Все в порядке, но.
Этот текст мало кто будет читать и мы можем написать здесь все, что угодно, например.
Вы живете в неведении. Роботы уже вторглись в нашу жизнь и быстро захватывают мир, но мы встали на светлый путь и боремся за выживание человечества. А если серьезно, то.
В целях обеспечения безопасности сайта от кибератак нам необходимо убедиться, что вы человек. Если данная страница выводится вам часто, есть вероятность, что ваш компьютер заражен или вы используете для доступа IP адрес зараженных компьютеров.
Если это ваш частный компьютер и вы пытаетесь зайти на сайт, например, из дома — мы рекомендуем вам проверить ваш компьютер на наличие вирусов.
Если вы пытаетесь зайти на сайт, например, с работы или открытых сетей — вам необходимо обратиться с системному администратору и сообщить, что о возможном заражении компьютеров в вашей сети.
Почему Россия не сможет построить свою полупроводниковую промышленность, даже с помощью Китая
На этот вопрос есть короткий ответ: потому что своей отдельной полупроводниковой промышленности нет вообще ни у кого в мире. Да-да, ее нет даже у стран из топовых позиций списка производителей электроники, включая США, Тайвань, Китай, Южную Корею, Японию, Германию и так далее. Но у так называемых «российских патриотов» всегда наготове неубиваемый контраргумент: «А ведь в СССР мы производили все для себя сами и не хуже, чем на Западе!»
А что именно «мы все для себя сами» производили в СССР?
Опять есть краткий ответ: ничего за пределами самых неотложных нужд и, в первую очередь, оборонного сектора. О дефиците в советское время слышали? Вот в рамках этого дефицита и справлялись кое-как. Это якобы «все», что мы «производили для себя сами» не выдержало даже намека на конкуренцию, как только опал железный занавес. Кого следует винить, что при этом из-за тотальной неконкурентоспособности советских предприятий за бортом оказались даже те немногие товары и идеи чисто отечественного происхождения, которые как-то отвечали мировому уровню?
Опыт СССР
Для начала посмотрим на примере, как так оказалось, что СССР, обладая неплохим изобретательским и научным потенциалом, все время сворачивал на путь тупого копирования импортных технологий и идей. Исключения имеются, но производство полупроводников к ним точно не относится.
В истории полупроводниковой промышленности был эпизод, отлично иллюстрирующий отношение чиновников к отечественным самородкам. Рижский инженер Юрий Осокин изобрел полупроводниковую микросхему в 1962 году и внедрил ее в производство практически одновременно с Робертом Нойсом, признанным первооткрывателем технологии. При этом ничего о работах Нойса не зная — сказывалась изолированность от западной технологической тусовки. И изобретение Осокина, что еще более удивительно, применялось на практике аж до середины 1990-х. Однако не только осталось в мире никому не известным, но и никак не повлияло на развитие Зеленоградского центра микроэлектроники, основанного спустя пару лет целиком на западных идеях. Почему? А потому, что было строго засекречено.
Ни из собственных идей, ни из копирования западных аналогов в отечественной полупроводниковой отрасли так и не выросло ничего такого, что после снятия «железного занавеса» можно было бы предложить миру. Пока в СССР мучились с воспроизведением аналогов микропроцессоров первого поколения Intel 8080 и 8086, на западе появилось и умерло еще с десяток веток развития, большая часть которых прочно забыта, но некоторые — такие, как ARM-процессоры — стали определять лицо современного мира.
В этом «системное» отличие СССР 1990-х от Китая того же периода — оголодавший к началу последнего десятилетия ХХ века восточный монстр с еще большей беззастенчивостью копировал западные изделия, но с самого начала всеми силами продирался именно на международные рынки, используя любое преимущество: прежде всего низкую стоимость трудолюбивой и легко обучаемой рабочей силы. К середине 2000-х Китай, при коммунистическом правительстве, с оскорбительным упорством пропускающим мимо ушей все обвинения в нарушении прав человека, стал незаменимой «всемирной мастерской», не просто вписавшись в мировую экономику, но и завоевав в ней командные высоты. И в конце концов переплюнул Штаты по многим инновациям, из-за чего тем пришлось даже торговые войны развязывать. Кто-то тут мечтал о многополярном мире?
Я вам расскажу, какие два полезных выхода все-таки имели советские разработки. Один, локальный — это нашумевший отечественный процессор «Эльбрус», основа импортозамещенных серверов, недавно блистательно провалившихся при испытаниях в Сбере. Вот этот процессор, в неудаче испытаний, впрочем, не виноватый — является дальним наследником компьютера «Эльбрус», разработка которого в 1970-е годы была одной из немногих не ориентированных на копирование западных образцов.
Жаль, действительно, что выпуск «Эльбруса» вместе с другим отечественным процессором, «Байкал», возобновится теперь, видимо, не скоро, так как его изготовитель, тайваньская TMSC, в ряду остальных полупроводниковых брендов отказалась сотрудничать с Россией после 24 февраля.
Если вы думаете, что в TMSC горько рыдают от утери столь «важного» заказчика, то глубоко ошибаетесь — в мировой полупроводниковой отрасли сейчас кризис поставок, мощности TMSC, как и других брендов, загружены на 90%, и любое локальное снижение давления со стороны спроса, даже столь мизерное, как производство «Эльбрусов» с «Байкалами», только приветствуется.
Второе полезное последствие советские программисты приобрели какой-никакой опыт в программировании современных систем. И проникли в том числе и на международные рынки, сохранив высокий уровень конкурентоспособности на годы. Нынешние российские разработчики сейчас без работы, безусловно, не останутся, но в тесных рамках импортозамещения и при закрытом выходе на остальной мир ни о каком серьезном росте ключевых для рынка навыков говорить не приходится.
Ощущения от импортозамещения
В начале января на «Хабре» появилась статья некоего Тимофея Захарова aka zatim, которая так и называлась «Про импортозамещение». Статья, в которой был в подробностях изложен собственный негативный опыт специалиста-разработчика в попытках выполнить пожелание заказчика по переводу «выпускавшихся у нас изделий полностью на отечественную элементную базу». Захаров-zatim подробно описывает встретившиеся трудности, распределив их по категориям. Приведем несколько характерных цитат по каждой из этих категорий:
- отсутствие информации:
«если иностранные производители распространяют информацию о своих компонентах совершенно бесплатно, то у отечественных производителей ее необходимо покупать. Порядок цен — в среднем несколько десятков тыс. рублей за документ. Если в изделии используется сотня различных типов компонентов, будь добр, выложи миллион только за то, чтобы узнать чуть более подробную информацию о них и получить возможность их использовать»;
- проблема с закупкой:
«на поставку некоторых компонентов, например, необходимо записываться за год, писать письмо с просьбой включить предприятие в план поставок на следующий год»; «также есть существенная проблема, связанная с тем, что многие позиции в каталогах и перечнях есть, а по факту не производятся»;
- цена:
«отечественный компонент в среднем стоит в 20-100 раз (. ) дороже качественного импортного аналога»;
- ужасное качество:
«производимые сейчас отечественные электронные компоненты по уровню параметров примерно 20-30-летней давности и имеют соответствующие тем годам ограничения и паразитные параметры»; «технологическая отсталость сказывается и на размерах отечественных компонентов, они, как правило, намного крупнее современных импортных аналогов»; «отечественные производители не стесняются поставлять откровенный брак».
Вообще статью надо читать целиком, потому что каждое из этих положений разжевано в деталях и обильно снабжено примерами из реальной практики. Автор резюмирует: «Согласно постановлению правительства РФ №719, с 1 января 2022 г. чтобы изделие считалось отечественным, оно должно содержать не менее 90 процентов от общего количества указанных электронных компонентов. Учитывая проблемы, описанные выше, я просто не представляю как это вообще будет выглядеть и что с этим делать.»
Комментарии к этой статье (1161 штука на сегодняшний день) занимают куда больше места, чем сама статья. Если кому-то позиция zatim’а кажется исключительно «злобным очернением», советую углубиться в эти комментарии — имеете шанс получить полную и объективную картину.
Добавить к этому совершенно нечего, разве что упомянуть собственный скромный опыт по попыткам использования продукции одной отечественной компании. Фирма МЭЛТ выпускает, в частности, отличные малопотребляющие ЖК-дисплеи, аналоги которых среди импортных еще надо поискать. Но в полном соответствии с опытом zatim’а снабжает их куцей, убогой и разрозненной документацией, из-за чего применение этих дисплеев превращается в небольшую НИиОКР. Я пытался достучаться до руководства продажами этой фирмы, указывая, что не так уж и сложно привести документацию в порядок, дополнить и оформить в единую стандартную для отрасли форму, на что мне было отвечено в стиле: «а мы не понимаем, чего вам тут не хватает».
Однако, если бы проблема была только в документации… Ситуация с отечественными предприятиями куда хуже простого неумения вести дела.
Экран загрузки операционной системы компьютера BitBlaze. Скриншот видео Youtube / Дмитрий Бачило
«Ангстрем-Т», «Т-платформы» и другие
Закрытие отечественных предприятий и их банкротства — отнюдь не прерогатива правительства Гайдара, как это часто утверждают, упирая на то, при Путине промышленность якобы восстанавливалась. Посмотрим, как она восстанавливалась, на примере. Вот цитата из описания свидетелем происходивщего с «Ангстремом-Т»:
«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. <…>
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».
В этой статье Дениса Шамиряна aka CorneliusAgrippa, специалиста в области производства полупроводниковых изделий, содержится краткая характеристика некоторых других ведущих отечественных полупроводниковых предприятий. Не все так плохо, как с Ангстремом-Т — например, давно находящийся под санкциями «Микрон» процветает на выпуске чипов для банковских карт, паспортов, билетов в метро (естественно, субсидируемых государством). Но, возможно, он — единственный такой.
Так, «Крокус наноэлектроника», получивший кучу инвестиций с ориентировкой на производство некоей новой разновидности памяти (MRAM), единственное предприятие в России, ориентированное на производство по технологии 65 нм (на иностранных пластинах, отметим), находится в полуживом состоянии. «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. <…> 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», — характеризует ситуацию Денис.
Обратимся к еще одному важному аспекту тяжелого состояния, в котором находятся полупроводниковые предприятия в России.
Компания «Т-платформы» — это, между прочим, тот самый процессор «Байкал», который сейчас прекратили производить на TMSC. И далеко не только он. Авторитетный проектировщик микроэлектроники Юрий Панчул так характеризует компанию:
«Сначала компания построила суперкомпьютер «Ломоносов», который был 13-м по мощности в мире. Затем «Т-платформы» поставили суперкомпьютеры в Германию и США, и у компании начались проблемы с американскими властями — её внесло в чёрный список Бюро промышленности и безопасности США. Многие тогда ожидали, что бизнес «Т‑Платформ» погибнет, так как они не смогут использовать американские технологии и торговать за пределами России. Но компания Опанасенко не согласилась с этим решением и смогла выиграть дело в американском суде. <…> «Т-Платформы» добились реальных результатов в условиях, когда вокруг вообще не верили, что в России можно проектировать высокопроизводительные системы на кристалле, экспортировать российские суперкомпьютеры на Запад и выигрывать в борьбе против американских властей».
Судьба предприятия, однако, оказалась плачевной именно на родине: «Руководителя организации [Всеволода Опанасенко — Ю.Р.] арестовали в марте [2019 — Ю.Р.], обвинив в злоупотреблениях должностными полномочиями с тяжкими последствиями. Такое нарушение наказывается лишением свободы на срок до десяти лет. Арест был связан с контрактом, заключенным 30 ноября 2016 года. Согласно ему «Т-платформы» обязались поставить в МВД РФ компьютеры на отечественных процессорах на сумму в 357,1 млн рублей. Вычислительные системы не были поставлены в срок, после этого МВД отказалось его принимать в более поздний срок. Правда, чуть позже тендер был возобновлен и выиграли снова «Т-платформы», поставки были выполнены.»
В реальности, по словам источников в «Платформе», МВД перечислило эти довольно большие деньги в самый последний момент, и попавший под стражу гендиректор Всеволод Опанасенко просто не захотел или не смог наладить производство вовремя. А если ознакомитесь с цитированной заметкой целиком, то поймете, что и само событие и неадекватная судебная реакция на нарушение — все это было тщательно подстроенным шагом для того, чтобы «национализировать» «Т-платформы».
Как же — успешное предприятие по выпуску критично важной для государства продукции, и вдруг в частных руках какого-то энтузиаста, стремящегося к тому же на западные рынки. Непорядок!
Добавьте еще, что в новые руководители прочили некоего Алексея Соколова, руководившего тем самым зеленоградским предприятием «Ангстрем-Т» до момента его банкротства — и размах бардака, творящегося в головах чиновников, станет вполне ясен.
«Т-платформы» — самый яркий пример того, как относятся в государстве к успешным электронным предприятиям, но далеко не единственный. Сейчас правительство рекламирует свои льготы айтишникам, вплоть до освобождения от призыва в армию, но как насчет пресловутой свободы предпринимательства? Не окажутся ли завтра пытающиеся выйти за рубеж в рядах врагов наро…, извините, иноагентов? Рекомендую вспомнить как будто из сегодняшнего дня взятую историю о том, почему М. О. Доливо-Добровольский, вошедший во все учебники создатель трехфазной системы электроснабжения и таким образом ставший одним из «отцов» современной энергетической инфраструктуры, все свои достижения реализовывал в Германии.
Но отставим проблему «дураков и дорог» в сторону, предположим, что чиновники и руководители предприятий вдруг разом поумнели, и спросим: а вообще-то в современном мире можно построить автономное производство полупроводников так, чтобы ни от кого не зависеть?
Почему нельзя построить автономное полупроводниковое производство
Глобализация — это не гей-парады и не однополые браки, не «Макдональдс» в каждом городе и более того — даже не засилье международных корпораций, подчиняющимся американским законам. Настоящее, глубинное содержание термина глобализации раскрывается перед вами вот сейчас, когда Россия сама себя раздела перед всем миром. Вдруг вскрылось, что нет ни одной (буквально!) технологической цепочки, в которой бы тем или иным образом не были бы задействованы импортные технологии, оборудование или сырье. И если часть этого импорта подлежит сравнительно безболезненной (или пусть даже довольно болезненной, но достижимой) замене на отечественное или на другой импорт из «дружественных» стран, то есть часть, которая не заменяется ничем и ни при каких условиях. К этой части среди прочих относится и современное производство полупроводников.
Это совершенно не особенность России и не вина ее чиновников. Это — нормальная ситуация, так везде, в любой стране мира, кроме, возможно, Северной Кореи, и то вряд ли. Просто современная экономика за последние полвека стала именно такой. Если условный Трамп в США захочет вдруг перейти на самообеспечение, он тоже не сможет этого сделать, не растеряв свои передовые позиции в мире.
Вот что говорит цитировавшийся ранее Денис Шамирян в своей статье:
«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. <…> …современные производители оборудования прошли огромный путь в десятки лет улучшая и совершенствуя свое оборудование. Для примера, голландский производитель фотолитографического оборудования, компания ASML потратила около 15 лет, чтобы довести до ума установку EUV [фотолитография в глубоком ультрафиолете — Ю.Р]. Первый прототип был поставлен в IMEC (где я тогда работал) в начале двухтысячных, а на рынок она вышла несколько лет назад (это я еще не знаю, сколько времени у них заняло первый прототип сделать). Это при том, что у ASML огромный опыт в разработке и производстве машин фотолитографии и их R&D бюджет составляет порядка миллиарда евро в год.»
И добавляет относительно возможности освоить это все самостоятельно:
«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».
И добавим, продукция такой отрасли будет смертельно дорогой для потребителя, потому что
без возможности сбывать миллиарды чипов такое строительство вообще бессмысленно, а в России их сбывать просто некуда: емкость ее рынка 1-1,5% от мирового.
Соображения Дениса подтверждает вот эта статья, где подробно расписывается громоздкая международная структура современной полупроводниковой отрасли.
Нет, совсем без своей электроники Россия не останется. Техпроцесс 130 нм, которым уверенно обладает «Микрон» — это уровень начала нулевых, что, при условии не слишком глубоко вдаваться в остальные детали производственной цепочки и не обращать внимание на себестоимость конечной продукции (см. подробности в указанных выше источниках) позволяет выпускать огромный ассортимент рядовых комплектующих, вроде тех же чипов для банковских карт или микроконтроллеров общего назначения.
А вот про современные смартфоны-планшеты забудьте.
И что самое главное в контексте происходящего — забудьте про большое количество полупроводниковой номенклатуры двойного назначения. Тот самый «Эльбрус», который провалился в Сбере, в своей полной модификации «Эльбрус-2С+» предназначен для систем цифровой интеллектуальной обработки сигнала — это радары и анализаторы изображений. А выпускается он (точнее, выпускался — сейчас заказы недоступны) по 90 нм технологии только на Тайване — «Микрон», судя по всему, не смог освоить эту модификацию.
Единственный способ хоть как-то повлиять на этот процесс — встроиться в него и стать незаменимым хоть в чем-то. Для любого айтишника возможность работать на международном рынке — обязательное условие преуспевания. Упомянутый Юрий Панчул (много лет проработавший в Кремниевой долине, к слову) давно уже пропагандирует вполне реальный путь для этого, не требующий столь умопомрачительных вложений. Но пока Россия проводит «спецоперации по денацификации» сама возможность осуществления такого пути под большим вопросом.
Кремниевый занавес: почему России не нужна полупроводниковая независимость
Дефицит микроэлектроники наложился на торговую войну США и Китая. Сильнейшие мира сего вдруг осознали, что наличие в стране своей полупроводниковой промышленности – это классно. Ведь со своими заводами, как, например, у TSMC, страна обеспечит себе не только нацбезопасность, но и экономическое благополучие на десятилетия вперёд.
Точнее – управленцы разных стран осознали важность кремниевой независимости не вчера, но действовать и делать громкие заявления на этот счёт стали относительно недавно. Китай, США, Евросоюз, Россия… Все хотят добиться полной или частичной кремниевой независимости.
Однако аналитики, экономисты и даже сами производители процессоров вроде TSMC считают планы по строительству полупроводниковых фабрик даже в США и Европе, мягко говоря, сомнительной затеей. И убедительных причин тому называют много. Начиная от разорительной дороговизны независимости и заканчивая продолжительной стагнацией в отрасли, где все всё производят.
В общем, постараюсь как-нибудь не очень нудно, но и не слишком субъективно рассказать, почему на самом деле ни России, ни США, ни любой другой стране не нужны заводы, как у TSMC. Начнём, как водится, с начала. А именно – с планов различных регионов на развитие полупроводниковой промышленности.
Кто во что горазд
Китай принято считать главной угрозой хрупкому балансу в мировой полупроводниковой промышленности. Они первыми решили «пойти войной» за независимость. Они больше всех обещают влить в это дело средств. Например, в 2014 году правительство Поднебесной опубликовало «Рекомендации по развитию национальной индустрии интегральных схем», которые содержат призыв инвестировать не менее $150 млрд в развитие локального производства полупроводников. А уже в 2020 году Министерство промышленности Китая объявляет о планах вложить в течение 5 лет в цифровую инфраструктуру страны не менее $1,4 трлн. По замыслу правящей партии, к 2025 году не менее 70% активных чипов в стране должны быть местного производства.
США традиционно выступают в роли главного антагониста самого сильного агрессора. В 2017 году Совет консультантов по науке и технологиям США подготовил отчет «Обеспечение долгосрочного лидерства США в области полупроводников», в котором изложено видение конкурентоспособности Америки в отрасли. Документ содержит массу пунктов, которые включают в себя инвестиции в НИОКР, борьбу с промышленным шпионажем, создание полупроводниковых фабрик и не только. Уже летом 2020 года, при Трампе, отредактированная версия плана была включена в Закон о полномочиях на национальную оборону (NDAA). В частности, в нём прописаны дотации на $15 млрд для привлечения в страну предприятий по производству полупроводников вроде, как выяснилось позже, TSMC. Ещё $12 млрд выделят для исследования самих полупроводников. Чуть более $1 млрд – в НИОКР. Новоиспечённый же президент Джо Байден в марте 2021 года грозился поддержать отечественную полупроводниковую промышленность уже на $50 млрд.
Европа в последнее время часто отбрыкивается от навязчивого IT-покровительства своих западных партнёров. Это можно заметить хотя бы по жёсткой антимонопольной риторике, которую Еврокомиссия последнее время ведёт против большой американской IT-четвёрки. Ещё в мае 2013 года Европейская комиссия объявила о стратегии ЕС по развитию микро- и наноэлектроники. Документ призывает инвестировать в обозначенный сектор экономики не менее €35 млрд (или $41 млрд) до 2025 года. В 2018 году ЕС расширила свой план. В него добавились такие пункты, как создание стратегического суверенитета, привлечение ещё больших денег, создание пути от интеллектуальной собственности к продукции и не только. Уже в конце 2020 года 17 стран ЕС подписали декларацию, в которой они обязуются инвестировать в отрасль уже до €145 млрд и потратить их, в частности, на разработку процессоров до 2 нм.
России, кажется, долгое время было будто бы всё равно, каково состояние отечественной электроники, пока та удовлетворяла нужды армии. Однако последние лет эдак пять правительство медленно, не очень уверенно, но всё же плывет в сторону суверенитета. Например, в январе 2020 года в России утвердили стратегию развития электронной промышленности до 2030 года. Главными её пунктами, конечно, являются повышение доли отечественного оборудования внутри страны из соображений нацбезопасности, а также создание конкурентоспособной продукции и наладка её экспорта. Само собой, затрагивает программа и полупроводниковую промышленность. Правительство надеется, что к 2030 году в РФ появятся фабрики по созданию микросхем «толщиной» от 65 до 7 и даже 5 нм. Довольно амбициозно, учитывая, что актуальным на сегодня техпроцессом для отечественного производства является 130 нм. С другой стороны, та же Baikal Electronics уже давно освоила 28 нм, но литьё заказывает на Тайване. На всё про всё до 2024 года правительство планирует выделить около 266 миллиардов рублей (или $4,4 млрд по курсу на январь 2020 года).
Будущее российской микроэлектроники
В конце февраля 2022 года крупнейший тайваньский производитель полупроводников TSMC объявил о прекращении поставок и производства отечественных микропроцессоров из-за новых санкционных ограничений, введённых Бюро экспортного контроля Минторга США в ответ на военные действия на Украине. Под удар попали дизайн-центры МЦСТ, Байкал Электроникс, Ядро, НТЦ «Модуль», МТЦ «Элвис». Это буквально задушило все существующие и планируемые разработки микропроцессоров, включая всю линейку процессоров Байкал и практически все процессоры Эльбрус. Прямо сейчас Байкал Электроникс находится в подвешенном состоянии, поскольку производство порядка 200 тысяч процессоров на TSMC уже оплачено, 150 тысяч кристаллов готовы, но их предстоит корпусировать и ещё 50 тысяч чипов должны находиться в производстве. Ситуация критическая – никто не знает что будет дальше и вероятность того, что в дальнейшем с российскими разработчиками микросхем не будет работать ни одна фабрика в мире, включая китайские, выше 50%. На данный момент положение микроэлектронного производства в России таково, что ни одна процессорная разработка малой топологии невозможна по определению – у нас просто нет собственных производственных мощностей.
Сравнение размеров российских процессоров По-центру Эльбрус 16с Справа Байкал S Слева сверху Эльбрус 8с/св Слева AMD Ryzen 5 1600X Слева снизу AMD Phenom II x4 965 Снизу Intel Core i7-8700k
При СССР такого не было.
Технологическое отставание России берёт своё начало ещё со времён СССР. Дело в том, что с развитием микроэлектроники сложность производственного оборудования непрерывно росла. Если в 60-е годы возможно было производить микросхемы своими усилиями в гараже силами исследовательских команд, то к концу 80-х сложность возросла настолько, что технологическая гонка с США в серийном производстве микросхем стала Союзу не по силам.
Стоит отметить, что в 70-е одновременно с наступлением нефтяного кризиса, СССР достигает пика богатства и доброжелательного сотрудничества с западом, в связи с чем на территорию Союза ввозят невероятное количество западных ЭВМ. У нас работали 2 Burroughs, около 6 CDC, несколько HP 3000, два IBM S/360 и под конец десятилетия даже несколько настоящих DEC VAX. Все эти машины работали наряду с советскими флагманами того времени, типа БЭСМ-6. Представители министерства электронной промышленности СССР едут в Motorola и обсуждают детали копирования MC10k, начинаются переговоры с IBM о лицензировании S/370 как «Ряд-2». У Siemens закупаются Siemens 4004 и клонируются как М-4000.
Копирование западных машин имело целью не столько украсть аппаратное обеспечение, сколько снизить расходы на создание программно-аппаратной экосистемы. Вопреки превращению Зеленограда из текстильного пригорода Москвы в столицу Советской микроэлектроники, в СССР кибернетика никогда не была приоритетом, и существовавших уровней финансирования не хватало для того, чтобы поддерживать отрасль, которая требовала все больших и больших денег. Собственно, введение в 1967 году ЭВМ ЕС (они же ворованные IBM) было инициативой Минрадио, а в министерстве электронной промышленности аналогичный приказ о полном сворачивании оригинальных разработок вышел только в 1981 году.
В восьмидесятые, когда СССР был вынужден отказаться от собственной разработки с тем, чтобы хоть как-то сократить темпы роста отставания, на Западе стала появляться идеология fabless, то есть разделения разработки и производства, и консолидации производства на больших фабриках. Аутсорс производства — единственный способ дать возможность работать в микроэлектронике небольшим компаниям. Именно инновационные стартапы всегда были основным драйвером развития отрасли. В шестидесятых фабрики у всех были свои, а в восьмидесятых стартапы начали покупать у больших компаний излишки мощностей. В закрытом СССР такой возможности не было, а собственные фабрики отставали все больше.
Ни одна страна в мире, даже США, не может позволить себе жить в абсолютной изоляции и делать свое ВСЁ — от туалетной бумаги до ракет. Все уже давно поняли, что рулят специализации и открытый мир и выгоднее торговать, а не воевать. А накручивать себе риторику осажденной крепости истерично десятилетиями, как в СССР любили — это не очень психически здравая позиция.
После распада СССР то немногое, что было, оказалось выкинуто на помойку и отрасль существовала за счет скудных остатков оборонзаказа. Кроме этого, были сломаны продуктовые цепочки с заводами, расположенными в отделившихся республиках. Несколько способных коллективов пережили девяностые буквально чудом.
По сей день функционируют несколько довольно успешных заводов, оставшихся после Советского Союза, одним из направлений производств которых является изготовление запчастей, родом из 70-х, по тем или иными причинам востребованным в ВПК — это Интеграл в Минске и Кремний Эл в Брянске.
Нулевые
В начале нулевых, почти одновременно с перлами Бабаяна о разработке «прорывного» процессора Эльбрус 2000 и требований инвестиций в размере ста миллионов долларов на тестовые образцы, в НИИСИ РАН были сделаны первые шаги по запуску собственной фабрики с проектными нормами 500 нанометров. На «Ангстреме» пошли в серию первые процессоры семейства «Мультикор», была основана компания «Цифровые решения».
В атмосфере оттепели и модернизации и увеличившемся на короткое время благосостояния страны в связи с высокими ценами на нефть, появились деньги и на электронику.
Среднемесячные спотовые цены на нефть марки Brent за баррель
С 2003 года были предприняты усилия по возрождению российской микроэлектроники, — в довольно сжатое время было создано много различных микроэлектронных инициатив, включая компанию Элвис. В бывшем до того дистрибьютором «Миландре» открыли дизайн-центр. Тогда же появились идеи насчёт покупки готовой фабрики заграницей. Эти идеи в итоге вылились в два больших проекта, одним из которых стало оснащение летом 2006 года завода Микрона в Зеленограде 180 нанометровым производством — с компанией STMicroelectronics шли переговоры о лицензировании их производства с возведением полной копии завода. После постройки и оснащения инженеры STM помогали с его наладкой: сказали что купить, как поставить и помогли наладить техпроцесс.
Первые шаги к процветанию
В 2007-м была утверждена федеральная целевая программа «Развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники» на 2008-2015 годы», в рамках которой в Зеленоград были куплены вышеупомянутые 180 нм для Микрона и 90 нм для Ангстрема-Т. Все шло к тому, что отечественное производство сможет в значительной степени покрывать потребности ВПК, а отечественные разработчики продолжили быстро развиваться, имея доступ к лучшим зарубежным фабрикам. Сейчас «Микрон», как и большинство игроков, со времен начала пандемии испытывает трудности с поставками материалов. А заводу прямо сейчас нужно как минимум наладить и масштабировать выпуск банковских и транспортных карт, обеспечить производство на своих мощностях полупроводников для оборудования, необходимого российским нефтесервисным компаниям.
На официальном сайте Микрона техпроцесс 65 нм находится «в освоении» с 2014 года. И ни единого серийного чипа по этому процессу публике никогда не представлялось. «Эльбрус-4СМ», который должен был производиться на «Микроне» по нормам 65 нм, не представлен на официальном сайте МЦСТ и, судя по всему, в кремнии никогда не существовал.
Ангстрем-Т
Второй аналогичной историей стал Ангстрем-Т, который как и Ангстрем принадлежал министру связи Леониду Рейману, хотевшему государственных денег. Весь смысл был в том, чтобы получить бюджетные деньги за счёт огромных военных госконтрактов, поскольку переоснащение российской микроэлектроники было затеяно с целью переоснащения российской армии. Рейман поступил сходным с Микроном образом.
В 2007 году, за год до мирового кризиса, вынудившего выделить AMD своё производство в отдельную компанию GlobalFoundries, фабрика Fab36 в Дрездене начала процесс переоснащения на 300 мм пластины.
Fab36
Старое оборудование и технологии 130 нм на 200 мм пластинах с соответствующим дисконтом целиком выкупил Рейман и имел инициативу поставить это оборудование в Зеленограде, делать на нём великолепные микросхемы, и, будучи министром связи, давать своему собственному предприятию кучу госзаказов. Была выкуплена полная документация на 130 нм техпроцесс с гарантией выхода годных и разработанная 90 нм линия с последующей модернизацией до 65 нм. Под эту благородную задачу Ангстрем-Т в апреле 2008 года получила во внешэкономбанке кредит на 815 миллионов евро. После получения кредита руководство предприятия озвучило свои планы по запуску производства первых микросхем на производственных мощностях.
Ввести завод в эксплуатацию планировалось в 2013 году. И всё было бы хорошо, но в 2008 году, когда оборудование уже было куплено, но ещё не доехало до России, Рейман перестал быть министром связи. Соответственно, у него пропал административный ресурс, начались разнообразные сложности. Оборудование AMD отгрузили на склад в Нидерландах, где оно простояло до 2014-го года и постепенно приходило в негодность. Чтобы успеть за развитием рынка, «Ангстрем-Т» в 2012 году купил у американской IBM лицензию на чипы более продвинутой технологии 90 нм.
Вскоре начались новые проблемы: 1 марта 2014 года США приостановили выдачу лицензий на экспорт и реэкспорт в Россию оборудования, которое «способствуют наращиванию ее военного потенциала», из-за чего у Ангстрем-Т возникли сложности с экспортом купленных установок. Завод был запущен в пилотном режиме только в августе 2016 года, но уже спустя месяц по Ангстрем-Т нанесли самый серьезный удар: Бюро промышленности и безопасности США ввело санкции против ряда российских предприятий, работающих на рынке микроэлектроники. В их числе были ПАО «Микрон», АО «Ангстрем» и АО «Ангстрем-Т». Это поставило крест на проекте.
Это типичная коррупционная история от начала до конца, которая, тем не менее, имела шансы стать реальным полезным производством, но в силу своей изначальной коррупционной природы так им и не стала. Сейчас Ангстрем-Т существует под новым именем «НМ-Тех», пытающемся запустить то же самое производство, но с начала войны они попали под свежие жесточайшие американские санкции.
В статье по разбору строения кристалла микропроцессора Эльбрус 8с, я уже упоминал о том, что российский ВПК так или иначе был под санкциями 2014-го года. Но эти санкции не очень аккуратно соблюдались. Условно говоря, когда вы заказываете какую-либо микросхему на зарубежной фабрике, она у вас спрашивает кто конечный потребитель этой микросхемы и если конечный потребитель это российская армия, то они вам должны отказать в производстве. Но по факту было так, что если им соврать, то они не проверяют. И вопрос обхода текущих санкций таким способом остаётся открытым.
Китай
Сейчас все крупные мировые фабрики экстренно отказались от всех связей с Россией на какое-то время, но совершенно не факт, что это ситуация продлится вечно.
А для Байкалов и Эльбрусов основными крупными заказчиками являются госструктуры. И если американцы захотят следить за тем, чтобы российские госструктуры не получали микропроцессоров, то китайская полупроводниковая фабрика SMIC, являющаяся на данный момент флагманом в континентальном Китае и работающая по большей части на японском и нидерландском оборудовании, не будет сотрудничать с Байкалом и МЦСТ.
Китай в бОльшей степени зависит от мнения Америки, соответственно SMIC скорее всего не будет ссориться с США из-за России, потому что объём экспорта китайских микросхем в Штаты на много порядков больше, чем в Россию. Ничего личного, просто бизнес. Нет никакого экономического смысла сотрудничества с Россией, а риски от этого будут колоссальные.
Таблица с экспортом Китая по странам в долларах США
Литографическое оборудование
В мире есть всего 2 страны производящие литографическое оборудование для промышленного производства процессоров — Нидерланды и Япония. При этом Японские литографы хороши только для интерконнектов и крупных техпроцессов, т.е. вся современная электроника собирается при помощи машин из страны с населением примерно как у Москвы.
Как это возможно? Только потому что используются подрядчики из других стран. Технологии подобного уровня требуют компетенций которые нарабатываются десятилетиями. К примеру, одно только программное обеспечение под эту машину по объёму кода более чем в 2 раза крупнее, чем ядро линукса. Технология изготовления оптических элементов под эти машины разрабатывается годами, и это при высочайшей экспертизе от Zeiss.
В короткий срок произвести это оборудование невозможно. Понадобится 8 лет чтобы научиться делать аналог PAS 5500 (литограф, который закупили для Микрона), учитывая то, что эта машина уже безнадёжно устарела.
ASML PAS 5500
К слову, в 2021 году Зеленоградский нанотехнологический центр начал разработку литографического оборудования. Два конкурса Минпромторга на создание установок для печати микросхем на кремниевых пластинах прошли осенью 2021 года: один — на разработку фотолитографа с уровнем топологии до 350 нм, второй — до 130 нм с перспективой его последующей модернизации до топологического уровня 65 нм. В конце 2026 года планируется запуск серийного производства полностью отечественных фотолитографических установок. На проект выделено почти 7 миллиардов рублей. Как будут обстоять дела дальше неизвестно. Естественно речи об окупаемости разработок не идёт.
Китай в свою очередь имеет свои фабы не первый год. Успешное развитие полупроводниковой отрасли в Китае вполне очевидны: Китай переманил много экспертов из Тайваня; Китай не отрезан от остального мира и мог пользоваться экспертизой других стран; в Китае есть гораздо более современные машины (а значит при желании можно заниматься реверс-инжинирингом). У России нет ничего выше перечисленного, так что заиметь своё серьёзное производство в ближайшее время не получится.
Альтернативы
Вообще в перспективе развития российского микроэлектронного производства, нужно держаться от процессоров как можно дальше. Есть множество других направлений, которыми можно заниматься, например, силовые компоненты для электромобилей, которые делаются не на кремнии, а на основе новых материалов, типа карбида кремния или нитрида галлия. На основе нитрида галлия можно делать очень крутые радиочастотные силовые схемы для базовых станций 5G. Электромобили по всему миру растут сейчас как грибы после дождя, проекты и продажи увеличиваются. И если вписаться в этот рынок, то это гораздо перспективнее и гораздо более высокомаржинально, чем любое процессорное производство. И самое главное – в отличие от процессорного производства любую силовую электронику можно делать с гораздо меньшими начальными инвестициями из-за более низких требований к проектным нормам.
Российские дизайн-центры без проблем могли бы выйти на международный рынок, вопрос исключительно экономический. Как только вы обеспечиваете нормальную себестоимость и рыночные цены, вы можете быть востребованы. У Байкал Электроникс гораздо больше шансов, чем у МЦСТ в силу того, что они совместимы с огромным количеством доступного на рынке софта.
Дорожная карта Байкал Электроникс
С точки зрения технического качества российские разработчики могут и умеют делать хорошие чипы и в России в целом достаточно например филиалов иностранных компаний, занимающихся разработкой микросхем внутри страны, потому что в России есть хорошие инженеры, которых можно нанять для разработки хороших микросхем.
Часто задаваемые вопросы
Сапфировые подложки
Отвечая на вопрос контролирования Россией рынка сапфировых подложек и остальных компонентов для производства процессоров: сапфировые подложки для микросхем вышли из активного употребления в военной микроэлектронике примерно тридцать лет назад. В гражданской микроэлектронике они никогда широко не использовались. Россия не обладает никакими возможностями давления на мировую микроэлектронику через запреты на экспорт какой-то своей продукции.
Неон
Злободневный вопрос по поводу самого критичного компонента микроэлектронного производства, поставленного под угрозу действиями России — неон. Крупнейшие поставщики очищенного промышленного неона — компании «Ингаз» (Мариуполь) и «Криоин» (Одесса). Обе эти компании сейчас не работают, а до войны активно применяли российское сырье. Прекращение поставок этого сырья вынудит потребителей искать других поставщиков, вероятно более дорогих. Но никакими принципиальными проблемами мировому рынку эта ситуация не грозит, потому что ведущая роль российского сырья была обусловлена его дешевизной, а не эксклюзивностью.
В России можно и нужно было делать много хорошего и интересного. Тот же «Байкал» был прекрасным начинанием, и «Миландр» делал много интересного, и, скажем, НИИЭТ начал очень интересное движение с новым директором. Но никому в правительстве и среди частных инвесторов до этого не было дела, пока гром не грянул. Точнее, пока гром не был самостоятельно создан. Хочется в этой ситуации выразить глубокое уважение российским дизайн-центрам, а также всем, кто причастен к развитию микроэлектроники в России. Для процветания современной технологической отрасли нужны люди, нужны доверие и коммуникация с развитыми странами. В нынешнем положении России это находится под вопросом и привлекательность развития этой отрасли в других странах для талантливых инженеров будет наиболее вероятностным итогом.
Процессор новый русской мысли
Произведен тайваньской фирмой
Триумфы в воздухе зависли
Прорыв наш оказался ширмой
И больше нет процессоров в России
И нет машин, нет даже поездов
Только война, о ней мы не просили
И неизвестность будет — сто пудов.