Наработаем мускулы и возвратимся на мировой рынок


ГЕННАДИЙ КРАСНИКОВ, ВИЦЕ-ПРЕЗИДЕНТ ОАО СИТРОНИКС, РУКОВОДИТЕЛЬ БИЗНЕС-НАПРАВЛЕНИЯ "СИТРОНИКС МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ РЕШЕНИЯ", АКАДЕМИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК.

Тема отставания российской микроэлектроники в последнее время не сходит со страниц СМИ. Мнения на эту тему обычно сводятся к тому, что отстали мы навсегда. А раз так, то нечего и суетиться. Нужно просто признать поражение – и освободить дорогу сильным.

Лично меня, как человека, который еще не забыл те времена, когда советская микроэлектроника признавалась мировым сообществом - наряду с американской и японской, - такая позиция не устраивает. И дело не только в профессиональном самолюбии. Это сугубо прагматичный подход.

Основу любой высокой технологии - компьютеров, космических спутников, мобильных телефонов - составляют микросхемы ( или чипы). Человечество не изобрело пока иного промышленного способа воссоздать функции логики и памяти. Электроники вокруг нас становится все больше, и очевидно, что, несмотря на цикличные спады, этот рынок остается очень перспективным, темпы роста которого в многолетней ретроспективе превышают темпы роста мирового ВВП. Отрасль отличает также высокая капитало- и наукоемкость. А потому далеко не каждая страна мира может позволить себе наличие собственного микроэлектронного производства, которое определяет статус страны не менее значимо, чем, например, наличие атомной энергетики.

Закон Мура

В 1965 году будущий основатель Intel Гордон Мур сформулировал эмпирический закон развития микроэлектроники: каждый год плотность элементов на единицу площади будет удваиваться. В 1970 году Мур изменил период с одного года до 18 месяцев. То есть раз в полтора года должна происходить смена технологического поколения. И поначалу именно так и происходило. Но уже в 80 - 90-е годы проектные нормы стали меняться каждые 1,5 - 2 года, а сейчас этот период растянулся уже до 2 - 3 лет.

Замедление темпа перехода на следующую проектную норму связано с тем, что стоимость оборудования и чистых комнат растет по экспоненте, и чтобы амортизировать такие капитальные расходы, производителям требуется более длительный срок.

Рост стоимости фабрик каждого следующего поколения привел к тому, что число игроков, участвующих в гонке уменьшения топологических размеров, резко сократилось.

Уменьшение размеров транзистора позволяет получать более сложные и быстрые, то есть более производительные чипы.

Производительность - ключевой параметр конкуренции в микроэлектронике. Когда в мире появляется технология следующего поколения, то первыми на нее переходят производители микропроцессоров и памяти. Именно эти чипы в силу их относительной простоты можно мультиплицировать, то есть многократно повторять одинаковые структуры. И поэтому их производитель имеет возможность быстрого перехода на следующую проектную норму.

Производителям продукции с более сложной структурой, такой как, например, системы-на-кристалле (system-on-chip, SoC), интегрирующие в себе логику, память, конвертеры, аналоговые блоки, а в отдельных случаях и микромеханические элементы, требуется больший период времени для адаптации таких разнородных блоков под новую технологию. Кроме того, для специализированных применений требуются дополнительные технологии. Например, технология энергонезависимой памяти, необходимая микроконтроллерам смарт-карт, и их переход на новый уровень тоже требует дополнительных затрат времени.

Таким образом, после появления технологии следующего поколения первыми на рынок приходят производители процессоров и памяти, а затем с интервалом 1 - 5 лет этот уровень осваивается производителями более узкоспециализированных устройств.

Кроме уменьшения размеров есть и другие технологии для последовательного расширения функциональности микросхем. Например, степень интеграции можно повысить с помощью технологии systeminpackage - когда вместо реализации системы на одном монолитном чипе используется интеграция нескольких чипов в одном корпусе.

У каждой разновидности чипов - свой потребитель и свой объем рынка. То есть различные сегменты микроэлектроники двигаются к уменьшению топологических размеров разными темпами, поскольку их потребителям важнее другие параметры. Например, для силовой микро-электроники гораздо большее значение имеет совершенствование физических структур, а не только уменьшение топологических норм.

Если мы вычтем из общего рынка микроэлектроники производителей памяти и процессоров, то мы увидим, что самыми востребованными окажутся проектные нормы 90 - 180 нм. А это именно тот топологический размер, который уже успешно освоен российским производителем. Другое дело, что, выйдя на этот уровень, останавливаться уже нельзя.

Нужно двигаться дальше, в соответствии с темпом, в котором живут мировые технологии. А это возможно только при одном условии - нужен устойчивый спрос.

Вернемся к нашей повседневной жизни, в которой мы используем всевозможные электронные устройства. Сколько в них найдется чипов, сделанных по технологии 65 нм или меньше? Среди сотен микросхем, которые окружают каждого человека, таковых наберется всего несколько штук. Скорее всего, это будут процессоры и память в вашем компьютере, ну и, может быть, в смартфоне. Вся остальная техника работает на нормах 90 нм и выше. Следующий вопрос - а сколько среди них чипов российского производства? Если повезет, один два, реэкспортных.

История отечественной "Силиконовой долины"

В Советском Союзе первые исследовательские центры микроэлектроники и опытные производственные площадки появились в 60-е годы прошлого столетия. Тогда был построен Зеленоград, который вместе с другими отечественными центрами обеспечивал страну технологиями и производством микроэлектроники. Была создана полноценная "силиконовая долина" с соответствующими училищами и вузами, институтами и производствами, реализующими полный цикл создания электроники - от кремния и сверхчистых материалов до монтажа плат.

Нужно отметить, что обычным гражданам нашей страны успехи " силиконовой долины " были малодоступны - в основном микроэлектроника работала на ВПК, и главным драйвером развития отрасли была конкуренция в области вооружений. Потребительский спрос неумело регулировался государством, и высокие технологии не проникали в гражданский сектор. Нет смысла анализировать эту ситуацию - ее нужно просто учитывать как одну из предпосылок, определивших дальнейшее развитие высоких технологий.

Я хочу подчеркнуть, что мы занимали 3-е место в ряду мировых технологических лидеров - после США и Японии. В отрасль к тому времени были вложены огромные ресурсы. Использование этого базиса в наши дни позволит сэкономить миллиарды, например, на самом дорогостоящем элементе любой промышленной зоны - инфраструктуре.

В 80 - 90-х годах система госзаказа прекратила существование. Предприятия были предоставлены сами себе при полном отсутствии опыта работы на рынке потребительской продукции. Идею "конверсии", то есть переориентации производства на гражданский рынок, осуществить не удалось. Переделать микроэлектронику, предназначенную для работы, например, в условиях радиации, где применяются соответствующие технологии, в микроэлектронику для потребительских устройств, где важны совсем другие характеристики, - непростая задача даже для стабильных экономических условий. Что уж говорить о том разброде, который царил в нашей экономике на тот момент.

Есть ли у России шанс?

К середине 2000-х разрыв между российской микроэлектроникой и мировым уровнем составлял уже 6 - 7 технологических поколений, или 12 - 15 лет. Ликвидировать его органическим путем, то есть самостоятельно разрабатывая технологии следующих уровней, было уже невозможно. Единственный выход: лицензировать технологию у одного из мировых лидеров.

Выбор технологии основывался исключительно на экономических соображениях - самые массовые рынки со стабильно положительной динамикой: смарт-карты (SIM-карты, чипы для паспортновизовых документов, соцкарты, банковские карты) и продукты для радиочастотной идентификации ( транспортные билеты, метки для логистики). Масштаб производства также был рассчитан от объема потенциального рыночного спроса.

В 2006 году между " Микроном" и STMicroelectronics (производитель микроэлектроники № 5 в мировом рейтинге 2009 г.) было подписано соглашение о передаче технологии производства чипов с энергонезависимой памятью EEPROM уровня 180 нм. Учитывая, что на тот момент самым передовым уровнем в России было 800 нм, проект позволял преодолеть отставание в 4 технологических поколения, или 8 лет. Проект реализовывался за счет средств частного бизнеса.

Перенос технологии - это не просто передача томов документации, где написано, как построить новую фабрику. И не покупка готовой линейки, которую можно привезти на фурах, расставить по местам и запустить. Проект современного микроэлектронного производства - это и технология, и оборудование, и инфраструктура, и энергоносители, и материалы, и информационные технологии, и логистика, и исследования, и маркетинг.

Но самый главный вопрос, который предстояло решить, - это кадры. 15 - 20 лет стагнации сделали свое дело: в отрасли практически не осталось свободных специалистов, способных реализовать такой проект.

Именно здесь нам помог фундамент, сформированный еще в советское время. Базовое инженерное образование и наших сотрудников, и выпускников вузов давало возможность, пройдя обучение за рубежом на заводах наших технологических партнеров, создать кадровый костяк. Именно эти специалисты сейчас занимаются проектом 90 нм и смогут работать на производстве пластин 300 мм и передать свои знания следующим поколениям.

Сделан только первый шаг. Что дальше?

Итак, мы уже совершили почти невозможное - перепрыгнули через несколько технологических поколений и оказались в первой лиге игроков. Есть ли шанс вернуться в высшую лигу? То есть создавать собственные уникальные продукты, которые смогут успешно конкурировать на глобальном рынке? Ведь рынок высоких технологий глобален по определению.

Сегодня уже можно определенно сказать: шанс есть. Что для этого нужно? Нужны большие объемы заказов, нужен эффект масштаба, который даст возможность не только финансировать разработку новых продуктов, но и получать регулярно обратную связь от потребителей, без которой не может оттачиваться и совершенствоваться техническая мысль.

Сейчас на российском рынке микроэлектроники в основном продается уже готовая продукция. То есть вся добавленная стоимость, создаваемая в процессе изготовления этой продукции - а она в отрасли весьма привлекательна, - остается за границей. Чтобы у производителя возник интерес инвестировать в завод на конкретной территории (в данном случае - на территории Российской Федерации), ему нужно знать долгосрочную карту развития целевого рынка и иметь госгарантии развития рынка по выбранному сценарию. Слишком велика цена вопроса. Опыт Тайваня и Кореи, которые сегодня являются мировыми лидерами (после США и Японии), показывает, что стимулировать создание отрасли можно, опираясь на госзаказ и гарантированный заказ стратегических партнеров. А потом, нарастив мускулы, можно выходить уже и на глобальный рынок.

Не использовать потенциал внутреннего рынка - значит терять средства национальной экономики. Заранее предвидя обвинения в попытках навязать потребителю заведомо некачественную и неконкурентоспособную российскую продукцию, хочу заметить, что крупнейший наш заказчик, Московское метро, во-первых, закупает у нас RFID-карты по цене существенно меньшей, чем у других независимых производителей. А во-вторых, ежедневно нашей продукцией (билеты, SIM-карты) пользуется около 30 млн человек. И брак конечной продукции даже в 0,01% уже привел бы к катастрофическим последствиям.

Для развития российской микроэлектроники (как и для локализации в России зарубежных производств) требуется долгосрочная программа, системно включающая меры по поддержке всей цепочки поставок высокотехнологичной продукции - налоговые льготы, благоприятные условия кредитования, гарантированный государством спрос, привлечение и подготовка кадров.

Кроме того, опыт США, Японии, Тайваня и Кореи показывает, что производство микроэлектроники всегда формирует вокруг себя экосистему, включающую сотни малых и средних предприятий (проектирование, материаловедение, оборудование, аналитические исследования и т.д.). Именно по такой взаимосвязанной модели развивается высокотехнологичный сектор экономики.

Итак, первые шаги на пути возвращения в высшую лигу сделаны. Выход на новый технологический уровень будет возможен только при условии появления государственной стратегии развития рыночного спроса - отдельные бюджетные вливания или госзаказы не решат проблему потери добавленной стоимости. Мировая научная мысль стремительно уходит вперед, и с конкретными решениями ждать нельзя. Иначе от всех наших усилий останется только чувство легкого неудобства: "вроде ведь было у нас что-то, но куда же все делось?".

***
Mы уже совершили почти невозможное - перепрыгнули через несколько технологических поколений и оказались в первой лиге игроков. Есть ли шанс вернуться в высшую лигу?

***
Выход на новый технологический уровень будет возможен только при условии появления государственной стратегии развития рыночного спроса - отдельные бюджетные вливания или госзаказы не решат проблему.