Чипы для ЧПУ: как работает импортозамещение?
Свой венец импортозамещения Россия ещё не надела! О полной локализации производства и абсолютной промышленной автономии наша страна сможет заявить, только когда мы сами начнем делать микросхемы для ЧПУ в необходимом для промышленности объёме. Ещё совсем недавно 100% чипов для числового программного управления станками российские производители закупали за границей. Но в 2022 г. структура параллельного импорта серьёзно изменилась.
Какую долю российского рынка микросхем для систем ЧПУ сейчас занимает продукция отечественного производства? И могут ли российские чипы конкурировать с импортными?
«На рынке сейчас десятки систем ЧПУ, заявивших своё российское происхождение», ― эту фразу произнесёт каждый станкостроитель. Но будет и оговорка: «Не всё окажется таким уж отечественным. Не всё удовлетворит требованиям точности и безотказности, нужных для работы станков, построенных на их основе».
Комплексные системы управления металлообрабатывающими станками российского производства, помимо ЧПУ, включают мониторы, промышленные компьютеры, системную и станочную клавиатуры, сервоприводы. И если блоки управления серводвигателями производят у нас, то сами серводвигатели в России не делают.
Многие производители систем ЧПУ используют готовые материнские платы, произведённые в КНР.
«Некоторые компании собирают ЧПУ на базе готовых аппаратных плат с установкой соответствующего софта или заказывают изготовление решений собственной разработки в Китае с последующим монтажом на отечественных площадках и установкой своего программного обеспечения.
На сегодняшний день „российские” системы на 90% состоят из китайских или тайваньских комплектующих (микросхем, процессоров, плат). Исключение — софт, который частично разрабатывается внутри страны. Таким образом, аппаратная часть систем ЧПУ, широко представленных на российском рынке, на текущий момент импортная», — делится информацией руководитель группы «Металлообработка» ООО «Промышленная автоматизация СТОИК» Андрей Сотников.
Где российская микроэлектроника?
Впрочем, отечественные разработчики и производители систем для управления станками, безусловно, есть. Сейчас эта продукция развёрнута на базе промышленных компьютеров и контроллеров. В основном это отвёрточная сборка из модулей, поступающих в готовом виде из Китая.
«Продукцию компании «Мехатроника» устанавливают на широкий ряд станочного оборудования, от простых токарных станков до пятиосевых обрабатывающих центров и длинномерных многоосевых портальных станков. Большое количество оборудования в составе станков уже введено в эксплуатацию и используется конечными заказчиками для выпуска своей продукции», ― говорит заведующий кафедрой «Метрология и взаимозаменяемость» МГТУ им. Н. Э. Баумана Александр Комшин.
Перечень достойных внимания производителей микросхем периодически дополняют. К примеру, российский станкостроительный завод «А719» (ООО «Альфа Инжиниринг») по принципиальной позиции менеджмента ищет и применяет только безошибочный и безотказный «интеллект» для своих станков.
Высокотехнологичная и современная система ЧПУ позволит промышленникам повысить класс оборудования до заветного «П», обозначающего «станки высокой точности». Поэтому производители довольно капризны, они изучают системы ЧПУ, тестируют их, тщательно анализируют и разбирают буквально на атомы.
«В стране всего две системы ЧПУ с подтверждённым российским происхождением — это „Мехатроника” и „ИНЭЛСИ”, продукция которых входит в перечень по Постановлению 719. Больше ничего нет. „Мехатроника” стоит в пять раз дороже, чем та система ЧПУ, которую мы ставим, привозя из Тайваня.
Да, отечественная микроэлектроника достойная. На каких‑то станках она работает, но требования для обеспечения характеристик наших станков класса „П” в 3‑х, 4‑х и пятиосевом исполнении, в общем‑то, пока не удовлетворяет. Мы можем её ставить по требованию заказчика и „ИНЭЛСИ” тоже можем ставить, но мы бы хотели, чтобы появилась всё‑таки какое‑то бескомпромиссное решение, не уступающее мировым аналогам, таким как Fanuc, Delta, HEIDENHAIN, HNC.
Хотя и в России сейчас есть интересные проекты, претендующие на роль универсального ЧПУ с характеристиками и технологиями на уровне мировых гигантов. В качестве примера приведу „Ресурс‑30”. По нашему мнению, его создали очень перспективные и технологичные ребята», — рассказал коммерческий директор ООО «Альфа Инжиниринг» Рустам Шарафутдинов.
Однако, если детально изучить каждого разработчика отечественного ЧПУ, мы получим не самую радужную картину. Руководители компании «Мехатроника» в своих интервью не раз заявляли, что первые системы ЧПУ, разработанные ими, имели заимствованные решения. А сейчас продукцию формально признали отечественной, но комплектующие в той же области микроэлектроники, к сожалению, в нашей стране не производят. Те же процессоры фактически отсутствуют на рынке.
И пересесть на квазироссийские «Эльбрус» и «Байкалы», к сожалению, компания пока не может.
Молодая и перспективная компания-разработчик «Числовая механика» позиционирует свой «Ресурс‑30» как многопроцессорную систему нового поколения, собранную при помощи российского софта. И действительно, в основе контроллера управления движением лежит заявленный как отечественный двухъядерный процессор «Байкал‑1» с архитектурой MIPS, но его собирают на тайваньской фабрике TSMC, специализирующейся на проектировании интегральных микросхем.
«Доля российского рынка микросхем незначительна. Единственный заметный игрок — „Байкал Электроникс”, который сейчас производит чипы для специализированных компьютеров. Для систем ЧПУ данные микросхемы и материнские платы не используют. Также в связи с дефицитом этой продукции возникают сложности с производством процессора „Байкал”. На сегодняшний день основной источник поставки зарубежных компонентов — это Китай, в меньшей степени — Тайвань», — поделился сведениями Андрей Сотников.
Есть ли будущее российских ЧПУ?
На текущем этапе российские компании должны сосредоточиться на разработке ПО, считают многие эксперты. И даже есть определённые шаги в этом направлении. Важно грамотно использовать все математические наработки, которые были сделаны ещё в СССР. Уже сейчас предполагается появление гибридных решений: интеграция советской школы с современными китайскими компонентами.
«В перспективе можно наладить собственное производство сильных систем ЧПУ. Необходимыми условиями для этого будут являться восстановление инженерных школ, борьба с „утечкой мозгов”, создание полного производственного цикла от чипов до станков в условиях господдержки», — считает Андрей Сотников
Если посмотреть, как развивается рынок Китая, то можно увидеть, что подъём начался с массового производства преобразователей частоты, которые выпускали едва ли не в каждом городе. Далее появились сервоприводы. А сейчас так же бурно идёт и изготовление систем ЧПУ — интерпозиционных с тремя координатами. На серьёзных станках их не применяют, но вполне могут использовать для каких‑то более простых задач. Например, для изготовления мебельной фурнитуры.
Сейчас всему, что производят на российском рынке, находят применение практически на 100%, однако доля российской электроники на её собственном рынке по-прежнему невелика — не более 30–40%.
«Масштабы и технологии производства микроэлектроники в России на данный момент, конечно, уступают мировым. Доступный нам технологический процесс ограничен 90 нм по топологической норме (а для массового производства — ещё крупнее), в сравнении с мировыми 9–14 нм. Но в этом направлении разрабатывают собственное литографическое оборудование, средства измерения и материалы, необходимые для производства чипов.
Что касается вопроса доступности зарубежной микроэлектроники, нужно понимать, что отличает „настоящего” разработчика и производителя системы ЧПУ от тех, кто просто транслирует „чужие” решения на российский рынок.
В случае если изготовитель является действительным создателем и обладает полной конструкторской и программной документацией, то при недоступности того или иного микроэлектронного компонента он без больших трудностей всегда может найти аналог (например, авторства дружественных стран), модифицировать КД и ПО, после чего продолжить выпуск своей продукции», — рассказал Александр Комшин.
Рынок российской микроэлектроники, по мнению экспертов, в ближайшем будущем будет стремиться полностью покрыть запросы внутренних игроков. Этому способствуют современные условия и курс на импортозамещение, взятый правительством.
Многие пророчат уверенное будущее российским системам ЧПУ, но только после того, как разработчики действительно приобретут компетенции. В текущем виде большинство систем не выдерживают критики и не учитывают пожеланий заказчиков. Потребители обвиняют поставщиков в том, что те выдают продукты по принципу доработки старых систем СЧПУ отечественного производства или же предлагают решения-клоны, повторяющие какой‑либо образец западной промышленности.
Тем не менее в своё время отечественный бизнес много инвестировал в исследования и разработки. Это позволило владельцам предприятий пользоваться передовой технологией и при этом постоянно совершенствовать качество выпускаемой продукции. От работы станков с системами ЧПУ сейчас зависит многое. Соответственно, требования к софту, программному обеспечению постоянно растут.
Поэтому один из главных запросов покупателя станка с ЧПУ — это его адаптивность и способность решать индивидуальные задачи производства. Кроме того, пользователям сейчас нужны микросхемы, построенные на открытой операционной системе с собственной поддержкой. Важны также местный сервис для программного ядра ЧПУ, отсутствие контроллеров движения стороннего авторства, а также мультиплатформенные системы.
И всё же если выбирать, то российское?
Безусловно, да. Есть одно неоспоримое преимущество у отечественных систем ЧПУ — их очень легко ввести в эксплуатацию. Они имеют российскую техподдержку, адекватное сервисное обслуживание, чем выгодно отличаются от своих иностранных аналогов.
Перед разработчиками микроэлектроники сейчас стоит задача обеспечить всех потребителей современными системами ЧПУ, даже несмотря на то, что поиск новых решений приведёт к естественному удорожанию. Поэтому все игроки рынка уповают на государственную поддержку и политику, которая сможет наполнить рынок конкурентной продукцией.
К слову, о помощи правительства: госпрограмма «Научно-технологическое развитие Российской Федерации», действующая в стране до 2030 года, предусматривает консолидацию ассигнований на научные исследования и поиск решений. Реализуемый на эти меры бюджет должен быть равен 1 триллиону рублей.
На официальном сайте Ассоциации разработчиков и производителей электроники публикуют все стратегические решения Правительства РФ в отношении компаний-разработчиков. Напомним, предприятия, которые докажут собственную локализацию, смогут рассчитывать на преференции первого уровня относительно любой другой продукции. Это и государственная финансовая поддержка, и таможенное регулирование, и налоговые послабления.
К примеру, заявлено, что льготы по отчислениям на прибыль и страховым взносам должны расширить собственные инвестиционные возможности компаний отрасли и повысить их конкурентоспособность на рынке труда. Налоговые преимущества для организаций радиоэлектронной промышленности установлены Федеральным законом для компаний, представивших своё оборудование, электронные компоненты.
Ассоциация разработчиков и производителей электроники также делится стратегией, исходя из которой в ближайшие пять лет эксперты ждут расширения доли отечественных предприятий на внутреннем рынке. Этому должны способствовать стимулирующее государственное регулирование, приток частных российских инвестиций, выход наших компаний на зарубежные рынки. Микроэлектронщики должны к этому времени уже представлять комплексные решения и платформенные технологии.
В ближайшие десять лет должностные лица будут ждать роста доходов от экспорта, увеличения масштабов инвестиционных проектов, связанных с микроэлектроникой. Ну а в течение 15 лет АРПЭ хочет увидеть выход наших компаний на лидирующие позиции в мире.
И это вполне логично: доля доходов от выполнения государственного оборонного заказа будет сокращаться, а объёмы частного сектора отрасли, ориентированные на рынки гражданской продукции, значительно увеличатся. Так что вариантов не будет. Российским разработчикам придётся искать новые решения, и, возможно, через 15 лет наша страна совершит‑таки техническую революцию.
Андрей Сотников, руководитель группы «Металлообработка» отдела развития ООО «Промышленная автоматизация СТОИК»
«В своё время на Тайване производство систем ЧПУ начиналось с того, что на разработку этих систем выделялись правительственные гранты, активно подключались ведущие университеты, и теперь тайваньские решения занимают лидирующие позиции на мировом рынке промышленной автоматизации и робототехники.
Российский рынок систем ЧПУ находится в переходной стадии: старые советские наработки утрачены, а новые производства только формируются. Пока отечественные компании выживают за счёт госзаказов и простых решений, но для выхода на мировой уровень требуются системные инвестиции в микроэлектронику, образование и промышленность. Как показывает зарубежный опыт, даже 10–15 лет целенаправленной работы в данном направлении могут радикально изменить ситуацию в лучшую сторону».
Текст: Надежда Белозерская
