Российская микроэлектроника — основа технологического суверенитета
В ходе гонки за технологической независимостью власти поставили грандиозные цели и в области микроэлектроники: к 2030 году 70% материалов и оборудования, используемых в производстве, а также доля конечной продукции на рынке должны быть исключительно российского происхождения.
Среди некоторых жителей страны при этом бытует мнение о том, что отечественной микроэлектроники не существует. Говорят, тот простой в отрасли, который образовался после развала СССР, сильно затормозил её развитие, а из-за этого наши достижения в микроэлектронике отстают от других стран если не на столетия, то точно на десятилетия.
В то же время другие считают, что в России немало перспективных и конкурентоспособных компаний. Например, по словам начальника отдела маркетинга и продаж НПЦ «Элвис» Максима Пискарёва, микроэлектроника в стране не просто существует — она даже имеет такие же шансы стать мировым лидером, как и западная.
Г-н Пискарёв также отметил, что весомую роль в развитии отрасли играет правительство. Власти действительно разрабатывают государственные программы, дорожные карты и меры поддержки производителей чипов, корпусов, материнских плат и ждут, когда те ответят на помощь достойно.
Какие решения в стране доступны сейчас? Насколько реалистичны цели властей?
Весной 2023 года Минпромторгом были приняты две важные дорожные карты, которые указывают на желаемую картину будущего отечественной микроэлектронной индустрии. Одна из них — Концепция технологического развития на период до 2030 года, а другая — указ президента РФ «Основы государственной политики России в области развития электронной промышленности на период до 2030 года и дальнейшую перспективу». Согласно этим документам, компании обязаны использовать отечественные комплектующие. Технологии нужно локализовать, а страна должна стать независимой от западных проприетарных решений.
Во время технологического форума «Микроэлектроника 2023», который прошёл осенью прошлого года, заместитель министра промышленности и торговли РФ Василий Шпак огласил три основных аспекта государственной политики развития микроэлектроники в ближайшие 10 лет.
Во-первых, по его словам, в России необходимо организовать национальный контроль над критическими технологиями.
Во-вторых, стране важно иметь возможность непрерывного производства широкого спектра высокотехнологичной продукции для удовлетворения потребности внутреннего рынка.
В-третьих, отечественным микроэлектронным компаниям нужно активно участвовать в международных исследованиях и научно-техническом сотрудничестве.
В ходе того же мероприятия выступил и министр промышленности Денис Мантуров, который рассказал о финансировании отрасли на 2024 год. Вице-премьер отметил, что ещё в 2020 году государственные инвестиции в микроэлектронику составляли не более 10 млрд рублей в год, а в текущем уже превысят 210 млрд рублей.
Он считает, что благодаря этим средствам правительство сможет оказать сфере наибольшую поддержку из возможных. Они станут опорой для создания компаниями широкой линейки программно-аппаратных решений для всех сфер применения. Г-н Мантуров также подчеркнул стремительные темпы развития импортозамещения электронной продукции: за девять месяцев 2023 года реестр таких решений расширился на 70%.
Несмотря на уверенность властей в завтрашнем дне, многие эксперты рынка имеют несколько иное представление о технологическом суверенитете и системе достижения этой независимости.
Например, Минпромторг определяет суверенитет как разработку ключевых и проникающих технологий национального происхождения, изготовление товаров на их базе и международное научно-техническое сотрудничество. Президент ассоциации «Доверенная платформа» Андрей Тихонов убеждён, что, если государство стремится стать супердержавой, ему нужно избавиться от технологической зависимости от других стран и создать свою платформу, чтобы и добыча сырья, и выпуск конечных продуктов происходили на основе национальных ресурсов.
Некоторые представители рынка при этом довольно скептически относятся к идее «делать от и до» в России. По словам генерального директора ПАО «Микрон» Гульнары Хасьяновой, представления о будущем, в котором отечественные микроэлектронщики производят всё самостоятельно, утопичны. Она считает более важной кооперационную модель суверенитета, где каждая страна получает возможность избавиться от зависимости от глобальных игроков в технологической и политической сферах.
Отметим, что ликвидация подчинённости одному поставщику и перестройка глобальных кооперационных связей — это идеи, которые обсуждаются в различных странах, включая Индию и Китай.
Вероятно, в связи с этим с главой «Микрона» согласился и исполнительный директор Ассоциации российских разработчиков и производителей электроники Иван Покровский. Он отметил, что мировой рынок микроэлектроники сегодня монополизирован, особенно в контрактном выпуске полупроводников, где тайваньская компания TSMC контролирует 60%. Это избыточная централизация, которая требует изменений. Г-н Покровский считает, что участие России в международном сотрудничестве может стать стимулом для развития отечественной микроэлектроники.
Г-н Покровский также подчеркнул, что диверсификация цепочек проектирования и создание библиотек сложнофункциональных блоков для разработки микросхем в нашей стране могут способствовать более равномерному распределению центров компетенции по разным странам мира. Американские компании в настоящее время контролируют эти процессы, но и Россия уже может предложить свой вклад в эту сферу.
Достичь за шесть лет!
Итак, мы рассмотрели общую картину того, какой должна стать российская микроэлектроника к 2030 году. Однако это лишь задумка, а впереди — усиленная масштабная работа в отдельных секторах отрасли. Как говорится, по всем фронтам!
Так, в дополнение к трём основным аспектам развития сферы г-н Шпак озвучил конкретные задачи, которые компаниям нужно решить до 2030 года. Другими словами, это должен быть самый настоящий скачок в несколько десятилетий за шесть лет!
Одна из главных целей, поставленных для компаний, — повысить уровень производства микросхем и чипов по топологическим нормам 14 нанометров (нм) к 2030 году. Отметим, что в 2023 году топология составляла 130 нм, а к 2027 году её планируют поднять до 28 нм.
Интересен тот факт, что ещё в 2012 году в России появилось предприятие с топологией 90 нм. Оно принадлежало зеленоградскому заводу «Микрон». Однако некоторые представители рынка микроэлектроники считают, что это было бы крайне сложно, и предполагают: компания использовала более реальное для тех (да и текущих) лет оборудование в 130 нм.
В этой же области компанией «Ангстрем-Т» было начато строительство производства по топологии 60 нм, но из-за финансовых проблем в 2019 году организация была вынуждена передать его госкорпорации ВЭБ.РФ. Судя по данным из открытых источников, теперь его пытаются достроить силами компании «НМ-Тех».
Эксперты рынка считают правительственные планы едва ли достижимыми. По их мнению, компании не имеют возможности приобрести готовое оборудование 28 нм, а зеленоградский завод ещё нескоро приступит к работе. Когда же это случится, достать подобное оснащение будет сложно.
Выйти из такого неоднозначного положения и пойти навстречу цели у властей могло бы получиться с помощью так называемой альфа-машины — российского литографа для производства микросхем, который создадут в Сарове. Однако машина с техпроцессором 28 нм будет готова лишь в течение пяти лет, а к концу 2025 года на свет появится демонстрационный образец 90 нм.
Таким образом, игроки рынка считают, что никакой речи о работе на 28 нм к 2027 году и быть не может, а о 14 нм к 2030-му — тем более.
Отметим, что в мировой микроэлектронной промышленности начиная с нулевых активно применяют топологию в диапазоне от 28 до 32 нм. В этой области успехов достигла тайваньская фабрика TMSC, начав производство продукции по 28-нанометровой топологии. В то же время компания Intel уже в 2011 году стала изготавливать процессоры с использованием 32-нанометровой топологии.
Впечатляющим примером является процессор Apple A16, представленный в 2022 году и работающий на 4-нанометровой топологии. Ещё один важный этап в развитии технологий производства чипов наступил в 2021 году, когда корпорация IBM объявила о создании первого 2-нанометрового чипа.
Разработчик микросхем и автор образовательных программ Школы синтеза цифровых схем Юрий Панчул считает, что пока нет необходимости переходить на технологии 3 нм, так как они нужны преимущественно для производства дорогостоящих гаджетов. Предприятия, которые их выпускают, как правило, распределяют колоссальный бюджет на многосерийную продукцию, где средства задерживаются ещё долгое время.
Правда, топология — это ещё далеко не всё, чего ждёт от отрасли Минпромторг. Министерство надеется, что к 2030 году доля российского оборудования в особо важных базовых технологических процессах достигнет 70%, притом что в 2023 году она составляла всего 12%.
Ещё более амбициозной задачей, поставленной властями, является достижение 70%-й доли российского САПР при создании сложного оборудования. В настоящее время доля российского ПО составляет всего 3%.
Кроме того, к 2030 году Минобрнауки совместно с предприятиями планирует сформировать полное кадровое обеспечение в области микроэлектроники. Это, по словам замминистра промышленности и торговли, особенно важно, если учитывать следующий факт: наша система образования ежегодно выпускает около 1 000 специалистов в этой области, что составляет примерно 20% от необходимого количества.
Ожидание vs реальность
Несмотря на реальное положение дел, власти не теряют надежд и строят оптимистичные планы, которые сопровождаются огромными (на первый взгляд) инвестициями.
Так, на выпуск суверенного оборудования для изготовления микросхем правительство выделило более 100 млрд рублей. В течение трёх лет средства будут направлены на проведение опытно-конструкторских работ в области оборудования для производства микро-, СВЧ-, силовой и оптоэлектроники, а заодно и различных специализированных материалов.
Кажется, такой суммы должно хватить на то, чтобы достичь цели, если бы не пример одного из крупнейших вендоров подобного оборудования — ASML, который в 2022 году инвестировал в такие разработки в три раза больше средств.
По мнению генерального директора Международного научно-технологического центра МИЭТ Олега Нефёдова, с помощью этой работы Россия сможет обеспечить себя полным набором оборудования для производства микросхем к 2027 году, если, конечно, выполнит все запланированные опытно-конструкторские работы. Деньги потратят на приобретение фотолитографов, установок ионной имплантации и для выращивания кремния, кластеров плазмохимического травления.
Нельзя обойти вниманием тот факт, что современное «железо» в России появится нескоро. К концу 2024 года Зеленоградский нанотехнологический центр планирует выпустить первую отечественную установку для фотолитографии, но и она будет работать по технологии 350 нм.
Напоследок
В заключение так и тянет вернуться к самому актуальному — кадровым проблемам. Эксперты отмечают, что никакие финансовые вливания не помогут, если у отрасли нет нужного числа квалифицированных кадров. Без них и оборудование становится ненужным, так как компетентных экспертов единицы, а остальные уже давно на пенсии.
Скептицизм экспертов вызывает попытка властей построить целую индустрию по выпуску аппаратуры для производства микросхем в сжатые сроки. Заместитель заведующего базовой кафедрой микро- и наноэлектроники МФТИ Евгений Горнев сообщает, что даже крупные компании, обладающие необходимыми компетенциями, с опаской берутся за это дело. Причина — всё тот же недостаток сотрудников, способных просчитать технологический процесс работы установок, и учёных, обладающих достаточными знаниями в области практической физики. Построение индустрии требует комплексного подхода и высокой квалификации специалистов, но власти настаивают на том, что это важный шаг для развития страны, и готовы вложить ресурсы в этот проект. Эксперты, однако, сомневаются в его успешности и предлагают более основательное изучение всех аспектов такой инициативы.
Кроме того, стоит подумать о размере финансовой поддержки отрасли: сумма в 100 млрд рублей является сравнительно небольшой на фоне тех средств, которые вливают в развитие бизнеса крупные игроки мирового рынка. Чтобы по-настоящему создать благоприятные условия для развития отрасли, важно привлечь больше финансирования и инвестиций со стороны крупных игроков, которые имеют для этого опыт и ресурсы.
Как отмечает гендиректор МНТЦ МИЭТ Олег Нефёдов, многие компании сталкиваются с трудностями при получении финансирования из бюджета для выполнения запланированных исследований и разработок. Это связано с требованиями ФЗ № 44, который предписывает наличие опыта у исполнителей при выполнении соответствующих работ.
Читайте также: Микроэлектроника: экстремальное импортозамещение
