Российский IT-рынок оказался в сложной ситуации: из-за «спецоперации» в Украине уже в ближайшие месяцы он рискует остаться без необходимого для работы «железа». Решение проблемы власти видят в импортозамещении. В том числе — микроэлектроники, из-за которой Россия и оказалась в уязвимом положении. Мы поговорили с Денисом Шамиряном, ветераном и экспертом рынка, и узнали, чем обернется отказ крупнейших производителей чипов и оборудования ввозить в Россию микроэлектронику, получится ли импортозаместить их продукцию и есть ли шансы наладить производство российских микропроцессоров.
Кто такой Денис Шамирян
Гендиректор российской фабрики «Маппер», которая делает МЭМС — микроэлектромеханические системы, то есть сенсоры и другие микроустройства. До того как вернуться в Россию, чтобы строить производство, Шамирян 15 лет работал в Европе: сначала в бельгийском научном центре IMEC, потом на производстве GlobalFoundries (один из крупнейших в мире производителей микроэлектроники) в Германии.
Граница (кривая) производственных возможностей | Проблема выбора в экономике
— В Россию отказались ввозить микроэлектронику крупнейшие производители чипов и оборудования. Чиновники и IT-компании в ужасе, все ждут дефицита и перебоев в работе инфраструктуры. Но разве мы не можем хоть что-то из этих потерь заместить за счет своего производства?
— Очень многие задают этот вопрос: у нас же есть заводы, процессоры. Что, мы не можем взять и импортозаместить? Короткий ответ: в современном мире сделать полностью замкнутый цикл производства полупроводников не может ни одна страна. Даже для США это невозможно: хотя там производится огромное количество оборудования, но, например, не машины для фотолитографии. А это ключевой элемент всей технологии: нанометры определяются ровно тем, на что способна фотолитографическая машина.
Такие машины делают только в Нидерландах — крупнейший производитель в мире, компания ASML, — и в Японии. Но японцы всерьез конкурировать не могут и их поддерживают, по сути, на искусственной вентиляции легких — просто чтобы ASML не остался единственным поставщиком.
Но для понимания, соотношения долей на рынке: когда я работал на немецком заводе, где делались чипы для iPhone 5, мы использовали около 80% машин ASML, остальные 20% — японские. С ними постоянно были проблемы: то грязь, то не та спецификация, то брак. Но других производителей нигде в мире в принципе нет. А без литографии никакие процессоры не сделать.
Это только один пример, но из него наглядно видно, что ни одна страна сейчас, даже самая богатая, не сможет построить у себя полностью замкнутый цикл производства. Всегда будет что-то, что завязано на другие страны. Плюс надо понимать, что полупроводниковое производство — это не фабрика по производству гвоздей.
Здесь требуется очень сложное оборудование, которое тысячи людей разрабатывали, а другие тысячи оттачивали мастерство производства на нем. И все российские заводы работают на западном оборудовании. Как только прекращаются продажи запчастей и расходных материалов, становится непонятно, как вообще они будут существовать.
Экономическая задача на оптимизацию
Сама мысль создавать полностью автономное производство выглядит абсурдно. Будем делать свое оборудование? Хорошо, потратим на это 20-30 лет, может и сделаем. Но дальше надо понимать, что все современное оборудование — это конструктор, в котором 90% частей — стандартные, вроде вакуумных насосов, роботов или контроллеров.
И никто из производителей сам их не делает, для этого есть огромный рынок поставщиков. Оставшиеся 10% — это ноу-хау конкретной компании. Так что если вы хотите импортозамещение, придется производить и детали для этого конструктора. А это уже получается бесконечная рекурсия. Не говоря уже о том, что современная полупроводниковая машина напичкана микроэлектроникой.
А где мы возьмем микроэлектронику, если у нас нет машины по ее производству?
— А у нас нет никакого уникального производства? Мы не могли быть как ASML, чтобы нас нельзя было так просто из этой цепочки выгнать?
— Проблема в том, что в России очень любят делать разные «аналоговнеты». Но это не работает: если вы что-то делаете, чему нет в мире аналогов, значит это никому не нужно. Потому что если вдруг вы сделаете что-то востребованное, максимум, что вы сможете, — это быть на рынке самым успешным, но никогда не единственным. Возьмем любимый в России пример — iPhone.
До Apple смартфонов никто не делал. Да, это гений Стива Джобса. Но как долго Apple была монополистом на рынке смартфонов? Года полтора-два? Потом свои модели выпустили и остальные. И что важно, пока Apple была монополистом, она продала несколько миллионов смартфонов.
Сейчас, когда доля рынка компании всего чуть больше 20%, она продает десятки миллионов штук в год. Поэтому идея, что если не будет конкурентов, я буду самым крутым производителем с кучей денег — неправильная. Иметь 100% маленького рынка гораздо хуже, чем иметь 20%, но огромного. А уникальный продукт без конкурентов никогда не сформирует огромный рынок.
— А в России не пытались встроиться в большой рынок?
— В России пытались делать разные вещи: проектировать процессоры, строить производства. Но сделать так, чтобы в одной стране производилось сразу все, невозможно: один завод не может производить, например, процессоры и память одновременно. А построить десятки заводов, которые будут производить только для российских заказчиков, нельзя, потому что российский рынок относительно мирового — микроскопический. Чтобы завод окупался, ему нужно производить десятки, а лучше сотни миллионов чипов в год. Только в таком случае сами чипы будут дешевыми.
Экономика микроэлектроники
Главная проблема идеи об импортозамещении в том, что микроэлектроника — это дорого. Построить один завод, по разным оценкам, стоит от $10 до $20 млрд. Например, Intel сейчас возводит предприятие в Германии за $17 млрд. Еще за €12 млрд компания расширяет уже существующее производство в Ирландии, а по $20 млрд планирует инвестировать в площадки в Огайо и Аризоне.
Все эти вложения — чтобы не потерять способность конкурировать с крупнейшими производителями вроде тайваньской TSMC и южнокорейской Samsung, которые тоже строят новые площадки. И одного завода для полного цикла России бы не хватило. А чтобы построить два-три предприятия, потребовались бы инвестиции в $50–60 млрд — сумма, эквивалентная расходам страны на оборону в 2020-м. Для сравнения, объем вложений в китайскую программу по импортозамещению, куда включены и инициативы по рынку микроэлектроники, уже составил $1,4 трлн.
Еще одна специфика полупроводникового производства в том, что в отличие от, условно, автомобильного завода, где простой не приносит больших убытков, а увеличение производства во столько же раз умножает и затраты, здесь ситуация другая. Полупроводниковый завод потребляет определенное количество денег в год вне зависимости от того, сколько чипов там произведено.
Если он загружен на 10% и на 100% — затраты будут примерно одинаковыми, а прямые затраты вроде закупки кремниевых пластин минимальны. Чистая 300-миллиметровая пластина стоит порядка $100, она же с чипами — $12-15 тысяч. А оборудование должно работать 24/7, его нельзя выключить и уйти домой. Значит, оно будет потреблять ресурсы вне зависимости от того, загружено или нет.
Например, наш полупроводниковый завод, где мы делаем сенсоры, потребляет 200 млн рублей в год — и неважно, делаем мы что-то или нет. Соответственно, чем больше вы продадите чипов, тем дешевле они будут стоить. Продаешь миллион чипов — каждый стоит, условно, 200 рублей. Продаешь 200 млн чипов — каждый стоит рубль, так как расходы не меняются. Поэтому продавать чипы надо в огромных количествах, а в России такого рынка просто нет.
То есть ни технологически, ни экономически строить замкнутые полупроводниковые производства мы не можем. Либо мы будем производить золотые чипы, которые будет спонсировать государство, либо их никто никогда не будет покупать. Не может этого даже Китай: на то, чтобы производить собственные чипы, страна уже потратила триллионы долларов. Да, что-то воссоздать там смогли, но далеко не все. Самые высокотехнологичные чипы Китай сам до сих пор произвести не может.
Рынок на полтриллиона
Мировой рынок микроэлектроники составляет около $500 млрд, из них на Россию приходится меньше 1%. Для глобального рынка российская микроэлектроника практически ничего не производит.
— Но можно же то, что есть, продавать в другие страны, как делают все остальные?
— Ну, с другими странами хорошо бы сначала дружить, чтобы им что-то продавать. Теоретически можно было бы построить завод, который интегрирован в мировые цепочки и продает в разные страны, и не пытаться делать процессоры — это очень жесткий рынок, на котором все уже поделено и где суровые ребята играют со ставками в несколько процентов маржинальности.
Если ты на таком уровне играть не можешь, то лучше и не надо. Но всегда можно делать что-то полезное — вроде чипов для интернета вещей, которым не требуется огромная производительность, но зато их самих нужно гигантское количество. Но для этого надо быть интегрированным в глобальный рынок и со всеми дружить. И работать в режиме жесткой конкуренции. Только так могут появляться реальные инновации, а не инновации ради инноваций.
— Например?
— Хороший пример — история борьбы AMD и Intel за многоядерные процессоры. Сейчас мы все используем эту технологию, но нужно понимать, как она появилась. Intel технологически всегда был на две головы выше AMD. Я работал на бывшем заводе AMD в Дрездене, так что понимаю, о чем говорю: у AMD с технологией все было гораздо хуже и угнаться за Intel они никак не могли.
Одна из главных проблем была в количестве брака. В тот момент чипы делались сразу большими и если на нем возникал хотя бы один дефект — его отправляли в помойку. А у Intel всегда было очень мало брака и они могли позволить себе делать огромные чипы. И инженеры AMD предложили: а давайте этот большой чип разобьем на несколько независимых частей, если одна из них не будет работать, на другие это не повлияет.
Так родилась идея многоядерных процессоров. AMD делали чипы с 6-ю ядрами: заработали все шесть — его стали продавать как 6-ядерный процессор, заработало 4 — продают как 4-ядерный. Туда же встраивались видеокарты (GPU). Заработало — отлично. Делаем чип с графическим процессором. Не получилось — не страшно, продаем как обычный.
Техпроцесс производства один, а на выходе получается целая линейка продукции, которая позволяет продать почти все, что произведено.
— Очень удачно.
— Да, вот такая инновация. А потом еще программисты обнаружили, что процессоры со многими независимыми ядрами увеличивают производительность компьютеров. И AMD со своей инновацией, придуманной от бедности, резко вырвался вперед. А Intel оказался к этому не готов.
И ситуация могла бы быть еще хуже, если бы на одном из заводов Intel инженеры в обход политики компании не стали бы экспериментировать с многоядерными процессорами. И когда у AMD резко начали расти продажи, директор этого завода рассказал об этом руководству корпорации — и они быстро развернули производство.
— А российские игроки — «Микрон», «Эльбрус», «Байкал» — чего-то сумели достичь?
— Для начала надо понимать, как устроено полупроводниковое производство вообще. Раньше, 20-30 лет назад, а это для рынка микроэлектроники очень давно, были распространены IDM — integrated device manufacturer — вертикально-интегрированные производства, когда один игрок разрабатывал процессоры, сам же их производил и продавал. Сейчас из таких монстров остался только Intel, отчасти Samsung.
Затем рынок понял, что эта модель финансово не очень-то устойчива, потому что первые проблемы с продажами сразу делают цену содержания завода неподъемной. В итоге рынок разделился на две части: заводы и компании по дизайну микросхем. Заводы называются fab — semiconductor fabrication facility, а дизайн-компании без производств — fabless. Fab без собственного дизайна чипов называется foundry (контрактный производитель микросхем).
Например, AMD изначально была IDM как Intel, но потом из-за неуверенного финансового положения продала все свои заводы, из которых создали отдельную компанию GlobalFoundries (я как раз работал на одном из ее заводов).
Дальше fabless-компания делает дизайн процессора и размещает его на нескольких foundry, чтобы снизить риски. А foundry стараются привлечь много разных клиентов, чтобы снизить уже собственные риски, если кто-то из их крупных заказчиков уйдет. Получается сетевая структура: разработчики дизайна заказывают у разных производств, а производства берут заказы у разных разработчиков. На выходе получается система, максимально устойчивая экономически.
Самое большое производство в мире — тайваньская TSMC, которая производит до 80% мировой электроники. И «Эльбрусы», и «Байкалы» тоже производились там. Точно так же и другие производители микросхем, вроде «Миландра», заказывают их у зарубежных производств. Это нормальный способ производить, так делает весь мир. В том же iPhone в США делают только дизайн, чипы делает TSMC, экраны — Samsung, LG и китайская BOE, сборка идет на тайваньской Foxconn.
— А что с «Микроном»?
— «Микрон» — это самое живое российское производство. Он работает и как foundry, и как разработчик собственных продуктов. Но проблема в том, что их технологии из начала 2000-х, их хватает, чтобы делать чипы для паспортов, банковских карт и метро, но не современные процессоры для компьютеров. А кроме них, полноценных производств у России нет.
Есть еще загадочная история с «Ангстрем-Т»: это был завод, купленный как раз у GlobalFoundries в 2007 году. Тогда GlobalFoundries решили полностью перейти на 300-миллиметровое производство, а текущее 200-миллиметровое продать. И продали российскому «Ангстрем-Т».
Причем не просто оборудование, а полную производственную линейку, со всей документацией, техпроцессами, гарантиями и разработанную технологию на производство чипов на 90 нанометров. В конце 2000-х это были вполне нормальные технологии, не передовые, но рабочие. Но в итоге, спустя четыре года, когда я пришел работать в GlobalFoundries, оборудование все еще стояло на складах в Роттердаме.
И длилось это до 2014 года. Потом завод наконец построили, но нормально функционировать он так и не начал, хотя построен идеально, полная копия дрезденского производства. То есть проблема была не в технологиях.
Другая история — «Крокус», завод, проинвестированный «Роснано». Единственное в России 300-миллиметровое производство. И тоже со вполне нормальной технологией 65-нм. Но проблема в том, что там была построена только половина от всего производственного цикла — то, что называется бэкенд. Потому что в основе лежала другая идея — делать магниторезистивную память, — которая не взлетела.
В итоге получился чемодан без ручки: единственная в России 300-миллиметровая фабрика с единственной на тот момент в России технологией 65-нм, но неполная. А достроить до полной — огромные инвестиции. В итоге они делают отдельные операции, зарабатывая от своего бюджета примерно 10%, остальное субсидирует государство.
— А что будет тогда с российским рынком микроэлектроники?
— Ситуация экстраординарная, ничего подобного раньше с нами не происходило, поэтому сказать точно, как все будет, сложно. Возможно, удастся что-то найти в Китае, но проблема в том, что Китай производит далеко не все. Можно ли через Китай купить что-то как через посредника?
Не факт, потому что Китаю тоже не все продают: против него введены свои санкции, пусть и не такие, как против России, но самые высокотехнологичные вещи туда не продают. Например, передовые машины ASML Китай купить не может. Так что сказать, что, мол, закупали в Европе и Америке, а теперь будем в Китае, нельзя.
Простой пример: мы на нашем производстве уже столкнулись с проблемами. Например, мы закупали западные фотошаблоны. Теперь попросили сделать их в Зеленограде, но нам говорят: мы как бы можем, но вот стекла для фотошаблонов нам нужны импортные, и резист на них тоже импортный. Фоторезист мы хотели закупить в России, хотя он не очень хорошего качества.
А производитель говорит: у нас все было из импортного сырья. Или кремниевые пластины, которые как бы производят в России. Но слитки, из которых их нарезают, импортные, оборудование, которым нарезают, импортное, и расходники к этому оборудованию тоже импортные. Есть запас на 2-3 месяца, что дальше — непонятно.
Но найти материалы и расходники в Китае еще хоть как-то можно. Самая большая проблема — оборудование и запчасти. Если сломалось что-то из 90% «конструктора», то это полбеды, а вот если нужна запчасть из 10% ноу-хау, то взять ее будет просто неоткуда. Компании не продают направо и налево эксклюзивные запчасти, а отправляют их только тем, кто купил оборудование.
И большой вопрос, как эта проблема будет решаться. Лично по нам она ударит сильнее всего.
— Не жалеете, что вернулись работать из Европы в Россию?
— Нет, вообще ни о чем жалеть не надо. Когда я уехал в 1998 году, мне многие говорили, что я променял родину на колбасу. Но когда вернулся в 2014-м, оказалось, что люди, которые родину на колбасу не меняли, делать здесь ничего не умеют. А у меня за это время накопился огромный опыт. И когда понадобилось построить завод западного уровня, оказалось, что людей, которые в России могут это сделать, мало.
Сейчас много говорят про патриотизм. Вот я себя считаю патриотом, потому что хочу для своей страны сделать что-то хорошее. Чтобы в России были передовые технологии и люди, которые умеют с ними работать. Я за этим вернулся в Россию, построил тут завод — и считаю, что это и есть патриотизм. Это, а не поддержка какой-то конкретной власти.
И мне очень жаль, что мы все сегодня оказались в такой ситуации. Надеюсь, она не вечна.
Источник: thebell.io
Микроэлектроника в России до и после 24.02.2022
В свете последних событий (для потомков: гуглим Россия, Украина, 24 февраля 2022), приведших к введению санкций против России в сфере высоких технологий и, в частности, микроэлектроники, я часто слышу вопрос: а что дальше? В каком сейчас состоянии российское микроэлектронное производство? Россия сможет создать полностью локальное производство чипов?
Сразу оговорюсь, что данная статья не претендует на всесторонний независимый анализ ситуации, а отражает мою личную точку зрения, основанную во многом не на открытых источниках, а на опыте: более 20 лет в индустрии, 15 лет за границей, как в R в общем всём том, доказательств чему найти нельзя или очень сложно. Поэтому пруфов предоставлять не буду – каждый имеет собственную точку зрения и право ее высказывать (по крайней мере пока).
Говорить я буду только про технологии производства, так как сам я бывший технолог, к дизайну отношения никогда не имел и фразы типа «лицензирование ядер процессора» для меня темны и непонятны.
Статья состоит из трех частей:
Анализ текущих производителей
Размышления на тему полностью локального производства микроэлектроники
Попытка заглянуть в будущее
Анализ текущей ситуации
Для начала давайте посмотрим на текущих производителей микроэлектроники. Я буду говорить только о более-менее современных фабриках, способных выпускать микросхемы по техпроцессу 180 нм и ниже. Чтобы было понятно, я буду приводить примеры процессоров, произведенных по определенной технологии, данные взяты из Википедии там в статье есть справа колоночка со всеми техпроцессами, можно кликнуть и посмотреть, что по этому техпроцессу (и когда) производилось. Так вот, 180 нм – это начало 2000-x, процессоры типа Intel Celeron и PlayStation 2. Всякие старые советские заводы (типа НЗПП ), работающие по технологиям больше микрона, рассматривать не будем (например, Intel 80286 был сделан по технологии 1.5 мкм).
Небольшая оговорка про размер пластин. Современное производство работает либо на 200 мм (до 90 нм), либо на 300 мм (65 нм и ниже) кремниевых пластинах. Наиболее продвинутое оборудование для технологий меньше 65 нм существует только в варианте 300 мм. Поэтому сделать высокие технологии на 200 мм пластинах не получится. А оборудование для 300 мм пластин существенно (в разы) дороже оборудования для 200 мм пластин.
Итак, что мы имеем на сегодняшний момент.
Микрон
Микрон — это наиболее живое микроэлектронное производство в России. Работают на 200 мм пластинах, обладают технологией 180 нм (в массовом производстве), 90 нм (не уверен, что в сильно массовом, но могу ошибаться; 90 нм – это Intel Celeron M/D, AMD Athlon 64), 65 нм (тут у меня большие сомнения что там есть массовое производство; 65 нм — это AMD Turion 64 X2, Microsoft Xbox 360 «Falcon»). Я в свое время участвовал в попытках разработки технологии 65 нм на 200 мм пластинах (IMEC, Бельгия), но оборудование не тянуло, поэтому 65 нм техпроцесс был перенесен на 300 мм оборудование.
Производит Микрон в больших объемах в основном чипы для банковских карт, паспортов, билетов в метро и т.д. В небольших объемах производят то, за что попали под санкции. Находятся под санкциями довольно давно, так что уже как-то научились с этим справляться. Оборот более 6 млрд рублей, из них примерно половину они зарабатывают сами, остальное докидывает государство (например, в виде субсидий по 109 постановлению Минпромторга – Микрон там всегда среди получателей субсидий).
Ангстрем-Т
Не путайте с просто Ангстремом (без Т) – Ангстрем это как раз старое советское производство, они делали чипы для советских калькуляторов и игры «Ну погоди» — если кто настолько стар, чтобы ее помнить, там волк яйца из-под куриц ловил. Ангстрем до сих пор жив и производит продукцию (понятное дело, не для калькуляторов).
История Ангстрема-Т началась в 2007 году, когда Global Foundries (тогда это был еще завод AMD – Fab36, Дрезден), начал переход на 300 мм пластины и продал все оборудование и технологии на 200 мм Ангстрему-Т: 130 нм (уровень AMD Athlon MP Thoroughbred) полная документация на техпроцесс с гарантией выхода годных и 90 нм – разработана, но еще не в массовом производстве. На тот момент это были довольно свежие технологии.
Но дальше что-то пошло не так. Оборудование застряло на складе в Роттердаме, и когда я пришел работать на Global Foundries в 2011 году, это было уже притчей во языцех – как они продали оборудование в российскую компанию, но оно, вместо того, чтобы использоваться, уже 4 года гниет на складе. Гнило оно еще где-то до 2014, после чего все-таки приехало в Россию. В Зеленограде был построен завод, практически точная копия дрезденского, они даже построили собственную электростанцию, чтобы покупать не электричество, а газ и вырабатывать электроэнергию своими силами, чтобы не зависеть от перебоев с электроэнергией. Так же сделано в Дрездене, правда, немцы ухитрились сами себе отключить электричество на заводе (как раз в мое дежурство) – но это уже другая история.
Так вот, завод был построен, оборудование завезено, я там был и испытывал дежавю после Дрездена – все точно так же, установки на тех же местах, с теми же кодовыми названиями.
То есть, выглядело там все более-менее нормально, но вот с руководством там какая-то странная история. У меня есть целая коллекция визиток генеральных директоров Ангстрема –Т одинакового дизайна, только фамилии разные – они там менялись постоянно (вместе со всей командой).
Как-то раз общался с одним из замов, он меня спросил, как у нас устроен контроль качества, я рассказал, он начал смеяться и сказал, что я ничего не понимаю в контроле качества. Ну, у нас контроль качества устроен по тем же принципам, по которым я в Германии делал чипы модемов для Qualcomm для пятых айфонов, Эппл вроде на качество не жаловался. Так что я пожал плечами, но спорить не стал.
Еще как-то раз я беседовал с VP sales ASML, он интересовался, как там дела у Ангстрема-Т и сказал, что так как их сканеры простояли 7 лет на складе, запустить их будет очень сложно и предложил сдать старые сканеры в трейд-ин, а в Ангстрем-Т поставить более новые с доплатой. Я пересказал этот разговор руководству Ангстрема-Т и сказал, что по моему мнению это неплохая опция – они получат быстрый результат лучшего качества, пусть и за дополнительные деньги. Руководство Ангстрема-Т сказало, что оно ничего про это предложение не знает. Странно, подумал я, какой-то левый чувак вроде меня знает, а те, кому это предлагали и для кого это должно быть важно – нет.
Итог – с момента покупки линии прошло уже 15 лет, производство до сих пор не работает. Заработает ли когда-нибудь, мне не ведомо. На данный момент предприятие обанкротилось.
Крокус наноэлектроника
Но, до того, как это стало ясно, Роснано решило проинвестировать в фабрику 300 мм по техпроцессу 65 нм на территории России. Вы можете как угодно иронизировать над Роснано, но на данный момент это единственная в России фабрика на 300 мм пластинах с работающей технологией 65 нм. Правда, есть нюанс.
В исходной модели предполагалось, что MRAM ячейки будут изготавливаться на уровнях металлизации (так называемый back end). Так как сами транзисторы (front end) можно изготовить на любой фабрике, это легко доступный товар, было решено не тратиться на фабрику полного цикла, а построить часть фабрики, которая будет содержать только know-how по изготовлению MRAM. Замечу, кстати, что оборудование для front end стоит гораздо дороже (его там просто больше всякого разного, а для back end много, в принципе, не нужно). Так что исходная модель выглядела так:
Строим полу-фабрику (только back-end) за разумные деньги
Покупаем пластины c front end за небольшие деньги на мировом рынке
Добавляем MRAM back-end
Продаём за большие деньги на мировом рынке
Если бы MRAM технология заработала, это было бы очень красивое решение. Но она не заработала (причем не только у Крокуса), и Крокус превратился в эдакий чемодан без ручки.
С одной стороны, он не является полноценной фабрикой, так как не делает транзисторы (front end), а заказывать на иностранной фабрике front end а потом доделывать у себя бессмысленно, проще сразу заказать на иностранной фабрике полный цикл. Если же тебе откажут в полном цикле, то откажут и в половине цикла.
С другой стороны, это единственное в России работающее производство на 300 мм пластинах по 65 нм техпроцессу, с возможностью дальнейшей модернизации до 45 нм и, может быть, до 32 нм.
То есть, и убить жалко, и что дальше делать – непонятно. Достроить до полной фабрики? Но это огромные инвестиции, да и место там физически не особо есть под полную фабрику. То есть, надо переносить. А если переносить – не проще ли с нуля тогда построить? (обычно проще).
А обанкротить – рука не поднимается.
Годовой оборот Крокуса – это где-то миллиард рублей, сами они зарабатывали процентов десять (в основном разовые заказы на напыление магнитных материалов для иностранных заказчиков – российских нет, так как в России нет 300 мм фабрик).
Новый завод в Зеленограде
Про него мало что известно. Размер пластин 300 мм, техпроцесс 65 нм – 45 нм (First generation Intel Core i3, i5 and i7). Строить его планировали уже давно, вот например, новость (неизвестной датировки), что к 2014 году должны построить. Строить собиралась компания Ситроникс, но ничего внятного нагуглить не удается.
Несколько лет назад мне из правительства присылали на экспертизу техзадание на завод, я почитал – написано было грамотно, явно писали люди, которые знали, что они делали. По слухам, строительство идет, с привлечением китайских подрядчиков (вроде как UMC — правда, это Тайвань). Больше ничего сказать не могу. Что из этого получится, тоже не понятно.
На Микроне теоретически можно производить что-то уровня Intel Celeron/AMD Athlon 64 (техпроцесс 90 нм, середина 2000-х). Чтобы двигаться дальше, нужен завод на 300 мм, а его в полностью функциональном состоянии нет.
Можно ли полностью локализовать производство микроэлектроники по современному техпроцессу?
Короткий ответ: нет.
Более подробный ответ: Ни одна страна в мире не сможет локализовать производство микроэлектроники по техпроцессу меньше 90 нм. Наладить что-то вроде микронной технологии (контактная литография, жидкостное травление, ручные операции) на коленке еще как-то можно, но это будет уровень 8086/80286 или ZX Spectrum.
Развернутый ответ. Для успешного микроэлектронного производства необходимы следующие факторы:
Наличие рынка сбыта
Наличие производственного оборудования
Наличие компетентного персонала
Наличие сырья, материалов и расходников
Давайте разберем каждый аспект подробнее.
Рынки сбыта
Казалось бы, какие рынки сбыта – если надо сделать, значит надо, не считаясь с затратами. Проблема в том, что сам полупроводниковый завод – это только верхушка айсберга. И не считаясь с затратами придется пилить весь айсберг, а это очень и очень много денег.
Все привыкли к тому, что полупроводниковые чипы очень дёшевы. Почему они получаются дешевыми, я писал в другой статье. Многие ошибочно полагают, что достаточно поставить завод на территории России и мы получим такие же дешевые чипы, только произведенные дома. К сожалению, это не так.
Полупроводниковый завод сжирает огромное количество денег, независимо от того, производит он что-то или нет. То есть, чтобы один чип был дешевым, нужно это огромное количество денег разделить на огромное количество чипов (десятки миллионов для завода средней руки). А их надо куда-то сбывать. Если сбыть их некуда (российский рынок не такой большой), то завод будет нести убытки, которые либо должно покрыть государство субсидиями (тогда чипы будут дешевыми для потребителя), либо сами потребители (тогда чипы будут очень дорогими). То есть, если вы хотите делать по настоящему дешевые чипы, вам нужно их продавать всему миру.
Следующий слой айсберга – это оборудование. Заводу нужно примерно десяток установок одного типа (например, литографии, или травления), а типов таких десятки (если не сотни). Производителю оборудования одного типа не интересен рынок из десяти штук – опять, либо оборудование будет золотым для завода, либо производителя оборудования должно субсидировать государство.
Либо фабрик должно быть много, тогда у производителя оборудования появляется рынок сбыта и его продукция дешевеет. Но много фабрик нам не нужно – мы с одной то не знаем, куда чипы девать. То есть, если вы хотите сделать относительно недорогое оборудование (относительно недорогое – это значит что, например, установка фотолитографии стоит примерно как Боинг), его нужно продавать по всему миру.
Следующий слой айсберга – комплектующие для оборудования – электроника, насосы, роботы и т.д. Тут та же история – для десятков/сотен единиц оборудования много насосов не нужно, и мы опять утыкаемся либо в высокую стоимость, либо в необходимость продавать на мировом рынке.
И такая же история будет со всем остальным: с кремниевыми пластинами, химикатами, системой водоподготовки. Все, что будет уникальным для нашего производства, будет дико дорогим, так как больше мы это никому не продадим (ну либо мы торгуем со всем миром).
Еще один момент. Один завод не может производить всю микроэлектронную номенклатуру. То есть и процессоры, и оперативную память, и флеш-память, и микроконтроллеры и радиомодемы и т.д. и т.п. в один завод не втиснуть. Производство оперативной памяти – это вообще отдельная отрасль микроэлектроники с отдельными заводами, техпроцессами и игроками.
В свое время немцы пытались сыграть в эту игру, Infineon отпочковал компанию Qimonda, которая должна была заняться производством оперативной памяти. Не получилось. Себестоимость чипа памяти, произведенной на Qimonda была равна стоимости чипа памяти Samsung на прилавке в магазине. Qimonda обанкротилась.
То есть, чтобы иметь полностью локализованное производство, нужно иметь несколько заводов. И куда-то продавать продукцию этих заводов. Либо содержать эти заводы, работающие с минимальной загрузкой. Справедливости ради отмечу, что много заводов создадут хоть какой-то спрос на оборудование и сырье.
Давайте примерно прикинем, сколько это стоит. Для примера, Интел строит новый завод в Германии за 17 млрд долларов. Нужно несколько заводов, допустим это будет $50-60 млрд. Для сравнения, это расходы на оборону в России в 2020 г. Вся экосистема, я думаю, будет стоить как минимум на порядок больше, то есть $500-600 млрд. Это уже треть ВВП России.
А ведь такая экосистема может обойтись и дороже, чем на порядок.
В итоге, создать и содержать полностью локализованное производство – это ОЧЕНЬ дорого.
Производственное оборудование
Допустим, мы где-то нашли квадрилиарды денег и можем себе позволить все. Первое что нужно – это оборудование. Замечу, что на данный момент нет ни одной страны в мире, которая производила бы все оборудование, необходимое для микроэлектронного производства по технологиям 45 нм и ниже.
Даже США, которые производят львиную долю полупроводникового оборудования, не производят машины фотолитографии. Их производят либо Нидерланды (ASML), либо Япония (Nikon, Canon). Applied Materials (США), один из крупнейших (а может и крупнейший) производитель оборудования, обычно хвастается, что может поставить полную линейку оборудования только из своих машин, но всегда добавляет: кроме фотолитографии.
Сделать оборудование для современного полупроводникового производства очень трудно, а самому с нуля – невозможно. Тут есть два момента.
Во-вторых, современное оборудование – это фактически конструктор лего, в котором 90% блоков стандартных (роботы, вакуумные насосы, котроллеры газовых потоков и т.д. и т.п.) и 10% — это ноу-хау компании, на которое и тратится основное время и деньги при разработке. Насколько мне известно, компоненты полупроводникового оборудования необходимого качества в России не производятся.
Можно, конечно, попробовать все сделать самому – но это как раз одна из причин, почему прогорела наша родительская компания Mapper Lithography: они все пытались сделать сами: блоки питания, ВЧ генераторы, написать свой софт и т.д. В итоге машина работала час, потом ломалась и ее неделю чинили.
Также нужно не забыть, что помимо производственного оборудования необходимо вспомогательное: системы водоподготовки (и это не на кухне фильтр поставить), компрессоры для сжатого воздуха, генераторы азота и т.д. и т.п. Это все тоже нужно где-то брать, сейчас эта техника вся импортная.
Вывод: можно что-то попытаться сделать, если есть доступ к стандартным комплектующим высокого качества, если еще и комплектующие самому делать, то на мой взгляд, это невозможно. Плюс к этому то, что я писал в разделе про рынки сбыта, даже если сделать оборудование, то кому продавать, одному заводу? Но, хотя можно попытаться продавать в Китай – там фабрик много.
Компетентный персонал
Это видится наименьшей из проблем, но есть нюанс. В принципе, российские ВУЗы выпускают достаточное количество специалистов, которые после нескольких лет обучения вполне способны работать на современном производстве. Это подтверждается и опытом нашей компании и тем фактом, что многие специалисты российского происхождения работают на зарубежных полупроводниковых производствах (я и сам там работал, и многих русских знаю, кто работает).
Теперь про нюансы: во-первых, специалистов нужно обучить, доморощенные специалисты получаются плохо, особенно в области культуры производства и менеджмента качества. По моему опыту, качество – это головная боль российских компаний. Все могут наклепать аналоговнетов в единственном экземпляре, но вот поставлять продукцию устойчивого качества получается мало у кого.
При наличии руководства/ведущих инженеров имеющих зарубежный опыт работы поставить менеджмент качества не составляет большого труда, но у чисто российских компаний это получается плохо. Помните, как я писал выше что производственное руководство Ангстрем-Т посмеялось над нашей системой менеджмента качества? Вот это как раз про то. В общем, иностранные (либо экспаты, либо россияне с зарубежным опытом, вроде меня) специалисты могут приехать и научить, вопрос, как их теперь заманить?
Второй нюанс: как только инженеры-технологи становятся более-менее опытными специалистами (несколько лет опыта на нормальном производстве), они тут же начинают смотреть за рубеж. Инженер-технолог на полупроводниковом производстве в Европе получает 3-4 тыс евро на руки (для понимания уровня расходов приведу в пример Дрезден: съем 3-комнатной квартиры 700-800 евро, питание 200-250 евро на человека, одежда раза в полтора дешевле, чем в Москве). В итоге происходит постоянная утечка кадров, так как за рубежом инженеры-технологи нужны всегда (хоть и не так остро, как IT специалисты), а платить как за рубежом мы, к сожалению, себе позволить не можем.
В итоге, для нашего гипотетического завода мы должны пригласить иностранных специалистов с их технологиями управления, а потом удержать своих специалистов от эмиграции.
Сырьё и материалы
Для работы завода нам понадобятся кремниевые пластины, жидкая химия (особенно фоторезист), газы, всякая мелочевка (типа перчаток, масок, пинцетов и т.д.). Причем все это не абы какого качества, а очень высокой степени очистки, мелочевка совместимая с чистыми помещениями и т.д. Со всем этим ситуация в России не то, чтобы очень радужная. Интересный пример с масками.
Когда начался ковид, наш поставщик масок (специальных для чистых комнат, обычные медицинские там не подходят) сказал, что они все мощности бросили на медицинские маски и специальных теперь не будет. Пришлось изобретать многоразовые и стирать. В России такие маски не производят.
Пытались работать с отечественным фоторезистом. То пузыри, то мусор, то к пластине не липнет. Каждая партия отличается от предыдущей, приходилось каждый раз подстраивать параметры процесса для новой партии. Приходил в негодность за два месяца до срока годности (иногда, а иногда даже после истечения срока годности был нормальный).
В общем, поиграли в рулетку где-то годик, перешли на американский. Настроили процесс один раз и забыли про проблемы. И это был фоторезист на микронные размеры. Как обстоят дела с российским фоторезистом на технологии менее 65 нм – я не знаю.
Кремниевые пластины. Есть прекрасная российская компания, которая их производит. Номенклатура не очень большая, но самые ходовые размеры есть. Качество хорошее. Но, как обычно, есть нюанс. Пластины нарезаются из импортных кремниевых слитков, на импортном оборудовании с использованием импортных расходников (запас которых, как нам сообщили на два месяца, новых поставок пока нет).
То есть, если мы хотим полностью локализованное производство нам нужно наладить еще производство слитков (для этого тоже нужно оборудование разработать и произвести), производство машин для резки, шлифовки и полировки и расходников к ним.
Фотошаблоны. В России есть производство фотошаблонов на более старые технологии (точно не на 45 нм и ниже), ну и, естественно, на импортных стеклах и импортном оборудовании. Производство современных фотошаблонов – это тоже целая индустрия, производителей в мире не так много (один из примеров компания AMTC в Дрездене). Там тоже нужно оборудование, сырье и материалы и т.д. и т.п.
Выводы
Нельзя просто взять и построить завод по производству микроэлектроники. Для такого завода нужна огромная экосистема (потребители (много потребителей), оборудование, сырье и материалы, кадры). Недавно была переводная статья про такую экосистему Причем экосистема эта очень хрупкая, при исчезновении хотя бы одного компонента вся система рушится. Создать такую экосистему полностью изолированную от внешнего мира на мой взгляд, невозможно.
И что дальше?
Короткий ответ: я не знаю.
Как это могло бы выглядеть? При интеграции в мировую микроэлектронную экосистему (имея возможность покупать оборудование, сырье и материалы и возможность продавать продукцию) выбрать нишу, в которой нет жесточайшей конкуренции (как в производстве памяти и процессоров) и пытаться занять там свою долю играя на более низкой стоимости труда и уникальных системных решениях толковых местных инженеров.
Например, в области ВЧ микроэлектроники. Насколько я знаю, в уже упоминавшемся Ангстреме-Т есть (были?) неплохие наработки по таким направлениям, а они могли бы быть востребованы в IoT, который растет довольно быстрыми темпами. Ну или какую-нибудь силовую интегральную электронику. Или интегральную фотонику. Имея пару высокотехнологичных заводов, встроенных в мировую экосистему, можно уже и какие-то вещи делать, которые не хочется, чтобы другие видели.
За железным занавесом (имеется в виду полная локализация от начала до конца) можно делать только что-то вроде 80286 процессоров за огромные деньги, не более того. Я думаю, глобализация потому и происходит, что в одиночку выше определенного технологического предела продвинуться невозможно – ни одна страна не потянет, только всем миром. Будем ли мы частью этого мира – это отдельный вопрос.
Источник: habr.com
Возрождение российской микроэлектроники
Когда говорят, что российская электроника отстала от мировых лидеров навсегда, это вызывает раздражение у любящего свою страну гражданина России. Но принципы развитие в рамках навязанной Западом экономической парадигмы делали российскую электронику не только неконкурентоспособной на международном рынке, но и абсолютно не нужной даже на рынке внутреннем. Это было результатом того, что создавалось искусственное отставание электронной отрасли России.
После семи лет, в ходе которых российская полупроводниковая промышленность находилась под санкциями, пришло осознание того, что без собственных процессоров Россия существовать не сможет. Вот только не поздно ли спохватилась?
В лихие девяностые (самое лакомое для западных стран время) и в последующие годы западные страны и не думали развивать какое-либо высокотехнологичное производство в России. Их интересовал только вывод за рубеж мозгов, причём любыми методами. Если же мозги утекать не желали, то в России можно было создать своеобразный инкубатор, где могли трудиться российские специалисты. Подобный инкубатор имеется, например, у компании «Intel», и находится он в Нижнем Новгороде, где в 2000 году был открыт центр исследований и разработок.
2018 год: нужны новые мозги — под любым предлогом…
16 декабря 2021 года компания «Intel» официально объявила об инвестировании около 7,1 миллиарда долларов в строительство нового завода по производству полупроводников в Малайзии. В середине декабря 2020 года «Intel» сообщила об инвестировании 350 миллионов долларов в сборку и тестирование микропроцессоров в Коста-Рике.
Помимо площадок в США, у «Intel» есть производственные площадки в Ирландии, Израиле, Германии, Италии. Даже в Китае была производственная линия, которую впоследствии продали в 2021 году — после того, как тогдашний президент США Дональд Трамп запретил компании «Intel» любое сотрудничество с китайской компанией «Huawei».
Несмотря на тесные взаимодействия Intel и России с начала 1990-х, ни о каком производстве полупроводников на территории России речь не вели.
Конечно, сегодня ни одна компания и ни одна страна в мире не способна самостоятельно разработать, построить и выпускать самые передовые микросхемы. Так, например, голландская компания «ASML» является абсолютным монополистом в производите литографического оборудования, позволяющего выпускать процессоры семи-, пяти-, трёх- и даже двухнанометровой топологии. Без продукции этой компании производство самых передовых чипов попросту невозможно. Но литографы – это только один из необходимых компонентов для производства полупроводниковой продукции.
Россия в настоящее время отлучена от всех передовых западных технологий в сфере микроэлектронной промышленности.
Интересно, что сам процесс запрета на поставку в Россию современного оборудования стартовал с того самого момента, когда в России задумались над производством современных полупроводников.
В 2007 году компания «Ангстрем-Т» купила у «AMD» производственную линию по технологии 130 нм за 356 миллионов долларов, и по планам уже в апреле 2008 года должно было быть запущено производство полупроводников в России. При этом сам техпроцесс был уже сильно устаревшим, ведь в то время на рынке уже была доступна продукция по технологиям 45 нм.
Но даже поставка устаревшего оборудования шла с огромными задержками. Только в 2016 году оборудование было смонтировано и готово к производству по стандарту 130-90 нм.
Август 2016 года: Дмитрий Медведев посещает завод по производству микроэлектроники АО «Ангстрем-Т». До банкротства завода остаётся 3 года…
Само производство представляло из себя полную копию завода «AMD», ранее располагаемого в Дрездене. Однако фабрике так и не было суждено нормально заработать. Постоянная смена директоров, а также череда постоянных кредитов на модернизацию производства привели «Ангстрем-Т» к банкротству, в результате чего против компании было подано 30 судебных исков.
Даже вмешательство в процесс государства, которое выделяло миллиарды бюджетных рублей, никак не изменило ситуацию.
Российские специалисты за долгие годы отсутствия собственной полупроводниковой промышленности оказались неспособны наладить производство устаревшего оборудования даже с учётом того, что процессы технологической линии производства были скопированы, что называется, один в один.
В 2014 году под санкции Запада попал крупнейший в СНГ производитель полупроводниковой продукции завод «Микрон».
Чтобы было понимание того, насколько сильно внутри страны и за рубежом пытались уничтожить российскую микроэлектронику, приведу один примечательный пример. В начале 1990 года «Микрон» разработал технологию БиКМОП (технологию изготовления интегральных микросхем с использованием биполярных и КМОП-транзисторов на одном кристалле) и уже в середине 90-х осуществлял серийные поставки кристаллов, произведённых по этой технологии, в компанию «Samsung». Но как только «Микрон» начал кооперироваться с западными компаниями ради получения их сертификации, весь технологический прогресс сначала резко замедлился, а потом и вовсе прекратился.
Всё дело в том, что для подтверждения «качества» продукции на рынках Европы требовался сертификат соответствия системы управления качеством по нормам «ISO 9000». А единственным способом получить этот вожделенный сертификат являлся переход на западное производственное оборудование.
Башня — центральный офис АО «Микрон», а также 4 производственных корпуса слева от башни.
В 1990-е годы «Микрон» занимался разработками новых технологий и модернизацией производства. Так, в 1996 году разработаны и освоены быстродействующие ЦАП- и АЦП-схемы, полностью освоены технология и выпуск более 200 типов интегральных схем, которые ранее выпускались на предприятиях страны, а главное – построена новая чистая комната, в периметре которой освоено и начато производство кремниевых пластин и интегральных схем с топологией 800 нм. И всё это в тяжелейший период в истории России.
Конечно, «Микрон» отставал от лидеров в этой области, но не настолько критично, как сегодня.
Технология 800 нм была освоена западными компаниями в период с 1989 по 1993 годы. В 1996 году самым продвинутым был техпроцесс 250 нм, то есть отставание «Микрона» составляло около 7 лет.
Что совершенно нормально учитывая экономическую ситуацию в стране, и последствия развала СССР.
Первые процессоры и полупроводники с топологией 800 нм появились в 1989 году.
Если всё перевести в современные реалии, то получим следующее: «Samsung» в 2022 году запустил технологию 3 нм, а «Микрон» тогда бы запустил технологию 10 нм.
Видимо, это прекрасно понимали наши западные тогда ещё партнёры, поэтому быстро либерализовали всю российскую электронику под свои стандарты. Ведь в стране была разруха, а микроэлектроника – это та отрасль, которая пострадала меньше всего, и спустя пару лет после распада СССР могла бы продолжить своё развитие. Подобный подход явно не устраивал никого на Западе, поэтому строить в России любые полупроводниковые фабрики по современным технологиям было запрещено. Тогда все в России верили в так называемые «западные ценности» и принимали любые условия Запада…
В 1999 году «Микрон» получил долгожданный международный сертификат «ISO 9000» от французско инспекционно-сертификационной компании «Bureau Veritas Quality International». С этого момента всякая разработка на заводе зависела от желания наших западных партнёров.
Теперь завод мог работать только с сертификатами, которые без иностранного оборудования получить было невозможно. Разработка собственной линии производства по технологии 180-130 нм была ликвидирована в том же 1999 году.
В 2006 году «Микрон» выкупил права на лицензионный выпуск продукции по технологии 180 нм у франко-итальянской компании «STMicroelectronics». Позже в 2012 году — на устаревших технологиях, но зато с сертификатом «ISO 9000» и новеньким сертификатом экологического менеджмента (СЭМ) ISO 14001:2004, выданным компанией «Bureau Veritas Quality International» запущено производство по стандарту 90 нм на оборудовании компании «STMicroelectronics», по которому завод работает по сей день.
В.В. Путин посещает завод «Микрон», 17 октября 2006 года. Как бывший работник КГБ он наверняка прекрасно понимал, куда катился «Микрон» на тот момент…
С 2014 года ситуация со скрипом но начала изменяться. Впервые введённые санкции ощутимо ударили по России, в том числе по многим электронным компонентам, которые стали недоступны для покупки, а своих аналогов не было.
Поэтому именно в конце 2014 года «Микрон» выпустил первые отечественные микропроцессоры «Эльбрус-2СМ», выполненные по технологии 90 нм.
В 2015 году была собственными силами Микрон завершил разработку техпроцесса 65-нм. Технология была готова к запуску уже в следующем году. В этом же году было проведено исследование технологии 45 нм, переход на которую в «Микроне» оценили в 10 миллиардов рублей. Однако серийный выпуск продукции по техпроцессу 65 нм (а тем более — 45 нм) на 200-миллиметровых кремниевых пластинах освоить очень тяжело, а в большинстве случаев серийно производить невозможно.
Чем больше пластина тем меньше будет получаться брака за один цикл производства, чем меньше техпроцесс, тем производство более чувствительно даже к дефектом на молекулярном уровне. Потому производство 65 нм на кремниевых пластинах 200 мм, способствует тому, что 35-50% полученных кристаллов забраковываются.
Да, формально заказать микропроцессоры и микроконтроллеры по технологии 65 нм на «Микроне» можно, но конечный продукт будет носить экспериментальный характер.
Мировые производители начали переходить на 300-миллиметровые пластины ещё при техпроцессе 130 нм.
Дальнейшее технологическое развитие «Микрона» в рамках существующей фабрики — невозможно. Компания «Intel» не просто так под каждый новый техпроцесс выстраивает новую фабрику. Из сильно устаревшей производственной архитектуры «Микрона» выжали уже всё, что было можно, и серийная технология 90 нм на имеющихся мощностях – это предел технической возможности. Доказательство тому – проблемы с запуском освоенного 65-нанометрового техпроцесса. Для запуска производства на 300-миллиметровых пластинах (по технологии 65-45-32-28 нм) потребуется строительство новой фабрики, новой «чистой комнаты» и соответствующей инфраструктуры.
В России есть освоенное производство на 300-миллиметровых пластинах, и как бы парадоксально это ни звучало, но это производство есть благодаря Чубайсу.
Наверное, это единственная полезная и созидательная вещь за всю его политическую карьеру.
Компанией «Крокус Наноэлектроника» в настоящее время была освоена технология производства кристаллов 90/55 нм на 300-миллиметровых кремниевых пластинах.
Напомню, данная компания основана группой «Роснано» и французским стартапом «Crocus Technology» в 2011 году. В 2015 году закончено строительство завода, производство начато в 2016 году.
В 2022 году компания «Крокус Наноэлектроника» объявила о выпуске чипов с энергонезависимой резистивной памятью, созданных на базе технологического процесса 55 нм ULP (Ultra Low Power). Резистивная память (ReRAM) — одна из разновидностей энергонезависимой памяти (позволяет сохранять данные при отсутствии питания). «Крокус Наноэлектроника» является единственным в России предприятием, способным серийно выпускать энергонезависимую память нового поколения.
Так как всё оборудование импортное, компания, разумеется, успешно прошла переаттестацию системы менеджмента качества по новой версии стандарта ISO 9001:2015 в 2022 году, что никак не помешало всему оборудованию оказаться под санкциями. К сожалению, изначальная идея не предполагала полномасштабного производства, и само производство полупроводников является завершающем этапом цикла технологических операций по производству интегральных схем памяти на пластинах 300мм. То есть полного цикла производства с нуля, как на «Микроне», тут нет, а само оборудование может производить только MRAM-память.
Однако сам факт успешного освоения технологий позволил начать масштабную программу по возрождению полупроводниковой промышленности России.
Я в своё время (2010 год) работал с пластинами 150 мм( Фото из личного рабочего архива).
Возрождение российской микроэлектроники: есть ли у нас хотя бы шанс?
Производство российских полупроводников было буквально уничтожено навязыванием так называемых либеральных ценностей и попытками России всячески следовать правилам западных стран.
Единственный в России работающий завод полного цикла «Микрон» в 1990 году продавал полупроводниковые изделия компании «Самсунг», а сегодня его технологии отстают от мировых на 20 лет.
После введения в 2014 году санкций правительство России начало осознавать, что эти санкции уже точно никогда не будут сняты, особенно в области полупроводниковой промышленности.
Инфографика завода «Ангстрем-Т». Таким он должен был быть по изначальной задумке.
На то время в России работали следующие предприятия:
- «Микрон» — полноцикличное производство полупроводников, работающих по топологии 250-90 нм, а также попытка запустить в серию разработанную самостоятельно 65-нанометровую технологию на 200-миллиметровых кремниевых пластинах.
- «Ангстрем-Т» — полноцикличное производство полупроводников, которое должно было работать по топологии 250-90 нм, а также попытка наладить серийный выпуск полупроводниковой продукции (в последствии — банкрот).
- «Крокус Наноэлектроника» — единственное в России предприятие, освоившее технологию производств на 300-милиметровых кремниевых пластин и запустившее в 2016 году производство интегральных схем памяти по техпроцессу 90 нм, а в 2020 году 55 нм (фактически же компания осуществляет только последний этап в производстве, нанося MRAM-слои).
Академик РАН, доктор технических наук, профессор, генеральный директор АО «НИИМЭ», председатель совета директоров АО «Микрон» Геннадий Яковлевич Красников в 2017 году заявил, что технологическое оборудование «Микрона» и «Ангстрем-Т» исчерпало возможность уменьшения топологических размеров, и более не годится для дальнейшего уменьшение техпроцесса.
Геннадий Яковлевич Красников с тарой, в которой уложены кремниевые пластины.
Фото тары для кремниевых пластин (мой личный архив, фото с работы).
Помещения для производства полупроводниковой продукции сооружались с куда меньшими требованиями, поэтому даже по спецификации не предусмотрены для более современного производства. Там нет соответствующей виброизоляции, а чистые комнаты не подходят для дальнейшего совершенствования технологий. Требуется строительство с нуля нового завода, построенного по самым современным нормам. Ну а переход на 300-милиметровые кремниевые пластины – это обязательный шаг, без которого дальнейшее развитие полупроводниковой промышленности в России просто невозможно.
Однако производство российских полупроводников настолько отстало в технологическом плане от аналогичных производств в других странах, что никакие деньги и никакое привлечение китайцев уже не поможет, если всё делать на старых заводских мощностях 1970-х годов постройки. Теперь для того, чтобы хотя бы не отставать ещё больше от мировых лидеров, нужно строить не просто новую фабрику, а создавать новый градообразующий наукоёмкий объект с колоссальной научно-технологической базой и инфраструктурой. Вокруг этой новой фабрики должны появиться десятки прочих предприятий: дизайн-центры, центры по производству особо чистых материалов, центры разработки технологического оборудования и т.д.
Правительство РФ, с подачи президента В.В. Путина, одобрило строительство новой фабрики ещё в 2018 году, однако документы, как всегда, застряли в бюрократическом аппарате на стадии многочисленных согласований.
Новая фабрика должна изначально создаваться под выпуск 28-нанометровой топологии. Такая технология выбрана не просто так: 28 нм – это сегодняшний предел для качественного уменьшения логических элементов на современных кремниевых пластинах. Далее идёт не уменьшение размера, а оптимизация, позволяющая в пределах топологии в 28 нм добиваться большей производительности и плотности элементов.
Техпроцесс 28 нм, смотрим на размеры основных физических элементов.
Размеры основных физических элементов при 10-нанометровом техпроцессе.
Размеры основных физических элементов при 7-нанометровом техпроцессе.
Например, термин «3 нм» — это просто коммерческое название для поколения определённого размера. Однако данная технология не предполагает само уменьшение геометрии транзистора.
Схематично 5-нанометровый техпроцесс выглядит так.
Разговоры про новую фабрику с топологией 28 нм пошли с 2015 года, почти сразу после введения первых санкций, ударивших по полупроводниковой промышленности России. Постройку такой фабрики обосновывали соображениями национальной безопасности.
Тогда специалисты «Микрона» готовы были разработать техпроцесс 28 нм самостоятельно, без закупки иностранного оборудования. «Микрон» и АФК «Система» предлагали выделить на проект от 25 до 55 миллиардов рублей, и разработать технологическую линию при поддержки правительства.
Позже, в 2017 году, ведущий российский научно-исследовательский центр по проведению научно-технологических исследований в области микро- и наноэлектроники, разработки и производства полупроводниковых изделий, директором которого был Геннадий Яковлевич Красников, всё же смог пролоббировать строительство новой фабрики на мощностях завода «Ангстрем-Т», предварительно демонтировав его действующее оборудование.
Тогда подобный проект вызвал массу критики: от увеличения расходов и задержки реализации проекта на несколько лет, до обоснования экономической несостоятельности проекта.
В итоге реализация проекта только затягивалась, а санкции постоянно усиливались.
Параллельно с этим в мире шла санкционная война против китайской высокотехнологичной компании «Huawei», результатом которой стал полный запрет компании на выпуск процессоров «Kirin» собственной разработки, которые производились на фабрике TSMC ( Тайвань). Это стало показательным примером того, что ждёт российских разработчиков процессоров «Байкал» и «МЦСТ» в самое ближайшее время. Уже тогда ни о какой закупке иностранного оборудования и речи быть не могло, а вскоре российским разработчикам ещё и закрыли доступ для размещения заказов на мировых фабриках полупроводниковой промышленности, как это было сделано с технологическим гигантом «Huawei».
В итоге сегодня, в 2022 году, представительство «Huawei» заявило, что главная цель компании — выживание, поэтому многие направления её бизнеса как и научные исследования попадут под тотальное сокращение. Даже такой, казалось бы, непотопляемый китайский гигант мало что смог противопоставить санкциям Запада.
Рен Чжэнфэй (основатель и генеральный директор компании «Huawei») пишет в обнародованной записке, что «холод почувствуют все», и компания должна сосредоточиться на выживании.
Возможно, это стало триггером для начала реализации уже давно задуманного проекта – строительства первой в России фабрики полупроводникового производства полного цикла.
Строительство нового завода началось в конце 2021 года на месте снесённых двух старых корпусов «Ангстрема», построенных ещё в 1970-х. На их месте строится новый завод, в 3,5 раза больший по площади.
Ракурс на территорию «Ангстрема» в 2020 году. На этом месте в конце 2021 года началось строительство нового завода.
Конечно, вокруг строительство завода с самого начала летало много высказываний скептиков: мол, это и не завод вовсе — оборудования нет и не будет, да и вообще МИЭТ (Московский институт электронной техники) планирует там разместить свою исследовательскую и образовательную инфраструктуру, где только будут проводиться исследования, а не реальное производство.
Ну что же в итоге? Я, как житель Зеленограда, могу непосредственно наблюдать строительство завода. Вот, пока шёл на работу, сфотографировал стройку с разных ракурсов:
Источник: www.putin-today.ru
Гражданский сектор авиапромышленности России в 2021 г.
В прошедшем 2021 г серийное производство пассажирских и транспортных самолетов на российских авиазаводах суммарно составило 20 машин отечественной разработки. Основной тренд последних пяти лет – «топтание на месте»
Авиазавод в Комсомольске-на-Амуре (КнАФ)
Вновь больше всех самолетов гражданского назначения построено на авиазаводе в Комсомольске-на-Амуре (КнАФ) на предприятии АО «Региональные самолеты (РС)» (филиал корпорации «Иркут») – 12 машин марки «Суперджет-100» (SJ-100). Для сравнения: в 2020 г. было построено 11 самолетов SJ-100. АО «РС» – это бывшая компания «Гражданские самолеты Сухого (ГСС)».
Сейчас средний темп производства самолетов на авиазаводе в Комсомольске-на-Амуре составляет один SJ-100 в месяц. Суммарно на 31 декабря 2021 г. построено вместе с опытными образцами 219 самолетов семейства «Суперджет-100».
Иркутский авиазавод (ИАЗ)
25 декабря 2021 г. на аэродроме Иркутского авиазавода (ИАЗ) совершил первый полет шестой летный образец перспективного ближне-среднемагистрального авиалайнера МС-21-300 (бортовой № 73361 и заводской № МС.0013), оснащенный двумя американскими двигателями PW1400G-JM, и с крылом из российских композиционных материалов (КМ).
На первых опытных образцах самолета МС-21-300/310 установлено крыло из зарубежных композитов. Разработкой и производством крыла из отечественных полимерных композиционных материалов для планера самолета МС-21 занимается компания «Аэрокомпозит» (Ульяновск), которая входит в состав Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК), так как осенью 2018 г. Министерство торговли США внесло российскую компанию «Аэрокомпозит» в санкционный список и запретило продавать американской компании Hexcel и японской Toray Industries композиционные материалы, предназначенные для России. На первых опытных образцах МС-21 установлено крыло из импортных композитов.
Согласно официальным сообщениям, перспективный авиалайнер МС-21-300, оснащенный американскими двигателями, который получил 27 декабря 2021 г. базовый сертификат, будет продолжать проходить сертификационные испытания для снятия ряда ограничений
Однако программа по выпуску серийных машин МС-21-300 в одночасье может «зависнуть», если американцы ужесточат санкции и запретят компании Пратт-Уитни продавать турбореактивные двигатели PW1400G-JM, а ряду американских компаний комплектующие для МС-21 в Россию.
Стоит напомнить, что даже у самолетов марки МС-21-310 с отечественными двигателями ПД-14 часть авионики поставляется американскими компаниями Honeywell, UTC Aerospace Systems, Collins Aerospace. Американская компания Goodrich при участии российской компании «Авиаприбор» поставляет систему управления полетом. Американская компания Hamilton Standard отвечает за поставки электрогенераторов и вспомогательного бортового электрооборудования.
В конце декабря 2021 г. правительством России было принято решение о выделении на программу импортозамещения для самолета МС-21 более 61 млрд. рублей. Однако для ее реализации потребуются годы и дополнительные сертификационные испытания.
Пересмотрен график поставок первых серийных авиалайнеров МС-21 авиакомпаниям. Первая поставка перспективного с российского самолета МС-21-300 стартовому заказчику состоится не в апреле, а октябре 2022 г.
Параллельно проходит испытания версия MC-21-310 с российскими двигателями ПД-14. По графику этот самолет должен быть сертифицирован в России к концу 2022 г., а первые поставки заказчикам запланированы на 2024 г. Темп производства опытных образцов самолета МС-21-300/310 за последние пять лет – один авиалайнер за год.
Генеральный директор Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) Александр Артюхов, заявил, что в рамках этапа опытно-конструкторских работ в Перми было создано мелкосерийное производство ПД-14, способное обеспечить выпуск около 10 двигателей в год. Сейчас необходимо принимать решения по источникам финансирования для выхода производства на мощность не менее 50 двигателей ПД-14 в год и организации системы послепродажного обслуживания моторов.
Ульяновский авиастроительный комплекс «Авиастар-СП»
В 2021 г. на «Авиастаре» было запланировано построить пять серийных военно-транспортных самолетов (ВТС) Ил-76МД-90А. С большой натяжкой можно сказать, что построили три серийных машины Ил-76МД-90А. Две подняли в воздух (№ 206 и № 207), а третью (№ 208) собираются передать на Летно-испытательную станцию (ЛИС).
Серийная машина Ил-76МД-90А (№ 208) – это третий модернизированный ВТС Ил-76МД-90А, собранный с помощью новой поточной линии сборки ПЛС-76, которую запустили в эксплуатацию в октябре 2019 г. На официальном уровне заявлено, что конструктивно-технологическая отработка сборки изделий на ПЛС-76 будет проходить на трех серийных самолетах Ил-76МД-90А (машинах №№ 206, 207 и 208).
Министр обороны Сергей Шойгу поставил задачу выйти на выпуск до 10 серийных военно-транспортных самолетов Ил-76МД-90А в год на ульяновском авиазаводе «Авиастар». Об этом сообщила пресс-служба Минобороны РФ. Пока слова Шойгу воспринимаются как фантастика, придуманная в кабинетах военного ведомства.
Воронежский авиазавод (ВАСО)
На Воронежском предприятии в 2021 г. достроили и подняли в воздух два самолета Ил-96-300ПУ (в апреле и августе). Ожидалось, что завершение изготовления двух авиалайнеров Ил-96-300 (регистрационные №№ RA-96024 и RA-96025 – это 24-я и 25-я машины марки Ил-96-300), которые предназначены для президентского авиаотряда, произойдет вначале в 2019 г., а затем – в 2020 г., но этого не произошло. Выпуск этих двух авиалайнеров состоялся в 2021 г.
Воронежское акционерное самолетостроительное общество (ВАСО) будет загружено производством широкофюзеляжных самолетов на базе Ил-96 до 2030 г., об этом заявил летом 2021 г. вице-премьер Юрий Борисов при посещении Воронежского авиазавода.
Программа по серийному производству самолетов семейства Ил-96 традиционно обеспечивает основную загрузку авиазавода. Около 70% работников предприятия заняты именно на этом проекте. После провального 2020 г., в котором Воронежский авиазавод (ПАО «ВАСО», входит в дивизион транспортной авиации ОАК) получил 2,3 млрд. руб. выручки вместо традиционных 7-8 млрд. руб. и не сдал ни одного самолета, предприятие частично улучшило финансовые показатели в 2021 г.
Также в 2021 г. авиазавод планировал построить второй (вначале намеревались изготовить два самолета) летающий образец легкого военно-транспортного самолета (ЛВТС) Ил-112В, но этого не произошло. Ранее вице-премьер правительства России Юрий Борисов официально заявил, что из-за катастрофы первого опытного образца ЛВТС Ил-112В серийные поставки машин Ил-112В и Ил-114-300 начнутся позже запланированного 2023 г.
Напомним, что 17 августа 2021 г. в районе аэродрома Кубинка в Подмосковье разбился единственный летный образец нового транспортника Ил-112В. Катастрофа произошла при заходе на посадку во время тренировочного полета перед выставочным форумом «Армия-2021». Погибли все три члена экипажа.
В нынешнем году стало известно, что авиалайнер Ил-96-400М не пойдет в серийное производство на ВАСО. Будет ли достроен первый образец пассажирской машины Ил-96-400М пока на официальном уровне не сообщалось.
Казанский авиазавод им. С.П.Горбунова (КАЗ)
28 мая 2021 г. в Казани совершил первый полет очередной серийный самолет Ту-214ПУ (регистрационный № RF-64534), построенный на Казанском авиазаводе (филиал ПАО «Туполев»). По неофициальным сообщениям, данный борт был построен для Федеральной службы безопасности (ФСБ) России. Это 34-я построенная в Казани машина Ту-214. Общее количество самолетов семейства Ту-204/Ту-214, построенных в СССР и России с 1989 г, вместе с опытными образцами, составило почти 90 единиц.
Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М.Бериева (ТАНТК)
В 2021 г. в Таганроге был построен один самолет Бе-200 (регистрационный № RF-88475 и заводской № 356) для Морской авиации ВМФ России.
В 2021 г. Таганрогский авиазавод заключил с МЧС России контракт на поставку двух самолетов-амфибий Бе-200ЧС. Об этом сообщило региональное правительство. Сумма контракта составила 5,7 млрд. руб. Ранее МЧС РФ получило от Таганрогского авиазавода шесть Бе-200.
Следует сказать, что за прошедшие почти двадцать лет, если вести отчет с начала постройки первых серийных машин Бе-200 вначале в Иркутске, а затем в Таганроге, авиастроителями построено около 20 самолетов (вместе с опытными образцами).
Луховицкий авиазавод
Завершение постройки второго самолета для региональных авиалиний Ил-114-300 перенесено с 2021 г. на 2022 г. Строительство машины Ил-114-300 (№ 0110) началось в 2019 г. В начале августа 2019 г. на Воронежском авиазаводе (ВАСО) был изготовлен центроплан для самолета Ил-114-300 (№ 0110). Центроплан доставили автотранспортом на авиазавод в Луховицы в сентябре 2019 г.
Финишную сборку модернизированных самолетов Ил-114-300 намечено осуществлять на Луховицком авиазаводе, который в ближайшей время войдет в состав компании «Сухой».
Уральский завод гражданской авиации (УЗГА)
Традиционно в ежегодном обзоре приводим данные по выпуску на УЗГА в рамках лицензионной сборки самолетов для местный воздушный линий (МВЛ) L-410 чешской разработки.
Машина для местных авиалиний L-410 разработана специалистами Чехии в 60-е годы прошлого столетия. В августе 2013 г. Уральская горно-металлургическая компания (УГМК) стала 100% владельцем акций чешской компании «Эйркрафт Индастриз (Aircraft Industries)», которая серийно строит L-410. Программа по поставкам отечественным авиакомпаниям самолетов МВЛ L-410 крупноузловой лицензионной сборки на Урале осуществляется через механизм финансового лизинга ГТЛК с 2016 г. Сейчас выпускается русифицированная версия, в которой импортозамещен ряд бортовых систем.
Продвижением самолета МВЛ на рынок и финансированием заказа занимается крупнейшая лизинговая компания России – Государственная транспортная лизинговая компания (ГТЛК), на 100% принадлежащая Минтрансу России. УЗГА запланировал поставки заказчикам не менее 4 самолетов L-410 в 2021 г. Заказчиками являются авиакомпании, работающие на севере России. На середину декабря 2021 г. было поставлено только две машины МВЛ. Для сравнения: в 2020 г. заказчики получили пять воздушных судов марки L-410 против семи годом ранее.
Итоги
Необходимо отметить, что в обзоре учитываются только самолеты гражданского и двойного назначения, а также машины транспортной авиации. Самолеты L-410 лицензионной постройки не засчитывались.
В прошедшем 2021 г. серийное производство пассажирских и транспортных самолетов на российских авиазаводах суммарно составило 20 машин. Напомню, что в 2018 г. было построено 35 машин гражданского, транспортного и специального назначения, в 2019 г. – 23 самолетов, а в 2020 г. – 19 машин.
Про работу гражданского сектора отечественного авиапрома в 2022 г. можно с большой долей уверенности предположить, что это будет повторением 2021 г. Ни на какие прорывы российская авиапромышленность в принципе не способна в ближайшей перспективе. Не стоит себя тешить иллюзиями. Машину МС-21 ждет трудная судьба в обозримом будущем.
В июне 2021 г. руководство ОАК, входящей в состав ГК «Ростех», в ходе визита премьер-министра Михаила Мишустина на завод «Авиастар-СП» в Ульяновске рассказало о проблеме нехватки кадров. М.Мишустин дал распоряжение разработать программу подготовки специалистов для предприятий авиапрома в Ульяновской области. Однако в этот список можно включить и Воронежскую и Ростовскую области.
Уже давно не секрет, что на всех серийных авиазаводах в европейской части нашей страны одна большая проблема – кадры. Люди, работающие на сборке самолетов, порой увольняются не по одному-двум-трем, а целыми бригадами из-за низких зарплат. Увольняются квалифицированные работники, на их место принимают молодежь без опыта работы по сборке самолетов. Некоторые уволившиеся с предприятий работники откровенно делятся своим мнением о работе на авиазаводе в соцсетях.
Источник: diana-mihailova.livejournal.com