Стратегический проект 1 «Прорывные исследования для электроники будущего»
Цель стратегического проекта - достижение превосходства в прорывных направлениях развития электроники и информационных технологий за счет создания целостной системы получения, трансфера и внедрения научных результатов в реальный сектор экономики для оперативного ответа на научно-технологические вызовы и самореализации талантливых исследователей.
Задачи стратегического проекта:
– Повышение результативности прорывных исследований и разработок в области электроники и IT за счет совместного использования уникальной научно-технологической инфраструктуры, объединения кадрового и научного потенциалов.
– Создание междисциплинарного Центра научно-технологического превосходства (ЦНТП) и сетевых лабораторий (основных функциональных единиц ЦНТП) вместе с ведущими научными организациями РАН, университетами, компаниями инновационного кластера, предприятиями высокотехнологичной промышленности как инструмента научной и инновационной кооперации и взаимодействия между организациями-партнерами. (Система управления университетом, финансовая модель, отраслевая политика, кампусная и инфраструктурная политика, политика в области цифровой трансформации).
– Реализация на базе созданных сетевых лабораторий ЦНТП комплексных прорывных проектов с целью трансфера и ускоренного внедрения результатов научных исследований в промышленное производство, в том числе за счет реализации программ акселерации в связке с родственными Консорциумами для развития рынков НТИ. (Система управления университетом, отраслевая политика, кампусная и инфраструктурная политика, человеческий капитал).
– Развитие научно-исследовательской инфраструктуры ЦНТП в соответствии с современными технологическими требованиями, цифровизация процессов управления научно-исследовательской инфраструктурой, научными исследованиями, учетом и анализом результатов научной деятельности; обеспечение эффективного использования совместной приборной базы, в том числе центров коллективного пользования. (Кампусная и инфраструктурная политика, Политика в области цифровой трансформации, Политика в области открытых данных).
– Повышение качества подготовки кадров для сферы научных исследований и разработок в РФ за счет формирования, внедрения и реализации новой модели аспирантуры, а также обеспечения участия студентов в проведении самостоятельных научных исследований. (Образовательная политика, человеческий капитал).
– Создание новой дискуссионной и визионерской площадки в области электроники и IT на территории РФ за счет организации и регулярного проведения международной конференции и форума с привлечением ученых мирового уровня. (Политика в области цифровой трансформации, политика в области открытых данных, Образовательная политика, Человеческий капитал).
Ожидаемые результаты:
1. Созданные на базе ЦНТП и сетевых лабораторий опережающие научно-технологические заделы и прорывные технологии, внедренные в новые технические решения в сферах электроники и IT, включая:
- интегральные схемы и элементы на основе широкозонных полупроводников, полупроводниковых и сверхпроводниковых гетероструктур, материалов АIIIВV, графена и двумерных материалов, алмазов, углеродосодержащих материалов и сложных оксидов для применения в СВЧ-системах гига- и терагерцового диапазона частот, спинтронике, нейроморфной и молекулярной электронике, микро- и нанофотонике, квантовых технологиях;
- новые, в том числе биосовместимые, материалы и наноструктуры с заданными свойствами, ЭКБ со сверхнизким энергопотреблением, автономные источники и преобразователи энергии;
- носимые и имплантируемые медицинские биоэлектронные системы мониторинга и поддержания жизнедеятельности;
- принципиально новые технологии производства ЭКБ с применением синхротронного излучения;
- технологии сенсорики и анализа данных, включая машинное обучение и предиктивную аналитику для аппаратно-программных комплексов мониторинга состояния объектов и территорий, а также управления ими.
2. К 2030 году в МИЭТ планируется:
- увеличение объемов доходов от НИОКР не менее чем в 2 раза;
- увеличение количества создаваемых РИД в 2 раза, а также увеличение доли доходов от РИД более чем в 10 раз;
- повышение уровня академической репутации и увеличение показателей публикационной результативности Университета не менее чем в 1,5 раза;
- повышение доли НПР, имеющих публикации типа article и review в журналах, индексируемых в международных базах цитирования WoS и Scopus, до 70 %;
- повышение доли ППС, осуществляющих профессиональную деятельность в сфере научных исследований и разработок, до 40 %;
- повышение доли высококвалифицированных (остепененных) молодых НПР в МИЭТ на 10–15 %.
3. Созданная на базе ЦНТП система подготовки кадров нового типа за счет разработки и внедрения новой модели аспирантуры, акцентированной на передовой научной повестке в области проблем электроники и информационных технологий, с привлечением ведущих мировых ученых и специалистов-практиков, программ грантовой поддержки инициативных проектов и академической мобильности студентов, аспирантов и молодых ученых, обеспечивающих возможность проведения научных исследований в ведущих научных центрах и прохождение стажировок в передовых предприятиях отрасли и высокотехнологичных компаниях.
4. Созданная постоянно действующая система распространения полученных в ЦНТП научных знаний, направленная на повышение академической репутации и популяризации достижений фундаментальной науки в обществе, в том числе за счет проведения международных конференций с элементами научной школы для молодых исследователей и привлечением ученых мирового уровня по приоритетным научным направлениям ЦНТП под эгидой IEEE.
Описание стратегического проекта
Основой стратегического проекта будут являться параллельно развивающиеся проекты, направленные на создание и трансфер научно-технологические заделов и прорывных технологий в электронике и IT, подготовку кадров высшей квалификации для сектора исследований и разработок, популяризацию и продвижение отечественных разработок и научных достижений.
Для ответа на глобальные вызовы, в том числе для определения научно-технологической повестки и решения глобальных научно-технологических задач в области электроники и IT, необходима консолидация кадровых, инфраструктурных ресурсов и накопленного научного задела.
На достижение данной цели направлено создание Консорциума из ряда лидирующих научных и научно-образовательных, и инновационных организаций РФ, а также сети иностранных организаций-партнеров, лидеров в соответствующих областях. Основными участниками Консорциума станут: ведущие учреждения науки, подведомственные Минобрнауки и другим ФОИВ (Минздрав), НИЦ «Курчатовский институт», российские и зарубежные университеты, инновационные компании, предприятия электронной промышленности, а также ведущие мировые научные центры, такие как KIDNEW IMEC. Кадровый, научный и инфраструктурный потенциал создаваемого Консорциума будет способен обеспечить научно-технологические прорывы в ключевых направлениях развития электроники и информационных технологий.
Инфраструктурным ядром Консорциума должен стать планируемый к запуску в 2024 году специализированный источник синхротронного излучения — технологический накопительный комплекс (далее — ТНК «Зеленоград»), а также инновационная инфраструктура, центры коллективного пользования, ресурсные и вычислительные центры, лаборатории участников Консорциума.
Основной научно-образовательной структурой Консорциума станет междисциплинарный ЦНТП.
Основными направлениями деятельности ЦНТП будут являться:
-
прогнозно-аналитическая и экспертная деятельность;
-
реализация исследований по прорывным направлениям научно-технического развития, в том числе междисциплинарным;
-
подготовка кадров высшей квалификации, закрепление молодых российских ученых и специалистов в областях научной, научно-технической и инновационной деятельности;
-
обеспечение и эффективное использование совместной инфраструктуры и приборной базы, в том числе ЦКП;
-
популяризация достижений фундаментальной науки по направлениям деятельности ЦНТП в обществе;
-
трансфер научной продукции в инновационное производство в связке с родственными Консорциумами для развития рынков НТИ.
Для объединения кадровых, интеллектуальных и инфраструктурных ресурсов Университета и участников Консорциума в составе ЦНТП будут сформированы сетевые лаборатории для совместного использования уникальной научно-технологической инфраструктуры и объединения кадрового и научного потенциала:
Сетевая лаборатория «Электроника на новых физических принципах»
Осуществляет прорывные исследования в следующих направлениях:
- Фундаментальные проблемы физической электроники;
- Физика и технология нано- и гетероструктур, мезоскопика;
- Диагностика материалов и элементов микро- и наноэлектроники;
- Элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров, перспективных информационно-вычислительных систем, работающих на новых физических принципах;
- Энергоэффективная элементная база микро- и наноэлектроники;
- Технологии и методы, повышающие быстродействие и увеличивающие степень интеграции в микро- и наноэлектронике;
- Новые оптические материалы, оптические элементы фотоники, интегральная оптика, функциональные структуры для устройств оптической логики, голография, метаматериалы и метаповерхности;
- Нано- и микросистемная техника,
в консорциуме со следующими организациями:
ФИАН им. П. Н. Лебедева РАН, ФТИ им. А. Ф. Иоффе, ИППМ РАН, ФТИАН им. К. А. Валиева РАН, НПК ТЦ, МФТИ, ЮФУ, АО «ЗНТЦ», ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН, ВГЛТУ, ИОФ РАН,
а также в кооперации с иностранными партнерами:
Университет Линнея (Швеция), Нови-Садский университет (Сербия), Университет Аалто (Финляндия), Техасский университет в Остине (США), Карагандинский университет имени академика Е.А. Букетова (Казахстан).
Сетевая лаборатория «Природоподобные и синхротронные технологии»
Осуществляет прорывные исследования в следующих направлениях:
- Физическое материаловедение: новые материалы и наноструктуры, одномерные и двумерные кристаллы, в том числе фуллерены, нанотрубки, графены, наноматериалы;
- Природоподобные технологии, включающие элементы и устройства, а также методы и подходы их разработки, создания и диагностики, для биотехнологических направлений, наносистем, нанопроцессоров, наноэлектроники и нанофотоники;
- Вычислительные системы на основе органических и неорганических мемристоров;
- Аппаратно-вычислительные комплексы на основе наноразмерных сенсоров, в том числе для экспрессной идентификации отравляющих и токсичных веществ;
- Технологии производства и преобразования энергии на основе возобновляемых источников, энергогенерирующие и энергоаккумулирующие устройства и аппараты, системы передачи и преобразования энергии, в том числе для биосовместимой носимой электроники;
- Модификация и диагностика материалов с использованием синхротронного и нейтронного излучения,
в консорциуме со следующими организациями:
НИЦ «Курчатовский институт», ИЯФ СО РАН, ИПФ РАН, ИОНХ РАН, ИФХЭ РАН, НПК ТЦ, ИНМЭ РАН, МИСиС, РГПУ, ИСМАН, СГУ, КФУ,
а также в кооперации с иностранными партнерами:
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (БГУИР), Лодзинский технический университет (LTU).
Сетевая лаборатория «Имплантируемые электронные системы, биомедицинская электроника и биосовместимые материалы»
Осуществляет прорывные исследования в следующих направлениях:
- Трансплантология и искусственные органы, в том числе разработка, исследование и внедрение систем вспомогательного кровообращения;
- Разработка технологии для стимулирования восстановительных процессов в поврежденных тканях с использованием молекулярно-инженерных конструкций;
- Изучение и разработка новых подходов к патогенетически обоснованному лечению пациентов с заболеваниями экскреторно-секреторной функции почек;
- Биосенсорные технологии и новые биосенсорные системы для диагностики и контроля за эффективностью терапии заболеваний,
в консорциуме со следующими организациями:
НИЦЭМ им. Н. Ф. Гамалеи, Тверской ГМУ Минздрава России, ИРЭ РАН, ИПХФ РАН, НТЦ УП РАН, ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет), ОГУ им. И. С. Тургенева, ФГБУ «НМИЦ ТИО им. ак.В. И. Шумакова» Минздрава России,
а также в кооперации с иностранными партнерами:
Interuniversity Microelectronics Centre (IMEC), Мюнхенский технический университет (TUM), Institut für Unternehmens Kybernetik (IfU GmbH), Рейнско-Вестфальский технический университет г. Ахена (RWTH AACHEN UNIVERSITY), Университет Галле-Виттенберг (MLU).
Сетевая лаборатория «Интеллектуальные информационно-управляющие системы»
Осуществляет прорывные исследования в следующих направлениях:
- Математические основы методов обработки и интеллектуального (в том числе глубокого) анализа данных для отдельных прикладных областей и направлений;
- Математические модели и методы исследования сложных управляющих систем и процессов;
- Многокомпонентные радиоэлектронные системы в космическом мониторинге Земли и экологии;
- Системы и комплексы для «сверхточной» радиолокации и перспективных систем коммуникаций, включая системы на базе радиофотоники и терагерцового диапазона частот;
- Методы построения и алгоритмы обработки информации в системах глобальной космической связи;
- Теория информации, научные основы информационно-вычислительных систем и сетей, информатизации общества, квантовые методы обработки информации;
- Архитектуры энергоэффективных вычислительных устройств граничных вычислений (edge computing) и искусственного интеллекта (edge AI),
в консорциуме со следующими организациями:
ИППМ РАН, Центр электронных технологий РАН, ИПС им. Айламазяна РАН, ИСС им. ак. М. Ф. Решетнева, НИИСИ РАН, ООО «ГК ЯДРО», а также иностранным университетом Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST).
Главной целью сетевых лабораторий является осуществление научно-технологических прорывов в области электроники и IT для ответа на глобальные вызовы, такие как:
- ранняя диагностика состояния человека на молекулярном уровне;
- создание имплантируемой аппаратуры для жизнеобеспечения, замещения утраченных функций природных органов;
- создание принципиально новых технологий производства ЭКБ с применением синхротронного излучения;
- развитие «зеленой» энергетики на основе возобновляемой дешевой энергии с новыми способами ее производства, хранения и транспортировки;
- создание научных основ построения и функционирования информационно-управляющих систем для самоорганизующихся распределенных систем коммуникаций.
Ключевые комплексные проекты, направленные на получение прорывного результата:
– «Разработка высокочувствительных сенсоров физических, биохимических и физиологических параметров человека»,
– «Создание имплантируемой искусственной почки, искусственных связок и суставов, адаптивных систем поддержания гомеостаза и гормонального фона»,
– «Разработка уникального безмасочного нанолитографа с топологическими нормами до 10 нм на основе синхротронного излучения»,
– «Разработка сверхэнергоемких и безопасных металл-ионных аккумуляторов на основе наноматериалов, способных работать в экстремальных условиях»,
– «Разработка высокоактивных, селективных и стабильных фотоэлектрокаталитических структур для энергоэффективных процессов восстановления углекислого газа до энергоемких углеводородных соединений»,
– «Создание информационно-управляющих систем для самоорганизующихся распределенных робототехнических комплексов» с обязательным привлечением ведущих мировых ученых в качестве руководителей или ведущих научных сотрудников.
Трансфер научных результатов ЦНТП (уровня TRL 2–4), имеющих высокий потенциал к коммерциализации, и их дальнейшее развитие до следующих стадий готовности продуктов (TRL 5–7) будет осуществляться за счет различных механизмов акселерации, создания стартапов и спин-офф компаний, а также предоставления инновационной инфраструктуры, в том числе Межуниверситетского научно-технологического центра нано- и микроэлектроники, Ресурсного центра быстрого прототипирования изделий электроники и лабораторий межотраслевых решений, планируемых к созданию в ходе реализации Стратегического проекта «Отраслевое лидерство и открытая инновационная инфраструктура».
Создание и плодотворная работа Консорциума в рамках ЦНТП приведет к ускоренному внедрению в промышленное производство результатов научных исследований, обеспечению полного научно-производственного цикла (TRL 0–9) и возможному формированию новых высокотехнологичных рынков.
Деятельность и развитие ЦНТП планируется обеспечивать не только в рамках грантов программы «Приоритет 2030», но и с помощью участия в конкурсах и программах Правительства РФ (Федеральные научно-технические программы «Развитие синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019–2027 годы» (утверждена постановлением Правительства Российской Федерации от 16 марта 2020 г. № 287), Федеральные научно-технические программы «Природоподобные Технологии», «Цифровая экономика» и т. д.), грантов научных фондов, выполнения заказов от реального сектора экономики, пожертвований и эндаумент фонда Университета.
Ввиду того, что достижение прорывных результатов требует наличия в коллективах профессионалов, обладающих различными компетенциями, в том числе: системных инженеров, конструкторов, исследователей, генераторов идей, бизнес-аналитиков, предпринимателей и т. д., будут сформированы команды, и создана уникальная экосистема для реализации и апробации новых научных идей и технических решений.
В рамках Стратегического проекта будет решена задача создания и апробации новой модели подготовки кадров высшей квалификации для сферы научных исследований и разработок. Для этого будут разработаны новые подходы к формированию программ аспирантуры с учетом междисциплинарности (двойное руководство аспирантом), развития личных достижений и стимулирования получения уникального научного результата. Ключевой особенностью новой модели подготовки будет обязательное внедрение элемента академической мобильности для проведения совместных научных исследований в ведущих научных центрах, что позволит получить новые профессиональные и развить коммуникативные компетенции (soft-skills) аспирантов.
Интеграция цифровой среды Университета с цифровыми системами управления научно-исследовательской инфраструктурой и учет научных данных и результатов позволит обеспечить бесшовный доступ к инфраструктуре Консорциума, прозрачность и управляемость процессами, а также производить предикативный анализ уровня научного развития личностей, коллективов и организаций.
Поддержку молодых научных коллективов и их инициативных проектов планируется осуществлять на грантовой основе. Экспертиза заявки от коллективов и решение о финансировании будет осуществляться Советом молодых ученых, который в рамках программы развития расширит свои полномочия и будет участвовать в принятии стратегических решений, касаемых научной, образовательной и молодежной политики Университета.
Еще одной мерой поддержки, направленной на закрепление молодежи в науке, будет ресурсное обеспечение участия магистрантов академической магистратуры в проведении самостоятельных научных исследований в сетевых лабораториях ЦНТП.
Отдельными проектами в рамках данного Стратегического проекта станут:
– организация и регулярное проведение международных конференций с элементами научной школы для молодых ученых под эгидой IEEE (международной некоммерческой ассоциации специалистов в области радиоэлектроники, вычислительных систем и сетей, являющейся одной из ключевых площадок для наращивания международных научных связей в области электроники, IT и телекоммуникаций) и форумов на базе инфраструктуры ОЭЗ «Технополис «Москва»;
– создание интерактивного портала, на котором можно подробно ознакомиться с разработками и результатами исследований ЦНТП, а также получить обратную связь от авторов, что позволит обеспечить дополнительное информационное сопровождение научных достижений МИЭТ и Консорциума.
Дорожная карта Стратегического проекта
Проект «Междисциплинарный центр научно-технологического превосходства»
2021 год — Создание научно-координационных и экспертных советов ЦНТП, осуществляющих научно-методическое руководство, оценку эффективности, принятие стратегических решений при появлении новых глобальных научно-технологических вызовов. Создание прогнозно-аналитического центра для выявления прорывных направлений исследований и совершенствования системы стратегического планирования финансируемых исследовательских проектов.
2022 год — Создание не менее 4 сетевых лабораторий в рамках работы ЦНТП.
2022–2023 гг. — Внедрение цифровых сервисов отечественной цифровой системы управления научно-исследовательской инфраструктурой и процессом предоставления научных услуг и ресурсов. Внедрение сервиса по учету и анализу результатов научной деятельности с возможностью предоставления в формате открытых данных.
2023–2027 гг. — Развитие и дооснащение сетевых лабораторий в рамках работы ЦНТП.
2023–2029 гг. — Реализация комплексных проектов в рамках созданных сетевых лабораторий, трансфер и внедрение научных результатов в реальный сектор экономики.
Проект «Развитие кадрового потенциала для сектора исследований и разработок»
2022–2023 гг. — Разработка методических подходов к созданию новой модели подготовки кадров высшей квалификации для сферы научных исследований и разработок.
2024–2025 гг. — Апробация новой модели аспирантуры.
2025–2029 гг. — Полномасштабная реализация новой модели подготовки кадров высшей квалификации для сферы научных исследований и разработок.
2022–2030 гг. — Реализация не менее 5–10 проектов академической мобильности длительностью не менее 2 мес. (через командирование) ежегодно.
2022–2030 гг. — Ежегодный конкурс с грантами научным лабораториям на обеспечение и сопровождение научных исследований талантливых бакалавров и магистров.
Проект «Cистема распространения научных знаний»
2022 год — Запуск интерактивного портала, посвященного конференции и результатам научных исследований ЦНТП.
2022–2030 гг. — Создание и работа дискуссионной и визионерской площадки в области электроники и IT на территории РФ за счет организации и регулярного проведения международной конференции и форума с привлечением ученых мирового уровня по приоритетным научным направлениям ЦНТП под эгидой IEEE.