 |
Производство микросхем – глобальная технологическая конкуренция.
Для современных отраслей промышленности микросхемы играют решающую роль. Это особенно ярко проявилось во время недавней пандемии COVID-19. Из-за дефицита электронных компонентов мировое производство автомобилей в 2021 году сократилось на четверть, поскольку производители микросхем ранее сосредоточились на бытовой технике, компьютерах, телефонах и электромобилях.
Для российской промышленности дефицит микросхем был особенно острым в 2022 году, когда иностранные производители микросхем последовательно отказывались от поставок. Российское автомобилестроение застопорилось на несколько месяцев из-за нехватки блоков управления ABS (антиблокировочной системы тормозов) и подушек безопасности. Ситуация несколько улучшилась с запуском отечественного производства ABS в городе Калуж-Ительма по лицензии Китая. Но самая сложная часть продукта, электронный блок управления, легко доступна из Китая. Создание собственной системы ABS потребовало бы более года и более миллиарда долларов инвестиций. Теперь Россия вынуждена платить такую цену за десятилетия пренебрежения. Автомобильная промышленность — лишь один из бесчисленных примеров производственных цепочек, где Россия вынуждена полагаться на импортные микросхемы и компоненты.
Самостоятельность в микроэлектронной промышленности зависит от многих факторов, как внутренних, так и внешних. Ограничения на импорт высокотехнологичных полупроводников направлены не только против России, но и против Китая. Голландской компании ASM Lithography, производящей самые передовые в мире литографические машины (оборудование для производства микросхем), США запретили продажу своей продукции в Китай. С августа 2022 года в США действует Закон о создании благоприятных стимулов для производства полупроводников (CHIPS Act). Его главная цель — перенести часть производства микросхем обратно в США. В настоящее время США производят 70-75% своих полупроводников на Тайване (Китай). Закон CHIPS Act предусматривает инвестиции в размере 52 миллиардов долларов в развитие производства в США и более 24 миллиардов долларов в соответствующие налоговые льготы.
Кроме того, США рассматривают возможность запрета на поставки России и Китаю передовых графических процессоров Nvidia, используемых в производстве суперкомпьютеров. По расчетам США, это замедлит развитие технологий искусственного интеллекта в этих двух странах-соперниках. В марте 2023 года Закон о чипах (CHIPS Act) еще больше ужесточил ограничения в отношении Китая. Был введен запрет на инвестиции в производство чипов с топологией менее 28 нанометров в Китае. В ответ на это, а также для защиты национальной безопасности и интересов, Пекин ввел экспортный контроль на галлий и германий, широко используемые в микроэлектронике, начиная с 1 августа этого года. В настоящее время Китай производит около 80% мирового галлия и 60% германия.
 |
Уроки стран, стремящихся к самообеспечению чипами.
В 2015 году китайское правительство объявило о концепции «Сделано в Китае 2025», целью которой было обеспечение более 70% внутренних потребностей страны в полупроводниках к 2025 году. Однако к 2022 году этот показатель упал до 16%. Проект провалился, несмотря на то, что Китай находился в гораздо более выгодном положении, чем Россия сейчас.
Даже для Индии, страны с относительно высоким уровнем информационных технологий, разработка собственных технологий производства микросхем представляет собой сложную задачу. Для организации внутреннего производства микросхем Индия пригласила тайваньскую компанию Foxconn (Китай). Первоначально они стремились к стандарту производства 28 нм, позже снизив его до 40 нм, но в конечном итоге Тайвань (Китай) вышел из проекта. Причин могло быть много, но главной была неспособность найти в Индии высококвалифицированную техническую команду для производства.
Россия не намерена оставаться в стороне от глобальной войны производителей микросхем, хотя и с некоторым опозданием. В настоящее время Россия может производить микросхемы с топологией не менее 65 нм, в то время как тайваньская компания TSMC (Китай) освоила 5 нм.
Один из вопросов, возникающих в нынешнем российско-украинском конфликте, заключается в том, почему Россия может запускать ракеты и другое оружие, казалось бы, бесконечно. Ответ состоит в том, что микросхемы для ракет и другой военной техники могут производиться по 100-150-нм техпроцессу, который Россия может активно развивать. Россия производит 65-нм микросхемы исключительно на импортном оборудовании по лицензии, например, используя микросхемы Nikon и ASM Lithography.
Что касается проектов по производству потребительских микросхем, Россия предприняла ряд первоначальных шагов. В Зеленограде строится завод по производству микросхем с топологией 28 нанометров, а компания «Микрон» получила кредит в размере 7 миллиардов рублей (приблизительно 100 миллионов долларов) на расширение производства. Кроме того, Зеленоградский нанотехнологический центр разрабатывает контракт на сумму 5,7 миллиарда рублей (70 миллионов долларов) на литографическую машину с технологией 130 нм. Почти миллиард рублей выделен центру на производство машины с топологией 350 нм. Технология, безусловно, устарела, но она полностью производится внутри страны. Пять миллиардов рублей выделено на создание сети испытательных площадок для производства разработанных микросхем, таких как Московский институт электронной техники в Санкт-Петербурге и других российских городах.
Но деньги — это не всё. Трудности программы самообеспечения микросхемами не ограничиваются сложностью продукта; есть и другие проблемы. Во-первых, это нехватка инженеров. На приоритетные программы можно выделить сотни миллиардов рублей, но найти высококвалифицированных специалистов невозможно. Создание полупроводников мирового класса требует усилий сотен, если не тысяч, инженеров и ученых. И не из одного института или конструкторской компании, а из целых корпораций. По данным газеты «Коммерсантъ», в июле 2023 года 42% российских промышленных предприятий столкнулись с нехваткой рабочей силы. Кронштадт, известный производитель дронов, не смог одновременно найти работников по девяти специальностям, включая ключевых специалистов, таких как инженеры по эксплуатации и тестированию, инженеры-технологи, сборщики самолетов и установщики авиационного электрооборудования. Эта проблема может сейчас усугубиться. Так что вопрос в том, где мы найдем работников для будущих заводов по производству микросхем?
Далее возникает задача переноса результатов лабораторных исследований в массовое производство. Например, Институт физики микроструктур Российской академии наук уже давно добился значительных успехов в исследованиях литографических машин, работающих в режиме EUV (экстремального ультрафиолетового излучения). Это современные машины, работающие на основе рентгеновских лучей и способные производить чипы со структурой 10 нм или менее. В 2019 году главный эксперт Института, почетный академик Николай Салащенко, заявил, что Россия ведет исследования по разработке литографической машины, которая будет в десять раз дешевле существующего зарубежного оборудования, и выразил надежду, что эта машина будет усовершенствована в течение пяти-шести лет. Это будет очень востребованная машина для создания сверхмалых чипов, способная к мелкосерийному производству.
Это амбициозная цель, но в реальности, спустя почти пять лет, до сих пор нет новостей о прорыве в технологии литографической печати. Даже если ученые создадут прототип, им все равно нужно будет разработать производственный процесс, а затем построить завод. Теоретически Россия могла бы разработать идеальный прототип литографического принтера, превосходящий любой продукт Nikon и ASM Lithography, но потерпела неудачу в крупномасштабном производстве. Это не было редкостью в советскую эпоху и остается проблемой и сегодня.
Источник
Комментарий (0)