Электронная стратегия России (часть 1)

Пять лет назад мы сформулировали пять пунктов электронной стратегии России. Большая часть из них так и не выполнена, но первые шаги все-таки сделаны. Надо бы ускориться. Рассказывают, что, когда Дэн Сяопин начинал свои реформы, он решил обратиться к ведущим японским бизнесменам с вопросом, какую отрасль промышленности надо развивать в Китае в первую очередь. И те ответили: электронику, потому что если у вас есть электроника, то вы сможете делать все. Электроника пронизывает всю технику от холодильников до космических кораблей и становится все сложнее. И в то время как Китай тридцать лет назад вскочил на подножку уходящего поезда и с каждым годом все ближе к лидерам электронного мира, Россия после развала Советского Союза только теряет свои позиции. Проблема нашего отставания усугубляется тем, что американцы осознали: отток технологий из Америки подрывает их позиции мирового технологического лидера. Поэтому они заметно усилили контроль за движением технологий. И сейчас, как отметили все наши собеседники, чтобы что-то заказать в США, например электронное оборудование или микросхемы, необходимо точно рассказать контролирующим органам, для чего это предназначено и как будет использоваться. Поскольку в современных системах российских вооружений импортные электронные комплектующие составляют до 90%, а за 80% всей сложной элементной базы стоят американские дизайн-центры, то нашу оборонку могут ждать огромные проблемы, и еще большие проблемы могут возникнуть при разработке новых систем. Как сказал директор Института высокопроизводительных компьютерных и сетевых технологий, проректор Санкт-Петербургского университета аэрокосмического приборостроения Юрий Шейнин, «современный самолет — это сотни позиций элементов микроэлектроники, в нашем случае в большинстве своем импортной, на использование которых, во-первых, вводятся все более жесткие ограничения, а во-вторых, каждые несколько лет их серьезно перерабатывают. В любой момент может оказаться, что 50-60-70% элементной базы, которую, несмотря на все ограничения, вам все-таки удалось приобрести, уже не производится. Вы можете создать прототип, полетать перед президентом. Но производить этот самолет вы не сможете, потому что элементной базы уже нет или вам ее не продают». Аналогичная ситуация складывается в космической области, где импортная элементная база составляет до 80%. То же самое касается любой другой отрасли современной экономики. При этом цена, которую надо заплатить, чтобы хотя бы приблизиться к лидерам электронного мира, непрерывно растет. Как заметил генеральный директор Центра современной электроники Иван Покровский, «в электронике идет непрерывная гонка инвестиционных ставок, в которой несколько крупных игроков постоянно их повышают. Когда уровень необходимых инвестиций в разработку оборудования по производству микросхем составлял миллиард долларов, таких компаний были десятки. Потом Intel сказала, что инвестирует три миллиарда. Осталось уже с десяток компаний, способных конкурировать. Теперь Intel и Samsung говорят об инвестициях в 10-15 млрд. Остальные вынуждены заключать с ними альянсы». Переход микроэлектроники в разряд наноэлектроники эту планку поднимет еще выше. «Я не удивлюсь, — говорит генеральный директор НПЦ ЭЛВИС Ярослав Петричкович, — если фабрика по производству, скажем, нанороботов будет стоить от 30 до 50 млрд и ее будут строить в складчину, как коллайдер, компании из разных стран». Конечно, есть страны, которые обходятся без собственной электронной промышленности. Но страна, которая гордится тем, что производит и экспортирует самое современное оружие, претендует на развитие современного гражданского авиастроения, автомобилестроения, локомотивостроения, атомной промышленности и других наукоемких производств, без электроники обойтись не может. Еще в 2006 году в статье «Как нам перезагрузить матрицу» мы описывали прискорбное состояние отечественной электроники и пытались рассмотреть варианты ее развития. Мы сформулировали предложения по национальной стратегии развития электроники в России, которая, на наш взгляд, должна была содержать следующие основные пункты: 1) строительство современной «фабрики»; 2) создание системы дизайн-центров; 3) формирование устойчивого внутреннего спроса на изделия электроники через локализацию производства электронных компонентов для большей части собираемой в России техники; 4) поддержка и развитие компаний, способных занять принципиально новые ниши на мировых рынках; 5) развитие фундаментальной и прикладной науки, необходимой для разработки новых технологий и нового оборудования, чтобы не проспать очередной виток электронной НТР. Практически все пункты актуальны и сегодня, но некоторые подвижки все же есть. Попробуем оценить, что сделано за пять лет и уточним картину желаемого будущего. Спасибо за фабрику Главное и, пожалуй, пока единственное, что близко к выполнению из предложенных нами пунктов, — это запуск в Зеленограде на заводе «Микрон» при финансовой поддержке «Роснано» в союзе с франко-итальянской компанией STMicroelectronics фабрики по производству микроэлектронных чипов с проектными нормами 180 и 90 нм. Как сказала директор по маркетингу завода «Микрон» Карина Абагян, «если советская микроэлектроника отставала от американской по разным направлениям от нескольких месяцев до нескольких лет, то после разрушительных девяностых отставание увеличилось до семи технологических поколений, которые даже трудно оценить в годах. Но после ввода новой линии на 180 и 90 нм это отставание уже сократилось до двух поколений». Конечно, это далеко от мировых рекордов, но, по мнению заместителя генерального директора по научной работе ФГУП «Научно-исследовательский институт авиационного оборудования» Валентина Букова, «для достаточно сложных систем в настоящее время уже 65 нм — высокое достижение. Вот почему для развития значительной части электронных систем достигнутые на „Микроне“ проектные нормы пока достаточны». Справедливости ради надо заметить, что уже работает серийное производство чипов в тайваньской компании TSMC и в Калифорнии на фабрике Global Foundries Inc. с проектными нормами 40 нм. Уже изготавливаются микросхемы по технологии 22 нм по заказу Intel и Qualcomm. И можно ожидать, что в ближайшее время разработчики сложных систем освоят проектные нормы 40-45 нм. Это не оставляет российским разработчикам систем и производителям микроэлектроники времени на раздумья. Вот почему в настоящее время Минрегионразвития совместно с АФК «Система», в состав которой входит завод «Микрон», прорабатывают проект создания в России производства микрочипов по технологии 65-45 нм, на создание которого, по некоторым оценкам, потребуется 58 млрд рублей. Появление современной микроэлектронной фабрики создает совершенно новую технологическую среду не только на самом «Микроне», но и в целом в электронной промышленности, резко увеличивает требования к квалификации персонала и к его образованию, формирует новые требования к дизайн-центрам, разрабатывающим микросхемы, подтягивает множество разнообразных вспомогательных производств до мирового уровня. Тем не менее строительство фабрики на заводе «Микрон» сопровождается постоянными сомнениями ряда специалистов, которые, ссылаясь на успехи Китая и других стран Юго-Восточной Азии, считают, что России бессмысленно вступать в соревнование с ними, потому что там значительно более низкие зарплаты. Что касается зарплат, то, по мнению наших собеседников, стоимость рабочей силы уже не играет той роли, как это было десять-пятнадцать лет назад. Теперь и в Китае квалифицированная рабочая сила стоит достаточно дорого. А в микроэлектронике особенно, потому что это элита рабочего класса. Кроме того, расширяются возможности автоматизации сборочных процессов. Как еще в 2008 году сказал в интервью «Эксперту» генеральный директор корпорации IPG Валентин Гапонцев, «наш опыт показал, что себестоимость [роботизированной] сборки [электронных компонентов] при правильно спроектированных машине и матобеспечении в десятки раз меньше, чем на сборочных линиях с использованием ручного труда азиатских рабочих... Так что китайцев экономически победить можно». Гораздо большую роль, чем стоимость рабочей силы, в конкурентных преимуществах китайских фабрик играет поддержка, которую оказывают таким фабрикам в Китае. Как отмечает Карина Абагян, «в Китае в так называемых технопарках мало того что создана вся необходимая инфраструктура — для их резидентов существуют значительные налоговые льготы, установлены специальные цены на электроэнергию. То, чего лишены наши производители электроники. Причем китайское государство гарантирует, что цены на электричество не будут меняться в течение десяти лет. А десять лет — это стандартный срок окупаемости такой фабрики, как наша». И хотя в Зеленограде создается особая экономическая зона с определенными преференциями для ее участников, до сих пор имелось в виду, что строится она в «чистом поле» и в нее не могут войти уже работающие заводы. Относительно недавно в России стали формироваться промышленно-производственные зоны, которые включают в себя и уже сложившееся производство. Но вопрос о преобразовании ОЭЗ в Зеленограде в зону, которая одновременно будет технико-внедренческой и промышленно-производственной, и о расширении ее границ с целью включения туда завода «Микрон» все еще находится в стадии согласования. Но, как замечает Карина Абагян, включение завода в ОЭЗ не решит главной проблемы для «Микрона» — проблемы тарифов на электричество, льготы по которым в наших ОЭЗ не предусмотрены. Иерархия дизайн-центров Фабрика — это лишь основание всей инфраструктуры электронной промышленности, которую в первую очередь формируют дизайн-центры разного уровня, а их еще только предстоит создать. Дело в том, что проектирование современных сверхбольших интегральных схем (СБИС) основано на многократном использовании на всех этапах проектирования ранее созданной интеллектуальной собственности, IP-блоков (Intellectual Property — IP). IP-блоки являются виртуальными аналогами соответствующих устройств в дискретной электронике — компонентов, блоков, процессоров, памяти, цифровых и аналоговых узлов, интерфейсов и т. д. Каждая фабрика должна иметь свою собственную библиотеку IP-блоков, учитывающую особенности технологического процесса. Успех фабрики «Микрон» на рынке электронной техники будет зависеть и от универсальности и комплексности ее библиотеки IР-элементов, и от готовности дизайн-центров работать с ее библиотекой. Базовые дизайн-центры, обычно связанные с фабрикой, занимаются разработкой и поддержкой библиотек стандартных элементов и дизайн-китов (SDK-комплект для разработки программного обеспечения для технологии, используемой на данной фабрике). Следующий уровень дизайн-центров разрабатывает IP-блоки. Гранды мировой электроники, например, заказывают у некоторых российских дизайн-центров разработку достаточно большого количества IP-блоков, зачастую даже не информируя, в какую систему они входят. К сожалению, с уменьшением проектных норм количество таких заказов резко уменьшается. Наконец, самый высокий уровень дизайн-центров разрабатывает СБИС, как бы собирая их из IP-блоков. На этом уровне разработки требуется понимание системных требований к СБИС. Как поясняет Валентин Буков, «авиации, скажем, нужны не вообще чипы, а чипы, отвечающие определенным системным требованиям. Для этого нужны люди, которые понимали бы те задачи, которые этот чип должен решать. А на том же „Микроне“ таких нет. Поэтому разработка специализированных чипов — это многоступенчатый процесс, в рамках которого кто-то должен уметь поставить задачу в общем, и на каждом этаже проектирования кто-то должен решать все более специальные задачи». Специализированные чипы, которые проектируются и делаются фирмами для себя, не продаются. Как говорит Ярослав Петричкович, «вы не можете купить чипы для той же цифровой камеры, которыми мы занимаемся, ни у кого. Потому что, имея такой чип, сделать камеру — дело плевое». «Уже сейчас в России можно спроектировать любую микросхему, — считает Ярослав Петричкович, — но у нас исчезло понимание того, как создаются и работают современные системы. Мы даже телефон не можем сделать нормальный, хотя и пытались». Вот почему то внимание, которое правительство сейчас уделяет дизайн-центрам, правильное, но недостаточное. Надо не только иметь дизайн-центры, надо уметь проектировать микросхемы как часть системы. Фабрика на «Микроне» даст результат, если получится выстроить иерархию дизайн-центров, связанных с фабрикой, от разработчиков IP-блоков до разработчиков систем в разных областях промышленности. Но к этому должен быть готов не только «Микрон», но и все отрасли промышленности. Спрос через локализацию Для фабрики «Микрона» у российской промышленности пока нет полноценных задач. А те задачи, которые есть, не могут сколько-нибудь заметно ее загрузить. «Вот почему, — говорит Карина Абагян, — мы делаем пока маленькую фабрику. Скажем, потребности для загранпаспортов — это 2-2,5 млн чипов в год, и это где-то пять-шесть процентов загрузки даже этой фабрики. Билеты для метро — порядка 20%. Микросхемы для смарт-метров, интеллектуального учета электроэнергии — примерно такой же объем загрузки. А военные заказы — очень небольшой рынок, и он для нас недоступен, поскольку Госдеп США, который давал разрешение на поставку нам оборудования для фабрики, дал его на условиях, что мы не будем использовать его для оборонных заказов. Пока же наша линия 180 нм работает в основном на экспорт. В частности, мы делаем на экспорт чипы радиочастотной идентификации, которые используются в отелях вместо ключей или в логистике для отслеживания движения товаров и грузов. И это очень большой рынок». Новая фабрика на «Микроне» в сочетании с инфраструктурой дизайн-центров дает возможность решить наконец задачу локализации производства электронных компонентов для большей части собираемой в России промышленной, автомобильной, авиационной, локомотивной, телевизионной и бытовой техники. Тогда инфраструктура электронной промышленности в России будет замкнута. И это же даст перспективы для дальнейшего наращивания мощности самой фабрики и перехода на меньшие проектные нормы. Но, конечно, это вопрос не столько завода, сколько государства, которое должно предъявлять соответствующие требования к производителям аппаратуры. Этот путь постепенно проходит Китай, руководство которого ставит задачу полностью локализовать производство электронной техники, обеспечив его китайской же элементной базой, изготавливаемой на китайских фабриках. И Китай уже далеко продвинулся на этом пути. Параллельно в КНР всячески поддерживаются китайский дизайн и фаблесс-компании (такие компании специализируются только на разработке и продаже микроэлектроники, но не имеют собственных производственных мощностей), занятые разработкой специализированных микроконтроллеров и чипов и размещающие их производство на китайских же фабриках. Ниши и компании Почти все опрошенные нами специалисты сошлись на том, что еще одна проблема «Микрона» в том, что максимум, на что хватает пока его амбиций, — производство чипов для паспортов и индивидуальных социальных карт. Это требует разработки достаточно сложного чипа, но все же задача относительно простая. Истины ради надо отметить, что даже на этом пути у «Микрона» возникают существенные проблемы, связанные с тем, что правительство не хочет ждать, пока «Микрон» сможет производить эти чипы, и готово закупать их за границей, сужая и без того ограниченный рынок для изделий «Микрона». Для того чтобы производство, которое создает «Микрон», не только жило в России, но и непрерывно развивалось, недостаточно локализации уже созданной электроники, нужно выходить на новый системный уровень. Магистральный, если так можно выразиться, путь развития нашей микроэлектроники большинство опрошенных нами специалистов видят не столько в повторении уже пройденного другими странами пути, сколько в поиске и заполнении новых системных ниш, в том числе для массового производства электроники. Иван Покровский предлагает рассуждать следующим образом: «Есть зрелые рынки и зрелые технологии, в том числе в области электроники. Конкуренция на зрелых рынках требует гигантских средств , и нет гарантий, что нам удастся занять на них заметную нишу. Альтернативная стратегия состоит в отказе от лобовой конкуренции, от соревнования, навязанного Intel и Samsung, и в поиске новых продуктов для формирующихся рынков и технологий». Руководитель крупнейшего американского технопарка в области наноэлектроники Albany Nanotech Complex в своем выступлении на форуме «Роснано», посвященном микроэлектронике, задался вопросом: а что бы он сделал на месте русских? «Я бы выбрал одну компанию с ясными идеями и конкурентоспособным продуктом, вложил бы в нее три-четыре млрд долларов. И когда она наладит системный дизайн и начнет завоевывать мировые рынки, построил бы фабрику за $10 млрд, сразу на 400 мм пластины. Без этого вы никогда не сможете догнать мировых грандов электроники». В связи с этим Иван Покровский в качестве примера такой чрезвычайно перспективной приборостроительной идеи отметил развитие новых аналитических IP-систем видеонаблюдения, которую продвигает Ярослав Петричкович на основе разработок своей компании ЭЛВИС: «Технологии распознавания и аппаратная поддержка таких систем будут иметь во всем мире колоссальное развитие, они будут встраиваться везде, пока не дойдет до того, что у каждого человека эта технология будет в каком-то виде включена в персональное устройство. Пока она довольно дорогая, рынок только формируется, поэтому внедрение происходит на уровне каких-то промышленных систем, но потом она будет внедряться везде. И нужно уже сейчас активно включаться в этот рынок. Это наш шанс создать хоть одну конкурентную технологию. К сожалению, компания Петричковича не пользуется необходимой поддержкой, чтобы построить на этих разработках компанию мирового уровня, потому что у нас никто не хочет рисковать. А без риска такие задачи не решаются». Автор: Александр Механик Источник: www.russianelectronics.ru