Рассуждать о развитии промышленности и науки без микроэлектроники не приходится. Слишком сложными стали машины и оборудование. Россия долго уповала на поставки электронных компонентов из-за рубежа. В правительстве осознали важность развития собственного производства и наметили обширную программу импортозамещения. Может ли отечественная промышленность стать лидером в производстве микросхем на мировом рынке и каковы перспективы отрасли в целом?
Выгоднее нефти и газа
Технологический взрыв привел к тому, что на глобальном рынке стал отчетливо прослеживаться дефицит микросхем, чипов памяти, процессоров и контроллеров. Неудивительно, ведь даже самая дешевая бытовая техника содержит те или иные электронные компоненты. Фирм-производителей все больше, стартапы по созданию электронных гаджетов растут как на дрожжах.
Однако заводов-изготовителей микроэлектроники не так уж много. Это сложное, наукоемкое и рисковое производство, требующее больших вложений и окупающееся небыстро. Но мало найти деньги и приобрести дефицитное оборудование. Нужны высококлассные специалисты, обучение которых занимает многие годы.
Между тем перспективы отрасли микроэлектроники огромные. В 2021 году объем рынка полупроводников вырос на 26,2%, достигнув в денежном выражении 555 миллиардов долларов. Но даже этого роста не хватает, чтобы удовлетворить потребности. Для сравнения: рынок углеводородов в среднем растет на 12,3% в год.
Борьба за передовые позиции
Не только правительство России поняло стратегическую важность наличия собственных производств на своей территории. На сегодняшний день технологическим и научным лидером в выпуске сложной микроэлектроники является Тайвань. Там расположены самые современные заводы, опережающие время.
К ним обращаются клиенты, которые заказывают производство своей продукции. Например, тайваньская компания TSMC выпускает изделия для Apple, Intel, NVIDIA, AMD, Huawei, MediaTek, Conexant, Broadcom, Qualcomm, Realtek, HiSilicon и других технологических гигантов. Здесь же выпускают российские процессоры для компаний МЦСТ и Baikal Electronics.
Казалось бы, глобализация – это нормально. Где выгоднее, там и следует заказывать продукцию. Однако введение санкций против России наглядно показало, что в случае чего в любой момент можно перекрыть доступ к современным технологиям целым странам, не говоря об отдельных фирмах.
Дело государственной безопасности
Микроэлектронику следует рассматривать не только как коммерческую продукцию, но как стратегическую отрасль, от которой зависит благосостояние миллионов. Это осознали во многих странах. Например, США выделили 52 миллиарда долларов на строительство заводов Samsung и TSMC на своей территории.
Не отстает и Евросоюз, приняв закон о выпуске европейских чипов с привлечением 43 миллиардов евро инвестиций. В частности, собственное производство в немецком Магдебурге создаст Intel. Крупные фабрики электроники действуют в Ирландии. Но если в том же ЕС создается 10% микрочипов мира, то в России - всего около 1%. Перекос очевиден.
С миру по нитке
Впрочем, даже ведущие страны не могут полностью локализовать изготовление всех компонентов и деталей для микроэлектроники. Глобализация все еще велика.
Исключение – Китай, власти которого уже много лет реализуют программу по полному импортозамещению с переменным успехом. Но если с разработкой и производством компонентов для промышленного оборудования, машиностроения, недорогой электроники и бытовой техники китайцы справляются, остается существенный технологический разрыв с ведущими разработчиками из Тайваня, Южной Кореи и США в области высокопроизводительных чипов и процессоров.
Состояние дел российской микроэлектроники
Отечественный сектор электронных компонентов переживает не лучшие времена. Немногочисленные заводы кое-как справляются с обеспечением военно-космического комплекса и космической отрасли. Но даже в оборонке есть дефицитные позиции. Если раньше их закрывали импортом, то теперь из-за санкций обеспечивать комплектующими все сложнее.
Много разговоров ведется о разработке российских процессоров. Они действительно существуют, но о конкуренции с западными и восточными аналогами говорить пока рано. Конструкторы и ученые способны их разработать, однако нет достаточных производственных мощностей.
Притчей во языцех стала история с проектом "Ангстрем-Т" в Зеленограде. В 2008 году чудом удалось договориться с компанией AMD о покупке уникального оборудования за 182,5 миллиона евро по выпуску современных чипов. Плюс 120 миллионов выложили за лицензию, еще 10 миллионов евро стоил проект завода. На все про все компания взяла кредит на сумму 815 миллионов евро.
Однако выпуск микрочипов на заводе так и не смогли запустить. "Ангстрем-Т" обанкротился и в 2021 году выкуплен государственной корпорацией развития ВЭБ.РФ.
На сегодняшний момент в России производят чипы с топологическим размером 130+, 90 и экспериментально 65 нм. Для сравнения: тайваньская TSMC освоила изготовление микросхем с технологическими узлами до 4-5 нанометров и работает над 2-3 нм. В этом случае чем меньше, тем лучше.
Перспективы обнадеживают
Весной 2022 года пришло сообщение о начале строительства фабрики в подмосковном Зеленограде по выпуску микропроцессоров по технологии 28 нм. Строительство планируют завершить к концу 2024 года.
Не будем обсуждать, насколько это возможно в текущих реалиях. Ведь производство отечественных процессоров "Эльбрус", "Байкал" и "Скиф" из-за санкций приостановлено. Но сам факт свидетельствует о серьезном подходе к проблемам импортозамещения в микроэлектронике.
Проект стал возможным благодаря стратегии развития радиоэлектронной промышленности до 2030 года, которая была утверждена в 2020 году премьер-министром Михаилом Мишустиным. Новое предприятие возведут рядом с "Ангстремом". Застройщиком выступает Международный научно-технологический центр (МНТЦ) МИЭТ.
Пожалуй, российским лидером в области микроэлектроники является ПАО "Микрон" из Зеленограда. Компания специализируется на интегральных схемах и полупроводниках. Это первое отечественное предприятие, освоившее выпуск микрочипов по технологии 90 нм на территории России, а также поставляющее небольшие партии по 65 нм.
Правительство держит руку на пульсе
17 января 2020 года принят ключевой закон "Стратегия развития электронной промышленности Российской Федерации до 2030 года", призванный вывести отрасль на новый уровень и сократить 20-летнее технологическое отставание.
Для стимулирования отрасли предусмотрены различные механизмы: от правила покупки государственными учреждениями и компаниями вычислительной техники с отечественными комплектующими до щедрого финансирования. К 2024 году планируется выделить 266 миллиардов рублей. Всего, по расчетам "Ростеха", на комплексную модернизацию российской микроэлектроники потребуется порядка 800 миллиардов.
Планы на будущее
Согласно дорожной карте, в первую очередь следует освоить технологии 10-летней давности по производству микрочипов с топологическими нормами 65 (55) нм, 28 нм и 14 нм. Не менее остро стоит потребность в чипах памяти, используемых повсеместно. Порой они важнее вычислительных процессоров.
На данный момент основная номенклатура микроэлектроники производится для нужд ВПК. Стратегия развития предполагает поэтапное насыщение рынка гражданской продукции. Однако о том, чтобы догнать конкурентов и составить им конкуренцию на мировом рынке, речи пока не идет.
Микроэлектроника не терпит суеты
Следует ли опустить руки в этой связи? Конечно же, нет! Микроэлектроника – это не только мощные компьютеры, серверы и смартфоны. В автопроме, промышленном оборудовании, бытовой технике, военно-космической отрасли вовсе не требуются миниатюрные компоненты. 65 нм вполне достаточно для выпуска огромного числа устройств. О том, что при системном подходе можно развить собственную микроэлектронику на добротном уровне, свидетельствует опыт Китая.
Впрочем, мощные вычислительные системы тоже важны, особенно для науки, аналитики и проектирования. Также первостепенной задачей является приобретение или выпуск собственного производственного оборудования, которого остро не хватает. Зато с кадрами больших проблем нет. В стране хватает умных ученых, инженеров и программистов. Не хватает квалификации, которая приходит с опытом. Поэтому программа правительства рассчитана на столь долгое время – в одночасье проблему не решить даже при наличии денег.
