АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КРИПТОКОНТРОЛЕРА В РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН

В статье исследуются современные методы производства интегральных схем с целью создания криптоконтроллера в Республике Казахстан. Работа анализирует глобальные тенденции полупроводниковой индустрии, технологические особенности и экономические аспекты производства интегральных схем, а также определяет направления развития полупроводниковой промышленности в Казахстане для разработки аппаратных средств безопасности. Методология исследования включает анализ современных методов проектирования и производства интегральных схем, основанный на сравнении различных технологических процессов, планов и проектов, реализованных в странах, имеющих производственные возможности зрелого, промежуточного и передового интеграции и производительности. Результаты исследований показывают, что для Республики Казахстан, не имеющей собственной производственной базы для интегральных схем, оптимальным подходом является развитие fabless-модели с проектированием внутри страны и производством на сторонних фабриках. Это не требует значительных инвестиций по сравнению с созданием национальных производственных мощностей на зрелых узлах. В работе предлагается поэтапный подход к созданию отечественного криптоконтроллера, начиная с прототипирования на программируемой логике и последующего переноса архитектуры в специализированную интегральную схему. Практическая ценность работы заключается в том, что определены оптимальные возможности для организации производства полупроводниковых микросхем в Казахстане и разработки отечественного криптоконтроллера на уровне, готовом к промышленному производству.

1. A 220-GHz Energy-Efficient High-Data-Rate Wireless ASK Transmitter Array / B. Hadidian et al // IEEE Journal of Solid-State Circuits. – 2022. – Vol. 57, № 6. – P. 1623-1634.

2. Calazans N.L.V. Robust and energy-efficient hardware: the case for asynchronous design / N.L.V. Calazans, T.A. Rodolfo, M.L.L. Sartori // Journal of Integrated Circuits and Systems. – 2021. – Т. 16, № 2. – Р. 1-11.

3. Matuska S. Internet of Things Platform for Rapid Development and Learning / S. Matuska, R. Hudec, P. Kamencay // 2019 17th International Conference on Emerging eLearning Technologies and Applications (ICETA). – IEEE, 2019. – P. 512-517.

4. Bhalerao S.R. Flexible, solution-processed, indium oxide (In2O3) thin film transistors (TFT) and circuits for internet-of-things (IoT) / S.R. Bhalerao, D. Lupo, P.R. Berger // Materials Science in Semiconductor Processing. – 2022. – Vol. 139. – P. 106354.

5. Survey of photonic and plasmonic interconnect technologies for intra-datacenter and highperformance computing communications / C.A. Thraskias et al // IEEE Communications Surveys & Tutorials. – 2018. – Vol. 20, № 4. – P. 2758-2783.

6. High-brightness, high-speed, and low-noise VCSEL arrays for optical wireless communication / Z. Khan et al // IEEE Access. – 2021. – Vol. 10. – P. 2303-2317.

7. Assessing the contribution of semiconductors to the sustainable development goals (SDGs) from 2017 to 2022 / S. Hsieh et al // Heliyon. – 2023. – Vol. 9, № 11. – P. 1-10.

8. WSTS Semiconductor Market Forecast Spring 2024 [electronic resource]. – 2024. – URL: https://www.wsts.org/76/103/WSTS-Semiconductor-Market-Forecast-Spring-2024 (date of request: 12.03.2025).

9. Advancing Passwordless Authentication: A Systematic Review of Methods, Challenges, and Future Directions for Secure User Identity / M.I.M. Yusop et al // IEEE Access. – 2025. – Vol. 13. – P. 13919-13943.

10. Okeke F., Pankratyeva А. FIDO2 & Passkeys: The Future of Passwordless Authentication [electronic resource]. – 2025. – URL: https://www.techopedia.com/passwordless-authenticationfido2-passkeys (date of request: 12.03.2025 г.).

11. Song J. The history and trends of semiconductor materials’ development / J. Song // Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2023. – Vol. 2608, № 1. – P. 012019.

12. Moore S.K. A Better Way to Measure Progress in Semiconductors [electronic resource]. – 2020. – URL: https://spectrum.ieee.org/a-better-way-to-measure-progress-in-semiconductors (date of request: 12.03.2025 г.).

13. Theis T.N. The End of Moore's Law: A New Beginning for Information Technology / T.N. Theis, H.-S.P. Wong // Computing in Science & Engineering. – 2017. – Vol. 19(2). – P. 41-50.

14. Yin H. Advanced Transistor Process Technology from 22-to / H. Yin, J. Yao // Complementary Metal Oxide Semiconductor. – 2018. – Сhapter 2. – P. 11-26.

15. Das U.K. Opportunities in device scaling for 3-nm node and beyond: FinFET versus GAA-FET versus UFET / U.K. Das, T.K. Bhattacharyya // IEEE transactions on electron devices. – 2020. – V. 67, № 6. – P. 2633-2638.

16. Tung C.-Y. Taiwan and the global semiconductor supply chain [electronic resource]. – 2020. – URL: https://roc-taiwan.org/uploads/sites/86/2024/02/February-2024-Issue.pdf. (date of request: 12.03.2025 г.).

17. Friedman A.History is made! Samsung beats out TSMC and starts shipping 3nm GAA chipsets [electronic resource]. – 2022. – URL: https://www.phonearena.com/news/samsung-first-to-ship-3nm-gaa-chips_id141505 (date of request: 12.03.2025 г.).

18. TSMC to Invest $100B in US Chip Manufacturing Expansion [electronic resource]. – 2025. – URL: https://manufacturing-today.com/news/tsmc-to-invest-100b-in-us-chip-manufacturingexpansion/ (date of request: 12.03.2025 г.).

19. JASM Set to Expand in Kumamoto Japan Expansion [electronic resource]. – 2024. – URL: https://www.sony-semicon.com/en/news/2024/2024020601.html (date of request: 12.03.2025 г.).

20. Grant-Chapman H., McGee T. Japan’s Chip Challenge: Semiconductor Policy for the Data Centre Era [electronic resource]. – 2024. – URL: https://cetas.turing.ac.uk/publications/japans-chipchallenge-semiconductor-policy-data-centre-era (date of request: 12.03.2025 г.).

21. Castellano R. How China Is Reaching 5nm Without EUV, and How That Impacts ASML [electronic resource]. – 2025. – URL: https://drrobertcastellano.substack.com/p/how-china-isreaching-5nm-without (date of request: 12.03.2025 г.).

22. European Semiconductor Manufacturing Company (ESMC). What we do [electronic resource]. – 2025. – URL: https://www.esmc.eu/en/who_we_are.html (date of request: 12.03.2025 г.).

23. France Must Attain 2–10nm Advanced Semiconductor Manufacturing Capabilities [electronic resource]. – 2025. – URL: https://www.trendforce.com/news/2025/06/18/news-macron-france-mustattain-2-10nm-advanced-semiconductor-manufacturing-capabilities/ (date of request: 12.03.2025 г.).

24. Gerstl S. Ireland introduces 3-nanometer process in Europe [electronic resource]. – 2025. – URL: https://www.all-about-industries.com/ireland-introduces-3-nanometer-process-in-europe-a-2c64c062331ab02d49ffc1c49f65a9f2/ (date of request: 12.03.2025 г.).

25. Challenges for Israeli Semiconductor Startups Manufacturing on Advanced Nodes [electronic resource]. – 2025. – URL: https://arnontl.com/news/challenges-for-israeli-semiconductor-startupsmanufacturing-on-advanced-nodes/ (date of request: 12.03.2025 г.).

26. Grasping the Trend: Chip Wars Escalate In The AI Era, Singapore's Semiconductor Sector Emerges Strong [electronic resource]. – 2025. – URL: https://www.astar.edu.sg/News/astarNews/news/features/singapore-semiconductor-rise-ai-chip-wars (date of request: 12.03.2025 г.).

27. Shilov A. Russia on track to manufacture 28nm chips in domestic fabs by 2030, 19 years after tech first debuted [electronic resource]. – 2025. – URL: https://www.tomshardware.com/techindustry/russia-says-its-on-track-to-manufacture-28nm-chips-in-its-own-fabs-by-2030-the-tech-firstdebuted-15-years-ago (date of request: 12.03.2025 г.).

28. Microelectronics. Robert Bosch Semiconductor Manufacturing Dresden: Interview with Dr. Christian Koitzsch, Plant Manager [electronic resource]. – 2025. – URL: https://siliconsaxony.de/en/robert-bosch-semiconductor-manufacturing-dresden-interview-with-dr-christiankoitzsch-plant-manager/ (date of request: 12.03.2025 г.).

29. Giant leap for India Semiconductor Mission: Cabinet approves three more semiconductor units [electronic resource]. – 2024. – URL: https://www.pib.gov.in/PressReleaseIframePage.aspx?PRID=2010132 (date of request: 12.03.2025 г.).

30. Singh K.B. Manufacturing of Semiconductor Chips: From Their Origins to the Current Automotive Chip Crisis / K.B. Singh, S.C. Misra // IEEE Engineering Management Review. – 2024. – P. 1-19.

31. Çeliker H. Multi-project wafers for flexible thin-film electronics by independent foundries / H. Çeliker, W. Dehaene, K. Myny // Nature. – 2024. – V. 629, № 8011. – P. 335-340.

32. Draft nist special publication 800-63b digital identity guidelines / P.A. Grassi et al // National Institute of Standards and Technology (NIST). – 2016. – V. 27. – P. 1-46.

33. PUB F. Personal Identity Verification (PIV) of Federal Employees and Contractors. [electronic resource]. – 2022. – URL: https://csrc.nist.gov/pubs/fips/201-3/final (date of request: 12.03.2025 г.).

34. FIPS 140-3. Security Requirements for Cryptographic Modules [electronic resource]. – 2022. – URL: https://csrc.nist.gov/pubs/fips/140-3/final (date of request: 12.03.2025 г.).