В феврале этого года компания TSMC остановила производство российских заказов. Ранее там выпускались чипы “Байкал”, “Эльбрус” и другая микроэлектроника отечественной разработки. Прекратились отгрузки уже произведенных чипов для всех заказчиков из России.
Это стало сильным ударом по всей сфере микроэлектроники, оправиться от которого будет очень сложно. Все это совпало с мировым кризисом полупроводников.
В тему: В мире настал кризис полупроводников, и дальше может быть хуже. Разбираемся в ситуации
На данный момент менее десяти российских предприятий занимаются разработкой и производством микропроцессоров. Некоторые имеют собственное производство, а другие занимаются лишь проектированием и выпуском сопутствующей документации.
Сейчас разберемся с самыми крупными производителями микроэлектроники в нашей стране и перспективами их дальнейшего существования.
🏭 АО «ПКК Миландр», Зеленоград
Это один из самых крупных в России производителей интегральных микросхем. Компания была создана еще в 1993 году.
Предприятие специализируется на разработке и производстве микропроцессоров (8-, 16- и 32-разрядные) и микроконтроллеров, микросхем управления питанием, микросхем памяти (ОЗУ и ПЗУ), микросхем преобразователей, интерфейсных микросхем. Выполняются заказы на выпуск промышленных приборов и модулей коммерческого назначения.
На предприятии числится около 650 сотрудников, производственные мощности расположены на площади свыше 8000 м².
Миландр осуществляет полный цикл производства микросхем и электроники, включая проектирование, тестирование и контроль качества по стандартам ГОСТ ISO 9001-2011. Предприятие выпускает около 500 тыс. микросхем в год. В модельном ряду более 200 типономиналов изделий.
Все высокоточное производство происходило на заграничных предприятиях, в основном на заводах компании TSMC.
🏭 АО «МЦСТ», Москва
Предприятие основано на базе ТОО «Московский центр SPARC-технологий», которое в свою очередь образовано на базе коллектива сотрудников из проекта «Эльбрус-3». Занимавшиеся созданием советских ПК инженеры и разработчики организовали предприятие по разработке универсальных процессоров.
МЦСТ занимается разработкой архитектуры микропроцессоров, проектированием компьютерных модулей, высокоэффективных оптимизирующих компиляторов, двоичных компиляторов, проектированием компьютеров.
Отдельное направление деятельности – развитие возможностей операционных систем с интерфейсом Unix (POSIX).
Основные производимые линейки продуктов: микропроцессоры архитектуры «Эльбрус» (Е2К) и микропроцессоры архитектуры SPARC.
Предприятие не имеет полного цикла производства процессоров и ранее заказывала выполнение литейных работ на заводе TSMC в Тайване. Сейчас отгрузки заграничных компонентов прерваны и выпуск некоторых устройств поставлен на паузу.
🏭 АО «Микрон», Зеленоград
Одно из старейших предприятий отрасли. Оно базируется на основе НИИ молекулярной электроники (НИИМЭ), который функционирует еще с 1964 года.
Основное направление деятельности завода – создание интегральных микросхем, схем для носителей информации, схем для устройств идентификации и платежных терминалов.
Предприятие входит в госкорпорацию «Ростех», имеет представительства в Китае и Тайване, напрямую сотрудничает со сборочным заводом в Шеньчжене.
Микрон имеет собственное производство в России и обладает линиями для выпуска чипов по 65 нм техпроцессу. С 2018 года в планах компании открытие новых линий для техпроцесса 45-28 нм, но найти инвесторов и произвести модернизацию производства до сих пор не удалось.
🏭 АО «Байкал Электроникс», Красногорский район МО
Компания занимается проектированием интегральных микросхем с архитектурой MIPS и ARM, разработкой SDK, типовым дизайном материнских плат. Образована компания в начале 2012 года. Сейчас в компании трудится около 120 сотрудников.
Байкал Электроникс не имеет собственного производства, по её проектам на сторонних мощностях осуществляется создание процессоров Baikal и отладочных плат BFK 3.1.
Большинство заказов по проектам Байкал выполнялись тайваньской компанией TSMC, с весны этого года с отечественным предприятием не заключаются новые контракты, а уже произведенные процессоры не отгружаются.
На данный момент ведутся переговоры по переносу производства на российскую фабрику «Микрон».
Еще одной проблемой Байкал Электроникс является отзыв лицензии на использование запатентованной архитектуры ARM. Эта уже готовая и общепринятая основа для создаваемых чипов с весны нынешнего года не может быть использована российскими производителями процессоров.
🏭 АО НПЦ «ЭЛВИС», Зеленоград
Предприятие основано в 1990 году на базе научно-производственного объединения «ЭЛАС». Ранее сотрудники занимались передовыми разработками в области космической электроники.
Компания специализируется на выпуске многоядерных сигнальных микропроцессоров, микросхем типа “система на кристалле”, микропроцессоров для телекоммуникационных модулей и искусственного интеллекта. Кроме этого отдельное подразделение разрабатывает сетевые интерфейсы SpaceWire, GigaSpaceWire и SpaceFibre.
В портфолио ЭЛВИС значится более 50 типономиналов микросхем, с производством по техпроцессу от 16 нм до 250 нм. Самой известной разработкой компании является 28-нанометровый процессор Скиф.
Большинство производимой продукции компания заказывала на тайваньском заводе TSMC. После прекращения отгрузок в Россию руководство активно занялось поиском отечественного производства. На данный момент рассматривается создание совместного предприятия с Ростелеком для производственных нужд компании.
🏭 АО НТЦ «Модуль», Москва
Компания была основана в 1990 году на базе двух предприятий оборонно-промышленного комплекса: НПО Вымпел и НИИ Радиоприборостроение.
Основной сферой деятельности является производство вычислительных модулей, систем управления и проектирование интегральных микросхем. Выпускаемые устройства применяются в основном в авиации и навигации.
Кроме этого ведутся разработки в области распознавания и анализа видеоизображения и внедрения нейросетей в автоматизированные комплексы.
Благодаря наличию собственных производственных и испытательных мощностей, компания частично не зависит от поставок компонентов или сборки на заграничных предприятиях.
Где применяются наши процессоры
Основным заказчиком и покупателем российских микропроцессоров являются государственные предприятия и организации. Чипы Эльбрус и Байкал важны для критической информационной инфраструктуры.
В последние годы на них переводили сервера, рабочие станции и терминалы госучреждений и компаний. Темпы импортозамещения были достаточно медленными и на данный момент в критической информационной инфраструктуре все равно преобладают решения от Intel и AMD, а в сфере хранения данных большинство используемого оборудования произведено компанией IBM.
Временная или полная остановка производства российских процессоров хоть и остановит импортозамещение в информационной инфраструктуре, но полностью не остановит эту сферу. Куда важнее сейчас импорт комплектующих для поддержания работоспособности и модернизации текущих узлов.
Как российское производство процессоров зависит от тайваньского TSMC
Хоть некоторые из указанных предприятий и имеют собственное производство, их мощностей недостаточно для создания самых технологичных и высокопроизводительных моделей чипов.
На данный момент в России есть возможность массового выпуска лишь чипов с техпроцессом 65-130 нм. Такие линии есть на заводе Микрон в Зеленограде.
Однако, у наших разработчиков уже был негативный опыт, связанных с этим заводом. В период с 2005 по 2013 годы на заводе производились опытные партии первого поколения процессора Эльбрус по технологии 130 нм. После устранения выявленных проблем в самом чипе и доработки производства была выпущена партия чипов второго поколения по 90 нм техпроцессу.
Процессор показал недостаточную производительность, а количество брака было слишком большим. По мнению специалистов, завод был плохо приспособлен для такого производства и требовал модернизацию оборудования.
В итоге с третьего поколения производство процессоров Эльбрус заказывалось за границей. В основном это были контракты с тайваньским TSMC.
После модернизации и усовершенствования производственных мощностей на заводе Микрон производилась тестовая партия чипов Эльбрус-4СМ (65 нм).
Все более технологичные разработки российских компаний до весны 2022 года производились на иностранных заводах. Наши специалисты разрабатывали архитектуру и дизайн процессора, но выпуск производился в основном в Тайване и Китае.
Это распространенная мировая практика для многих fabless-компаний. Российские предприятия чаще всего заключали договоренности с лидером рынка – компанией TSMC.
Где и как теперь производить российские процессоры
Самое технологичное производство в России на данный момент позволяет производить лишь чипы по 65 нм техпроцессу. Даже такие линии не способны полностью перекрыть потребности российских заводов и восполнить прекратившиеся отгрузки из Тайваня.
На данный момент ведется строительство нового производства НМ-Тех в Зеленограде, которое позволит выпускать чипы по 28 нм техпроцессу. Об этапах строительства и приблизительных сроках начала производства пока не сообщается.
Обанкротившееся предприятие «Ангстрем-Т» может быть восстановлено «НМ-Тех»
Были попытки у отечественных разработчиков найти других поставщиков, не поддерживающих введенные санкции. На данный момент в мире существует более 400 заводов по производству микропроцессоров. Однако, высокопроизводительные чипы 16 нм могут предложить лишь десять из них.
Масштабное производство по 5 нм техпроцессу освоили лишь TSMC, Samsung и Intel, но последние не принимают внешние контрактные заказы.
Получается, если речь идет об относительно мощном и современном оборудовании, альтернативы тайваньским или южно-корейским компаниям на данный момент нет.
В таких условиях российским производителям остается выпускать процессоры средней производительности и искать им применение в сферах без жестких требований к быстродействию. Им найдется применение в оборонной и авиакосмической сферах.
Пытаться создать конкурентную альтернативу для рынка мобильных гаджетов или высокопроизводительных решений, к сожалению, пока невозможно.
(70 голосов, общий рейтинг: 4.59 из 5)
🤓 Хочешь больше? Подпишись на наш Telegram.
iPhones.ru
Ситуация сложная, но не безвыходная.
- Russia,
- гаджеты,
- Это интересно
Артём Суровцев
@artyomsurovtsev
Люблю технологии и все, что с ними связано. Верю, что величайшие открытия человечества еще впереди!
Производство полупроводниковых материалов и приборов
Общество с ограниченной ответственностью «РосАвтоПласт» специализируется на разработке, выпуске и продаже материалов на основе полипропилена, полиамида, ТЭП на основе полипропилена для производства изделий из пластмасс.
Регион:
Владимирская область
ПАО «НПП «ИМПУЛЬС» сегодня — это предприятие c высоким исследовательским, технологическим, конструкторским и производственным потенциалом, надежный партнер, строго исполняющий все свои договорные обязательства.
АО «НПП «Завод Искра» обладает всем необходимым набором технологических и производственных процессов, необходимых для осуществления замкнутого цикла производства полупроводниковых приборов начиная от разработки и заканчивая серийным выпуском.
Регион:
Ульяновская область
Группа компаний «Лазеры и аппаратура» разрабатывает и производит промышленное лазерное оборудование с 1998 года
«ФайберТрейд» специализируется на разработке, производстве и поставке телекоммуникационного оборудования.
Регион:
Новосибирская область
Сегодня АО «ВЗПП-Микрон» — это современный высокотехнологичный научно-производственный комплекс по проектированию и производству кристаллов полупроводниковых приборов и интегральных схем в составе кремниевых пластин.
Регион:
Воронежская область
Компания «Тераинвест» — инжиниринговая компания, занимающаяся производством и сервисным обслуживанием дозаторов, расходомеров, дозирующих установок, систем измерения, сбора, обработки информации и управления техпроцессами, оборудования КИПиА.
Регион:
Свердловская область
«Технологический центр» является единственным в России государственным научным центром, в котором осуществляются комплексные исследования и разработки в области микро- и наноэлектроники, микро- и наносистемной техники и приборов специального назначения на их основе.
Регион:
Московская область
ООО «Симанитрон» — это российский производитель, выпускающий сетевое оборудование, компьютерную технику, средства информационной безопасности и другие инновационные продукты под одноименной маркой Symanitron.
Регион:
Саратовская область
АО «Светлана-Электронприбор» специализируется на разработке и производстве ЭКБ на кремнии, арсениде галлия, нитриде галлия, карбиде кремния, генераторов, комплексных устройств типа приемно-усилительных и приемно-передающих модулей для современных средств радиолокации.
© habr.com
Пластина с изготовленными по нормам 90 нм процессорами «Эльбрус», стоящая в фойе АО «НИИМЭ»
Объем российского рынка микроэлектроники составляет 0.7% от мирового, и большую часть этого объема обеспечивают предприятия ВПК. Крупнейший производитель микросхем («Микрон») по итогам 2019 года имел выручку около 10 миллиардов рублей (160 миллионов долларов или 0.5% от TSMC) и впервые за десять лет (!) не оказался убыточным. Для сравнения, выручка «Яндекса» за 2018 год — 126 миллиардов рублей.
В 2007 году «Микрон» лицензировал техпроцессы 180 и 90 нм у франко-итальянской компании ST Microelectronics. Процессы «Микрона» с нормами 180 нм заточены под производство радиочастотных меток (RFID), которые вы уже можете встретить в билетах на общественный транспорт, а в будущем — вообще во всем, что можно пометить — шубах, паспортах и даже умных стаканах. По 90 нм есть только опытное и мелкосерийное производство. Параллельно «Микрон» работает как фаундри (по нормам 180 и 240 нм) для множества российских fabless-компаний, являясь одним из главных центров импортозамещения попавших под санкции микросхем двойного назначения. При этом номенклатура производимых чипов двойного назначения очень широкая, а тиражи маленькие, поэтому для поддержания фабрики ей обязательно нужны гражданские крупносерийные заказы — которые и обеспечивают билеты на метро.
Второе по размерам микроэлектронное производство в России — это… нет, не зеленоградский «Ангстрем», как многие могли бы подумать, а брянская «Группа Кремний Эл», обладающая производством с проектными нормами 700 нм (и недавно объявившая об освоении 500 нм и планах на 350 нм). Выручка компании в 2017 году — 3 миллиарда рублей, в 2018 — 2.6 миллиарда рублей, продукция — дискретные компоненты (транзисторы и диоды), силовые модули на их основе, а также аналоговые и силовые чипы небольшой сложности, почти полностью ориентированные на нужды ВПК. А еще у них на сайте вывешиваются свежие номера заводской газеты «Кристалл», на производстве регулярно проходят «недели без турникетов» и ведется активное сотрудничество с местным университетом. В общем, со всех сторон молодцы.
© habr.com
Пластина производства «Кремний Эл» под микроскопом
Находящийся на почетном третьем месте «Ангстрем» — извечный конкурент «Микрона» — в 2018 году показал выручку от производства 2.17 миллиарда рублей (и ещё 600 миллионов дали НИОКР) — и, впервые за несколько лет болтания около нуля, убытки. Современными проектными нормами «Ангстрем» не обладает, поэтому интересные новости с предприятия в последнее время в основном касаются дискретных мощных приборов — разработана линейка радиационностойких силовых транзисторов, проводится диверсификация на гражданские рынки, в конце 2018 года подписано соглашение с японцами об освоении карбида кремния для крайне перспективного направления высоковольтных силовых приборов.
© habr.com
Мощный IGBT-модуль производства «Ангстрема». Обратите внимание, что компания создает не только сами приборы, но и конечную продукцию на их основе
«Ангстрем-Т», не являющийся частью «Ангстрема», и обещавший запуск производства по нормам 90 и 130 нм на купленном у дрезденской фабрики AMD оборудовании, всю свою историю фигурирует в основном в новостях про кредиты и суды о банкротстве. И про то, что «Микрон» предлагал построить в его здании фабрику с нормами 28 нм. Из условно хороших новостей был только мизерный для такого предприятия контракт с китайцами на производство по нормам 250 нм, представляющих собой, видимо, отрезанные от 130 нм технологии транзисторы для схем ввода-вывода.
Ещё какое-то серийное производство есть Воронеже («ВЗПП-Микрон», учтенный в результатах материнского предприятия), а остальное — опытные и мелкосерийные фабрики, ориентированные на ВПК, многие из которых фактически не обновлялись ещё с советских времён. Отдельно еще стоит упомянуть работающий почти полностью на российский рынок белорусский «Интеграл» с его выручкой в примерно шесть миллиардов российских рублей, минимальными проектными нормами 800 нм и возможностью делать приборы с рабочим напряжением до 600 В.С Fabless-разработкой ситуация несколько лучше, чем с производством. Дизайн-центров с миллиардными (разумеется, в рублях) значениями выручки в России с десяток, ими успешно налажена кооперация как с зарубежными кремниевыми фабриками на нормах до 28-16 нм (в основном с той же TSMC), так и с поставщиками популярных IP-блоков и ядер. Есть также несколько филиалов больших зарубежных компаний, например Intel в Нижнем Новгороде, где работает больше тысячи человек. Проблема российской микроэлектроники в целом состоит в том, что, как и в производстве, в разработке тоже правит бал ВПК, и большинство разрабатываемых чипов, хоть и обладают важными достоинствами типа радиационной стойкости или расширенного температурного диапазона, в принципе не предполагаются к крупносерийному производству. У ряда компаний есть коммерческие амбиции (например, у МЦСТ, «Байкала», «Миландра» и «Модуля»), но все они находятся на ранних стадиях и все равно ориентированы на госзаказ, пусть и не военный.
Большие надежды отрасль возлагает на только что принятую государственную «Стратегию развития электронной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года», которая предполагает значительный рывок вперед, преодоление многолетнего отставания от остального мира и переориентацию российской электроники на коммерческие рельсы.
© habr.com
Мировое производство полупроводников по регионам, в тысячах эквивалентных двухсотмиллиметровых пластин в месяц
ООО «Саранский завод точных приборов» («СЗТП») — промышленное предприятие, специализирующееся на производстве полупроводниковых приборов.
- Республика Мордовия
- Саранск
АО «НТЦ Схемотехники и Интегральных Технологий» осуществляет разработку, производство и поставку микросхем различных назначений в пластмассовых и металлокерамических корпусах.
- Брянская область
- Брянск
АО «ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ» занимает второе место в России по выпуску изделий микроэлектроники для Минобороны РФ.
- Брянская область
- Брянск
ООО «ЛГ Электроникс Рус» — один из самых крупных заводов компании в мире, самый большой завод в Европе по производству бытовой техники и электроники. Предприятие производит жидкокристаллические и плазменные телевизоры, домашние кинотеатры, мониторы, холодильники, стиральные машины, а также комплектующие.
- Московская область
- пос. Дорохово
ПАО «Светлана» (до 1992 года — Ленинградское объединение электронного приборостроения «Светлана») — советский и российский холдинг, занимающийся разработкой и выпуском мощных электровакуумных приборов и изделий микроэлектроники.
- Ленинградская область
- Санкт-Петербург
АО «Завод полупроводниковых приборов» специализируется на разработке и производстве новых типов металлокерамических корпусов, способных отвечать современным требованиям микроэлектроники.
- Республика Марий Эл
- Йошкар-Ола
АО «Прохладненский завод полупроводниковых приборов» — предприятие приборостроительной промышленности, специализируется на сборочном производстве интегральных микросхем, бескорпусных транзисторов, производстве изделий электроники для автомобильной и тракторной техники.
- Кабардино-Балкарская Республика
- Прохладный
Зеленоградский нанотехнологический центр — одна из ведущих инновационных компаний, осуществляющая исследования и разработки в области нано- и микросистемной техники.
- Московская область
- Зеленоград
Основными направлениями деятельности института являются исследования, прикладные разработки и организация производства высокосовершенных материалов для обеспечения производства изделий электронной техники.
- Московская область
- Зеленоград
Научно-исследовательский институт технологии и автоматизации производства (НИИТАП) — научно-исследовательский институт по созданию интегральных микросхем и многокристальных модулей.
- Московская область
- Зеленоград
Схожи ли понятия «полупроводниковая промышленность» и «микроэлектроника»? Во множестве российских источников зачастую данные дефиниции считают тождественными. Однако, по мнению авторов, понятие «микроэлектроника» шире понятия «полупроводниковая промышленность», поскольку к микроэлектронике относятся изделия не только на основе полупроводниковой, но и других технологий (MEMS, изделия функциональной электроники). В данной статье при рассмотрении мирового рынка использовалось понятие semiconductor industry. В анализ российского рынка были включены изделия со следующими кодами ТНВЭД: 8542 — «схемы интегральные, электронные», 8541 — «диоды, транзисторы и аналогичные полупроводниковые приборы».
Мировой рынок
С момента изобретения транзистора в 1947 году полупроводниковая промышленность остается процветающей отраслью с объемом производства в $440,4 млрд в 2020 году [1], которая дала толчок для роста и развития практически всей современной индустрии. Вопреки глобальному кризису 2020 года, полупроводниковая промышленность оправилась от спада 2019‑го (рост составил 6,8%) [1] и в ближайшее время будет стремительно развиваться. По прогнозам WSTS, в 2021 году мировой рынок полупроводниковых приборов вырастет на 8,4%, в основном благодаря значительному увеличению выпуска элементов памяти и оптоэлектроники [2]. Ожидается, что по всем остальным категориям продукции и во всех регионах будет также наблюдаться положительная динамика. На рис. 1 представлен мировой объем производства полупроводниковой промышленности за 2010–2021 гг.
Источник: SIA, WSTS, Statista
Российский рынок
При анализе российского рынка следует отметить, что дать его оценку довольно сложно не только в силу отсутствия структурированных данных на сайте государственной статистики — ЕМИСС, но и в связи со сложностью определения, что относится к рынку полупроводниковой промышленности в силу незначительного числа позиций, имеющихся в основных товарных классификаторах. Вопрос о необходимости более четкого разделения продукции, составляющей направление «полупроводниковая промышленность» в рамках таких классификаторов, как ТНВЭД, ОКВЭД, ОКПД2, последнее время активно поднимается в сообществах по электронике. Причем исследовательская работа по данной теме проводилась еще около семи лет назад, однако так и не была завершена. Расширение классификаторов позволит не только осуществлять качественную аналитику, но и точечно обеспечивать отрасль необходимыми и своевременными мерами государственной поддержки.
Кроме того, сложность оценки отечественного рынка, несмотря на наличие большого числа ассоциаций производителей электроники в России, заключается в том, что, в отличие от других стран, у нас в открытых источниках отсутствуют данные по основным показателям российского рынка. Таким образом, в статье при рассмотрении объема производства внутри России мы остановились на таких группировках, представленных в ЕМИСС, как «диоды и транзисторы», «интегральные схемы» и «полупроводниковые приборы».
Источник: ЕМИСС
По оценке, основанной на данных ЕМИСС, в 2020 году рынок производства полупроводникового оборудования достиг примерно $2,7–3 млрд [3], что составляет порядка 0,7% мирового рынка. Однако в 2019 году этот показатель составлял около $8 млрд (около 1,6% мирового рынка). Разница заключается в снижении объема производства интегральных схем. Для сравнения: объем рынка производства США за 2020 год составил $95,4 млрд (рост 21,3% по сравнению с 2019‑м), Японии — $36,5 млрд (рост 1,3%), Китая — $151,5 млрд (рост 4,8%), Тайваня — $29,8 млрд (рост 16,9%) [4]. На рис. 2 и 3 представлен объем производства изделий полупроводниковой промышленности в России в 2019 и 2020 гг. в натуральном и денежном выражении соответственно.
Источник: ЕМИСС
Следует отметить значительное снижение производства интегральных схем в 2020 году, по данным государственной статистики по сравнению с предыдущими годами: так, в 2017‑м было произведено 962 256 тыс. штук, а в 2018‑м — 1032267 тыс. штук.
Российский импорт за тот же период в рамках рассматриваемых в статье кодов ТНВЭД составил $1,46 млрд в 2019 году и $1,48 млрд в 2020‑м [5]. На рис. 4 представлен объем импорта в Россию основных изделий полупроводниковой промышленности в 2019 и в 2020 гг.
Источник: statimex.ru
Распределение импорта в 2020 году представлено следующим странами. По импорту диодов и транзисторов: Китай ($248,1 млн), США ($27,2 млн), Япония ($21,73 млн), в 2019 году на третье место занимала Германия. По интегральным схемам по коду 8542: Малайзия ($257,1 млн), Китай ($244,9 млн) и Вьетнам ($214,15 млн), в 2019 году на позиции находился Тайвань. В разрезе же процессоров и контроллеров странами-лидерами считаются Вьетнам ($213 млн), Малайзия ($191 млн) и Китай ($160 млн).
Показатели российского экспорта не столь велики: $92,61 млн в 2019 году и $96,3 млн в 2020‑м. На рис. 5 представлены объемы экспорта России полупроводниковой продукции в денежном выражении за 2019 и 2020 год.
Источник: statimex.ru
Основные страны импортеры: Беларусь, Индия, Казахстан. Однако по процессорам и контроллерам импортерами в 2020 году стали Германия и Нидерланды с $5,14 млн и $3,3 млн соответственно.
Мировой и российский рынки в продуктовом разрезе
Основной продукт полупроводниковой промышленности на мировом рынке — интегральные схемы, которые составили более 80% всех продаж отрасли в 2019 году [6]. В 2020 году объем интегральных схем в производстве достиг $354,5 млрд, оптоэлектроники — $40,49 млрд, диодов и транзисторов — $23,59 млрд, прочих полупроводниковых приборов — $14,5 млрд [7]. На рис. 6 представлен объем производства мирового рынка полупроводниковой промышленности по направлениям за период 2019–2021 гг.
Источник: WSTS
Как можно заметить, в 2021 году по всем направлениям ожидается существенный рост мирового рынка.
С точки зрения конечного использования полупроводниковой продукции, потребление в сфере коммуникационного оборудования в 2019 году составило около 33%, в компьютерной технике — 28,5%, в прочей бытовой электронике — 13,3%. Автомобильная промышленность потребила около 12,2% полупроводников, промышленность в общем — 11,9%, сектор ВПК — 1,3% [8].
Полупроводниковые производства
Ни для кого не секрет, что важным показателем степени развития полупроводниковой промышленности в стране является уровень освоенной технологической нормы. Так, китайская компания SMIC в настоящее время активно осваивает технологический процесс 14 нм, тайваньский TSMC уже производит продукцию на 7 и 5 нм. Южная Корея идет в ногу с TSMC и также изготовляет продукцию с топологией 7 нм, одновременно осваивая технологию 5 нм. В то же время в США запланировано строительство фабрики под 5 нм на период 2024–2029 гг., а Intel участвует в гонках по производству изделий на 7 нм, но сталкивается с трудностями, объявив в июле 2020 года, что производство микросхем следующего поколения будет отложено до 2021 года. Таким образом, самыми передовыми фабриками в области производства полупроводников в настоящее время считаются Samsung (Южная Корея) и TSMC (Тайвань). Эти отраслевые лидеры к середине 2020‑х годов планируют переход на топологию 3 нм [9].
На российском рынке предприятием ПАО «Микрон» освоен техпроцесс 90 нм, который соответствует уровню полупроводниковой технологии, достигнутой в мире в 2002–2003 годах (Intel Pentium 4, Prescott). Также для опытно-конструкторских разработок компанией освоен технологический процесс на 65 нм. Для снижения освоенного уровня топологических норм в январе 2020 года в России утверждено строительство фабрик, способных выпускать чипы с топологией 28 нм и ниже (вплоть до 5 нм). Создание первой фабрики с топологией 28 нм обсуждается на базе предприятия «Ангстрем-Т», но до сих пор стоит вопрос по поставке оборудования для фабрики в связи с санкционной политикой [10]. Пока технологии осваиваются, все разработчики отечественных чипов («Эльбрус», «Байкал» и др.) вынуждены заказывать выпуск продукции за рубежом. В таблице представлена сводная информация по производству полупроводников в разрезе имеющихся у стран топологических возможностей.
| Топология (НМ) | 180 | 130 | 90 | 65 | 45/40 | 32/38 | 22/20 | 16/14 |
10/7 |
5* (мелкая серия) |
| США | 24 | 18 | 11 | 8 | 4 | 4 | 4 | 4 | 2 (Intel (10 нм)) | |
| Южная Корея | 4 | 4 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 (Samsung, SK Hynix) | 1 (Sumsung) |
| Тайвань | 9 | 9 | 6 | 6 | 6 | 6 | 5 | 3 | 1 (TSMC) | 1 (TSMC) |
| Япония | 18 | 10 | 7 | 6 | 5 | 1 | 1 | 1 (Kioxia) | ||
| Китай | 19 | 18 | 16 | 13 | 8 | 6 | 3 | 1 (SMIC) | 1 (SMIC) | |
| Другие | 20 | 13 | 5 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 (GF) | |
| Всего | 94 | 72 | 48 | 36 | 26 | 20 | 16 | 12 | 7 | 2 |
Примечание. Некоторые компании, указанные в вышеприведенной таблице, обладают производственными мощностями, расположенными в странах, не входящих в состав их штаб-квартиры, но включенными в итоговые показатели по странам. Китайская SMIC отмечена как компания, обладающая технологией ниже 10 нм, хотя пока она только пытается ее освоить.
Источник: Triolo P., Allison K., The geopolitics of Semiconductors. September 2020.
Процесс выпуска полупроводниковой продукции условно можно разбить на три основных этапа: проектирование интегральной схемы, кристальное производство и корпусирование. Первое и последнее направления в России развиваются достаточно активно. Возьмем, к примеру, корпусирование интегральных схем — неотъемлемый технологический передел производства микроэлектроники, без которого невозможно представить технологическую независимость страны в вопросе производства ИС. Данный этап изготовления интегральных схем становится особенно важным в условиях возможного ограничения доступа российских производителей к технологическим возможностям зарубежных контрактных производств по корпусированию микроэлектроники.
На отечественном рынке представлено несколько предприятий, реализующих процесс корпусирования интегральных схем в широкую номенклатуру корпусов: АО «НИИПП», АО «Группа Кремний Эл», АО «ДжиЭс-Нанотех» и другие компании. Уровень технологии этих предприятий позволяет говорить, что в настоящий момент не существует технических ограничений для локализации передела по корпусированию ИС в России. В то же время, несмотря на наличие необходимых технологий, производственные мощности этих предприятий, которые можно считать полноценными OSAT (Outsourced Semiconductor Assembly And Test — контрактными производствами по корпусированию и тестированию интегральных схем) недозагружены. Российские дизайн-центры и кристальные производства предпочитают корпусировать свои изделия в Юго-Восточной Азии, даже если речь идет об изделиях специального и двойного назначения. Предприятия делают это, ссылаясь на более низкие цены на подобные услуги за рубежом, что в свою очередь создает замкнутый круг, который способны разорвать лишь механизмы стимулирования со стороны государства.
Меры финансовой поддержки отрасли
Следует отметить, что разрабатывать новые технологические процессы возможно только при достаточном уровне финансирования как государственного, так и частного характера. Так, на постройку нового завода (или заводов, в зарубежной прессе проходит информация о постройке двух заводов) в Аризоне (США) под 5 нм будет инвестировано порядка $55 млрд, из них $35 млрд [11] — затраты TSMC, а $20 млрд — затраты Intel [12]. Если говорить о государственном финансировании, то в конце прошлого года в США был принят закон «CHIPS for Americа», согласно которому для решения вопросов, связанных с повышением конкурентоспособности американской полупроводниковой промышленности, создается Национальный центр полупроводниковых технологий с выделенным бюджетом в $3 млрд до 2030 года. Кроме того, министерству обороны, министерству энергетики и другим министерствам разрешено выделять около $2–5 млрд на разработки в сфере полупроводниковой промышленности в срок до 2025 года [13]. На данный момент общий объем финансирования программы составляет порядка $22 млрд [14]. Правительство также планирует привлечь инвестиции частных компаний для реализации задуманной программы.
В развитие китайской полупроводниковой промышленности в период 2014–2019 гг. было вложено около $50 млрд [15]. А в текущей ситуации, понимая те сложности, которые их ожидают, власти КНР в следующие пять лет намереваются предоставить отрасли гигантскую финансовую поддержку размером в $1,4 трлн [16]. В 2020 году приток денежных средств в китайские полупроводниковые компании составил около $35,2 млрд через государственный и частные инвестиции. Кроме того, правительства провинций учредили контрольные фонды на общую сумму более $45 млрд для поддержки местной полупроводниковой промышленности [17]. Также Китай использовал свой огромный рынок частного капитала, открыв финансовый рынок инвесторам для поддержки высокотехнологичных компаний, которые еще не приносят прибыли. В 2020 году 32 компании по производству микросхем стали публичными на китайском рынке акций [17].
Что касается Европы, она, по мнению западных экспертов, значительно отстает в развитии полупроводниковой промышленности от мировых лидеров. На ее долю приходится только 10% рынка. Для решения этой проблемы в рамках инициативы стран ЕС планируется выделить государственную поддержку до 2025 года в размере $173 млрд на цифровые проекты, в том числе для инвестирования в процессоры и полупроводниковые технологии, которые являются основой для технологий «Интернета вещей» и обработки данных [18]. Цель данного финансирования — обеспечение доступа к сети 5G и онлайн-госуслугам каждого домохозяйства к 2030 году, а также разработка квантового компьютера. Кроме того, европейские страны планируют поддержать местное производство технологического оборудования для полупроводниковой промышленности с помощью адресной поддержки, которая может привести к общим инвестициям в размере примерно $60 млрд. Ожидается, что компании будут вносить 60–80% общих инвестиций, при этом государственные субсидии из стран — членов ЕС составляют 20–40% [19].
В нашей стране на всю «дорожную карту» по развитию отечественной микроэлектроники на период до 2024 года, по мнению ГК «Ростех», необходимо потратить около $10,6 млрд [20]. Однако, по словам Председателя Правительства РФ Михаила Мишустина, инфраструктурные инвестиции в развитие отечественной микроэлектроники в ближайшие два года составят $2 млрд. Общие инвестиции до 2024 года, связанные с микроэлектроникой, составят примерно $3,6 млрд [21].
Одна из основных проблем российского рынка — незначительная доля частных инвестиций, причем как российских, так и зарубежных. Не стоит забывать, что увеличение доли подобных инвестиций послужило сильным толчком для развития микроэлектроники на Тайване, в Южной Корее, Сингапуре, Малайзии, Китае [22]. Однако предлагаемый в настоящее время объем финансирования отечественными компаниями далек от необходимого ($3,3 млн от компании). К тому же данный шаг скорее можно рассматривать как оплату за отсрочку введения требования внедрения отечественного оборудования, что допустит дальнейшее использование иностранных процессоров [23]. Однако следует отметить, что понимание необходимости прямого привлечения частных инвестиций стало исходить от компаний, что должно дать свои положительные результаты.
По данным экспертов, расходы на НИОКР в рамках отдельных компаний в полупроводниковой отрасли в 2021 году вырастут на 4% по сравнению с 2020 годом и составят $71,4 млрд по сравнению с $68,4 млрд в 2020 году. Компания Intel продолжает лидировать среди поставщиков полупроводников по расходам на НИОКР в 2020 году показатель составил примерно $12,9 млрд [24]. В сравнении с Intel тайваньская TSMC в 2019 году потратила порядка $3,2 млрд на разработки, из них 70% пошли на освоение технологий новой топологии 3 нм и 3D IC для модулей системы в корпусе. В 2020 году рассматриваемый показатель составил $3,7 млрд [25].
В то же время компания Samsung в 2020 году увеличила свои расходы на НИОКР на 19% до $5,6 млрд отчасти потому, что активизировала разработку топологий 5‑нм и ниже, чтобы достойно конкурировать с TSMC [24].
Среди лидеров полупроводниковой отрасли по вложениям в НИОКР компании Intel, Samsung, Broadcom, Qualcomm, Nvidia, TSMC, MediaTek, Micron, SK Hynix и AMD, которые в совокупности увеличили свои расходы на исследования и разработки на 11% в 2020 году до $43,5 млрд, что составило 64% от общего объема по отрасли [24].
На российском рынке расходы полупроводниковых компаний на НИОКР зачастую в 100, а то и в 1000 раз меньше.
Меры государственной нефинансовой поддержки
В настоящее время как Европа, так и США активно занялись вопросами развития полупроводниковой промышленности в своих странах. Разрабатываются дорожные карты, выпускаются законы. Наряду с прямым финансированием государственных программ, правительства оказывают косвенную поддержку производств путем предоставления налоговых льгот, льготных кредитов на закупку технологий и специального технологического оборудования, государственных гарантий инвесторам, а также посредством сокращения срока амортизации специального технологического оборудования и защиты внутреннего рынка от импорта.
Направления государственной поддержки полупроводниковой отрасли во многом зависят от выбранной модели: foundry или fabless. Например, азиатские страны, такие как Корея, Тайвань, Япония, сосредоточились на выпуске компонентов, то есть используют foundry-модель. Несмотря на невысокий уровень прибыльности, за счет масштаба и высокой унификации крупнейшим компаниям этого сектора удается поддерживать необходимую рентабельность. Российские производители практически полностью вытеснены из этого направления из-за отсутствия производственных возможностей. По мнению ряда экспертов, развитие данного пути — направление очень конкурентное и затратное, на котором у нашей страны сейчас нет шансов на успех: столь велико отставание от лидеров. Возможно, в будущем появится ряд отечественных фабрик, поскольку государственный заказ будет расти по мере цифровизации государственных служб и транспортных систем. Однако говорить о существенном объеме экспорта данной продукции вряд ли придется.
Так называемую fables-модель реализуют многие развитые страны, отдав массовое производство компонентов на откуп компаниям из Азии, сфокусировавшись на разработке дизайна для своих изделий. Россия тяготеет именно к этой модели развития. Данную гипотезу подчеркивает не только рост числа дизайн-центров за последние пять лет, но и введение налоговых льгот для организаций, чья деятельность связана с проектированием и разработкой изделий электронной компонентной базы и электронной продукции. К мерам поддержки относятся снижение ставки страховых взносов с 14 до 7,6%, а также налога на прибыль с 20 до 3% [26]. Однако если мы обратимся к зарубежному опыту, налоговые преференции и государственное субсидирование — небольшая толика мер, которые государство может оказать для поддержки отрасли. Среди мер нефинансовой поддержки, используемых в то или иное время в мире, можно отметить разработку и популяризацию бренда «Сделано в …», поощрение сотрудничества с зарубежными партнерами, развитие деятельности ассоциаций для привлечения МСП к крупным проектам, создание национальных исследовательских лабораторий и единого пространства полного цикла производства электронной продукции, повышение интереса молодежи к электронике, вложения в человеческий потенциал и многое другое. Конечно, очень многие государства вводили ограничения на использование иностранной продукции и необходимость подтверждения происхождения изделий. В России этот принцип реализован в постановлениях Правительства № 719 и № 616. Однако реализуемых мер недостаточно — например, с помощью введения обязательных требований по корпусированию для подтверждения статуса производства интегральных схем в РФ, можно было бы создать условия для поэтапного перевода процесса производства интегральных схем в РФ. Пока данный механизм стимулирования лишь набирает обороты в России.
Проблемы и возможности для отечественной электроники
В общем же развитие полупроводниковой промышленности в России, по мнению ряда экспертов отрасли, затрудненно наличием ряда проблем, среди них:
- мелкосерийность производства и низкая загрузка мощностей;
- высокий физический износ активной части основных фондов;
- устаревшая экспериментально-лабораторная база;
- отсутствие отечественной базы производства специального технологического оборудования, затрудняющее разработку новых уровней технологии;
- незначительное число отечественных компаний, занимающихся производством технологических материалов;
- отсутствие отечественного программного обеспечения для проектирования интегральных схем;
- слабая интеграция с мировым сообществом. В данном случае политика импортозамещения имеет свои отрицательные стороны. Полупроводниковая промышленность сегодня находится в той стадии, когда невозможно говорить о самостоятельном развитии отрасли внутри одной страны, а ограничения могут привести к невозможности развития новых направлений;
- работа на рынках с искусственно ограниченной конкуренцией;
- низкий уровень кооперации в отрасли.
Несмотря на все проблемы, в России сохранились конкурентоспособные научные и инженерные школы в таких направлениях как силовая, СВЧ- и оптоэлектроника, квантовые телекоммуникации, которые способны создавать и производить решения, востребованные не только в России, но и в мире. Однако зачастую это продукты, имеющие узкий специфичный рынок сбыта. Также стоит отметить, что, несмотря на утечку мозгов, Россия все еще обладает квалифицированными кадрами.
Ближайшие пять лет на рынке электроники станут весьма интересными не только из-за последствий санкций США против Китая и перетасовки производственных площадок, развития новых топологических норм и активного внедрения облачных технологий и 5G, но и в силу того, что в определенной степени будет решаться судьба отечественной микроэлектронной промышленности. Сможем ли мы найти свой «голубой океан» на рынке или все же нам придется забыть про возможность развития отечественной полупроводниковой промышленности на всех рынках кроме ВПК? Заложенную за последние 10 лет базу нельзя назвать успешной, но она есть — на рынок выводятся процессоры «Байкал» и «Эльбрус», создаются новые дизайн-центры, появляется все больше частных компаний, занимающихся разработкой и производством электронных компонентов и изделий, предприятия наконец-то начинают объединяться в «живые» ассоциации. По мнению экспертов отрасли, у России есть шанс найти свой «голубой океан», но для этого должны быть соблюдены следующие условия:
- открытый доступ к возможностям мировой микроэлектроники;
- грамотно продуманное государственное финансовое и нефинансовое стимулирование как новых, так и существующих компаний по созданию спроса на новом рынке;
- возможность привлечения венчурного капитала, а как следствие, необходимость повышение привлекательности для инвестирования отечественной микроэлектроники;
- привлечение высококлассных специалистов, в том числе и из-за рубежа, как в области электроники, так менеджмента и маркетинга, для создания столь необходимого российской электронике рынка сбыта мирового масштаба.
Авторы благодарят за активное участие в написании статьи Д. Боднаря (АО «Синетез Микроэлектроника») и К. Томашпольского (Advanide Europe GmbH).
Литература
- Global Semiconductor Sales Increase 6.5% to $439 billion in 2020.
- WSTS Semiconductor Market Forecast Autumn 2020.
- Сайт Государственной статистики ЕМИСС. Показатель рассчитывался исходя из данных объема производства в натуральном выражении и средних цен производителей за 2020 г.
- TSIA Q4 2020 and Year 2020 Statistics on Taiwan IC Industry. February 22, 2021.
- Сайт таможенной статистики РФ
- Bown С. How the United States marched the semiconductor industry into its trade war with China. Working Paper 20–16. December 2020.
- WSTS Semiconductor market forecast fall 2020.
- Данные ассоциации SIA, 2020.
- Triolo , Allison K. The geopolitics of Semiconductors. September 2020.
- Кантыш П. Минпромторг хочет спасти банкротящийся завод «Ангстрем-Т».
- Brown Report: TSMC plans to now spend $35B in Arizona fab.
- McGee Intel to step up chip manufacturing with $20bn plants. Financial Times.
- R.7178 — CHIPS for America Act.
- Van Blokland Manufacturing Microchips: Why The COVID‑19 Pandemic Has Led To A Global Shortage Of The Tiny Technology.
- Riding the silicon ox?, 09 February 2021.
- Бондарь Д. Полупроводниковая микроэлектроника — 2020. Часть 1. Мировая пандемия COVID‑19 — форс-мажор для мировой экономики, но не микроэлектроники//Электронные компоненты. № 12, 2020.
- Sheng Where China is investing in semiconductors, in charts.
- Alexander , Kirschstein T. A path to success for the EU semiconductor industry.
- Nienaber Germany predicts chip investments of up to 50 billion euros in Europe.
- Механик А. Догоняя уходящий поезд//Эксперт. 2020. № 39.
- Мишустин верит, что радиоэлектронику в России удастся восстановить.
- Бондарь Д. Российская микроэлектроника и ее фантомные цели. //Электронные компоненты. № 01, 2021.
- Приключения микроэлектроника.
- Manners Semiconductor R&D spend to rise 4%.
- Wang TSMC boosts R&D to hold lead.
- Бахур В. Российские разработчики микроэлектроники попали под «налоговый маневр для ИТ».
23 Марта 2023 16:47
23 Мар 2023 16:47
|
Власти выбрали главного в России производителя литографических материалов для микроэлектроники
Научно-исследовательский институт молекулярной электроники получит чуть более 1,4 млрд руб. на освоение производства в России материалов для выпуска интегральных микросхем. Институт стал победителем нескольких тематических конкурсов Минпромторга, в
каждом из которых был единственным участником.
Деньги для НИИМЭ
Как выяснил CNews,
освоением производства в России материалов для
микроэлектронного производства займется Научно-исследовательский институт
молекулярной электроники (НИИМЭ). За эти работы предприятие получит 1,4 млрд
руб., следует из ЕИС «Закупки».
В частности, НИИМЭ стал победителем открытого конкурса на выполнение научно-исследовательской работы (НИР) «Разработка и освоение
производства литографических материалов для микроэлектронного производства» за 1,1 млрд руб. Речь идет о фоторезистах. Институт был единственным
участником конкурса и заключил контракт с Минпромторгом по максимальной цене.
НИИМЭ также стал победителем в конкурсе министерства на НИР «Разработка и постановка на производство реагента для измерения загрязнения пластин катионами металлов рентгено-флуоресцентным методом» за 158 млн руб. и НИР «Разработка технологии производства гидроксида тетраметиламмония» за 187,3 млн руб. В этих двух конкурсах НИИМЭ также был единственным участником. Контракты с министерством были заключены без снижения начальных цен.
Как рассказал CNews представитель НИИМЭ, институт организовал работы по созданию задела для разработки материалов для фотолитографии. НИИМЭ создал единственную в России физико-химическую аналитическую лабораторию для проведения исследований в области контроля качества технологических сред.
По словам представителя института, сейчас многие страны, обладающие собственным микроэлектронным производством, особенно Китай и Южная Корея, стараются наладить или расширить свое производство фоторезистов и другой химии, чтобы избежать зависимости от других государств. Сейчас более 80% всего мирового рынка фоторезистов занимают производители Японии и США. Причем Япония держит большую часть рынка.
На момент публикации материала Минпромторг не ответил на запрос CNews, где можно ознакомиться с программой «Развитие электронного машиностроения на период до 2030 года», в рамках которой предусмотрены работы по созданию фоторезистов.
Тендеры на разработку
Минпромторг опубликовал тендеры на разработку и освоение
производства материалов в феврале 2023 г. В тендерных документах
отмечалось, что все материалы производители используют для изготовления интегральных микросхем и ранее, до введения санкций, российские заказчики закупали их за рубежом.
НИИМЭ получит 1,4 млрд руб. за освоение производства в стране материалов для производства чипов
В рамках самой дорогостоящей НИР, заказанной Минпромторгом, предполагается
создание фоторезистов для использования в процессе фотолитографии с длинной
волны актиничного лазерного излучения 248 нм. Фоторезисты — это разновидность светочувствительных полимеров, которые в процессе изготовления микросхем наносятся на кремниевую пластину. Далее производится экспонирование фоторезиста литографической системой через окна фотошаблонов, с последующим «вытравливанием» дорожек на кремниевом кристалле.
НИИМЭ должен будет выполнить не только теоретические и экспериментальные работы в этом направлении, но и провести испытания опытных партий фоторезистов, а также подготовить и освоить их производство.
Сергей Бычков, ЦИТ Красноярского края: В киберпространстве воюют киберармии сильнейших стран
безопасность
Потенциальными потребителями материалов в документе указаны
«Микрон» и «НМ-тех». Работы должны быть выполнены до 12 декабря 2025 г.
Помимо самих фоторезистов, необходимо и оборудование для
работы с ними. Его производство в России также пока отсутствует. Однако в
ноябре 2021 г. стало известно о том, что в России к ноябрю 2026 г. за 5,7 млрд
руб. создадут фотолитографическое оборудование для печати процессоров.
Чем известен НИИМЭ
Согласно официальному сайту института, НИИМЭ — это российский научно-исследовательский центр по
проведению научно-технологических исследований в области микро- и
наноэлектроники, разработке и производству полупроводниковых изделий. Институт
основан 9 марта 1964 г. Сейчас в нем работает более 500
специалистов-разработчиков.
НИИМЭ проводит научные исследования и опытно-конструкторские
работы в рамках программ по развитию элементной базы, по изготовлению
кристаллов интегральных микросхем в режиме Foundry для предприятий-партнеров, а
также по разработке и освоению серий интегральных микросхем и полупроводниковых
приборов.
Другие подрядчики Минпромторга
Помимо перечисленных работ, Минпромторг заказал НИР на разработку и постановку на производство особо чистого гексафторида вольфрама,
бромистого водорода, реагента для измерения загрязнения пластин катионами
металлов рентгено-флуоресцентным методом и других необходимых материалов для
производства чипов.
Илья Маркелов, «Лаборатория Касперского»: Подход «внедрил и забыл» недопустим для SIEM
безопасность
В этих конкурсах Минпромторга победителями стали Инжиниринговый
химико-технологический центр (НИР «Разработка
и постановка на производство бромистого водорода» за 260,6 млн руб.) и НИИ «Научно-производственное
объединение “Луч”» («Разработка и постановка на производство особо чистого
гексафторида вольфрама» за 260 млн руб.). На участие в этих конкурсах также было подано только по одной заявке. При этом оба победителя снизили цену контрактов — на 1,1 млн
руб. и 27,6 млн руб. соответственно.
В совокупности на обеспечение производителей ЭКБ материалами
Минпромторг выделил 2,2 млрд руб.
- 10 функций Telegram, о которых вы не знали: наводим порядок в чатах
Отказ крупнейшего в мире производителя полупроводников TSMC от сотрудничества с Россией означает, что российским компаниям будет сложно осуществить запланированную программу импортозамещения в области IT. Производство чипов российской разработки осуществлялось как раз в этой тайваньской компании. Процессоры «Байкал» и «Эльбрус» были призваны стать альтернативой Intel и AMD, однако теперь их будущее туманно. Рассказываем, как так получилось и какие варианты есть у отрасли
О том, что тайваньский производитель полупроводников TSMC готовится присоединиться к международным санкциям против технологического сектора России, стало известно еще 25 февраля, к 27 февраля тайваньское Центральное информационное агентство со ссылкой на свои источники сообщило, что TSMC уже приостановила поставки в Россию, а также прекратила производство разработанных в России полупроводников «Байкал» и «Эльбрус».
Тайваньская компания присоединилась к решению администрации Байдена, которая объявила 24 февраля о прекращении более половины высокотехнологичного импорта в Россию. Санкции коснулись в том числе и сферы полупроводников, от которой зависит развитие интернета вещей, телекоммуникационных сетей, производство смартфонов, а также обеспечение растущих потребностей в вычислительных мощностях. TSMC поясняла, что приняла это решение в рамках международных соглашений об экспорте. Скорее всего, речь идет о законе «О реформе экспортного контроля» (ECRA), принятом в 2018 году Конгрессом США для защиты собственных технологий и борьбы с планом «Сделано в Китае 2025». Новые правила оговаривают, что под санкции попадают даже те товары, которые произведены за пределами США, но содержат американские технологии и компоненты.
По российской индустрии эти ограничения ударят довольно сильно, в то время как для Intel, AMD и TSMC последствия будут незначительными, говорят аналитики, так как доля России в мировом объеме продаж микрочипов — 0,1%.
В Тайване решение компании о введении санкций раскритиковала оппозиционная партия Гоминьдан. Представительница партии Ли Гуйминь отметила, что Тайвань обладает ограниченными природными ресурсами, а Россия поставляет на остров газ. «Понимают ли ситуацию чиновники? У вас есть деньги, чтобы играть в такие игры?» — озвучила свои вопросы Ли Гуйминь.
История вопроса
Угроза прекращения поставок микроэлектроники для России не нова. Еще в 2013 году Госдепартамент США начал вводить запрет на поставку некоторых элементов для российской космической промышленности, основанием для этого тогда послужило то, что они могут быть использованы в военных целях. Именно с этого момента активизировались попытки обеспечить импортозамещение. В последующие годы ограничения на экспорт расширялись до технологий двойного назначения, а теперь они затронут и полностью «гражданские» отрасли.
Перспектива технологической изоляции России стимулировала страну активнее заниматься импортозамещением и вкладываться в развитие отечественной микроэлектроники. Однако из-за технических ограничений и сложности процесса российские компании «Байкал», МЦСТ, Yadro и STC Module лишь проектировали чипы, а задачу по выпуску передали крупнейшему производителю мира — тайваньской TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.). Представители российских компаний от комментариев отказываются, утверждая, что официальных уведомлений от TSMC не получали. В мае прошлого года генеральный директор «Байкал электроникс» Андрей Евдокимов говорил, что запрет импорта передовых моделей полупроводников не будет иметь критических последствий для России, так как для основных потребностей государства отечественных процессоров хватит. Правда, тогда вообще не шла речь о вероятном прекращении сотрудничества с TSMC, а о появлении собственного производства микрочипов у российских компаний пока никто не сообщал.
До введения санкций на производственные силы TSMC опирались отечественные разработчики процессоров — МЦСТ (процессоры «Эльбрус»), «Байкал электроникс» (процессоры «Байкал»), — в конце июля 2021 года партнерами техногиганта стали микроэлектронный дизайн-центр Malt System, созданный при МГУ в 2011 году, и компания Yadro.
Планировалось, что TSMC будет поставлять потребительские процессоры Baikal-M и серверные CPU Baikal-S. Yadro, российский производитель серверов и систем хранения данных, в начале 2021 года специально создал дочернюю компанию «Ядро микропроцессоры», собираясь проектировать передовые чипы и заказывать их производство на Тайване.
Незаменимая TSMC
TSMC занимает более половины рынка полупроводников, а ее стоимость оценивается в $550 млрд. Тайваньский техногигант поставляет продукцию важнейшим игрокам технологической индустрии (Apple, Intel, Qualcomm, AMD и Nvidia) и производит до 92% высокотехнологичных чипов. Сейчас компания осваивает производство чипов по технологическому процессу в 3 нм и готовится к работе над 2 нм полупроводниками (от уменьшения размера полупроводника увеличивается скорость и энергоемкость выполнения вычислений, что наиболее важно для компьютеров и смартфонов), в то время как в России компания «Микрон» достигла технологического уровня лишь в 65 нм.
В условиях санкций Россия может пока покупать чипы у Китая, однако, учитывая глобальный дефицит микроэлектроники, КНР сможет в ближайшее время поставить в Россию только микросхемы относительно низкого класса, так на передовые продукты очередь от 20 до 52 недель. Приостановка сотрудничества с тайваньским производителем замедлит развитие отечественной индустрии. Кроме того, большинство альтернативных поставщиков так или иначе используют американские технологии при производстве, что будет вынуждать фабрики отказывать российским компаниям в заключении контрактов.
Если Россия и захочет в условиях санкций заняться изготовлением передовых микрочипов на своей территории, этот процесс, вероятно, займет десятилетия. Даже США, которые боятся экспортной зависимости от ключевых технологий пока не могут эффективно перенести сборочные линии передовых процессоров на свою территорию, так как это может привести к падению качества из-за сложной многоэтапной системы производства (последняя доходит до 1500 шагов), пишет The Time.
Несмотря на желание российских чиновников покупать высокотехнологичную продукцию в КНР, китайские производители не смогут быстро перестроить цепочки и оперативно начать поставки российской оборонной промышленности. В Китае, как и в США, уже давно рассматривают зависимость от импорта микросхем как серьезную угрозу национальной безопасности, а за последние пять лет страна добилась больших успехов в импортозамещении и разработке собственных продуктов.
Тем не менее сам потенциал китайской отрасли остается низким по сравнению с американской, так как большинство передовых решений и технологий по производству микроэлектроники находятся под экспортным контролем Соединенных Штатов, что заметно ограничивает темп развития национальной промышленности КНР. Благодаря государственной поддержке и стимулам высокотехнологичная промышленность Китая растет большими темпами, но мировая доля страны в экспорте микросхем остается незначительной. Но ограничения, наложенные на Россию с целью перекрыть ей доступ к глобальному рынку высоких технологий, еще больше ускорят стремление Китая к самостоятельности в полупроводниковой промышленности, о чем уже говорят китайские эксперты.
Китаист Леонид Ковачич считает, что в нынешней ситуации Китай вряд ли может помочь России восполнить образующийся технологический пробел. «Собственных технологических заделов Китая недостаточно, чтобы обеспечить России адекватную альтернативу полупроводникам TSMC, — говорит он. — Кроме того, для Китая существует риск попадания под вторичные санкции США, в случае если китайские компании или финансовые институты будут способствовать минимизации последствий американских санкций в отношении России. Поскольку российский рынок обладает гораздо меньшим масштабом по сравнению с американским и европейским, он, возможно, станет слишком токсичным для многих китайских компаний. В лучшем случае Китай может поспособствовать с производством микроэлектроники, поскольку российская радиоэлектронная промышленность находится в упадке. Тем не менее здесь все равно речь не идет о передовых полупроводниковых технологиях».
Чем это грозит
Прекращение производства «Эльбрусов» ударит в первую очередь по оборонной промышленности, так как процессоры позиционируются как надежная альтернатива для государственные учреждений, где требуется повышенная информационная безопасность. Костас Тигкос, аналитик компании Janes — поставщика британской разведки, в интервью Washington Post сказал, что последствия отказа TSMC от производства чипов для армии России будут «разрушительными».
Когда в 2013 году санкции США заставили российскую оборонку искать альтернативные поставки, такой альтернативой стали Китай и Тайвань. Теперь санкции ввел и Тайвань, поэтому сейчас поставки из КНР, в первую очередь крупнейшего китайского производителя Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC), окажутся безальтернативным решением. Василий Кашин, директор Центра комплексных европейских и международных исследований НИУ ВШЭ, специалист по китайскому ВПК, отмечает, что в сложившихся условиях китайские производители микрочипов, сами находящиеся под санкциями, станут естественными партнерами России. «Даже если в техническом отношении китайские производители еще несколько отстают от передового мирового уровня, их возможности могут оказаться вполне адекватными для потребностей России», — говорит он.
SMIC вряд ли откажет российским компаниям в размещении заказов на их производственных мощностях по политическим причинам, но с китайской компанией все не так просто. Хотя SMIC сама находится под санкциями с 2020 года, ряд американских компаний, например Lam Research, Entegris Inc., Qualcomm Inc. и Applied Materials Inc., с разрешения Бюро промышленности и безопасности США сотрудничают с китайским производителем и предоставляют ему технологии для изготовления микроэлектроники. То есть при желании Соединенные Штаты могут запретить SMIC поставлять компоненты в Россию.
Списки микросхем, подлежащих замещению путем закупки в Китае, сейчас засекречены. Оценить масштабы проблемы, с которой столкнется российская промышленность, можно только в общих чертах. Так, усилия по импортозамещению с 2014 года частично увенчались успехом, хотя за них пришлось заплатить снижением объема высокотехнологичного экспорта (в первую очередь оборонного).
Наиболее чувствительным станет запрет поставки полупроводников для российской космической промышленности. По словам главы госкорпорации «Роскосмос» Дмитрия Рогозина, в 2021 году предыдущие санкции Запада уже привели к вынужденному переносу запусков. Совершенно очевидно, что в 2022 году ситуация ухудшится.
Также экспортные ограничения могут ударить и по развитию гражданской авиации в России, вероятно, поставив под вопрос успех программ производства российских пассажирских самолетов Sukhoi Superjet 100 и МС-21. Если раньше поставки западной электроники для российских гражданских самолетов были под большим вопросом, то в свете нынешних санкций сотрудничество в области гражданской авиации с США и странами ЕС выглядит нереалистичным.
По мнению управляющего директора GR агентства Baikal Communications Group Эдуарда Войтенко, в условиях дефицита микрочипов можно ожидать существенного роста серых поставок: «На фоне санкций под видом российских на рынке могут появиться контрафактные зарубежные процессоры, и этот тренд может размыть достижение целей в реальном импортозамещении».
В целом последствия санкций будут ощущаться там, где требуется использование самых передовых технологий, к примеру в суперкомпьютерах. В этих случаях Россия будет вынуждена искать способы приобретать современные чипы в обход санкций через посредников, говорит Леонид Ковачич. «Перспективы развития цифровизации и телекоммуникаций в РФ обнулились», — считает эксперт.
Однако государственные органы (в первую очередь силовые) в основном опираются на чипы более старых поколений, которые Россия частично может производить сама и закупать у других стран. Во всяком случае, пока Китай, который сам страдает от санкций со стороны США, будет в этом заинтересован.