Наш ответ ЧиПберленам

Первое, что приходит в голову при словах "отечественные узлы, компоненты, детали" — это микропроцессоры, называемые "чипами". Под этим термином, когда он появился, подразумевалась пластинка кристалла или плёнка, представляющие собой микроустройство, помещённое в неразборный корпус, сообщает корреспондент The Moscow Post.

Напомним, что двадцать лет назад мобильные телефоны были в распоряжении 1,4 млн россиян. К началу 2022 года общее количество абонентов сотовых операторов достигло 227 миллионов, в полтора раза превысив численность населения. И хотя российский смартфон производства компании "Ростех" — AYYA T1 появился в продаже недавно и его производителям предстоит еще много сделать, чтобы конкурировать с иностранцами, главное в другом.

А именно в том, что некоторым "иностранцам" не под силу конкурировать с "Сарматом" и другими системами российского оружия. Это означает, что российские и белорусские предприятия полупроводниковой и радиоэлектронной промышленности будут модернизироваться и расти в предсказуемых условиях, с госзаказами и гарантированным спросом со стороны российских потребителей, особенно промышленных предприятий. Это должно помочь гражданскому сектору полупроводниковой отрасли.

Переплыв "Байкал" и взойдя на "Эльбрус"

Сейчас полупроводники и созданные на их основе микросхемы — чипы — важнейшие элементы любого электронного устройства. Изготовление чипов современного уровня сложный и затратный процесс. Ни одно государство не в состоянии полностью локализовать производство полного цикла и всей номенклатуры изделий.

США, Евросоюз и Япония объявили, что ограничат доступ России к передовым технологиям. Санкции коснутся экспорта полупроводников, телекоммуникационного оборудования, электронных компонентов. Евросоюз разработал пятый пакет санкций, в котором есть запрет на высокочистый кремний. Возбраняется поставлять оборудование для фотолитографии и других процессов, применяемых в производстве микросхем.

В условиях санкций производство процессоров "Эльбрус" и "Байкал", возможно придется переносить с предприятий TSMC на Тайване в Китай, на что понадобится время, заявил в интервью "Газета.Ru" исполнительный директор Консорциума разработчиков систем хранения данных РосСХД Олег Изумрудов.

Напомним, что TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) заявила о прекращении производства российских процессоров, но подумав решила, что ответными санкциями Россия может "выключить" и их производство. Например, сапфировые подложки, сверхчистая химия, редкоземельные элементы поставляются из России. Без них производство микросхем встанет.

Доля России в производстве искусственных сапфиров составляет около 40%, на рынке подложек для микросхем – 70-80%. Минпромторг допускает остановку экспорта искусственных сапфиров, но только в крайнем случае. Крупнейшим производителем в России и мире является завод "Монокристалл", который выращивает искусственные сапфиры и делает из них сапфировые подложки, используемые для производства светодиодов (англ. light-emitting diode, LED).

Из сапфиров делаются стекла для экранов некоторых мобильных телефонов и часов, в том числе для "умных" Apple Watch. Завод отправляет на экспорт почти всю свою продукцию и является крупнейшим в мире производителем сапфиров. По отзывам экспертов, искусственные сапфиры, произведенные иностранными компаниями, обычно дороже и худшего качества. Кроме отечественного "Монокристалла" сапфиры производят китайская компания Aurora, две японских — Namiki Precision Jewel Co. и Kyocera, и американская — Rubicon.

Нано-мано

Олег Изумрудов предрекает перспективы развития отрасли: "Кремниевые технологии подошли уже к своему пределу. Этот предел — один нанометр. Единственный способ увеличить мощности — это увеличить количество транзисторов и нам нужно идти в объемные структуры. Кремниевые технологии этого не позволяют из-за особенностей материала, а арсенид галлия позволяет". Галлий позволит производить объемные микросхемы.

Правительство же не может рисковать. Экономика, промышленность, курс на цифровизацию требуют опоры на проверенные и надежные решения. Разработан новый национальный проект, охватывающий сферу электроники, нацеленный на развитие отрасли. По информации "Коммерсанта", готова предварительная версия документа и известно, что власти собираются потратить на его реализацию триллионы рублей до 2030 года. Разработчик - Минпромторг, в подготовке принимали участие 22 рабочие группы. Документ будет направлен на рассмотрение председателю правительства 22 апреля.

Финансы должны распределяться по четырем направлениям, включая развитие инфраструктуры, выпуск отечественной продукции, повышение спроса на нее, а также кадры. До конца текущего года планируется запустить программу реинжиниринга зарубежных решений в сфере электроники, переносу их производства в пределы России.

Речь идет о запуске производства микросхем по 90-нанометровому (нм) техпроцессу. На этот уровень компания Intel вышла двадцать лет назад. В РФ действует производство микросхем с проектными нормами 90 нм, есть разработки для 65 нм. Это уровень процессоров 2005-2008 годов, но его достаточно для бытовой техники, автомобилей, силовых установок, промышленного оборудования, а также для решения большинства прикладных вопросов. На 2030 год планируются нормы 28 нм, освоенные десять лет назад. Заводы Intel выпускают 10-нм чипы, Samsung и TSMC с 2020 года переходят к 5-нм микросхемам.

К 2024 намечено запустить программу развития электронного машиностроения, обеспечить "100% импортозамещения по всем направлениям", к 2030 году - завершить формирование "продуктового портфеля российских технологий".

Кадры решают, но пока не все

Кадровый голод - одна из проблем радиоэлектронной отрасли. Правительство рассчитывает на порядок увеличить число специалистов, вовлекаемых в производство и проектирование радиоэлектроники, довести их число к 2030 году до 9 тыс. в год. Сейчас вузы РФ выпускают ежегодно около 20 тыс. профильных специалистов, но только 5% от этого числа работают по профессии. По данным издания "Коммерсант", предложено организовать "сквозную подготовку и управление кадрами" от школ до вузов и рабочих мест, запустить совместные с предприятиями лаборатории, увеличить целевой набор на профильные кафедры, вовлекать студентов в НИОКР, стимулировать этот процесс созданием не менее 25 молодежных лабораторий ежегодно.

В планах значится грантовая поддержка проектов и проектных команд, образуемых на базе университетов и малых компаний. Это позволит к 2030 году дополнительно подготовить и удержать в отрасли около молодых 60 тыс. специалистов, обеспечив российские предприятия кадрами. Всего в отрасли работают около 300 тыс. человек. На федеральный проект "Подготовка кадров и научного фундамента для электронной промышленности" планируется направить более 300 млрд руб. из бюджета.

"Богатые" тоже плачут

Если говорить о США, то их платок уже давно влажен от слез. Вашингтону больно ощущать свою уязвимость в чипах, особенно в области обеспечения микросхемами военной техники. Еще в 2012 году Комитет по делам вооруженных сил Конгресса завершил расследование, в ходе которого выяснилось, что в системах вооружения есть контрафактные компоненты. Поддельных деталей насчитали более миллиона.

Подделки могли поступать из Китая, Канады и Великобритании. Такие чипы были найдены в компьютерах, оборудовании вертолетов, самолетов и подводных лодок. Подделки могли также быть установлены в системах управления системами противоракетной обороны. Контрафактные изделия обнаружили в оборудовании, приобретенном у производителей оружия, которые закупали технику у субподрядчиков.

Год назад министерство обороны США заключило контракт с компанией GlobalFoundries на поставку чипов для нужд армии, произведенных по 45-нм техпроцессу. GlobalFoundries – важная часть полупроводниковой промышленности США, которая необходима для национальной безопасности, как ключевой поставщика микросхем для нашей армии и разведки, – заявил сенатор Чак Шумер, предложивший программу "CHIPS for America".

Тайваньское "чипирование", как диагноз

По данным Ассоциации полупроводниковой промышленности (SIA), доля США в производстве чипов снизилась с 37% в 1990 году до 12% сегодня. По данным SIA, при отсутствии значимых действий эта доля может вскоре упасть до 10%. По мнению экспертов Гарвардской бизнес-школы, возродить производство микросхем потребует десятилетий. Пока власти ограничиваются субсидиями.

В феврале прошлого года Байден подписал распоряжение, обязывающее соответствующие ведомства определить шаги по устранению уязвимости. А чуть более года назад, тогда еще новоизбранный президент провел встречу с главами ведущих произврдителей, включая TSMC, Samsung, Intel, Medtronic и Micron. К ним присоединились руководители Google, Dell, HP и AT&T Communications, а также автопроизводители General Motors и Ford Motor, которые серьезно пострадали от нехватки чипов.

Импортозамещение в этой области, скорее всего, станет для США долгосрочной программой. В июне прошлого года министерство торговли США опубликовало доклад, нацеленный на восстановление промышленной базы и развитие инноваций в США (Building Resilient Supply Chains, Revitalizing American Manufacturing, And Fostering Broad-Based Growth). В разделе доклада по полупроводникам отмечено, что перенос мощностей за пределы США привел к тому, что звенья, отвечающие за НИОКР, тоже передвинулись ближе к производственной базе.

Как отмечает издание Nikkei Asian Review, в докладе объемом в 250 страниц 80 раз упоминается Тайвань и более 500 раз Китай. Отмечено, что рыночные подходы, превалирующие в США, были не в состоянии стимулировать качественные сдвиги в промышленности. С 2009 по 2018 год компании из списка S&P500 распределяли 91% чистой прибыли в форме выплат акциями или дивидендов. Акцент на краткосрочной доходности привел к снижению расходов на НИОКР. Полупроводники оказались среди таких "недоинвестированных" отраслей.

Кроме того, профильные американские производители микросхем предпочитали проекты "fabless", то есть без литейного производства кремниевых пластин. Лидеры отрасли, включая AMD, Broadcom, NVIDIA, Qualcomm и Xilinx отдавали свои разработки на аутсорсинг предприятиям, находящимся в Китае, Южной Корее или на Тайване. Этим достигалась экономия на строительстве капиталоемких предприятий.

Заводы тайваньской TSMC построены по интегрированной схеме (integrated device manufacturers, IDM). Такие заводы могут сами не разрабатывать собственных чипов и работать по заказам фирм-fabless. Но Samsung и TSMC, предоставляют услуги литейного производства, производя и собственные чипы. На долю IDM приходится около 70% мировых мощностей, расположены в основном в странах Азии и на Тайване.

Власти острова, на долю которого приходится более 92% производства последних поколений полупроводников, субсидируют новые проекты, покрывая около 50% расходов на приобретение участков земли и до 45% затрат на строительство и инфраструктуру. Субсидии, предоставляемые властями Южной Кореи и Сингапура, снижают стоимость проектов для инвесторов на 25-30%.

По выручке от продаж полупроводников Тайвань уступает лишь США, а компания TSMC контролирует 56% рынка контрактного производства. Тайвань считается политическим партнёром Вашингтона, но география острова вкупе с тем, что Китай считает его своей провинцией, нервирует США. В оценках Белого дома зависимость от Тайваня в сфере поставок полупроводников чревата большими рисками.

Беспокойство властей США вызывает не только геополитическая обстановка вокруг Тайваня, но и подверженность острова разного рода стихийным бедствиям и неблагоприятным природным факторам вроде засухи, которая в прошлом году привела к дефициту проточной воды, поставила производителей в затруднительное положение.

В докладе упоминаются и другие страны. Южная Корея контролирует основную часть рынка микросхем памяти. Японские производители на 90% зависят от поставок химикатов для обработки кремниевых пластин и поставок самих пластин. Глобальный дефицит чипов сочетается с зависимостью от литейных производств, сосредоточенных в Азии.

После распоряжения Байдена, выпущенного в феврале 2021 года, прошли переговоры США с Тайванем. В мае 2021 года TSMC объявила о намерении построить завод по производству чипов в штате Аризона стоимостью 12 млрд долларов. Компания Intel также сообщила о планах строительства двух заводов стоимостью около 20 млрд долларов, тоже в Аризоне. Суммарные объемы инвестиций Intel должны составить 20 млрд долларов.

Америка, наложившая санкции на Россию, тоже склоняется к локализации производства, что потребует долгих лет, многих десятков миллиардов долларов, а может быть и сотен. Вопрос в том, где они будут покупать сапфировые подложки?