Приветствую! Снова выдалась весьма разнообразная по тематике неделька. В Японии стартап SkyDrive совместно с Mitsubishi запустил свой летающий электромобиль в демонстрационный полет, Apple занялась разработкой чехла, который улучшит связь смартфона со спутником, Samsung проверила, как работает X-MIMO для сетей шестого поколения в полевых условиях, ученые из КНР представили самый компактный FeFET транзистор, корейская судостроительная компания займется производством беспилотных судов для обслуживания нефтяных и газовых вышек. А в России кроме предложения президента выпускать больше новостей о науке и ученых успели отметиться обещанием использовать проект СКИФ для преодоления отставания в литографии, рассказали, как повысить эффективность двигателя электромобиля, и предложили создать аварийную систему освещения приморских городов за счет использования морской воды. Далее, как обычно, обо всем с подробностями.
Table of Contents
- Кольцевой источник фотонов для российской микроэлектроники
- Летающий автомобиль Mitsubishi полетел
- Антенна в чехле для улучшения связи телефона со спутником
- X-MIMO для сетей 6G проверили в полевых условиях
- Повышение эффективности автомобильных электродвигателей
- Аварийное освещение приморских зон за счет морской воды
- Самый миниатюрный FeFET транзистор из КНР
- Беспилотные суда для офшорной поддержки
Кольцевой источник фотонов для российской микроэлектроники
Представители Новосибирского государственного университета сообщили, что создаваемый синхротрон СКИФ должен будет способствовать преодолению технологического порога оптической литографии в современной микроэлектронике. А значит, с его помощью можно будет ликвидировать отставание России в технологиях печати транзисторов.
Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) — это первый в России и самый мощный в мире источник синхротронного излучения четвертого поколения, который позволит получать сверхточные данные о структуре и поведении вещества. Проект развивается с большими задержками. Первоначально запуск синхротрона под Новосибирском был запланирован на 2024 год, затем перенесен на 2026, а сейчас речь идет о том, что на полную мощность он выйдет не ранее 2027 года. Учитывая, что результаты работы СКИФ — это еще не прямое создание чипов нового поколения, то ожидать преодоления отставания от мировых производителей микроэлектроники можно где-то в 2030-е годы.
Летающий автомобиль Mitsubishi полетел
Компания Mitsubishi совместно с Kanematsu и стартапом SkyDrive провела демонстрационный полет летающего такси в Токио. В основе проекта — беспилотный летающий «автомобиль» SD-05, который, собственно, и демонстрировал способность взлетать, садиться и преодолевать 150 метров над Токийским заливом. Также был показан терминал, откуда контролируются полеты. Слово «автомобиль» в данном случае в кавычках неспроста. Дело в том, что этот проект не подразумевает создания некоего аналога автомобиля в классическом понимании. Это скорее развитие городского такси с использованием вертолетов, а не автомобилей. К тому же терминал, который показывали на демонстрации, предназначен и для контроля пассажиров, которые перед пользованием аэротакси должны пройти процедуры безопасности, подобные тем, что есть в аэропортах. Да и сам SD-05 на автомобиль не очень похож — это платформа на троих пассажиров, взлетающая за счет дюжины винтов, подобно грузовым мультикоптерам. Преодолевает она на одном заряде 15-40 км между терминалами. Отличие от вертолетов в основном в более компактных размерах и в отсутствии необходимости столь же строгих и больших по площади пространств для взлета и посадки.
Антенна в чехле для улучшения связи телефона со спутником
Apple продолжает развивать технологию спутниковой связи, запущенную в 2022 году с функцией Emergency SOS via Satellite («Экстренный вызов — SOS по спутниковой связи»). Новый патент описывает внешний аксессуар в виде умного чехла, который компенсирует ограничения встроенной антенны iPhone. Фазированная антенная решётка в чехле формирует управляемый луч и отслеживает несколько спутников одновременно. В отличие от встроенной антенны с ограниченной мощностью и площадью, внешний блок сможет одновременно работать с целой спутниковой группировкой, бесшовно переключаясь между аппаратами. Синхронизация чехла со смартфоном будет осуществляться через выделенный радиочастотный канал или NFC. Использование более крупной антенны не только увеличит дальность и устойчивость связи, но и позволит передавать большие объёмы данных, снижая влияние помех от рук пользователя. Однако сообщается, что у аксессуара есть один нюанс. Встроенная функция спутниковой связи активируется автоматически, когда пропадает сигнал сотовой вышки. Чехол же придётся приобретать отдельно и брать с собой заранее, если пользователь планирует посещение зон без сотового покрытия. Таким образом, расширенные спутниковые возможности могут достаться лишь тем, кто готов к дополнительным расходам.
X-MIMO для сетей 6G проверили в полевых условиях
Продолжая тему развития технологий связи, отметим достижение очередного этапа в апробировании 6G. Samsung Electronics совместно с южнокорейским оператором телекоммуникационных услуг KT Corporation и компанией Keysight Technologies впервые проверила работу технологии eXtreme MIMO (X-MIMO) в радиодиапазоне 7 ГГц, который рассматривается как один из основных для будущих сетей шестого поколения — 6G. Во время полевых испытаний на исследовательской площадке Samsung в Сеуле удалось достичь пиковой скорости нисходящего канала 3 Гбит/с при одновременной передаче восьми потоков данных одному пользователю. Ключевым элементом эксперимента стала антенная система сверхвысокой плотности, в которой количество антенных элементов на единицу площади вчетверо превышает показатели существующего оборудования 5G. Более короткая длина волны на частоте 7 ГГц позволяет разместить больше элементов в корпусе прежних габаритов, а увеличенная плотность компенсирует меньшую дальность распространения сигнала по сравнению с диапазоном 3,5 ГГц. Прототип базовой станции Samsung оснащён 256 цифровыми портами, а Keysight предоставила тестовый стенд, имитирующий абонентское устройство стандарта 6G. Представители всех трёх компаний отметили, что результаты подтверждают жизнеспособность X-MIMO как фундаментальной технологии для коммерческих сетей 6G.
Повышение эффективности автомобильных электродвигателей
И снова вернемся к российским новостям. Международная группа ученых, в которую вошли представители университетов Тольятти и Самары, предложила способ, который повысит эффективность электродвигателей, используемых электротранспортом. Синхронные реактивные приводы считаются очень перспективным направлением развития автомобильных электродвигателей, поскольку в их роторах нет дорогих магнитов и сложных обмоток — только пластины из стали. Но как можно заметить, такие двигатели не очень распространены, поскольку для работы требуется идеальная синхронизация тока в моторе и положения ротора, иначе потери мощности оказываются слишком большими. Предложенный учеными метод предполагает использование специального «интеллектуального наблюдателя», который отслеживает текущее положение и прогнозирует поведение привода. «Наблюдатель» в реальном времени оценивает два ключевых параметра и корректирует управление, чтобы движение оставалось плавным и мощным даже при резких перепадах нагрузки. Таким образом, система оказывается достаточно быстрой, чтобы реагировать на изменения без потери мощности, а значит, и скорости. Пока она была опробована только в виде математической модели, в ближайшей перспективе — постройка стенда с проведением физических испытаний системы. В случае успеха получится использовать дешевые и надежные синхронные реактивные электродвигатели.
Аварийное освещение приморских зон за счет морской воды
В Новгородском государственном университете предложили использовать экологически безопасные аккумуляторы, которые смогут обеспечить аварийное питание в приморских городах в аварийных ситуациях. Инновацию выделяют сразу несколько моментов. Предложенные аккумуляторы практически не имеют срока хранения, пока в них не залит полностью экологически безопасный электролит на основе солевого раствора, они сравнительно дешевы в производстве и не требуют никаких высоких технологий, а источником электричества фактически может быть обычная морская вода. Батарея состоит из магниевого анода и специального воздушного катода. Внутри элемента будет идти химическая реакция, в которой магний взаимодействует с кислородом из воздуха в растворе соли. Процесс получения энергии в такой батарее напоминает контролируемое растворение металла. Когда цепь замыкается, магниевая пластина начинает постепенно отдавать свои частицы в соляной раствор. Побочным продуктом реакции является гидроксид магния, но он полностью безвреден. Единственный сложный элемент — это воздушный катод с многослойной структурой из мембран и углеродной ткани с платиновым напылением. Он требуется, чтобы батарея могла поглощать кислород из атмосферы. Использование платины в качестве катализатора направляет химические процессы по пути четырехэлектронной реакции, предотвращая образование побочного пероксида водорода. Выдаваемый таким аккумулятором ток достаточен для обеспечения аварийного освещения. Такое технологическое решение исключает падение мощности и гарантирует стабильно высокий КПД источника энергии.
Самый миниатюрный FeFET транзистор из КНР
От российских новостей — к китайским. Пекинский университет запатентовал технологию производства и конструкцию самых миниатюрных и самых энергоэффективных чипов для микроэлектроники и ИИ. Ученым удалось уменьшить размер управляющего электрода в сегнетоэлектрическом полевом транзисторе (FeFET) до одного нанометра, что стало ключевым технологическим достижением. Это одна из альтернатив классической микроэлектронике с разделением памяти и вычислительного блока — «мозгоподобная» система, где хранение и обработка информации объединены в одном элементе, как в нейронах человеческого мозга. Такой принцип позволяет существенно снизить энергозатраты и уменьшить размеры устройств.
FeFET транзисторы способны совмещать функции памяти и логики, однако долгое время их сдерживало высокое рабочее напряжение. Если современные логические схемы функционируют при напряжении ниже 0,7 вольта, то для записи и стирания данных в FeFET обычно требуется около 1,5 вольта, что повышает энергопотребление. Уменьшение управляющего электрода позволило формировать электрическое поле в сегнетоэлектрическом слое уже при напряжении 0,6 вольта. Это позволило снизить энергопотребление примерно в десять раз по сравнению с традиционными FeFET. При этом транзистор демонстрирует высокую скорость отклика — около 1,6 наносекунды.
Беспилотные суда для офшорной поддержки
Недавно мы обсуждали российские беспилотные суда, а тем временем компания Nam Cheong реализует проект строительства четырёх 60-метровых судов для обслуживания нефте- и газодобывающих платформ на своей верфи в Мири (Малайзия) по заказу логистического оператора из ОАЭ. Контракт предусматривает создание двух типов судов, ключевым элементом которых станут инновационные беспилотные решения. Наибольший интерес представляют два дистанционно управляемых судна нового поколения — Remote Operated Landing Craft (ROLC). Это будут первые в мире полностью беспилотные суда данного типа, предназначенные для работы в открытом море. Управление ими планируется осуществлять с берега через спутниковую связь, что позволит отказаться от постоянного присутствия экипажа на борту и повысить безопасность операций. ROLC будут оснащены автоматизированными системами швартовки, обеспечивающими точность и сокращение времени портовых и офшорных операций. Их внедрение направлено на оптимизацию морской логистики, снижение эксплуатационных затрат и минимизацию человеческого фактора при выполнении сложных задач в удалённых районах. Концепция дистанционного управления также открывает возможности для централизованного контроля флота и интеграции с цифровыми системами мониторинга. В рамках заказа будут построены и два судна обеспечения водолазных работ (DSV), предназначенные для проведения подводных операций и поддержки ROV.
Поставка всех четырёх судов запланирована на конец 2027 — начало 2028 года с последующим вводом в эксплуатацию в офшорных проектах.
