Прислушаться к Дэн Сяопину

Рассказывают, что, когда Дэн Сяопин начинал свои реформы, он решил обратиться к ведущим японским бизнесменам с вопросом, какую отрасль промышленности надо развивать в Китае в первую очередь. И те ответили: электронику, потому что если у вас есть электроника, то вы сможете делать все. Электроника пронизывает всю технику от холодильников до космических кораблей и становится все сложнее. И в то время как Китай тридцать лет назад вскочил на подножку уходящего поезда и с каждым годом все ближе к лидерам электронного мира, Россия после развала Советского Союза только теряет свои позиции.

Проблема нашего отставания усугуб­ляется тем, что американцы осознали: отток технологий из Америки подрывает их позиции мирового технологического лидера. Поэтому они заметно усилили контроль за движением технологий. И сейчас, как отметили все наши собеседники, чтобы что-то заказать в США, например электронное оборудование или микросхемы, необходимо точно рассказать контролирующим органам, для чего это предназначено и как будет использоваться. Поскольку в современных системах российских вооружений импортные электронные комплектующие составляют до 90%, а за 80% всей сложной элементной базы стоят американские дизайн-центры, то нашу оборонку могут ждать огромные проблемы, и еще большие проблемы могут возникнуть при разработке новых систем.

Как сказал директор Института высокопроизводительных компьютерных и сетевых технологий, проректор Санкт-Петербургского университета аэрокосмического приборостроения Юрий Шейнин , «современный самолет — это сотни позиций элементов микроэлектроники, в нашем случае в большинстве своем импортной, на использование которых, во-первых, вводятся все более жесткие ограничения, а во-вторых, каждые несколько лет их серьезно перерабатывают. В любой момент может оказаться, что 50–60–70 процентов элементной базы, которую, несмотря на все ограничения, вам все-таки удалось приобрести, уже не производится. Вы можете создать прототип, полетать перед президентом. Но производить этот самолет вы не сможете, потому что элементной базы уже нет или вам ее не продают». Аналогичная ситуация складывается в космической области, где импортная элементная база составляет до 80%. То же самое касается любой другой отрасли современной экономики.

При этом цена, которую надо заплатить, чтобы хотя бы приблизиться к лидерам электронного мира, непрерывно растет. Как заметил генеральный директор Центра современной электроники Иван Покровский , «в электронике идет непрерывная гонка инвестиционных ставок, в которой несколько крупных игроков постоянно их повышают. Когда уровень необходимых инвестиций в разработку оборудования по производству микросхем составлял миллиард долларов, таких компаний были десятки. Потом Intel сказала, что инвестирует три миллиарда. Осталось уже с десяток компаний, способных конкурировать. Теперь Intel и Samsung говорят об инвестициях в 10–15 миллиардов. Остальные вынуждены заключать с ними альянсы». Переход микроэлектроники в разряд наноэлектроники эту планку поднимет еще выше. «Я не удивлюсь, — говорит генеральный директор НПЦ ЭЛВИС Ярослав Петричкович , — если фабрика по производству, скажем, нанороботов будет стоить от 30 до 50 миллиардов и ее будут строить в складчину, как коллайдер, компании из разных стран».

Конечно, есть страны, которые обходятся без собственной электронной промышленности. Но страна, которая гордится тем, что производит и экспортирует самое современное оружие, претендует на развитие современного гражданского авиастроения, автомобилестроения, локомотивостроения, атомной промышленности и других наукоемких производств, без электроники обойтись не может.

5) развитие фундаментальной и прикладной науки, необходимой для разработки новых технологий и нового оборудования, чтобы не проспать очередной виток электронной НТР.

Практически все пункты актуальны и сегодня, но некоторые подвижки все же есть. Попробуем оценить, что сделано за пять лет и уточним картину желаемого будущего.

Главное и, пожалуй, пока единственное, что близко к выполнению из предложенных нами пунктов, — это запуск в Зеленограде на заводе «Микрон» при финансовой поддержке «Роснано» в союзе с франко-итальянской компанией ST Microelectronics фабрики по производству микроэлектронных чипов с проектными нормами 180 и 90 нм. Как сказала директор по маркетингу завода «Микрон» Карина Абагян , «если советская микро­электроника отставала от американской по разным направлениям от нескольких месяцев до нескольких лет, то после разрушительных девяностых отставание увеличилось до семи технологических поколений, которые даже трудно оценить в годах. Но после ввода новой линии на 180 и 90 нанометров это отставание уже сократилось до двух поколений».

Конечно, это далеко от мировых рекордов, но, по мнению заместителя генерального директора по научной работе ФГУП «Научно-исследовательский институт авиационного оборудования» Валентина Букова , «для достаточно сложных систем в настоящее время уже 65 нанометров — высокое достижение. Вот почему для развития значительной части электронных систем достигнутые на “Микроне” проектные нормы пока достаточны». Справедливости ради надо заметить, что уже работает серийное производство чипов в тайваньской компании TSMC и в Калифорнии на фабрике Global Foundries Inc. с проектными нормами 40 нм. Уже изготавливаются микросхемы по технологии 22 нм по заказу Intel и Qualcomm. И можно ожидать, что в ближайшее время разработчики сложных систем освоят проектные нормы 40–45 нм. Это не оставляет российским разработчикам систем и производителям микроэлектроники времени на раздумья.

Вот почему в настоящее время Минрегионразвития совместно с АФК «Система», в состав которой входит завод «Микрон», прорабатывают проект создания в России производства микрочипов по технологии 65–45 нм, на создание которого, по некоторым оценкам, потребуется 58 млрд рублей.

Появление современной микроэлектронной фабрики создает совершенно новую технологическую среду не только на самом «Микроне», но и в целом в электронной промышленности, резко увеличивает требования к квалификации персонала и к его образованию, формирует новые требования к дизайн-центрам, разрабатывающим микросхемы, подтягивает множество разнообразных вспомогательных производств до мирового уровня.

Тем не менее строительство фабрики на заводе «Микрон» сопровождается постоянными сомнениями ряда специалистов, которые, ссылаясь на успехи Китая и других стран Юго-Восточной Азии, считают, что России бессмысленно вступать в соревнование с ними, потому что там значительно более низкие зарплаты. Что касается зарплат, то, по мнению наших собеседников, стоимость рабочей силы уже не играет той роли, как это было десять-пятнадцать лет назад. Теперь и в Китае квалифицированная рабочая сила стоит достаточно дорого. А в микроэлектронике особенно, потому что это элита рабочего класса. Кроме того, расширяются возможности автоматизации сборочных процессов. Как еще в 2008 году сказал в интервью «Эксперту» (см. № 27) генеральный директор корпорации IPG Валентин Гапонцев , «наш опыт показал, что себестоимость [ роботизированной ] сборки [ электронных компонентов ] при правильно спроектированных машине и матобеспечении в десятки раз меньше, чем на сборочных линиях с использованием ручного труда азиатских рабочих… Так что китайцев экономически победить можно».

Читайте также:  Стоимость коммунальных услуг в

Гораздо большую роль, чем стоимость рабочей силы, в конкурентных преимуществах китайских фабрик играет поддержка, которую оказывают таким фабрикам в Китае. Как отмечает Карина Абагян, «в Китае в так называемых технопарках мало того что создана вся необходимая инфраструктура — для их резидентов существуют значительные налоговые льготы, установлены специальные цены на электроэнергию. То, чего лишены наши производители электроники. Причем китайское государство гарантирует, что цены на электричество не будут меняться в течение десяти лет. А десять лет — это стандартный срок окупаемости такой фабрики, как наша».

И хотя в Зеленограде создается особая экономическая зона с определенными преференциями для ее участников, до сих пор имелось в виду, что строится она в «чистом поле» и в нее не могут войти уже работающие заводы. Относительно недавно в России стали формироваться промышленно-производственные зоны, которые включают в себя и уже сложившееся производство. Но вопрос о преобразовании ОЭЗ в Зеленограде в зону, которая одновременно будет технико-внедренческой и промышленно-производственной, и о расширении ее границ с целью включения туда завода «Микрон» все еще находится в стадии согласования. Но, как замечает Карина Абагян, включение завода в ОЭЗ не решит главной проблемы для «Микрона» — проблемы тарифов на электричество, льготы по которым в наших ОЭЗ не предусмотрены.

Фабрика — это лишь основание всей инфраструктуры электронной промышленности, которую в первую очередь формируют дизайн-центры разного уровня, а их еще только предстоит создать. Дело в том, что проектирование современных сверхбольших интегральных схем (СБИС) основано на многократном использовании на всех этапах проектирования ранее созданной интеллектуальной собственности, IP-блоков (Intellectual property — IP). IP-блоки являются виртуальными аналогами соответствующих устройств в дискретной электронике — компонентов, блоков, процессоров, памяти, цифровых и аналоговых узлов, интерфейсов и т. д. Каждая фабрика должна иметь свою собственную библиотеку IP-блоков, учитывающую особенности технологического процесса. Успех фабрики «Микрон» на рынке электронной техники будет зависеть и от универсальности и комплексности ее библиотеки IР-элементов, и от готовности дизайн-центров работать с ее библиотекой.

Базовые дизайн-центры, обычно связанные с фабрикой, занимаются разработкой и поддержкой библиотек стандартных элементов и дизайн-китов (SDK-комплект для разработки программного обеспечения для технологии, используемой на данной фабрике). Следующий уровень дизайн-центров разрабатывает IP-блоки. Гранды мировой электроники, например, заказывают у некоторых российских дизайн-центров разработку достаточно большого количества IP-блоков, зачастую даже не информируя, в какую систему они входят. К сожалению, с уменьшением проектных норм количество таких заказов резко уменьшается.

Наконец, самый высокий уровень дизайн-центров разрабатывает СБИС, как бы собирая их из IP-блоков. На этом уровне разработки требуется понимание системных требований к СБИС. Как поясняет Валентин Буков, «авиации, скажем, нужны не вообще чипы, а чипы, отвечающие определенным системным требованиям. Для этого нужны люди, которые понимали бы те задачи, которые этот чип должен решать. А на том же “Микроне” таких нет. Поэтому разработка специализированных чипов — это многоступенчатый процесс, в рамках которого кто-то должен уметь поставить задачу в общем, и на каждом этаже проектирования кто-то должен решать все более специальные задачи».

Специализированные чипы, которые проектируются и делаются фирмами для себя, не продаются. Как говорит Ярослав Петричкович, «вы не можете купить чипы для той же цифровой камеры, которыми мы занимаемся, ни у кого. Потому что, имея такой чип, сделать камеру — дело плевое».

«Уже сейчас в России можно спроектировать любую микросхему, — считает Ярослав Петричкович, — но у нас исчезло понимание того, как создаются и работают современные системы. Мы даже телефон не можем сделать нормальный, хотя и пытались». Вот почему то внимание, которое правительство сейчас уделяет дизайн-центрам, правильное, но недостаточное. Надо не только иметь дизайн-центры, надо уметь проектировать микросхемы как часть системы. Фабрика на «Микроне» даст результат, если получится выстроить иерархию дизайн-центров, связанных с фабрикой, от разработчиков IP-блоков до разработчиков систем в разных областях промышленности. Но к этому должен быть готов не только «Микрон», но ивсе отрасли промышленности.

Для фабрики «Микрона» у российской промышленности пока нет полноценных задач. А те задачи, которые есть, не могут сколько-нибудь заметно ее загрузить. «Вот почему, — говорит Карина Абагян, — мы делаем пока маленькую фабрику. Скажем, потребности для загранпаспортов — это 2–2,5 миллиона чипов в год, и это где-то пять–шесть процентов загрузки даже этой фабрики. Билеты для метро — порядка 20%. Микросхемы для смарт-метров, интеллектуального учета электроэнергии — примерно такой же объем загрузки. А военные заказы — очень небольшой рынок, и он для нас недоступен, поскольку Госдеп США, который давал разрешение на поставку нам оборудования для фабрики, дал его на условиях, что мы не будем использовать его для оборонных заказов. Пока же наша линия 180 нанометров работает в основном на экспорт. В частности, мы делаем на экспорт чипы радиочастотной идентификации, которые используются в отелях вместо ключей или в логистике для отслеживания движения товаров и грузов. И это очень большой рынок».

Новая фабрика на «Микроне» в сочетании с инфраструктурой дизайн-центров дает возможность решить наконец задачу локализации производства электронных компонентов для большей части собираемой в России промышленной, автомобильной, авиационной, локомотивной, телевизионной и бытовой техники. Тогда инфраструктура электронной промышленности в России будет замкнута. И это же даст перспективы для дальнейшего наращивания мощности самой фабрики и перехода на меньшие проектные нормы.

Но, конечно, это вопрос не столько завода, сколько государства, которое должно предъявлять соответствующие требования к производителям аппаратуры. Этот путь постепенно проходит Китай, руководство которого ставит задачу полностью локализовать производство электронной техники, обеспечив его китайской же элементной базой, изготавливаемой на китайских фабриках. И Китай уже далеко продвинулся на этом пути. Параллельно в КНР всячески поддерживаются китайский дизайн и фаблесс-компании (такие компании специализируются только на разработке и продаже микроэлектроники, но не имеют собственных производственных мощностей), занятые разработкой специализированных микроконтроллеров и чипов и размещающие их производство на китайских же фабриках.

Читайте также:  Люстры от СтройСити

Почти все опрошенные нами специалисты сошлись на том, что еще одна проблема «Микрона» в том, что максимум, на что хватает пока его амбиций, — производство чипов для паспортов и индивидуальных социальных карт. Это требует разработки достаточно сложного чипа, но все же задача относительно простая. Истины ради надо отметить, что даже на этом пути у «Микрона» возникают существенные проблемы, связанные с тем, что правительство не хочет ждать, пока «Микрон» сможет производить эти чипы, и готово закупать их за границей, сужая и без того ограниченный рынок для изделий «Микрона». Для того чтобы производство, которое создает «Микрон», не только жило в России, но и непрерывно развивалось, недостаточно локализации уже созданной электроники, нужно выходить на новый системный уровень.

Магистральный, если так можно выразиться, путь развития нашей микроэлектроники большинство опрошенных нами специалистов видят не столько в повторении уже пройденного другими странами пути, сколько в поиске и заполнении новых системных ниш, в том числе для массового производства электроники.

Иван Покровский предлагает рассуждать следующим образом: «Есть зрелые рынки и зрелые технологии, в том числе в области электроники. Конкуренция на зрелых рынках требует гигантских средств, и нет гарантий, что нам удастся занять на них заметную нишу. Альтернативная стратегия состоит в отказе от лобовой конкуренции, от соревнования, навязанного Intel и Samsung, и в поиске новых продуктов для формирующихся рынков и технологий».

Руководитель крупнейшего американского технопарка в области наноэлектроники Albany Nanotech Complex в своем выступлении на форуме «Роснано», посвященном микроэлектронике, задался вопросом: а что бы он сделал на месте русских? «Я бы выбрал одну компанию с ясными идеями и конкурентоспособным продуктом, вложил бы в нее три-четыре миллиарда долларов. И когда она наладит системный дизайн и начнет завоевывать мировые рынки, построил бы фабрику за 10 миллиардов, сразу на 400 миллиметров пластины. Без этого вы никогда не сможете догнать мировых грандов электроники».

В связи с этим Иван Покровский в качестве примера такой чрезвычайно перспективной приборостроительной идеи отметил развитие новых аналитических IP-систем видеонаблюдения, которую продвигает Ярослав Петричкович на основе разработок своей компании ЭЛВИС (см. «Эксперт» № 45 за 2009 год): «Технологии распознавания и аппаратная поддержка таких систем будут иметь во всем мире колоссальное развитие, они будут встраиваться везде, пока не дойдет до того, что у каждого человека эта технология будет в каком-то виде включена в персональное устройство. Пока она довольно дорогая, рынок только формируется, поэтому внедрение происходит на уровне каких-то промышленных систем, но потом она будет внедряться везде. И нужно уже сейчас активно включаться в этот рынок. Это наш шанс создать хоть одну конкурентную технологию. К сожалению, компания Петричковича не пользуется необходимой поддержкой, чтобы построить на этих разработках компанию мирового уровня, потому что у нас никто не хочет рисковать. А без риска такие задачи не решаются».

Электронная промышленность не ограничивается кремниевой микроэлектроникой, которой занят «Микрон». Как отметил Иван Покровский, «есть области электроники, может быть, даже более перспективные для России на данном этапе, чем кремниевая микроэлектроника. Это три взаимодополняющих и связанных между собой направления: силовая электроника, СВЧ и светотехника. Потому что во всех этих трех направлениях сейчас активно применяются схожие материалы: арсенид галлия, нитрид галлия, а в силовой электронике в последнее время все более широко используется карбид кремния, технологии производства которых были серьезно развиты в нашей стране». Одновременно в этих областях электроники, как и в кремниевой электронике, произошел переход элементной базы от дискретных элементов к производству СБИС, что сближает их технологические и производственные процессы.

И логика развития этих областей электроники в России оказывается такой же, как и у кремниевой микроэлектроники: от продукта, способного конкурировать на мировом рынке, к его производству на импортной элементной базе и далее к строительству собственных фабрик по ее производству. Такие примеры есть уже и в светотехнике, и в СВЧ-электронике. К сожалению, в силовой электронике, значение которой определяется тем, что к традиционным потребителям ее изделий относятся топливно-энергетический комплекс, промышленное производство, транспорт, связь, телекоммуникации, ЖКХ, энергосбережение и альтернативные источники энергии, 95% используемой элементной базы — импортного происхождения, и на государственном уровне никто пока не ставит вопрос о необходимости развития собственного производства ее современной элементной базы. Хотя от этого технологическая самодостаточность страны зависит не меньше, чем в традиционной электронике.

Что касается светотехники, то, вдохновленные призывом президента к энергосбережению, ОАО «Российская электроника» и корпорация «Роснано» вступили в серьезную конкурентную борьбу за рынок светодиодной светотехники. На нем уже присутствует такой игрок, как Уральский оптико-механический завод. Как сказал нам генеральный директор «Российской электроники» Андрей Зверев , «самый топовый проект нашего объединения — создание светодиодного освещения в стране. На ОАО “Светлана”, которое входит в наше ОАО, уже создано опытно-промышленное производство светодиодов: выращивание структур и изготовление чипа. Мощность производства — 150 тысяч светодиодов в месяц». Известно, что на определенном этапе этим проектом заинтересовалась «Роснано». Но предложенные условия бизнеса оказались неподходящими для «Светланы». После чего «Роснано» нашла компанию «Оптоган» в Дортмунде. Но в «Российской электронике» тоже уверены в успехе. И главными своими преимуществами там считают наличие на «Светлане» основной технологии светодиодного производства — эпитаксии, большое число инженеров очень высокой квалификации и наличие своего рынка — предприятия корпорации «Ростехнологии», которая решила в течение пяти лет установить светодиодное освещение на всех своих предприятиях, площадь офисных и производственных помещений которых составляет порядка 60 млн кв. м. Как говорит Зверев, «пока наши конкуренты будут уговаривать граждан и предприятия заплатить деньги за оборудование, которое дороже существующего в три-четыре-пять раз, мы уже обеспечим сбыт своей продукции, что позволит нам снизить ее себестоимость и сэкономить на освещении примерно 50 миллиардов рублей за пять лет».

Читайте также:  В хоккейном матче за 20 минут заброшено 8 шайб

В области СВЧ-электроники примером компании, развивающейся от продукта, способного конкурировать на мировом рынке, к его производству на импортной элементной базе и далее к строительству собственных фабрик является компания «Микран» из Томска, которая сумела занять до 60% российского рынка радиорелейных систем связи. Как отметил генеральный директор компании Виктор Гюнтер , «мы вовремя оценили перспективы развития цифровых радиорелейных линий, разработка которых велась “Микраном” в значительной мере на инициативной основе и за счет собственных средств». А сейчас «Микран» вступил в достаточно жесткую конкуренцию с государственными предприятиями из того же ОАО «Российская электроника» за рынок АФАР (активных фазированных антенных решеток) для истребителя пятого поколения. Это позволяет «Микрану» ставить вопрос о создании собственной фабрики по производству монолитных интегральных микросхем (СВЧ МИС). Дело в том, что в СВЧ-электронике, как и в микроэлектронике, все большее применение находит технология больших интегральных схем, т. е. систем, выполненных на одной подложке. Для изготовления таких микросхем в СВЧ?электронике используются фабрики, аналогичные той, которую строит «Микрон», но не на кремнии, а на арсениде и нитриде галлия. При этом требования к проектным нормам в данном случае пока не превосходят 350 мкм.

Первоначально предполагалось, что средства на приобретение фабрики по производству МИС «Микрану» выделит «Роснано», но, как пояснил Виктор Гюнтер, «никаких инвестиций мы не получили. Некоторые высокопоставленные государственные чиновники — члены наблюдательного совета “Роснано”, несмотря на одобрение нашего проекта большинством его членов и на поддержку со стороны Минэкономики еще при Грефе, убеждают всех в том, что, раз кооперация в деле создания истребителя пятого поколения государством закреплена за государственными предприятиями, другим лезть в это дело нечего. Хотя мы эти чипы предполагали использовать не только в оборонном заказе, но и в радиорелейном оборудовании, системах широкополосного доступа, приборном направлении, которые имеют широкое гражданское применение».

И между нашими респондентами возникла заочная дискуссия о месте государственных предприятий на рынке электроники. Андрей Зверев считает: «СВЧ-электроника, а это те же АФАР, — очень чувствительная область оборонной промышленности. А по моему мнению, интересы государства может правильно реализовать только государственное предприятие. И если у меня 90 процентов рынка оборонки, а у “Микрана” 10 процентов, он частный, а я государственный, и он — мой конкурент, почему я должен отдавать ему приоритет? Поэтому я говорю Гюнтеру: иди ко мне, давай объединимся. Создадим СП. И тогда будем работать вместе».

На это Гюнтер отвечает (и в этом с ним трудно не согласиться): «Необходимо создать реальную конкурентную среду, когда выживают сильнейшие, а не те, кто получает административную поддержку». И действительно, трудно понять, почему государственные задачи должны решать только государственные предприятия. Нужно создавать условия для развития в сфере электроники тех предприятий, которые стремятся к выходу со своими изделиями на международные рынки и способны открывать новые ниши. А уж государственные они или нет, не суть важно.

Но даже выполнив первые четыре пункта программы — построив самые современные фабрики, создав систему дизайн-центров, добившись локализации производства электронных компонентов и завоевав новые ниши на электронных рынках, — мы не избавимся от технологической зависимости и рискуем вновь оказаться в роли догоняющих, когда наберет силу новая технологическая волна. По мнению многих специалистов, после 2020 года в микроэлектронике произойдет смена технологической парадигмы.

Возможности прорыва остаются только в тех направлениях, которые только начинают разрабатываться. Таких, как, например, наноэлектроника, органические полупроводники, полупроводники на фуллерене, на графене и другие. Ярослав Петричкович говорит: «За любые ростки новых технологий надо просто цепляться руками и ногами. Их немного на самом деле. Вокруг них надо создавать инфраструктуру, подтягивать университеты». И нам нужен такой центр разработки новых промышленных технологий и оборудования для них. Построить его возможно, только отыскивая людей — ученых, инженеров, проектировщиков — с идеями мирового уровня и всячески поддерживая их, превращая в будущих генеральных конструкторов.

Американцы создали возле Нью-Йорка гигантскую научно-промышленную зону в области наноэлектроники Albany Nanotech Complex, где расположены штаб-квартира и основные исследовательские центры крупнейшего в мире альянса полупроводниковых компаний Sematech. Входящие в него компании — IBM, Intel, Samsung и др. — занимают более 50% мирового рынка чипов. Sematech была создана еще в 1987 году правительством Соединенных Штатов и 14 крупнейшими американскими производителями чипов как некоммерческое партнерство с целью восстановления конкурентоспособности США в полупроводниковой промышленности. Аналогичная зона imec (Interuniversity Microelectronics Centre) создана в Европе, в Бельгии. В этих зонах новейшее производство объединяется с наукой. России, если она не хочет остаться на периферии научно-технического развития, необходим аналогичный центр. А может быть, и не один, а по каждому из направлений электроники, о которых мы говорили выше. В истории СССР был пример создания такого центра — Зеленограда, что позволило Советскому Союзу в 1960-е годы совершить прорыв в области микроэлектроники. Создание подобного центра нужно не для того, чтобы самостоятельно все разработать, а чтобы иметь серьезные заделы для вступления в альянсы с крупнейшими мировыми компаниями по производству и технологиям. Тогда лет через двадцать, когда придет время новой электроники, Россия, возможно, станет таким игроком на этом поле, с которым придется считаться мировым грандам электроники.

Источник: expert.ru