Иван Умельцев

Микроэлектроника в РФ

Планы правительства наладить современное производство микроэлектроники — такой же пшик, как ё-мобиль и нанотехнологии

8 июля 2022   Экономика
Микроэлектроника в РФ Путин и российские «инновационные разработки»

Путинское правительство собралось влить примерно 3 триллиона рублей (41 млрд долларов по курсу 73 рубля за доллар) в микроэлектронику. Эти деньги кажутся большими. Но достаточны ли они для подготовки кадров, реинжиниринга западных чипов и налаживания 28-нанометрового техпроцесса к 2030 году?

Сперва стоит задаться вопросами: зачем? Почему поставленная цель — достигнуть создания процессоров на 28 нм? Ведь ему уже 11 лет.

Первый вопрос более общий. Электроника стала обязательной составной частью современных отраслей производства, без которых сейчас сложно представить себе любую экономику, в том числе какую-нибудь автаркию или отрезанную от мирового рынка страну. Чипы, которые создаются в электронной промышленности, обеспечивают вычисления для бытовой техники, для ВПК, для обеспечения связи, хранения информации, используются в автомобильной промышленности, медицине и даже в государственной слежке за несогласными. Эти чипы нельзя заменить ни заклинаниями Пескова о том, как все будет хорошо через десять лет, ни вычислениями Соловьева по поводу подлетного времени.

Но почему целью ставится именно техпроцесс 28 нанометров? С нанометрами все так же, как и с кредитными задолженностями: чем их меньше — тем лучше. Поэтому стремиться надо к минимуму. Почему именно цифра 28? Потому что с техпроцесса 28 нм начинается более технологичный способ создания чипов, открывающий дорогу к производству более производительных чипов 14 и 11 нм. Этот способ называется литографией в глубоком ультрафиолете. Без этой технологии нельзя идти дальше в мир современной микроэлектроники. Однако эта технология крайне требовательна с точки зрения соблюдения техники безопасности, соблюдения техпроцесса. Она требует образованных кадров и очень высокого уровня промышленности для создания деталей станка, который может так тонко выжигать микросхемы на резисте — слое, который наносят на кремниевую пластину.

В России есть свое производство электроники, заложенное преимущественно во времена СССР. Но оно безнадежно устарело и уже не может решать задачи современного уровня. Какие производители чипов есть в России сейчас? Крупных и работающих всего три:

Micron, создан в 70-е

Сейчас он известен тем, что смог выпускать чипы для транспортных и банковских карт, хотя его мощностей до сих пор не хватает для покрытия внутреннего спроса. Налаженный техпроцесс на этом производстве — 180 нм. Это уровень третьих пентиумов 1999 года. Позволяет создавать совсем простую электронику.

На предприятии были попытки наладить производство 65 нм, но опыт получился неудачный. На фабрике Микрона можно делать чипы для банковских и транспортных карт, но не технологичнее.

Ангстрем-Т

Так же, как Micron, — ещё советское предприятие. В начале нулевых этому предприятию крупно повезло. Оно смогло получить контракт с американской GlobalFoundries на поставку оборудования ASML — ведущего производителя фото-литографического оборудования для производств чипов 90 нм.

На тот момент это оборудование уже не было свежим, но позволяло сократить отставание от лидеров рынка до 3-4 лет, что очень неплохой показатель для микроэлектроники. Но на деле что-то пошло не так и станки на годы застряли на складах в Европе. Оборудование пришло в РФ только в 2014 году. На тот момент в мире уже использовали 20-нанометровый техпроцесс. Станки для производства 90 нм чипов десятилетней давности смотрелись уже довольно грустно — но это было хоть что-то.

Но в 2014 году РФ аннексировала Крым и помощи от США и ЕС больше ждать не приходилось. Как итог: часть производственных линий была демонтирована. Сама фабрика оказалась без внятного будущего с окончательно устаревшим оборудованием.

Крокус Наноэлектроника

Самое передовое производство полупроводников в России. Тут налажен 65-нанометровый техпроцесс. Это времена Intel Core 2 Duo (то есть 2006 год по меркам мировой электроники) с перспективой перейти к 45 нм (2011 год). Но есть нюанс.

Россия построила это производство как фабрику половинного цикла. Для полноценной работы нужно импортировать пластины с транзисторами и уже из них делать чипы. Даже это можно было бы исправить со временем. Но проблема кроется в спецификации самой фабрики. Крокус Наноэлектроника собиралась производить на тот момент инновационный тип памяти, который в реальности оказался утопичным — MRAM-память. Эта технология, которая столкнулась с большими внутренними проблемами, открыла бы миру флешки, которые работали бы со скоростью оперативной памяти. Обратной стороной строительства фабрики для этой технологии является невозможность переключиться на производство актуальных чипов.

На этом все. Больше работающих налаженных производств микроэлектроники в России нет. Хорошо, тогда почему бы просто не построить новые фабрики? Тут сразу возникают две проблемы: рыночная и технологическая.

Рыночная проблема

Мелкосерийное производство в электронике невозможно — это особенность отрасли. Станки и технологии для производства современных чипов очень дорогие, и чтобы их окупить в мелкосерийном производстве, нужно ставить очень высокую цену за не очень качественную продукцию. Фактически придется очень толстым слоем размазывать цену технологии на мелкую серию произведенных чипов, чтобы окупить станки, зарплаты, амортизацию, технологические решения и получить прибыль (если она вообще может быть запланирована на ближайший век).

Строить необходимо сразу большое, крупносерийное производство. Но российский рынок примерно в 50 раз меньше мирового — и в условиях санкций этот фактор становится определяющим. Распределять стоимость технологических решений придется между очень маленьким количеством покупателей. При таком темпе продаж станки не окупятся еще (очень) долго. Проблема усугубляется и включением издержек в стоимость готовой продукции. Срок окупаемости может превысить стандартный в 50 раз, и стремление производителей компенсировать издержки неизбежно отразится на ценах.

Например, Intel строит фабрику в Германии за 17 млрд долларов. Она будет производить только процессоры. Но ведь еще нужен завод для памяти. И материнские платы для них, которые тоже делаются из десятков разных компонентов, которые тоже нужно производить. Всё вместе — полный цикл производства — будет стоить больше 50 млрд долларов. Это примерные подсчеты, которые не учитывают подготовку кадров и разработку почти с нуля всех необходимых для производства технологий.

Еще, конечно, нужны специалисты, которые подготовят специалистов, а также специалисты, которые подготовят сами заводы. Нужно сырье. Нужно производство техники, которая будет производить технику для создания чипов, плат и компонентов. То есть производство средств производства.

Сырье — это не древесина с углем, а благородные газы, дорогие металлы и многое другое, для чего необходима современная химическая промышленность. Окей, сделаем допущение, что путинский режим выдавит из себя во время войны и санкций около 100-120 млрд долларов. Но и тогда мы столкнемся с проблемой — второй, технологической.

Технологическая проблема

ASML — крупнейший производитель станков для микроэлектроники. Для того, чтобы уметь создавать современные процессоры, они больше 40 лет работали в кооперации — крупнейших экономик мира, научных центров и специалистов со всего земного шара. ASML владеет многими необходимыми технологиями, которых в мире больше нет, и без которых нельзя представить себе успех Аpple, AMD и т. д.

Современное литографическое оборудование собирается из запчастей со всего мира: Германия, США, Британия, Япония, Франция, Тайвань. В России аналогов такого оборудования нет вообще. Чтобы создать аналог ASML, нужно построить десятки других производств, нужно вложиться в научные исследования и на их основе разработать технологии. Это невозможно сделать в той изоляции, в которой оказалась Россия благодаря путинским империалистическим амбициям.

И всё это — если говорить только о станках. Для производства современной электроники также необходим чистый кремний, драгоценные металлы и благородные газы высокого качества, как мы упомянули выше.

Китай смог, поможет и России?

Около 5% современной электроники производится в Китае. Не то чтобы много, учитывая, что Китай не находится в международной изоляции, а наоборот, был в центре действия всех глобализационных процессов, пусть сейчас сворачивающихся и заменяющихся протекционизмом.

Китай начал производство электроники в 2000 году (корпорация SMIC). Этому производству уже 22 года. Самый технологичный чип, производимый на лишь одной из пяти их фабрик — 14 нм. Этому техпроцессу больше 7 лет. Больше половины всех производимых SMIC чипов делаются на 60-65 нм — чипы 15-летней давности. И главное: в литографию в жестком ультрафиолете (28 нм и ниже) Китай так и не смог. Собственного производства таких станков для производства самых современных процессоров у Китая нет. Он покупает их у уже знакомой нам нидерландской ASML. Фактически Поднебесная уже отстает в микроэлектронике более чем на 10 лет. И если ASML откажется поставлять свое оборудование в Китай, то он не сможет производить свои самые передовые — 14 нм — чипы.

Какие же деньги вливает Китай, чтобы поддерживать отстающее производство и по возможности уменьшать разрыв? В ближайшие 5 лет правительство Китая планирует влить в отрасль 1,4 трлн долларов — это в 3-4 раза больше всех доходов российского бюджета. Но и это позволит ему снабжать себя в сфере электроники только на 19%.

Очередной путинский пшик

Десятилетиями путинские чиновники и олигархи пировали на энергоресурсах, совершенно забивая на реальное производство: современные заводы, фабрики, инфраструктуру, образование и науку. Все их проекты: от Арматы, ё-мобиля, нанотехнологий до лунной программы — не более чем пустой пиар и распил бюджетных средств.

Так и планы путинского правительства в электронике абсолютно несопоставимы с теми средствами, которые должны быть выделены на эти задачи. Российская экономика безбожно отстает от мирового рынка в технологическом и научном смысле, и микроэлектроника — важный, но не единственный пример этого отставания. Сколько бы Мишустин не говорил о переходе «от догоняющей к опережающей модели развитию» — это пустые заклинания. На них в очередной раз наварится или наворует родственник очередного путинского чиновника или близкий Путину олигарх, так же, как и на других «инновационных разработках». А война все спишет.