. Инженер-физик, готовится как универсальный специалист, имеющий фундаментальное физическое и математическое образование. Этому посвящен первый уровень подготовки, который пока называется бакалавриатом. Второй уровень — это магистратура, некая ступенька перехода на аспирантуру, которая дает фундаментальную подготовку для научных исследований.
Поскольку приоритет кафедры — подготовка разработчиков, то важнейший навык, которому она учит — это работа с высокотехнологичными и современными САПРами. САПР — это Система Автоматического Проектирования. В настоящее время САПРы опираются на технологии, связанные с искусственным интеллектом, на технологии сложных вычислений, связанных с большими данными.
Современная микросхема содержит миллиарды транзисторов, и никакой инженер на кульмане эту схему не начертит. Поэтому важнейший этап подготовки разработчика — это работа в современных экосистемах проектирования. То есть это IT, которые привязаны к производству, к материаловедению и тому подобное. Проектирование происходит на нескольких уровнях: есть физический уровень, то есть материалы и конструкции, из которых изделие изготавливается, есть логический уровень — как работает микропроцессор, как работает исследовательская система, как работает система управления большими данными, криптосистемой и тому подобное. Соединение физического и логического уровней требует фундаментальной физико-математической подготовки, поскольку многие алгоритмы обработки данных на таких САПРах — это сложные математические и физические задачи, и решать их не так просто.
Кроме того, разработчик электронных систем должен знать высокоуровневые языки программирования, это и Python, это и C, и новые модификации этих языков, это и языки для многоядерных и многокластерной систем, например для Super AV. И это программирование высокого уровня. Для того, чтобы жить и работать в экосистеме современной электроники, необходимо входить туда через три двери — это математика, это физика и это IT.
Высшую математику и физику не одолеть без мотивации
Участие студентов в научных и прикладных проектах — это обязательное условие освоения современных технологий. Глядя на телевизор это не сделать. Например, на кафедре есть проекты, связанные с разработкой СВЧ-электроники для различных применений: те же самые датчики, RFID или связанные с разработкой микросхем для физических экспериментов.
Вопрос мотивированности — самый главный. Студентам должно быть интересно, они должны быть заинтересованы. Потому что если студент заинтересован, он одолеет и высшую математику и физику — если он понимает, для чего он это учит. А для того, чтобы быть мотивированным, видеть перспективу — надо иметь определенный кругозор. Кругозор из ничего не возникает, он вырастает из участия и в школьных олимпиадах, и в конкурсах «Сириуса» или «Артека». Для школьников ведь сегодня проводится много мероприятий, конкурсов, дней открытых дверей. Но основное требование к школьникам — мотивированность.
В стране нехватка 30 тысяч инженеров
Раньше предприятие выбирало студентов, а сейчас студенты выбирают предприятие. Они выбирают не только место, где зарплата больше, но и где им интересно. Долгое время кафедра электроники НИЯУ МИФИ поставляла выпускников в институты Академии наук, занятые проектированием интегральных схем. Начиналось все с того, что эти институты проводили экскурсии для студентов.
Выпускников МИФИ ждут во многих организациях, названия которых на слуху: это и Курчатовский институт, это НИИ системных исследований, это ключевые организации в сфере микроэлектроники как в Зеленограде, так и в Москве и в регионах, это организации «Росатома», например, НПО «Луч» в Подольске, это и НИИ автоматики, это НПО «Комета». Роскосмос, Ростех, ГК Элемент — это те организации, которые реально заинтересованы в студентах МИФИ. Выпускникам есть из чего выбирать.
Иными словами, в стране сейчас есть много работы для разработчиков электроники. В отрасли не хватает где-то 20−30 тысяч инженеров. Есть целая государственная программа «Кадры» в которой в той или иной форме обязательно участвуют и МИФИ, и кафедра электроники НИЯУ. Это создаёт уникальные возможности для молодых специалистов: выпускники МИФИ получают не просто востребованную профессию, а шанс участвовать в прорывных проектах национального масштаба — от создания элементной базы для космических аппаратов до разработки систем квантовой связи.
