«Микроэлектроника 2023»: цели определены
Политолог, публицист Александр Механик – о том, что на форуме «Микроэлектроника 2023» была анонсирована грандиозная программа развития отрасли, но, учитывая предыдущий опыт реализации соответствующих стратегий, пока уверенности в реализации новой программы нет.
С 9 по 14 октября в Сочи в образовательном центре «Сириус» прошел Девятый Всероссийский форум «Микроэлектроника 2023», на котором обсуждалось будущее российской микроэлектроники. Как объявил председатель программного комитета форума президент РАН Геннадий Красников, в нем приняло участие 2400 человек — на 700 больше, чем в предыдущем, восьмом. На форуме состоялось несколько пленарных заседаний, посвященных различным проблемам микроэлектроники. Прошла научная конференция, на которой прозвучало 700 докладов, состоялось 25 круглых столов с участием представителей правительства, институтов развития, научных и производственных организаций, и почти 800 компаний направили на форум своих представителей.
Такой размах не случаен: последние год-два правительство уделяет большое внимание отрасли. Принят ряд решений и документов, определяющих развитие микроэлектроники по меньшей мере до 2030 года. Как отметил в своем приветствии форуму председатель правительства Михаил Мишустин, «правительство уделяет особое внимание формированию комфортных условий для компаний, которые заняты в области электроники. Мы расширяем меры поддержки по всей цепочке, от прикладных исследований до внедрения готовых образцов аппаратуры, обеспечиваем их необходимым финансированием, льготными кредитами, и за счет налоговых преференций только за прошлый год, в частности, организации сэкономили почти девять миллиардов рублей, а по страховым взносам свыше шести миллиардов. Эти средства можно направить на расширение бизнеса, на запуск новых проектов. Благодаря этим мерам оборот производителей радиоэлектроники только за первое полугодие увеличился на треть по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Сейчас он превысил 932 миллиарда рублей».
В небольшой статье невозможно осветить все мероприятия форума и обсуждавшиеся на нем вопросы. Мы остановимся преимущественно на двух его мероприятиях: пленарном заседании, открывавшем форум, где выступили руководители отрасли, и сессии, посвященной проблемам развития электронного машиностроения, которое наконец-то признано важнейшей задачей, от решения которой зависит развитие отрасли в целом.
Недофинансирование и недопланирование
Пленарное заседание, открывавшее форум, началось с приветствия председателя правительства, о котором мы уже сказали, а продолжил затронутые в нем темы заместитель председателя правительства Российской Федерации, министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров, который напомнил, что в 2023 году были утверждены «Основы государственной политики в электронной промышленности до 2030 года». В них, подчеркнул Мантуров, «четко отражено, что системообразующий статус отрасли требует достижения всеобъемлющего технологического суверенитета». И вообще, тема технологического суверенитета была доминирующей на форуме. «Задача сложная, — отметил Мантуров, — учитывая, что из-за катастрофического недофинансирования в девяностые годы российская микроэлектроника утратила свои сильные рыночные позиции». Обратим внимание, что не только в 1990-е, но вообще вплоть до недавнего времени. «При этом, — указал Мантуров, — глобальный переход к модели fabless foundry помог нам, с одной стороны, удержать высокие позиции в проектировании, но существенно усугубил отставание в технологическом уровне. Сейчас нужно сделать все, чтобы сократить этот разрыв, причем в сжатые сроки.
С учетом этого государство кратно повысило уровень финансирования. Еще в 2020 году бюджетные инвестиции не превышали 10 миллиардов рублей по году. В нынешнем году они составили уже 147 миллиардов рублей, а в следующем превысят 210 миллиардов. Это позволяет нам одновременно выстроить полноценную систему управления отраслью и обеспечить ее всестороннюю поддержку. Прежде всего она нацелена на создание широкой линейки программно-аппаратных решений для всех сфер применения». Второе стратегическое направление развития микроэлектроники, которое обозначил министр, а точнее, целый набор таких направлений — «это комплексное воссоздание инфраструктуры отрасли, включая собственно специальное оборудование, газы и материалы, технологии и, конечно, кадры». И особенно важно, по мнению министра, что «впервые со времен Советского Союза мы начинаем системно формировать подотрасль электронного машиностроения. На ее развитие в бюджете выделены большие ресурсы, это свыше 240 миллиардов рублей, и мы уже начали 15 проектов по оборудованию, и еще 20 пойдут в работу до конца текущего года. Среди них разработки серийного оборудования безмасковой лазерной и электронно-лучевой литографии, а также сложная технология ионной имплантации. Отмечу, что уже в следующем году мы рассчитываем получить наш литограф для топологии 350 нанометров, а к 2026 году — опытный образец литографа на 130 нанометров. По материалам также запускаем не менее трех десятков проектов и приступили к разработке модулей САПР для микроэлектроники, ну а в целом планируем к 2030 году заместить около 70 процентов всех видов оборудования и материалов, используемых в базовых технологических процессах».
Замах впечатляющий, но стоит напомнить, что в Стратегии развития электронной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года, принятой в 2020 году замах был не меньшим, если не большим. В частности, предусматривалось «разработать и промышленно освоить технологии создания и производства цифровой электроники (процессор, контроллер, память)… кремниевые технологии производства электронной компонентной базы с топологическими нормами 65‒45 нм, 28 нм, 14‒12 нм, 7‒5 нм и последующий выпуск изделий на их основе» и множество других технологий. Стратегия официально не отменена, но цели явно поменялись. К сожалению нигде, в том числе на форуме, никто не попытался проанализировать причины неудач, постигших нашу микроэлектронику. Конечно, недофинансирование — это важнейшая причина, но, думается, не единственная. Еще одна — это потеря способности к планированию развития, и не только в микроэлектронике. Стратегия, на которую мы ссылаемся, это не план, а набор благих пожеланий, и нигде не сказано, как их воплотить в жизнь.
От нанометров к ангстремам
Вслед за Мантуровым с большим докладом о перспективах развития микроэлектроники в мире выступил Геннадий Красников.
Он начал свое выступление с напоминания, что «на протяжении, наверное, последних десятилетий постоянно идет речь о законе Мура, которое Гордон Мур сформулировал еще в 1965 году: за определенный конкретный период времени постоянно происходит удвоение плотности транзисторов на единицу площади. И, соответственно, постоянно идет обсуждение, когда правило Мура перестанет работать. Но уже на протяжении десятилетий микроэлектроника показывает чудо, и все возникающие проблемы постоянно решаются. Так, возможности планарной технологии остановились на 28 нанометрах. Потом появилась технология на FinFET, которая обеспечила возможность перехода на 10 и 7 нанометров. Технология GAAFET позволила перейти к 3 нанометрам. Первой об этой технологии сообщила компания Samsung. Она в 2021 году представила такой 3-нанометровый процесс и объявила о том, что в 2025 году она перейдет на 2 нанометра. При технологии 3 нанометра мы получаем уже в 2022 году на один квадратный миллиметр примерно 290 миллионов транзисторов. Одновременно увеличив быстродействие и снизив энергопотребление примерно на 30 процентов». Как сказал Красников, «эта технология, конечно, уникальна. Я считаю, что это сегодня вообще шедевр мировой инженерной мысли». Но Intel уже презентовал технологию на 2 нанометра, то есть 20 Ангстрем, и со следующего года компания начинает массовое производство по этой технологии, а к концу 2024-го обещает новую версию этой технологии на 1,8 нанометра, которую в компании назвали «ленточный FET». Оценивая эти достижения, Геннадий Красников заметил, что после нескольких лет отставания «Intel снова резко вырвался в лидеры и начал, как и раньше, диктовать миру моду».
Подводя итог этой части своего доклада, Красников сказал: «Дорожная карта развития микроэлектроники, как я ее представляю, до 2037 года выглядит следующим образом. Буквально где-то в районе 2028 года появляется 1-нанометровая технология, в 2037 году — 0,2 нанометра, это 2 ангстрема.
Что это нам дает? Это нам дает при 1-нанометровой технологии иметь на микросхему уже 1 триллион транзисторов. И мы считаем, что в 2035 году на одной микросхеме будут содержаться более 3 триллионов транзисторов. Я обычно это сравниваю с человеческим мозгом. Это не один к одному сравнение, но тем не менее... И это открывает большие возможности перед искусственным интеллектом». Конечно, это требует гигантских инвестиций, «Только один Intel строит свой завод за 100 миллиардов. Компания Micron тоже инвестирует порядка 100 миллиардов в свое производство».
Вторую часть доклада Красников посвятил квантовым технологиям, задавшись вопросом, есть ли у них сегодня альтернативы в микроэлектронике. И сам на него ответил: «Конечно, на первом месте это квантовые вычисления и квантовые технологии, а также фотоника». Но здесь Красников был более сдержан в оценках. Признавая достижения, которые уже сделаны на пути создания квантовых компьютеров, он, сравнивая характеристики квантовых компьютеров и традиционных компьютеров на перспективной элементной базе, заметил, что пока квантовый компьютер в лучшем случае будет не альтернативой, а дополнением к существующим в микроэлектронике классическим универсальным компьютерам. То же самое фотонные вычислители: «Такого явного на порядки по сравнению с классическими процессами нет. Единственное, где выигрывает, конечно, фотоника, — это в области энергетики. Здесь на два порядка энергетика лучше, и поэтому мы тоже рассматриваем фотонные вычисления». И подытоживая свой доклад, Красников сказал: «Таким образом, в ближайшие десятилетия не наблюдается явной альтернативы классическим микроэлектронным технологиям. Но, конечно, мы должны работать над новыми технологиями, квантовыми компьютерами, фотонными процессорами. Они в любом случае позволят в будущем расширить возможности классических микроэлектронных технологий для отдельных отраслей применения».
Что можно добавить к докладу Красникова? Советский Союз хотя и отставал в области микроэлектроники, но был тем нее второй-третьей страной в мире по большинству ее направлений после США и частично Японии. Его безусловные успехи, несмотря на отставание, опирались на достижения академической и, что очень важно, прикладной науки. После краха Советского Союза наука, как и сама микроэлектроника, оказались катастрофически недофинансированными, что, собственно, отмечали все докладчики. Многие научные центры, особенно прикладные, просто исчезли. В результате у нас сейчас нет возможности развивать те технологии, о которых говорил Красников: нет ни научных центров, ни кадров. И этому не поможет даже финансирование. Однако почему-то на форуме никто не поднимал вопроса о необходимости возрождения прикладной науки в этой области. Ни начальники, ни ученые.
Спасибо уважаемым партнерам
На этом же пленарном заседании с докладом «Национальная электроника — основа технологического суверенитета» выступил заместитель Мантурова Василий Шпак, который дал такое определение технологического суверенитета: «В нашем общеотраслевом смысле под технологическим суверенитетом мы понимаем наличие в стране под национальным контролем критических сквозных технологий, возможность непрерывного производства широкой номенклатуры продукции для максимально полного обеспечения нужных потребностей и широкое международное и научно-техническое сотрудничество».
Констатировав нынешнее отставание на пять поколений, Шпак заявил, что «к 2030 году ставим перед собой цель достичь уровня производства в 14 нанометров. И это не просто голословное утверждение. Это цель, к которой мы идем. Да, сложно, да, трудно. Но мы очень будем пытаться к 2030 году ее достичь».
Шпак продолжил: «Сегодня собственными силами мы можем обеспечить чуть более 10 процентов потребностей в материалах. Что касается технологического оборудования то тут тоже цифры примерно такие же… в районе 10‒13 процентов. Очевидно, что в этом десятилетии мы не сможем заместить 100 процентов средств производства, но мы ставим перед собой задачу до 2030 года импортозаместить не менее 70 процентов номенклатуры в особо критических, базовых технологических процессах. При этом в эти 70 процентов должно входить только функционально значимое, сложное оборудование, то же самое касается и средств автоматизированного проектирования…
Понятно, что все это невозможно без наличия устойчивого рынка для российских решений, и поэтому следующий блок задач — это обеспечение внутреннего спроса. Цели тут простые — это 70 процентов на внутреннем рынке и 95 процентов на регулируемом. Также добавили для себя важный показатель по обеспечению внутренних потребностей по компонентной базе. Наша цель — довести этот показатель до 70». Но, как признал Шпак, достичь таких показателей без международного сотрудничества невозможно: «Тут для нас важен экспорт продукции, который мы планируем нарастить в несколько раз к 2030 году. И естественно, расширение технологических партнерств с дружественными странами, без которых быстрое продвижение вперед с точки зрения освоения новых технологий — невозможно».
И несмотря на проблемы, отрасль, как отметил Шпак, продолжает развиваться: «Мы достаточно серьезно продвинулись, стартовали масштабные проекты по локализации российских микросхем на российских фабриках, развиваются нитрид-галлиевые технологии, в высокой стадии проработки проекты по производству силовой электроники на карбиде кремния, СВЧ-электроники на нитриде-галлия и кремний-германии, керамических чип-конденсаторов и инфракрасных матриц, и это лишь некоторые примеры. В обеспечении функционирования фабрик мы реализуем комплексную программу развития электронного машиностроения».
Шпак также рассказал, что «сейчас у нас реализуется более 550 проектов единовременно на сумму 246 миллиардов рублей, большинство из этой суммы направляется на развитие как раз электронной компонентной базы и модулей. В конце сентября подводили итоги по ранее заключенным проектам, результаты весьма впечатляющие.
Получатели субсидий отчитались о продажах разработанной продукции уже на 80 миллиардов рублей, у нас есть лидеры, я хочу, чтобы со сцены они прозвучали, и это такие компании, как “ИнфоТеКС”, “Т8”, “Аквариус”, “Элтекс”». Обратим внимание наших читателей, что все эти компании — национальные чемпионы, о которых мы неоднократно писали в нашем журнале.
Еще где-то в 2014 году мы рассказывали об одном директоре станкостроительного завода, который сказал о начавшейся тогда волне санкций: «Спасибо господину Обаме. На нас наконец обратили внимание», — имея в виду резко возросший интерес российских потребителей к продукции его завода. Буквально то же самое сказал Василий Шпак о росте потребления российской микроэлектроники: «Мы в этом году уже пробьем 50 процентов доли российского радиоэлектронного оборудования на регулируемом рынке. То есть мы этих показателей достигнем на год раньше, чем мы планировали. Опять-таки спасибо не нам, а спасибо нашим уважаемым партнерам, которые в 2022 году, после начала специальной военной операции, начали активно отрубать поставки нам высокотехнологичной продукции, тем самым заставив развернуться в сторону российского производителя наших потребителей. Но это и наша с вами заслуга. Потому что российские решения действительно стали и лучше, и эффективнее».
Завершил Шпак свое выступление темой международного сотрудничества, которая остается важной, несмотря на все проблемы. Он отметил, что «несмотря на текущую геополитическую ситуацию, нам нельзя закрываться и развиваться в вакууме, это невозможно. Во-первых, нашего внутреннего рынка не хватит для достижения экономической эффективности… Но как бы сегодня ни хвалили наших разработчиков и производителей, очевидно, что мы не сможем догнать и перегнать наших конкурентов без трансфера отдельных технологий и научно-технической кооперации. И сегодняшняя картина мира открывает нам очень много возможностей и для экспорта нашей продукции, и для выстраивания диалога с нашими зарубежными коллегами в части реализации высокотехнологичных проектов. Конечно, если мы будем пытаться конкурировать с конкретными товарами развитых стран, то мы в этой конкуренции проиграем. Потому что если мы сравниваем изделия отечественные и изделия, например, Intel или Samsung, то это многомиллиардные компании, с огромным бюджетом на исследования, с огромным бюджетом на маркетинг и так далее и так далее. А если мы будем предлагать экспорт технологического суверенитета, когда мы вместе с коллегами готовы на их территориях выстраивать совместные производства и разработку новых продуктов, с тем чтобы эти продукты уходили на их рынке и приносили этим совместным предприятиям прибыль, тогда у нас есть все шансы сложить эту кооперацию.
Наш потенциал достаточно широк, начиная от ЕврАзЭС до стран Ближнего Востока — это и Иран, и Турция, и арабские страны. Это Южная Америка, это Бразилия, это Аргентина. Отдельная, очень серьезная возможность — это работа с Индией. Ключевое, конечно, это масштаб и емкость рынка, на котором мы можем реализовывать наши с вами продукты. С этой точки зрения именно Индия, которая располагает огромным рынком, который стремительно растет, и, по оценкам всех экспертов, уже к 2030 году с очень высокой долей вероятности станет не просто самой большой страной с точки зрения населения, но и станет самой большой экономикой мира».
Ключевая отрасль, о которой, наконец-то, вспомнили
На форуме обсуждалось много вопросов, однако, на наш взгляд, с точки зрения перспектив развития отрасли важнейшей ее проблемой стало состояние электронного машиностроения, которому было посвящено одно из пленарных заседаний, где с сообщением выступил заместитель директора департамента станкостроения и тяжелого машиностроения Минпромторга РФ Александр Львов. Именно этому департаменту поручено курировать отрасль электронного машиностроения, что вызывает некоторое недоумение, потому что он явно не справляется с проблемами станкостроения, которое уже много лет испытывает большие проблемы, о чем мы неоднократно писали. Остается надеяться, что с электронным машиностроением у них получится лучше.
Как напомнил Львов, «фокус нашего внимания сейчас именно здесь, поскольку эта отрасль является основой технологического суверенитета в развитии электроники.
В советский период развития электронной промышленности было освоено производство широкой номенклатуры оборудования. На территории страны функционировали организации, состоящие как из научно-исследовательских компаний, так и опытных производств при них, и был сформирован замкнутый цикл производства оборудования и разработки и постоянного развития данного направления. Но, к сожалению, на протяжении последних 35 лет отрасль электронного машиностроения фактически не поддерживалась государством… В прошлом году на государственном уровне были приняты решения о ее возрождении. А в конце прошлого года по поручению правительства Минпромторгом утверждена программа развития электронного машиностроения на период до 2030 года.
В основе ее подхода лежат основные технологические маршруты изготовления продуктовых линеек различной электроники. Цели программы и та работа, которую мы сейчас проводим, — это заточить разработку оборудования под потребности наших фабрик, обеспечивая внедрение разрабатываемых образцов в технологический процесс… Первые работы нам удалось запустить еще до утверждения программы в 2021 году. В результате уже в 2024 году будет получен действующий опытный образец литографа с проектными нормами 350 нанометров, а также опытные образцы эксимерных лазеров для литографа на 130 нанометров и опытный образец лазера, который можно будет в дальнейшем применять для продуктовой линейки литографического оборудования; это оборудование уже с топологическими нормами 90‒65 нанометров».
Можно вспомнить, что первые шаги по разработке отечественного фотолитографа были сделаны в НИИ прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде и в НИИ спектроскопии РАН в Троицке еще в 2012 году. Причем литографа очень высокого технического уровня. Но эти шаги не были реально поддержаны государством. Скорее оно мешало разработчикам. Исходя из этого некоторые специалисты, опрошенные нами, высказывают сомнения в возможности реализации новых грандиозных планов.
Выступивший следом директор МНТЦ МИЭТ Олег Нефедов отметил основные проблемы, которые возникают сейчас перед разработчиками оборудования. Во-первых, это низкий уровень авансирования работ. Дело в том, как объяснил Нефедов, что «отрасль электронного машиностроения — это отрасль либо средних, либо малых предприятий, либо институтов, а работы, о которых мы говорим, сильно дорогостоящие, и большинству разработчиков, особенно академическим институтам, очень сложно браться за работы с авансированием меньше 50 процентов. Это связано либо с недоступностью кредитов, либо просто с организационными моментами, которые институты не могут преодолеть.
Во-вторых, это требования федерального закона № 44 о наличии 20% выполненных работ. А ведь последние 30 лет отрасль фактически не существовала, и поэтому большинство организаций не могут выполнить этот норматив, потому что не выполняли подобные работы в предыдущие периоды. Третье — это дефицит кадров, возникший, потому что работ было мало, людей требовалось мало. И наконец, дефицит лабораторной инфраструктуры. Разрабатывая оборудование, мы должны его где-то апробировать. Апробация на фабриках, таких как “Микрон”, который загружен на 100 процентов, — это и дорого, и абсолютно невыгодно ни разработчику, ни фабрике. То есть требуется создание центров, где могли бы испытывать оборудование в реально “боевых” условиях с постановкой реально “боевых” технологий».
В конце своего выступления Нефедов выразил надежду, что «итогом реализации всей программы развития электронного машиностроения должен стать технологический суверенитет на уровне какого-то количества процентов. Понятно, что где-то будет больше, где-то будет меньше, но в целом мы будем понимать, что по ключевому оборудованию, по всем технологическим моментам мы обеспечим суверенитет здесь, в России, и сможем выпускать и, самое главное, развивать в дальнейшем эту тематику».
Ранее опубликовано на: https://stimul.online/articles/sreda/tseli-opredeleny-zadachi-postavleny-za-rabotu-tovarishchi/
