Новости / апрель 2022
Микроэлектронике нужен долгосрочный план

Около 75% потребности страны в полупроводниках удовлетворяется за счет импорта, причем в части наиболее производительных интегральных систем - полностью за счет американских компаний. По мнению экспертов, в изменившихся условиях в российской электронной промышленности логичен переход от краткосрочного "оперативного" управления к долгосрочному стратегическому планированию отечественной электронной промышленности. При этом долгосрочная стратегия для России должна предусматривать интеграцию в мировые цепочки поставок (Индия, Китай, Малайзия, Вьетнам и даже Южная Корея). Если в микроэлектронике Россия пойдет путем изоляции, то придет к устаревшей, ненадежной и дорогой продукции, которая останется невостребованной.
© ComNews
07.04.2022

Эксперты компании J’son & Partners Consulting отметили, что введенные санкции ряда западных государств против высокотехнологических секторов российской промышленности наглядно проявили слабость развития отечественной электронной промышленности и существенные риски зависимости страны от импорта зарубежных полупроводниковых комплектующих. "Сегодня очевидные успехи в импортозамещении телекоммуникационного оборудования фактически столкнулись с отсутствием какого-либо прогресса в производстве электронной компонентной базы. Российский рынок интегральных систем (ИС) отечественного производства точно оценить достаточно проблематично, так как значительная часть выпускаемых цифровых ИС не связана с гражданскими применениями. Тем не менее в стране существует не менее пяти производственных площадок, общий объем выпуска которых достигает около 20 млрд руб. - без выручки дизайн-центров, fabless-компаний, - из них значительная часть приходится на лидера отечественного рынка ПАО "Микрон", в 2021 г. оборот которого составил 5,7 млрд руб. Таким образом, можно утверждать, что около 75% потребности страны в ИС удовлетворяется за счет импорта, причем в части наиболее производительных ИС - полностью за счет американских компаний", - говорят аналитики J’son & Partners Consultin.

По мнению J’son & Partners Consulting, в условиях ограниченности финансовых ресурсов рациональным выходом является переход от краткосрочного "оперативного" управления к долгосрочному стратегическому планированию отечественной электронной промышленности, при этом ключевым показателем должны стать технологические уровни производства и выпускаемой продукции.

По результатам исследования J’son & Partners Consulting, в текущей ситуации наша страна вынужденно находится в позиции догоняющей стратегии развития электронной промышленности. В части ИС Россия отстает от передовых стран и компаний на семь поколений. По мнению J’son & Partners Consulting, ключевыми показателями выполнения этапа достижения уровня производства по топологии 28-32 нм должно стать достижение технологических показателей развития производства ИС, в то время как прочие факторы носят вторичный или вспомогательный характер.

Разработчик микросхем в Кремниевой долине и организатор Сколковской Школы синтеза цифровых схем Юрий Панчул напомнил, что современные российские фабрики, в частности зеленоградский "Микрон", могут выпускать микросхемы только с техпроцессом до 90 нм. "Этого достаточно для производства современных микроконтроллеров для приложений типа электрических счетчиков и автомобильных тормозов. Десктопные процессоры на таких технологиях выпускались 20 лет назад. Я читал о планах создания российского производства на технологии 28 нм, но не в курсе, насколько этот план близок к осуществлению. Если бы построить такую фабрику и если бы на ней удалось достичь высокий выход годных чипов (yield), то можно было бы выпускать компьютеры, похожие на современный Lenovo S330. Это так называемый хромбук, недорогой компьютер для школ с чипом MediaTek MT8173C на 28 нм, на основе лицензируемых ядер ARM и операционной системой ChromeOS. Хромбуки, как с чипами на основе ARM, так и другими, стали самыми популярными компьютерами в американских школах, они обогнали и компьютеры с Windows, и Apple", - сообщил он.

В России омская компания "Промобит" продемонстрировала прототип похожего по возможностям ноутбука BitBlaze. "Вместо чипа MediaTek этот компьютер использует процессор "Байкал-М", тоже на основе ядер от ARM, - рассказывает Юрий Панчул. - Вместо CromeOS на такой компьютер можно ставить, например, российский дистрибутив ALT Linux. Хотя такой компьютер неудобно применять для обработки видео, он совершенно достаточен для большинства офисных операций типа редактирования таблиц, а также для применения в школах. Однако, чтобы такое решение работало, разработчикам хардвера нужно будет тесно кооперироваться с разработчиками софтвера, компаниями типа "Яндекс" и 1С. Одновременно с "Байкалом" над процессорами похожего класса работает команда Syntacore компании "Ядро", причем их процессор будет использовать спроектированное в России процессорное ядро на основе архитектуры RISC-V. Если это решение взлетит, российской экосистеме удастся не только избавиться от зависимости от иностранных ядер ARM, но получить ядро, которое можно попробовать продавать на внешнем рынке. Если своей фабрики на 28 нм построить не удастся, то российским разработчикам придется придумывать схемы партнерства с разработчиками систем на кристалле в КНР и Индии, которые теоретически могли бы лицензировать то же ядро от Syntacore и выпустить свой чип с российским ядром. Попытки наладить производство российских чипов на фабрике SMIC в КНР, скорее всего, будут неудачными, так как эта фабрика уже находится под санкциями США и при попытке работать с россиянами эти санкции, вероятно, ужесточат".

"Разумеется, в интересах российской экосистемы было бы построить и современные фабрики, но, во-первых, фабрика типа TSMC стоит от $10 млрд до $20 млрд. Во-вторых, для ее поддержки нужно несколько тысяч человек тренированного персонала, а тайваньцы тренировали людей в США. В-третьих, для такой фабрики потребуется оборудование от ASML и Appied Materials, что под санкциями получить будет невозможно. Строительство же собственного точного станкостроения такого уровня займет много лет. Дополнительными проблемами является производство своих FPGA/ПЛИС. В России они разрабатываются в Воронеже и "Микроном", но полностью заместить ими FPGA от Xilix и Intel пока нельзя, возможно попробовать китайские FPGA Gowin, - прокомментировал Юрий Панчул. - Отдельной темой является создание собственного софтвера для проектирования. На стандартный софтвер от американских компаний Synopsys и Cadence, скорее всего, будут наложены санкции, а открытый софтвер, например Yosys, OpenLANE, примерно так же слаб, как Linux был слаб по сравнению с Windows в начале 1990-х. Однако уже сейчас стоит учить алгоритмам по автоматизации проектирования микросхем российских студентов, чтобы эту проблему можно было решить хотя бы через несколько лет. Такой софтвер уже начал использовать зеленоградский "Миландр" для FPGA, но это нужно расширить".

Заместитель руководителя Центра компетенций НТИ на базе "Сколтеха" по технологиям беспроводной связи и интернета вещей Александр Сиволобов отметил, что полупроводниковая отрасль - это жемчужина глобальной экономики, уникальное достижение мировой торговли, страновой и региональной специализации.

"Длиннейшие производственные цепочки индустрии связали множество стран мира. В настоящее время ни одно государство не имеет полностью изолированную полупроводниковую экосистему. В производстве микросхем используется больше 50 разных типов сложнейшего оборудования, в процессе участвуют многие тысячи подрядчиков, поставщиков, производителей разных элементов производственного процесса, расходных материалов, жидких химикатов и газов со всего мира. К примеру, только для создания литографической установки для EUV за $200 млн - технология сейчас есть только у ASML - необходимо участие более 5000 компаний, которые обладают необходимой специализацией. Причина такого "разделения труда" - крайняя сложность и высокая стоимость производства. Ежегодно в исследования и разработки (R&D) в этой области вкладывается около $100 млрд. Примерно столько же составляют затраты на создание и обновление производственных мощностей (CAPEX). Даже США, несмотря на огромные финансовые ресурсы, не ставят целью полное замещение иностранного производства. Действия американского правительства неминуемо сталкиваются с реальностью - с недостаточным финансированием, нехваткой специалистов и слишком высокой стоимостью конечной продукции. При этом производственные цепочки все равно остаются завязаны на Европу и Азию. Чтобы вернуть их в США, необходимо вложить более $400 млрд, по оценке BCG", - рассказал Александр Сиволобов.

По его мнению, основная краткосрочная задача для РФ - это достичь договоренности со странами Азии о поставках максимально широкого спектра востребованной в России продукции (это не только процессоры, но и множество других полупроводниковых изделий), а также сохранить (а лучше укрепить) свою позицию производителя отдельных материалов и газов. "Например, существующие дизайн-центры смогут переориентироваться на китайские фабрики, чтобы получить более-менее адекватную стоимость единицы продукции. При долгосрочном планировании в этой области необходимо помнить опыт СССР, который стартовал на равных с США в 50-х и начале 60-х и безнадежно отстал уже к 1980 г., несмотря на доступ к рынкам многочисленных стран-союзников. Создание в текущих условиях собственной "копии" глобальной полупроводниковой индустрии тем более обречено на провал - речь идет именно о гражданской сфере. По оценкам аналитиков, если Китай попробует организовать полностью изолированное полупроводниковое производство, с учетом того, что он является крупнейшим в мире потребителем микросхем, то средняя цена продукции вырастет почти в два раза. Для нашей страны такой коэффициент не приводят, но весьма вероятно, что он будет измеряться двумя порядками - увеличение стоимости в 100 раз", - прокомментировал Александр Сиволобов.

"Несмотря на санкции, важно суметь четко определить возможное место России в мировой и региональной кооперации, исходя из логики специализации и долгосрочных международных отношений. Я понимаю, что узкая специализация кажется странным подходом в текущей ситуации, но для настолько капиталоемкой отрасли она является естественной. Гражданская микроэлектроника будет востребована только при наличии адекватной цены за единицу, что возможно лишь при наличии связки с глобальными рынками - пусть даже речь пойдет только о странах Азии, Африки и Южной Америки. Но даже выход на глобальный рынок - не панацея, поскольку все ключевые игроки Азии плотно завязаны на долгосрочные государственные инвестиции в отрасль (Южная Корея, Тайвань, Сингапур, Китай и т.д.). Любая государственная стратегия в области перезапуска микроэлектронной промышленности должна отвести важнейшую роль для обучения, непрерывного развития и сохранения молодых специалистов. В мире в этой области существует жесточайший дефицит кадров. Последние 20 лет средние зарплаты в США в этой области росли на 4,4% каждый год - трудно найти хотя бы еще одну такую отрасль. 80% полупроводниковых компаний не могут полностью укомплектовать свой технический штат, несмотря на высочайшие зарплаты. Тайвань шел к успеху с 1974 г., рука об руку с государством, но и сейчас является лишь одним из звеньев в мировой экономике полупроводников. По моему мнению, долгосрочная, минимум на 20 лет, стратегия для России должна учитывать современные тренды и предусматривать интеграцию в мировые цепочки поставок - Индия, Китай, Малайзия, Вьетнам и даже Южная Корея. Если в микроэлектронике мы пойдем путем изоляции, которым пытался идти СССР, то придем туда же: к устаревшей, ненадежной и крайне дорогой продукции, которая так и осталась в итоге невостребованной. А вложенные в эту отрасль огромные средства окажутся потраченными впустую", - считает Александр Сиволобов.

Новости из связанных рубрик