Газета «ЧЕСТНОЕ СЛОВО» продолжает в рамках проекта «Инновации: достижения и проблемы» разговор о злободневных вопросах развития российских высокотехнологических отраслей. Можно ли что-то сделать для воссоздания элементной базы отечественной микроэлектроники? Мы собрали и проанализировали материалы из десятков источников, собрали мнения специалистов профильных институтов СО РАН для того, чтобы попытаться создать цельную картину проблемы. Слишком уж болезненно воспринимается технологическое отставание отечественной микроэлектронной отрасли, слишком большую цену приходится платить стране за это отставание в условиях санкций и экономической войны, объявленной США и Евросоюзом. 

Новые российские микропроцессоры

Попытки создать отечественные микропроцессоры в последние годы были — появились процессоры «Байкал-Т1» и семейство процессоров ЗАО «МЦСТ» «Эльбрус», включая «Эльбрус-2СМ» производства завода «Микрон». Однако в России существует производство только по технологическому процессу 90 нм (нанометров). Процессоры «Эльбрус-8С» и «Байкал-Т1» по технологии 28 нм только разрабатывались в России, а производятся они на Тайване. Выпускаются у нас и процессоры военного применения «КОМДИВ» — это  семейство микропроцессоров, разработанных в Научно-исследовательском институте системных исследований Российской академии наук (НИИСИ РАН) в 2000-х годах. Изготавливаются они по технологическому процессу 350 нм, обладают высокой радиационной стойкостью, тройной системой резервирования, отличаются абсолютным отсутствием шпионских «закладок» (в отличие от импортных процессоров) и применяются в бортовых вычислительных комплексах военной и космической техники.  Отказоустойчивость схем, производимых в НИИСИ РАН, одна из лучших в Европе. Что важно, это производство собрано и налажено самостоятельно. Зеленоградские заводы «Микрон» и «Ангстрем» используют оборудование, закупленное у международных компаний ST, AMD и IBM. Белорусское предприятие «Интеграл» выпускает микропроцессоры и СБИС (сверхбольшие интегральные схемы) по технологическому процессу 350 нм. 
Однако возможности получать передовое фотолитографическое оборудование для производства процессоров по технологическому процессу менее 30 нм вследствие экспортных ограничений США и Евросоюза для России сегодня нет.  США специально накладывают ограничения на трансфер технологии для постройки полупроводниковых производств в России по самым последним нормам. А тайваньских производителей процессоров по российским заказам американцы в любой момент могут одернуть, пригрозив суровыми экономическими последствиями. Это реальность, ее необходимо учитывать при планах создания отечественной элементной базы микроэлектроники. Как и тот факт, что создание завода по производству современных отечественных микропроцессоров будет стоить порядка 7—10 миллиардов долларов. 
Сейчас же российские производители делают процессоры по технологиям, отстающим от ведущих зарубежных производителей микроэлектроники как минимум на 10 лет. Наши процессоры стабильно работают, не с очень большими частотами, и их характеристики тяжело сравнить с современными западными образцами. Слишком малочисленны группы разработчиков, слишком много утеряно опыта в проектировании архитектуры процессоров, слишком медленно создавались российские технологические линии по производству чипов. 

Четверть века недофинансирования отрасли 

За прошедшие 25 лет значительная часть отечественного научно-производственного потенциала микроэлектроники была утрачена — по причине хронического недофинансирования, по причине распродажи и перепрофилирования многих предприятий отрасли, распада научных коллективов и отъезда разработчиков за границу. На берегу Бердского залива стоит многоэтажное здание с синим остеклением — это бывшее СКТБ «Микроэлектроника», а ныне бизнес-центр. В свое время Министерство электронной промышленности СССР планировало организовать там производство гибридных интегральных микросхем. Теперь там банк и офисы коммерческих фирм. А за рубежом работа по усложнению и специализации гибридных схем велась непрерывно, и сегодня сердцем большинства мобильных телефонов и смартфонов являются именно гибридные СБИС, нередко включающие в себя довольно мощный процессор.
Немногочисленные российские проектные бюро сегодня заказывают производство своих процессоров на Тайване по технологии 28 нм, а полностью российские процессоры выпускаются несколькими предприятиями  по технологии 90 нм, они только начинают нащупывать подходы к процессу 65 нм. Это тоже хорошо, это пригодится при полноценном воссоздании отрасли. В то же время мировой лидер технологической гонки Intel уже подходит к процессу 14 нм. Отставание таково, что его не сократить за несколько лет, вбухивая в отрасль миллиарды долларов для покупки устаревших технологических линий.  Требуются прорывные, нестандартные решения, исходящие прежде всего от отечественных ученых. Требуется воля таких руководителей, как вице-премьер Дмитрий Рогозин, чтобы осуществить стратегический проект производства элементной базы отечественной микроэлектроники. 
Например, в 1980-х почти в каждой лаборатории появились компьютеры ДВК и персональные рабочие места ЭВМ линейки ЕС, созданные исключительно на оте-чественной элементной базе. Планировалось создание производства аналогов «персоналок» PC XT в Белоруссии. К сожалению, стихийный переход к рынку и хлынувшие в Россию потоки импортной микроэлектроники и компьютеров обрушили российскую микроэлектронную отрасль. Сегодня приходится говорить о производстве отечественных микросхем и процессоров только для военной и космической техники и для государственных нужд, таких как обеспечение МЧС, спутникового мониторинга, защита правительственной и ведомственной информации. Когда появятся конкурентоспособные российские процессоры для массового потребителя, приходится только гадать. Вкладывать в их производство деньги — бизнес высокого риска. Но для стратегических отраслей и для армии Россия может производить собственные микросхемы и процессоры на российской территории. 

Уроки истории

Если вернуться к истории мировой микроэлектроники, то для нее знаковым был год 1980-й, год создания первого массового и удачного процессора Intel 8080. Отечественные процессоры в то время по своим характеристикам не сильно отставали от зарубежных. Соблюдался даже паритет по финансированию развития микроэлектроники в СССР и США, примерно по 15 миллиардов долларов за 1985—1989 годы. Однако результаты были разные. Американские компании микроэлектронной отрасли получили прибыль от 150 до 200 миллиардов долларов, десятикратно окупив вложения в разработки новых технологий. И надо помнить, что в США были и остаются совершенно секретными не столько технологические линии производства электронных компонентов, сколько оборудование по созданию этих самых линий. По некоторым оценкам, СССР получил убыток 100—150 миллиардов долларов за счет чудовищно малого выхода годных изделий. Именно в 1980-е годы был выработан экономический стандарт для микроэлектроники — выход годных изделий должен быть более 95 процентов, в идеале он должен превышать 99 процентов. В условиях советской плановой экономики это требование не являлось обязательным. Так, на одном из предприятий по одному виду изделий, производство которых находилось в стадии освоения, выход годных составлял около 1,5 процента. В США в первый год по аналогичному изделию выход годных составлял 16 процентов. В 1985 году сотрудник завода «Ангстрем» так оценивал качество выпускаемых микросхем: «Процент годных микросхем от общего числа изготовленных не достиг общемирового показателя. Он намного ниже. На разных типах изделий и на разных установках он колеблется от 1 до 25 процентов. В США выход годных составляет более 70 процентов, в Японии 90—100 процентов. Причина — низкий уровень технической базы, отсталое оборудование». Главная беда советской микроэлектроники заключалась в низком качестве отработки технологии и в нарушении технологических режимов. Даже хорошее оборудование не давало высоких производственных результатов, потому что результаты зависели от качества технологии. В итоге само качество отладки технологии, как правило, оставалось очень низким, и предприятия работали «на свалку».
Эта болезнь отечественной полупроводниковой отрасли, по-видимому, продолжает преследовать наши предприятия и сегодня. Несколько лет назад было громко объявлено о программе «Силовая электроника Сибири», в реализации которой главную роль играл бы кластер новосибирских электронных предприятий. Однако при реализации программы возникли трудности технического и технологического характера. Оказалось, что за годы реформ и стагнации оте-
чественной отрасли зарубежные конкуренты далеко продвинулись в области интегральной силовой электроники, производя приборы по нормам 180—350 нанометров. А сибирские производители силовой электроники располагали базой для производства приборов по норме 1000—2000 нм. Попытка выпуска пробных партий силовых приборов с современными характеристиками привела к выходу годных изделий в 5—20 процентов. То есть  более грубая технология не обеспечила выполнение строгих требований повторяемости требуемых характеристик. А на покупку импортного оборудования для производства современной силовой электроники в условиях жестких технологических санкций рассчитывать не приходится. Проблему придется решать своими силами.

Комментарий Владимира Павловича Попова, доктора физико-математических наук, заведующего лабораторией физических основ материаловедения кремния Института физики полупроводников им. академика А. В. Ржанова СО РАН: 

"О проблеме импортозамещения в микроэлектронике" 

- Более 120 тысяч наименований импортной электронной продукции заместить приборами отечественного производства трудно. Если не сказать - невозможно. Но именно такая номенклатура потребляется российскими производителями электронной продукции стратегического назначения, и кроме мировой промышленности, такую номенклатуру никакая отечественная отрасль обеспечить не может! По-видимому, будет нужна унификация, тем более, что основная часть импортных микросхем похожа по функциональности друг на друга. Реально необходимо замещать 1 - 5 процентов от импортных микросхем. Если идти по пути унификации, то решить проблему импортозамещения в течение 5 - 6 лет возможно. Часть микроэлектроники необходимо делать у себя, это наиболее стратегически важные полупроводниковые приборы и микросхемы, а часть продолжать закупать за рубежом. Пытаться заместить абсолютно все собственным производством - бессмыслица! Например, в советское время из 400 материалов, необходимых для микроэлектронной промышленности, у нас производилось всего 38, а все остальное импортировалось. Ситуация сейчас не изменилась, в каких-то аспектах стала намного хуже. Большая часть материалов, приборов и технологического оборудования остается все-таки импортируемой. Наладить производство всего самим трудно. Тем более, мир не стоит на месте, развитие мировой микроэлектроники идет достаточно быстро. Догонять необходимо только в стратегически важных областях и пытаться именно там достигать прорывных результатов. Для России эти направления определены Правительством РФ - это оборона, транспорт, космос, атомная отрасль. Для них необходимо наладить собственное производство оборудования, в том числе микроэлектроники, чтобы удовлетворить потребности стратегических отраслей в любых, самых неблагоприятных ситуациях.

Алексей Степанов, 

"ЧЕСТНОЕ СЛОВО"

Похожие новости

  • 19/01/2016

    Новосибирская область имеет все, чтобы стать одним из флагманов в развитии России.

    ​Уникальные возможности Новосибирской области позволят стать ей одним из флагманов в развитии России. Программа реиндустриализации экономики Новосибирской области призвана не просто возродить промышленность, но найти новые прорывные технологии, которые выведут регион в лидеры экономического роста.
    2750
  • 23/08/2018

    Кто лучше считает - ученые или чиновники?

     ​«ЧС» уже писало о том, что Институт математики СО РАН неожиданно оказался перед необходимостью уволить до 20% научных сотрудников. Чтобы понять, почему так получилось, редакция обратилась в правительство РФ.
    1296
  • 04/04/2018

    Подведены итоги оценки результативности научных организаций

    454 организации разделили по трем категориям. Чем отличились сельскохозяйственные институты, чему Минздраву стоит поучиться у ФАНО и в каком регионе больше всего институтов из третьей категории, читайте в материале Indicator.
    5597
  • 26/12/2016

    Академик Александр Асеев: «За 300-летнюю историю РАН бывали времена и более тяжелые, чем сейчас»

    ​23 декабря в новосибирском Академгородке состоялась научная сессия Общего собрания Сибирского отделения РАН, на которой выступили с докладами ученые, пополнившие ряды Академии в 2016 году. Сообщения были посвящены персонализированной медицине, освоению запасов углеводородов на Крайнем Севере, визуализации нервной системы, информационным технологиям агропромышленного комплекса, а также работе Новосибирского государственного университета в рамках стратегических академических единиц.
    3274
  • 24/01/2018

    Академик Сергей Алексеенко: надо повышать эффективность использования и переработки органического сырья

    ​Будущее человечества — в развитии экологически чистых и эффективных технологий переработки органического сырья, использовании возобновляемых источников энергии. Насколько мировая, в том числе и сибирская, наука продвинулась вперед в этих вопросах? На этот и другие вопросы отвечает научный руководитель Института теплофизики СО РАН Сергей Владимирович Алексеенко.
    1403
  • 02/09/2020

    РАН обсудит утрату права на экспертизу работы крупнейших научных и учебных центров

    ​Сегодня президиум Российской академии наук (РАН) соберется на «экстренное заседание», посвященное угрозе значительного урезания полномочий академии. Разработанный Минобрнауки проект правительственного постановления освобождает ряд организаций от обязательной научной экспертизы со стороны РАН — речь идет прежде всего о Курчатовском институте, а также подведомственных правительству МГУ, СПбГУ и НИУ ВШЭ.
    381
  • 09/09/2016

    Академику Багаеву Сергею Николаевичу исполняется 75 лет

    ​Сергей Николаевич Багаев родился 9 сентября 1941 г. в Новосибирске. Окончил Новосибирский государственный университет в 1964 г. С 1965 по 1978 г. - стажер-исследователь, младший научный сотрудник, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией Института физики полупроводников СО АН СССР.
    4187
  • 03/08/2020

    Академик Александр Асеев: «Кризис должен дать новый импульс развитию науки»

    Пандемия коронавируса показала нам, что страна во многом оказалось неготовой к глобальным вызовам. И одной из причин этому стали реформы последних лет в различных сферах. В последние годы на наших глазах в стране шла реформа медицины с уничтожением амбулаторий, поликлиник, небольших фельдшерских и акушерских пунктов.
    409
  • 24/04/2018

    Академический час для школьников: лекция «Нанотехнологии вокруг нас»

    ​​25 апреля в 15.00 в Малом зале Дома ученых СО РАН для старшеклассников состоится лекция академика РАН Александра Леонидовича Асеева «Нанотехнологии вокруг нас». Александр Леонидович Асеев — российский физик, академик РАН, доктор физико-математических наук, в настоящее время главный научный сотрудник Института физики полупроводников им.
    1669
  • 18/05/2020

    Андрей Гуськов: «Главные достижения ещё впереди»

    Государственная публичная научно-техническая библиотека Сибирского отделения Российской академии наук (ГПНТБ СО РАН) — один из ведущих научно-исследовательских центров страны, крупнейшая библиотека в России и за Уралом, государственный универсальный депозитарий Сибири, координационный и методический центр информационно- библиотечной системы РАН.
    573