Модели на выбор. Как развиваться отечественной микроэлектронике?

Электронная продукция, в частности электронная компонентная база, — основа высокотехнологичных изделий самых разных отраслей. Часть этих изделий хорошо знакома каждому: это и проездные в метро, и сим-карты для сотовых телефонов, и банковские карты, и пр. Другая часть, по понятным причинам, менее доступна и известна широкой общественности: речь — о новейших образцах вооружений и техники…

Сложно переоценить важность развития отечественной микроэлектроники как для экономики, так и для безопасности страны в целом. Именно потому внимание со стороны государства к проблемам оте-чественной микроэлектроники не ослабевает. Так, например, уже несколько лет действует госпрограмма развития электронной и радиоэлектронной промышленности, рассчитанная до 2025 года. Как подчеркнул на одной из встреч (август 2016 года, Зеленоград), посвященных этой теме, глава Правительства РФ Дмитрий Медведев, именно микроэлектроника “по сути определяет, какими будут промышленные технологии в ближайшее десятилетие”. Он также отметил, что ежегодный рост отрасли составляет в среднем 10%. При этом производство сегодня ориентировано в основном на внутреннего потребителя: экспортируется пока менее 25% микроэлектронной продукции… А по-настоящему конкурентоспособными являются лишь отдельные направления специального сегмента — изделия, которые используются в военной технике. В потребительском и профессиональном сегментах масштабных проектов пока, к сожалению, практически нет, посетовал премьер.

 Перспективы и особенности развития отечественной микроэлектроники стали главными темами VII Всероссийской научно-технической конференции “Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем — 2016 (МЭС-2016)”. По сложившейся традиции местом проведения встречи представителей академических институтов, высокотехнологичных компаний, бизнес-структур, заинтересованных в hi-tech-разработках, был выбран Зеленоград. 

Напомним, конференции серии МЭС под общим названием “Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем” проводятся в России раз в два года уже более 10 лет. Они являются крупнейшим событием в области САПР микроэлектроники на территории России и стран СНГ. 

МЭС-2016 собрала более 400 участников, заинтересованных в обсуждении и решении вопросов автоматизации проектирования микро- и нано-электронных систем, систем на кристалле, IP-блоков и новой элементной базы микро- и наноэлектроники. Свидетельством актуальности этих тем не только для российского, но и для зарубежного научно-технологического сообщества могут служить программы крупных международных конференций по САПР и разработке микро- и наноэлектронной аппаратуры.

Широкая география участников МЭС-2016 и высокий уровень представленных на ней докладов — еще одна важная традиция встреч профессионалов в Зеленограде. По итогам жесткого конкурсного отбора доклады участников МЭС-2016 публикуются в сборнике трудов конференции, который входит в перечень изданий Высшей аттестационной комиссии РФ.

Организаторами МЭС-2016 выступили Институт проблем проектирования в микроэлектронике Российской академии наук (ИППМ РАН), а также Корпорация развития Зеленограда и Московское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А.С.Попова. Среди официальных партнеров конференции — Фонд инфраструктурных и образовательных программ, ИT-кластер Фонда “Сколково” и московское представительство фирмы Intel. 

Как отметил директор ИППМ РАН академик Александр Стемпковский (на снимке), одна из главных целей конференции — помочь обобщению отечественного научного опыта разработки МЭС и привлечь внимание научной общественности страны к этой проблеме, которая является важным элементом научной и инновационной активности российских ученых.

Накануне открытия конференции результаты своих работ в области микро- и наноэлектроники представили ведущие отечественные институты-разработчики и компании-производители, такие как Институт электронных управляющих машин им. И.С.Брука, НИИ системных исследований РАН, ЗАО “Megratec”, ООО “Альфачип”, АО “ПКК Миландр”, ОАО НПЦ “ЭЛВИС” и ООО “COMSOL”. Такой формат презентации сделанного отраслью также является визитной карточкой конференций МЭС. 

Разговор о том, чем богата сегодня отечественная микроэлектроника и какие проблемы еще не решены, был продолжен на пленарном заседании. С особым вниманием участники конференции выслушали выступление гендиректора АО “Ангстрем-Т” Анатолия Сухопарова. 

— Время у нас сейчас сложное, но интересное, — заметил он. — Два наших ведущих предприятия — “Ангстрем” и “Микрон” — находятся под санкциями. Сегодня многие организации, в названии которых есть слово “микроэлектроника” (или которые связаны с ней по роду занятий), рискуют пополнить эти ряды. Именно потому нам надо сейчас работать сплоченно и сделать наши результаты доступными для других отечественных компаний. Этому  содействует в том числе и проведение конференции МЭС. Благодаря таким встречам мы имеем возможность обмениваться нашими самыми горячими новостями. По понятным причинам, часть из них не могут быть опубликованы, и только здесь — среди коллег — мы можем узнать подробности из первых рук. Сверить ход, направление своих исследований и разработок. 

Новые возможности развития микроэлектронной компонентной базы в “Ангстрем-Т” напрямую связывают со строительством производственного комплекса, которое ведется при финансовой поддержке Внешэкономбанка. Новый производственный комплекс включает в себя уникальную антивибрационную платформу, газовое хозяйство (сверхчистый водород, кислород, азот, арго), тригенерационную станцию (электричество, тепло, холод) и мощные очистные сооружения. 

По словам Анатолия Сухопарова, это первый за последние 50 лет российский микроэлектронный проект такого масштаба и уровня технологий. У данной новостройки есть несколько особых предметов для гордости. Один из них — сейсмостойкий фундамент с уникальными инженерными системами, его стойкость обеспечивается десятками 21-метровых свай. Другая уникальная составляющая производственного комплекса — электростанция, возведенная рядом. “Мы не пользуемся городским электричеством, — поделился Анатолий Сухопаров. — Работаем на газе. Общая мощность электростанции — 42 мегаватта, но пока мы используем только 7 мегаватт. Важно, что в энергостанции заложены принципы “бесперебойника”. Потому можно работать, не опасаясь каких-либо сбоев подачи энергии”. 

Не менее впечатляют и самые большие на сегодня в России производственные помещения с чистыми комнатами площадью 7500 квадратных метров. Ежемесячная производственная мощность комплекса — 15 тысяч пластин диаметром 200 мм. При смене оборудования можно достичь и более высоких результатов.

Актуальной темой при обсуждении перспектив работы представленного производственного комплекса стала модель его деятельности. Что и как стоит выпускать на таком заводе? Анализ мирового рынка микроэлектронной продукции показывает, что сегодня в этой области есть несколько основных бизнес-моделей. Первая — IDM (Integrated Device Manufacture). По сути это “комплексный производитель”: компания сама занимается разработкой, производством и продажей готовых изделий. Наиболее ярким примером успешной реализации IDM-модели является компания Intel. Вторая модель — Foundry: в данном случае компания-производитель специализируется только на производстве и не имеет своей команды разработчиков. Третья модель — Fabless: компании, специализирующиеся только на проектировании конечных продуктов, с последующим размещением заказов на производство у внешних изготовителей. И наконец, четвертый вариант — Smart Foundry: бизнес-модель “разумного” производства. Она включает не только технологический участок, но и дизайн-центр со службой поддержки заказчиков. Допускается также согласованная модификация технологического процесса и правил проектирования для каждого проекта. Конечно, такое производство стоит существенно дороже, но при этом обеспечивает рентабельный выпуск уникальных изделий с высокой добавленной стоимостью. На сегодня это одна из наиболее эффективных моделей, по которой работают такие всемирно известные фирмы, как X-fab (Германия), Tower Semiconductor (Израиль), Silterra (Малайзия). 

Выбор “Ангстрем-Т” — Smart Foundry. “Мы хотим работать в этой нише, но обязательно будем участвовать и в выполнении государственных заказов”, — отметил Анатолий Сухопаров.

О семантических процессорах, как новой эре электроники, шла речь в выступлении генерального директора ОАО НПЦ “ЭЛВИС” Ярослава Петриковича. Он подчеркнул, что главный вектор развития электроники, микроэлектроники, проектирования микросхем и ИТ-индустрии в ближайшие 10-15 лет будет определяться семантической обработкой изображений и задачами искусственного интеллекта: “Именно в области компьютерного зрения и искусственного интеллекта сейчас находится мировой инвестиционный фокус. Это реальный шанс для России захватить свою долю нового рынка”.

Вопросы специфики электронной компонентной базы (ЭКБ) космического применения были представлены в выступлении заместителя генерального конструктора АО “Российские космические системы” (РКС) Владимира Стешенко. Ключевой задачей при создании ЭКБ для применения в аппаратуре РКС является обеспечение приемлемой стоимости малосерийного производства при безусловном обеспечении требований широкой номенклатуры, длительного жизненного цикла, надежности, стойкости к дестабилизирующим факторам и отказоустойчивости. 

Обсуждение состояния и перспектив развития космической микроэлектроники было продолжено в рамках тематического круглого стола. Его участники предложили расширить эту дискуссию на последующих конференциях, дополнив ее проблемами создания высокотемпературной электронной компонентной базы.

По сложившейся традиции основные итоги конференции нашли свое отражение в решении МЭС-2016. В документе выражена обеспокоенность неудовлетворительным состоянием микроэлектронной отрасли страны, в частности, отсутствием целенаправленной и осмысленной политики Минпромторга России по развитию отечественной микроэлектроники, следствием чего, в свою очередь, является практически полное отсутствие конкурентоспособных отечественных фабрик по производству ИС и СБИС, а также технологическая зависимость нашей страны в данной области, что недопустимо в современных условиях. 

Большую тревогу профессионального сообщества вызывает и существование полной монополии зарубежных САПР на отечественных предприятиях и, как следствие этого, полная информационную зависимость российской электронной промышленности в области специализированных САПР от зарубежных стран. 

Не обошли вниманием участники конференции и проблему отсутствия дизайн-центров коллективного пользования, оснащенных современными САПР. А именно они могли бы предоставлять свои ресурсы всем научно-исследовательским организациям, промышленным предприятиям, средним и малым инновационным компаниям, специализирующимся на разработке и производстве микро- и наноэлектронных схем и систем. 

Тревожит сообщество дефицит квалифицированных специалистов, владеющих современными методами автоматизированного проектирования микро- и наноэлектронных схем и систем.

Участники конференции сформулировали свои предложения по исправлению сложившейся ситуации. Например, рекомендовать Минпромторгу России разработать федеральную программу развития оте-чественной микроэлектроники для достижения технологической и информационной независимости России. Среди основных задач такой ФЦП должны быть создание и изготовление собственного технологического оборудования, модернизация существующих микроэлектронных производств, разработка отечественных САПР, организация центров коллективного пользования и т.д. Не менее важно создать общественно-научный совет по развитию отечественной микро- и нано-

электроники с консультативными и контрольными функциями, а также функцией противодействия коррупции.

Следующая конференция серии МЭС состоится через два года. Познакомиться с материалами МЭС-2016 можно на сайте http://www.mes-conference.ru.