ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Применение технологии Малошумящего широкополосного усилителя тока Олексеенко-Колесникова (МШУТ)

Рекомендуемая область пременения

- бытовая электронная приемная и усилительная техника и связь;
- океанотехника;
- область геофизических исследований;
- медицинская и диагностическая;
- другие направления: научно-исследовательская аппаратура; навигационная, авиационная и кос-мическая аппаратура, в том числе в области управления космической робототехникой на больших расстояниях; радиолокационная аппаратура (в том числе в системе обнаружения низколетящих цепей) и радиоастрономической; телекоммуникационная, связная, охранная аппаратура.

Назначение, цели и задачи проекта

Назначение – для снижения шумов

Цель- добиться снижения шумов в 10 раз по сравнению с самыми лучшими мировыми аналогами, без применения специальных схемных, программных методов фильтрации и подавления шума.

Задача – производство малошумящего широкополосного усилителя тока, позволяющего удовлетворить потребности в снижении шума, их применение.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Первые и единственные в мире вычислитель­ные машины на троичной логике были выпущены в России в 70-х годах под названием «Сетунь», в количестве око­ло 50 штук, на магнитных элементах. Разработчик - Николай Петрович Брусенцов. Удалось добиться снижение шума на 20-40 процентов.  Во всем мире сегодня сми­рились с тем, что шумы были и всегда будут.

Теперь же появилась возможность добиться сни­жения шумов в 10 раз по сравнению с самыми лучшими мировыми аналогами, без применения специальных схемных, программных методов фильтрации и по­давления шумов. Это при обычной тем­пературе. Если же применить методы криогенные, то шумы можно снизить бо­лее чем в 100 раз.

Преимущества МШУТ по сравнению с известными мировыми аналогами:

1. Усилитель выполнен по мостовой схеме (в отличие от известных балансовых усилителей).
2. Усилитель управляется током (в отличие известных управляемых напряжением).
3. Усилитель обладает активной компенсацией собственных шумов – спектральная плотность шумов, приведенных ко входу, на частоте 10 кГц – не более 0,3 нВ/Гц^1/2 (в отличие от известных малошумящих AD 745 – 2,9 нВ/Гц^1/2 «Analogdevice»).
4. Усилитель имеет три устойчивых состояния (+1, -1, 0), является базовым функциональным элементом троичной логики.
5. Усилитель обладает сверхвысокой радиационной стойкостью, достигнутой в мире.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Развитие электроники имеет теоретический предел, обусловленный конструктивной сложностью, снижением надежности, потребляемой мощностью. Проблема преодоления этих ограничений может быть решена лишь при переходе к развитию новых направлений микроэлектроники.

В последнее время в мире появились и стали актуальными новые тенденции и направления технологического развития. Многие надежды разработчики полупроводниковой техники связывают с появлением новых приборов функциональной микроэлектроники. Использованием функциональных приборов значительно повысит производительность систем обработки информации при заданных габаритах и потребляемых мощностях, что эквивалентно резкому возрастанию степени интеграции по сравнению с классическими интегральными схемами.

В январе 2002 года получены па­тенты на изобретения в области микроэлектроники - «Малошумящий широкополосный усилитель тока Олексенко-Колесникова», в июне того же года изготовлены опытные образцы интегральных мостовых усилителей, равных которым по параметрам нет в ми­ре. Разработана уникальная технология.

Основные понятия электроники - ток и напряжение. Все усилители, начиная с ламповых триодов, изготавливались на принципах управления напряже­нием. К этому привыкли, и за счет инерции мышления все более поздние схемы таким образом и управлялись.

Когда был сделан усилитель, который управляется током, а не напряжением, для многих специалис­тов схема включения оказалась неожи­данной. Это совершенно другие пара­метры, другая чувствительность.

Инерция мышления привела к тому, что это целое направление в электро­нике выпало из поля зрения.

Уникальное   схемное   решение, при современном уровне техноло­гий в микроэлектронике, позволяет достигнуть тех параметров, которые в нанотехнологиях при классической схемотехнике могут быть получены только в отдаленном будущем.

С разработанным усилителем появится целый класс новых приборов, откроются но­вые сферы его применения.

Сейчас все компьютеры работают на двух устойчивых состояниях. Работает так называемая «булева алгебра» и «булева логика». У человека же фор­мальная логика троичная: «да», «нет», «не знаю». Состояния «не знаю» в традиционных компьютерах сегодня нет. Системный недостаток настолько глубок, что устранить его с помощью модернизации нельзя прин­ципиально. Поэтому-то не удается соз­дать искусственный интеллект, не уда­ется создать хороший автопилот на ос­нове цифровой техники и так далее.

Данный усилитель имеет три устойчивых состояния (+1) (0) (-1), что позволяет на его основе, как базовом функциональ­ном элементе троичной логики, созда­вать троичные вычислительные ма­шины, при этом открываются сущест­венные перспективы развития информационных технологий.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Электроника - самая динамичная отрасль экономики в мире. Среднегодовые темпы ее роста составляют более 7 процентов в год. Отрасли промышлен­ности, связанные с электроникой, отрас­ли промышленности, которые используют электронные изделия, производят про­дукции на 15 триллионов долларов.

Вложение 1 доллара в электронику дает 100 долларов в конечном продук­те. Уровень рентабельности электронной промышленности - 40 процентов. Сред­немировой срок окупаемости вложений -2-3 года. Темпы роста в три раза выше темпов роста ВВП. Одно рабочее место в электронике дает четыре в других отрас­лях. Один килограмм изделий микро­электроники по стоимости эквива­лентен стоимости 110 тонн нефти.

В своем недавнем прогнозе америка­нская ассоциация производителей по­лупроводниковой техники (SIA - Semi­conductorIndustryAssociation) отмети­ла, что явные успехи в области создания полупроводниковых уст­ройств связываются с дальнейшим развитием существующих техноло­гий производства интегральных схем, совершенствованием их технических характеристик и параметров, а также улучшением ценовых показателей ин­тегральных схем.

Дальнейшее развитие транзистор­ной микроэлектроники имеет теорети­ческий предел, обусловленный конструктивной сложностью, сниже­нием надежности, потребляемой мощностью. Проблема преодоления этих ограничений может быть решена лишь при переходе к развитию новых направлений микроэлектроники. Основная тенденция такого развития сводится к функциональному укруп­нению конструктивных устройств.

Многие надежды разработчики по­лупроводниковой техники связывают с появлением новых приборов функ­циональной микроэлектроники. Ис­пользование функциональных прибо­ров значительно повысит производи­тельность систем обработки информации при заданных габаритах и потребляемых мощностях, что эквива­лентно резкому возрастанию степе­ни интеграции по сравнению с клас­сическими интегральными схемами.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Энергосбережение – разработанная схема обеспечивает предельно низкое потребление тока за счет применения полевых транзисторов различных типов проводимости.

Трудосбережение – полностью автоматический выбор оптимального режима работы МШУТ при выбранном напряжении источника питания.

Новые потребительские свойства продукции

- сверхвысокая чувствительность за счет активной когерентной компенсации различных шумов малошумящего усилителя тока (МШУТ),
- очень большой динамический диапазон за счет кардинального снижения спектральной плотно-сти собственных шумов МШУТ,
- предельно низкое потребление тока за счет применения полевых транзисторов различных типов проводимости,
- полностью автоматический выбор оптимального режима работы МШУТ при выбранном напря-жении источника питания,
- подавление внутренних шумов следующего каскада, подключенного к выходу МШУТ,
- минимальная подверженность самым различным внешним помехам, не поступающим непосред-ственно во входную цепь (нестабильность источника питания, внешние электрические и магнит-ные поля, изменение температуры).

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Данное оборудование прошло этап экспериментального освоения, создан опытный образец, успешно прошедший испытания.
Разработана уникальная технология. По уровню разработки МШУТ превосходит зарубежные аналоги.

Предлагаемые инвестиции

182,5 млн. руб.

Рынки сбыта

Производители электронной техники из различных областей.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемая технология позволяет отказаться от импортных аналогов.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

36

Дата поступления материала

09.11.2007