Фото РБК (фото носит иллюстративный характер)

Мы можем быть полезны Вам в решении следующих задач:

Консультации по грантам для разработчика электроники, ПАК, иного ИТ решения (правообладателя, интегратора)
Консультации по грантам для заказчика внедрения
Консультации по налоговым льготам и остальным преференциям (отсрочка от призыва, мобилизации, льготная ипотека)
Консультации по входу в реестры Минцифры, Минпрома
Консультации по внесению продукта (решения: ПАК/АПК/ПО) в реестр отечественного ПО, ПАК, РЭП, РЭА, ЭКБ
Консультации по внесению АПК/ПАК в реестр отечественной электроники
Подготовка части документации по требованиям
Сопровождение процесса аккредитация Минцифры
консультации по финансово-экономическим, налоговым, бухгалтерским, управленческим, маркетинговым вопросам;
разработка документации бизнес-проекта;

Поддержка разработки, проектирования, производства электроники РЭП, РЭА, ЭКБ:

Подробные консультации (платные) по этим вопросам можно получить по электронным каналам связи (Skype, Zoom, телефон и т.п.) или в офисе компании в Казани (по предварительной записи) - оставьте заявку и напишите нам свой вопрос

При необходимости - обращайтесь к нам!

Оплатить консультацию по вопросу можно здесь

Заказать консультацию или сделать заявку на обучение можно:

или через форму обратной связи
или через форму контактов внизу страницы
или опишите кратко суть Вашего проекта (это уменьшит количество уточняющих вопросов)

Мы можем помочь Вам законно снизить налоги.

Путем применения законных налоговых льгот и преференций (по НК РФ и региональным законам - субъектов РФ):

проверка (подходят ли Ваши компании под какие-либо)
подготовка компании для применения налоговых льгот
иногда - реструктуризация компании
иногда выделение раздельного учета операций внутри компании

Мы можем помочь Вам получить льготные деньги:

Путем участия в программах и конкурсных отборах (по ППРФ и региональным НПА):

субсидии
гранты
целевые бюджетные средства
льготные займы фондов
льготные кредиты банков
земельные участки без торгов
льготные ставки аренды земли и имущества

При необходимости - обращайтесь к нам!

Стратегия развития электронной промышленности до 2030 года

https://habr.com/ru/companies/eaeconsult/articles/778296/

4 декабря 2023

Суверенные чипы в России: обзор проблем, планов и прогнозов

В марте прошлого 2022 года в блоге Дениса Шамиряна @CorneliusAgrippa на Хабре вышел пропитанный пессимизмом, но, пожалуй, наиболее аргументированный и детальный пост о состоянии и перспективах российской микроэлектроники, в первую очередь, о КМОП производстве. Пост завершался критикой локализации производства микросхем и коротким, максимально неопределенным ответом на вопрос “что делать?”.

С этого момента произошел ряд событий, которые могут снизить неопределенность и помогут оценить усилия, предпринимавшиеся в этой области. Заранее скажу, что победных реляций и турбооптимизма в посте не будет. Это не более чем обзор событий, оценок, прогнозов, а также попыток, которые предпринимаются для создания с нуля полного цикла производства современных полупроводников.

Забегая вперед, уточню, что мне тяжело оценить реалистичность планов по локализации такого производства, но я позволю себе в итоге несколько оценочных прогнозов, сделанных на основании данных из открытых источников и оценок признанных экспертов.

Планы, заявления и оценки

Дорожная карта и техпроцессы

В октябре Минпромторг представил дорожную карту, в соответствии с которой в России планируют освоить серийный выпуск микропроцессоров по топологической норме 28 нм на 300-миллиметровых кремниевых пластинах. А к 2030 запустить серийное производство чипов по 14 нм техпроцесс.

В настоящий момент потолком возможностей производства “суверенной микроэлектроники” является создание чипов по топологическим нормам от 65 нм (серийно 90 нм) на УПП “Микрон”. «Ъ» также упоминал, что более современные техпроцессы уже освоены заводом «НМ‑Тех», созданного на площадях ставшего банкротом АО «Ангстрема‑Т», но согласно публичным данным, «Ангстрем-Т» был способен лишь на 600 нм техпроцесс.

Инвестиции

На реализацию программы планируют выделить 100 млрд рублей ($1 млрд). При этом, согласно оценке, сделанной компанией «Яков и Партнеры» (ex-подразделение McKinsey) в 2022 году, успех импортозамещения в области микрочипов в России требует инвестиций 400-500 млрд рублей до 2030 года.

Такая оценка была дана в отчете «Микроэлектроника России: от дефицита к технологической независимости» (публиковался Forbes). При этом, согласно отчету, не менее 50% на ранних этапах должно субсидировать государство, в силу того, что в этот период эти производства будут нерентабельны.

Степень импортозамещения

Вероятно, как минимум на ранних этапах, речь не идёт о полностью импортозамещенном производстве. По данным «Коммерсантъ», согласно презентации Международного научно-технологического центра МИЭТ, российские предприятия будут использовать часть китайского и белорусского оборудования. Вероятно, всё же, также речь идёт о линиях, приобретенных по параллельному импорту, так как ни Китай, ни Республика Беларусь в настоящий момент не производят фотолитографического оборудования для заявленных техпроцессов. А продукты монополиста ASML из Нидерландов не могут быть официально поставлены в Россию.

ОКР текущего года

В июле появилась информация о том, что Минпромторг ищет исполнителей пяти ОКР, которые напрямую связаны с созданием технологий и оборудования для выпуска микросхем с топологией в диапазоне от 250-65 нм. Объём инвестиций оценивается в 9,2 млрд руб.

В фокусе Минпромторга:

“Разработка и освоение в производстве установки лазерного устранения дефектов и постановка технологического процесса устранения недопустимых дефектов на фотошаблонах в обеспечение производства интегральных схем с топологическими нормами 90-65 нм”, под шифром «Прогресс-ретушь». Стартовая цена контракта: 1,16 млрд руб.
«Разработка и освоение в производстве установки контроля координат топологических элементов и критических размеров структур на фотошаблонах в обеспечение производства интегральных схем с топологическими нормами 90-65 нм». под шифром: «Прогресс-контроль». со стартовой ценой — 1,41 млрд руб.4
«Разработка и изготовление опытных образцов установок электрохимического осаждения для обеспечения серийного производства микроэлектроники на пластинах 100 мм/4 дюйма и 200 мм/90 нм». С шифром «Горизонт-ЭХО» и ценой — 800 млн руб.
«Разработка технологии и комплексного инструмента проектирования широкой номенклатуры СВЧ-компонентов, изготавливаемых на основе гетероэпитаксиальных структур нитрида галлия на подложках карбида кремния с проектными нормами 0,25 мкм (250 нм прим. автора)». С шифром «Т-НГ-1» и стартовой ценой — 2,71 млрд руб.
«Разработка технологии и комплексного инструмента проектирования широкой номенклатуры СВЧ- и силовых компонентов, изготавливаемых на основе гетероэпитаксиальных структур нитрида галлия на подложках кремния с проектными нормами до 0,25 мкм (250 нм прим. автора)». Шифр «Т-НГ-2» и ценой контракта от 3,13 млрд руб.

Тендеры по ОКР были запущены как открытые конкурсы. Участники:

По «Прогресс-ретушь» и «Прогресс-контроль» предложение отправил АО «ЗИТЦ», по «Т-НГ-1» — АО «НПП «Исток» им. Шокина», а по «Т-НГ-2» — ФГАОУ ВО “НИ “МИЭТ”. Тендер по ОКР с шифром “Горизонт-ЭХО”, согласно данным платформы “Закупки 360”, остался без заявок на участие. Аналогов создаваемого в рамках ОКР оборудования в России нет, в ТЗ упоминаются установки:

SolsticeS8; SolticeS4, SolticeLT (ClassOne);
StratusP300 (Asmptnexx);
NokotaECD, RaiderECD (AppliedMaterials);
Sabre (LamResearch)

Эксперты отмечают, что реверс-инжиниринг в случае с таким оборудованием может не сработать, так как модель реверс-инжиниринга, которая использовалась в России до настоящего момента, показала свою неэффективность. Подробно о проблемах с этим связанных на хабре писал Лев Скурихин, в этом посте, он же предложил модель с “интеграторами-дирижерами”, которая может сработать, в частности с оборудованием для производства микросхем.

Разработки и технологии

Очевидно, что часть усилий по созданию “суверенной микроэлектроники” дают свои плоды. В текущем году было заявлено сразу о нескольких достижениях в этой области, в первую очередь, по части разработки пластин.

В сентябре, Российская компания «Рокор», входящая в состав ОЭЗ «Технополис Москва», заявила о разработке новой технологии производства монокристаллических пластин из оксида галлия. Согласно заявлениям компании, такие пластины могут эффективно применяться для производства полупроводниковых материалов четвертого поколения, т.е. наиболее современным из существующих. Значимо, что компания не только разработала технологию, но и завершила её освоение, следовательно, может в короткие сроки запустить производство. Хотя сроки запуска не раскрываются.

Несмотря на технологическую и экономическую изоляцию, предприятие рассчитывает не только на внутренний рынок, но и на мировые контракты, т.к. потенциальными покупателями таких пластин являются все производители полупроводников на планете. Сейчас аналоги производятся в Японии, и стоимость одной платины достигает $6000. Российский производитель уверяет, что способен снизить рыночную стоимость до $3000 за счет того, что российская технология не требует применения иридиевых тиглей.

Проблемой развития этого направления российской микроэлектроники является, как ни странно, сырьевая зависимость. Основным поставщиком оксида галлия (Ga2O3 и Ga2O) на мировом рынке является КНР, которая в августе 2023 г. ввела экспортные ограничения, что привело к падению экспорта до нулевой отметки. Результатом стал мгновенный рост цен.

В начале уходящего года в ИПМаш РАН заявили о том, что научились создавать пластины из карбида кремния, при этом метод отличается от традиционного, когда плёнку из карбида выращивают на кремниевых пластинах, при котором кристаллические структуры плёнки и пластины не совпадают, что приводит к усложнению процедуры изъятия плёнки. В ИПМаш РАН заявили о том, что вместо простого изъятия атомов кремния из пластин они научились сразу заменять их на атомы углерода, не разрушая кристаллическую структуру. Несмотря на практический успех, до освоения технологии в промышленности пройдут годы, но в долгосрочной перспективе, освоение серийного производства таких пластин внушает оптимизм. Карбид кремния значительно надёжнее традиционных кремниевых пластин, лучше переносит термические нагрузки, в частности, способны работать при 300 градусах Цельсия.

Есть также локальные успехи в технологиях для создания подложек для микросхем. В Новосибирском ИХТТМ СО РАН создали метод трансформации гидроксида алюминия в субмикронный порошок альфа-оксида, благодаря которому можно снизить стоимость производства керамических подложек для чипов.

Описанные технологии, при наличии линий для полноценного производственного цикла способны увеличить эффективность и скорость создания “суверенной микроэлектроники”. Однако ни одна из них не заменит необходимость в фотолитографов, установок ионной имплантации, кластеров плазмохимического травления, оборудования для выращивания кремния.

В следующем году в России планируют создать первые отечественные фотолитографы, однако они, согласно сообщениям в СМИ, будут предназначены для производства микросхем по 350 нм техпроцессу, что в целом не решает задач технологического отставания и лишь частично закрывает потребности российского рынка полупроводников.

Планы по создаваемым российским процессорам также достаточно скромные. Так, новый процессор «Эльбрус-Б», для создания которого, советник корпорации “Ростех”, Евгений Бабаян ищет 30 млрд. рублей инвестиций, планируют выпустить по техпроцессу 65 нм или более старому. 65 нм техпроцесс для создания процессоров впервые массово был применен компанией Intel в 2005 г и считается устаревшим.

В сухом остатке

В настоящий момент видно, что процесс разработки собственной микроэлектроники сдвинулся с мертвой точки, технологические и научные разработки начали активно финансировать. При этом сложно давать прогнозы по срокам и шансам на успех, опираясь лишь на публичные данные. Количество средств, которые планируют выделить на программу импортозамещения в производстве полупроводников, в 4 раза меньше, того, что посчитали необходимым для этого аналитики «Яков и Партнеры» и в сотни раз меньше сумм которые озвучивал в посте Денис Шамирян (@CorneliusAgrippa) . Между тем существуют четко обозначенные цели и планы по их реализации. Возможно, некоторые инвестиции не придаются огласке.

Сроки, которые фигурируют в дорожной карте Минцифры также вызывают вопросы, в силу того, что помимо проблемы оборудования, существует острая нехватка квалифицированных кадров. Она, что характерно, даже выше дефицита опытных кадров в российском ИТ. Если финансирование будет достаточным и учесть описанные проблемы, я бы предположил, что достичь уровня, сравнимого с мировым в производстве полупроводников, Россия сможет через 8-10 лет при максимально оптимистично складывающихся обстоятельствах.

Для выполнения в срок этапов дорожной карты, вложения в создавшуюся отрасль должны быть значительно больше. Для сравнения, в 2022 году, только ASML инвестировали в исследования и разработку €3,25 млрд (ок 350 млрд руб.), при этом речь идёт о компании, которая не находится под санкциями и обладает самой совершенной в мире технологической базой по производству оборудования для создания полупроводников. Оптимисты считают, что нету ничего невозможного, но если речь идёт о сроках в 5-7 лет, то государству и разработчикам придётся приложить, без преувеличения, титанические усилия и вложить колоссальное количество средств в программу ”суверенной микроэлектроники”.

Теги:

CorneliusAgrippa21 мар 2022 в 14:22

Микроэлектроника в России до и после 24.02.2022

14 мин

321K

Производство и разработка электроники*Процессоры

Технотекст 2022

В свете последних событий (для потомков: гуглим Россия, Украина, 24 февраля 2022), приведших к введению санкций против России в сфере высоких технологий и, в частности, микроэлектроники, я часто слышу вопрос: а что дальше? В каком сейчас состоянии российское микроэлектронное производство? Россия сможет создать полностью локальное производство чипов?

Сразу оговорюсь, что данная статья не претендует на всесторонний независимый анализ ситуации, а отражает мою личную точку зрения, основанную во многом не на открытых источниках, а на опыте: более 20 лет в индустрии, 15 лет за границей, как в R&D (IMEC), так и на массовом производстве (Global Foundries) плюс 8 лет в России (запуск с нуля завода по производству МЭМС), личном общении, мнении других специалистов; в общем всём том, доказательств чему найти нельзя или очень сложно. Поэтому пруфов предоставлять не буду – каждый имеет собственную точку зрения и право ее высказывать (по крайней мере пока).

Говорить я буду только про технологии производства, так как сам я бывший технолог, к дизайну отношения никогда не имел и фразы типа «лицензирование ядер процессора» для меня темны и непонятны.

Также отмечу, что говорить буду только про КМОП производство, во-первых потому, что эта тема наиболее интересна потребителям (это бытовая электроника – процессоры, память и т.п.), во-вторых, за границей я работал в КМОП (aka CMOS) производстве и хорошо представляю его изнутри, в-третьих сам я сейчас работаю в МЭМС индустрии и писать про нее не буду, так как являюсь заинтересованной стороной.

Статья состоит из трех частей:

Анализ текущих производителей
Размышления на тему полностью локального производства микроэлектроники
Попытка заглянуть в будущее

Анализ текущей ситуации

Для начала давайте посмотрим на текущих производителей микроэлектроники. Я буду говорить только о более-менее современных фабриках, способных выпускать микросхемы по техпроцессу 180 нм и ниже. Чтобы было понятно, я буду приводить примеры процессоров, произведенных по определенной технологии, данные взяты из Википедии там в статье есть справа колоночка со всеми техпроцессами, можно кликнуть и посмотреть, что по этому техпроцессу (и когда) производилось. Так вот, 180 нм – это начало 2000-x, процессоры типа Intel Celeron и PlayStation 2. Всякие старые советские заводы (типа НЗПП), работающие по технологиям больше микрона, рассматривать не будем (например, Intel 80286 был сделан по технологии 1.5 мкм).

Небольшая оговорка про размер пластин. Современное производство работает либо на 200 мм (до 90 нм), либо на 300 мм (65 нм и ниже) кремниевых пластинах. Наиболее продвинутое оборудование для технологий меньше 65 нм существует только в варианте 300 мм. Поэтому сделать высокие технологии на 200 мм пластинах не получится. А оборудование для 300 мм пластин существенно (в разы) дороже оборудования для 200 мм пластин.

Итак, что мы имеем на сегодняшний момент.

Микрон

Микрон - это наиболее живое микроэлектронное производство в России. Работают на 200 мм пластинах, обладают технологией 180 нм (в массовом производстве), 90 нм (не уверен, что в сильно массовом, но могу ошибаться; 90 нм – это Intel Celeron M/D, AMD Athlon 64), 65 нм (тут у меня большие сомнения что там есть массовое производство; 65 нм - это AMD Turion 64 X2, Microsoft Xbox 360 "Falcon"). Я в свое время участвовал в попытках разработки технологии 65 нм на 200 мм пластинах (IMEC, Бельгия), но оборудование не тянуло, поэтому 65 нм техпроцесс был перенесен на 300 мм оборудование.

Производит Микрон в больших объемах в основном чипы для банковских карт, паспортов, билетов в метро и т.д. В небольших объемах производят то, за что попали под санкции. Находятся под санкциями довольно давно, так что уже как-то научились с этим справляться. Оборот более 6 млрд рублей, из них примерно половину они зарабатывают сами, остальное докидывает государство (например, в виде субсидий по 109 постановлению Минпромторга – Микрон там всегда среди получателей субсидий).

Ангстрем-Т

Не путайте с просто Ангстремом (без Т) – Ангстрем это как раз старое советское производство, они делали чипы для советских калькуляторов и игры «Ну погоди» - если кто настолько стар, чтобы ее помнить, там волк яйца из-под куриц ловил. Ангстрем до сих пор жив и производит продукцию (понятное дело, не для калькуляторов).

История Ангстрема-Т началась в 2007 году, когда Global Foundries (тогда это был еще завод AMD – Fab36, Дрезден), начал переход на 300 мм пластины и продал все оборудование и технологии на 200 мм Ангстрему-Т: 130 нм (уровень AMD Athlon MP Thoroughbred) полная документация на техпроцесс с гарантией выхода годных и 90 нм – разработана, но еще не в массовом производстве. На тот момент это были довольно свежие технологии. Но дальше что-то пошло не так. Оборудование застряло на складе в Роттердаме, и когда я пришел работать на Global Foundries в 2011 году, это было уже притчей во языцех – как они продали оборудование в российскую компанию, но оно, вместо того, чтобы использоваться, уже 4 года гниет на складе. Гнило оно еще где-то до 2014, после чего все-таки приехало в Россию. В Зеленограде был построен завод, практически точная копия дрезденского, они даже построили собственную электростанцию, чтобы покупать не электричество, а газ и вырабатывать электроэнергию своими силами, чтобы не зависеть от перебоев с электроэнергией. Так же сделано в Дрездене, правда, немцы ухитрились сами себе отключить электричество на заводе (как раз в мое дежурство) – но это уже другая история.

Так вот, завод был построен, оборудование завезено, я там был и испытывал дежавю после Дрездена – все точно так же, установки на тех же местах, с теми же кодовыми названиями.

То есть, выглядело там все более-менее нормально, но вот с руководством там какая-то странная история. У меня есть целая коллекция визиток генеральных директоров Ангстрема –Т одинакового дизайна, только фамилии разные – они там менялись постоянно (вместе со всей командой). Как-то раз общался с одним из замов, он меня спросил, как у нас устроен контроль качества, я рассказал, он начал смеяться и сказал, что я ничего не понимаю в контроле качества. Ну, у нас контроль качества устроен по тем же принципам, по которым я в Германии делал чипы модемов для Qualcomm для пятых айфонов, Эппл вроде на качество не жаловался. Так что я пожал плечами, но спорить не стал. Еще как-то раз я беседовал с VP sales ASML, он интересовался, как там дела у Ангстрема-Т и сказал, что так как их сканеры простояли 7 лет на складе, запустить их будет очень сложно и предложил сдать старые сканеры в трейд-ин, а в Ангстрем-Т поставить более новые с доплатой. Я пересказал этот разговор руководству Ангстрема-Т и сказал, что по моему мнению это неплохая опция – они получат быстрый результат лучшего качества, пусть и за дополнительные деньги. Руководство Ангстрема-Т сказало, что оно ничего про это предложение не знает. Странно, подумал я, какой-то левый чувак вроде меня знает, а те, кому это предлагали и для кого это должно быть важно – нет.

Итог – с момента покупки линии прошло уже 15 лет, производство до сих пор не работает. Заработает ли когда-нибудь, мне не ведомо. На данный момент предприятие обанкротилось.

Крокус наноэлектроника

Исходная идея Крокуса – это производство MRAM – магниторезистивной памяти. Не буду углубляться в детали, вкратце – вы получаете энергонезависимую память (как на флешках) которая работает со скоростью оперативки (как DRAM). От этого сочетания слюнки текут у многих, поэтому многие пытались ее сделать (я точно знаю про Sony и Infineon). Проблема оказалось в том, что теоретически все красиво, но в реальности получилось не очень, точнее, получилось, но вот быстродействие оказалось на уровне обычной флеш-памяти, а флеш-память уже есть, зачем городить еще одну технологию для того, что уже прекрасно работает?

Но, до того, как это стало ясно, Роснано решило проинвестировать в фабрику 300 мм по техпроцессу 65 нм на территории России. Вы можете как угодно иронизировать над Роснано, но на данный момент это единственная в России фабрика на 300 мм пластинах с работающей технологией 65 нм. Правда, есть нюанс.

В исходной модели предполагалось, что MRAM ячейки будут изготавливаться на уровнях металлизации (так называемый back end). Так как сами транзисторы (front end) можно изготовить на любой фабрике, это легко доступный товар, было решено не тратиться на фабрику полного цикла, а построить часть фабрики, которая будет содержать только know-how по изготовлению MRAM. Замечу, кстати, что оборудование для front end стоит гораздо дороже (его там просто больше всякого разного, а для back end много, в принципе, не нужно). Так что исходная модель выглядела так:

Строим полу-фабрику (только back-end) за разумные деньги
Покупаем пластины c front end за небольшие деньги на мировом рынке
Добавляем MRAM back-end
Продаём за большие деньги на мировом рынке
PROFIT!

Если бы MRAM технология заработала, это было бы очень красивое решение. Но она не заработала (причем не только у Крокуса), и Крокус превратился в эдакий чемодан без ручки.

С одной стороны, он не является полноценной фабрикой, так как не делает транзисторы (front end), а заказывать на иностранной фабрике front end а потом доделывать у себя бессмысленно, проще сразу заказать на иностранной фабрике полный цикл. Если же тебе откажут в полном цикле, то откажут и в половине цикла.

С другой стороны, это единственное в России работающее производство на 300 мм пластинах по 65 нм техпроцессу, с возможностью дальнейшей модернизации до 45 нм и, может быть, до 32 нм.

То есть, и убить жалко, и что дальше делать – непонятно. Достроить до полной фабрики? Но это огромные инвестиции, да и место там физически не особо есть под полную фабрику. То есть, надо переносить. А если переносить – не проще ли с нуля тогда построить? (обычно проще). А обанкротить – рука не поднимается.

Годовой оборот Крокуса – это где-то миллиард рублей, сами они зарабатывали процентов десять (в основном разовые заказы на напыление магнитных материалов для иностранных заказчиков – российских нет, так как в России нет 300 мм фабрик).

Новый завод в Зеленограде

Про него мало что известно. Размер пластин 300 мм, техпроцесс 65 нм – 45 нм (First generation Intel Core i3, i5 and i7). Строить его планировали уже давно, вот например, новость (неизвестной датировки), что к 2014 году должны построить. Строить собиралась компания Ситроникс, но ничего внятного нагуглить не удается. Несколько лет назад мне из правительства присылали на экспертизу техзадание на завод, я почитал – написано было грамотно, явно писали люди, которые знали, что они делали. По слухам, строительство идет, с привлечением китайских подрядчиков (вроде как UMC - правда, это Тайвань). Больше ничего сказать не могу. Что из этого получится, тоже не понятно.

Итог

На Микроне теоретически можно производить что-то уровня Intel Celeron/AMD Athlon 64 (техпроцесс 90 нм, середина 2000-х). Чтобы двигаться дальше, нужен завод на 300 мм, а его в полностью функциональном состоянии нет.

Можно ли полностью локализовать производство микроэлектроники по современному техпроцессу?

Короткий ответ: нет.

Более подробный ответ: Ни одна страна в мире не сможет локализовать производство микроэлектроники по техпроцессу меньше 90 нм. Наладить что-то вроде микронной технологии (контактная литография, жидкостное травление, ручные операции) на коленке еще как-то можно, но это будет уровень 8086/80286 или ZX Spectrum.

Развернутый ответ. Для успешного микроэлектронного производства необходимы следующие факторы:

Наличие рынка сбыта
Наличие производственного оборудования
Наличие компетентного персонала
Наличие сырья, материалов и расходников

Давайте разберем каждый аспект подробнее.

Рынки сбыта

Казалось бы, какие рынки сбыта – если надо сделать, значит надо, не считаясь с затратами. Проблема в том, что сам полупроводниковый завод – это только верхушка айсберга. И не считаясь с затратами придется пилить весь айсберг, а это очень и очень много денег.

Все привыкли к тому, что полупроводниковые чипы очень дёшевы. Почему они получаются дешевыми, я писал в другой статье. Многие ошибочно полагают, что достаточно поставить завод на территории России и мы получим такие же дешевые чипы, только произведенные дома. К сожалению, это не так. Полупроводниковый завод сжирает огромное количество денег, независимо от того, производит он что-то или нет. То есть, чтобы один чип был дешевым, нужно это огромное количество денег разделить на огромное количество чипов (десятки миллионов для завода средней руки). А их надо куда-то сбывать. Если сбыть их некуда (российский рынок не такой большой), то завод будет нести убытки, которые либо должно покрыть государство субсидиями (тогда чипы будут дешевыми для потребителя), либо сами потребители (тогда чипы будут очень дорогими). То есть, если вы хотите делать по настоящему дешевые чипы, вам нужно их продавать всему миру.

Следующий слой айсберга – это оборудование. Заводу нужно примерно десяток установок одного типа (например, литографии, или травления), а типов таких десятки (если не сотни). Производителю оборудования одного типа не интересен рынок из десяти штук – опять, либо оборудование будет золотым для завода, либо производителя оборудования должно субсидировать государство. Либо фабрик должно быть много, тогда у производителя оборудования появляется рынок сбыта и его продукция дешевеет. Но много фабрик нам не нужно – мы с одной то не знаем, куда чипы девать. То есть, если вы хотите сделать относительно недорогое оборудование (относительно недорогое – это значит что, например, установка фотолитографии стоит примерно как Боинг), его нужно продавать по всему миру.

Следующий слой айсберга – комплектующие для оборудования – электроника, насосы, роботы и т.д. Тут та же история – для десятков/сотен единиц оборудования много насосов не нужно, и мы опять утыкаемся либо в высокую стоимость, либо в необходимость продавать на мировом рынке.

И такая же история будет со всем остальным: с кремниевыми пластинами, химикатами, системой водоподготовки. Все, что будет уникальным для нашего производства, будет дико дорогим, так как больше мы это никому не продадим (ну либо мы торгуем со всем миром).

Еще один момент. Один завод не может производить всю микроэлектронную номенклатуру. То есть и процессоры, и оперативную память, и флеш-память, и микроконтроллеры и радиомодемы и т.д. и т.п. в один завод не втиснуть. Производство оперативной памяти – это вообще отдельная отрасль микроэлектроники с отдельными заводами, техпроцессами и игроками. В свое время немцы пытались сыграть в эту игру, Infineon отпочковал компанию Qimonda, которая должна была заняться производством оперативной памяти. Не получилось. Себестоимость чипа памяти, произведенной на Qimonda была равна стоимости чипа памяти Samsung на прилавке в магазине. Qimonda обанкротилась.

То есть, чтобы иметь полностью локализованное производство, нужно иметь несколько заводов. И куда-то продавать продукцию этих заводов. Либо содержать эти заводы, работающие с минимальной загрузкой. Справедливости ради отмечу, что много заводов создадут хоть какой-то спрос на оборудование и сырье.

Давайте примерно прикинем, сколько это стоит. Для примера, Интел строит новый завод в Германии за 17 млрд долларов. Нужно несколько заводов, допустим это будет $50-60 млрд. Для сравнения, это расходы на оборону в России в 2020 г. Вся экосистема, я думаю, будет стоить как минимум на порядок больше, то есть $500-600 млрд. Это уже треть ВВП России. А ведь такая экосистема может обойтись и дороже, чем на порядок.

В итоге, создать и содержать полностью локализованное производство – это ОЧЕНЬ дорого.

Производственное оборудование

Допустим, мы где-то нашли квадрилиарды денег и можем себе позволить все. Первое что нужно – это оборудование. Замечу, что на данный момент нет ни одной страны в мире, которая производила бы все оборудование, необходимое для микроэлектронного производства по технологиям 45 нм и ниже. Даже США, которые производят львиную долю полупроводникового оборудования, не производят машины фотолитографии. Их производят либо Нидерланды (ASML), либо Япония (Nikon, Canon). Applied Materials (США), один из крупнейших (а может и крупнейший) производитель оборудования, обычно хвастается, что может поставить полную линейку оборудования только из своих машин, но всегда добавляет: кроме фотолитографии.

Сделать оборудование для современного полупроводникового производства очень трудно, а самому с нуля – невозможно. Тут есть два момента.

Во-первых, современные производители оборудования прошли огромный путь в десятки лет улучшая и совершенствуя свое оборудование. Для примера, голландский производитель фотолитографического оборудования, компания ASML потратила около 15 лет, чтобы довести до ума установку EUV. Первый прототип был поставлен в IMEC (где я тогда работал) в начале двухтысячных, а на рынок она вышла несколько лет назад (это я еще не знаю, сколько времени у них заняло первый прототип сделать). Это при том, что у ASML огромный опыт в разработке и производстве машин фотолитографии и их R&D бюджет составляет порядка миллиарда евро в год (я думаю, львиная доля этого бюджета уходила и уходит на EUV).

Во-вторых, современное оборудование – это фактически конструктор лего, в котором 90% блоков стандартных (роботы, вакуумные насосы, котроллеры газовых потоков и т.д. и т.п.) и 10% - это ноу-хау компании, на которое и тратится основное время и деньги при разработке. Насколько мне известно, компоненты полупроводникового оборудования необходимого качества в России не производятся.

Можно, конечно, попробовать все сделать самому – но это как раз одна из причин, почему прогорела наша родительская компания Mapper Lithography: они все пытались сделать сами: блоки питания, ВЧ генераторы, написать свой софт и т.д. В итоге машина работала час, потом ломалась и ее неделю чинили.

Также нужно не забыть, что помимо производственного оборудования необходимо вспомогательное: системы водоподготовки (и это не на кухне фильтр поставить), компрессоры для сжатого воздуха, генераторы азота и т.д. и т.п. Это все тоже нужно где-то брать, сейчас эта техника вся импортная.

Вывод: можно что-то попытаться сделать, если есть доступ к стандартным комплектующим высокого качества, если еще и комплектующие самому делать, то на мой взгляд, это невозможно. Плюс к этому то, что я писал в разделе про рынки сбыта, даже если сделать оборудование, то кому продавать, одному заводу? Но, хотя можно попытаться продавать в Китай – там фабрик много.

Компетентный персонал

Это видится наименьшей из проблем, но есть нюанс. В принципе, российские ВУЗы выпускают достаточное количество специалистов, которые после нескольких лет обучения вполне способны работать на современном производстве. Это подтверждается и опытом нашей компании и тем фактом, что многие специалисты российского происхождения работают на зарубежных полупроводниковых производствах (я и сам там работал, и многих русских знаю, кто работает).

Теперь про нюансы: во-первых, специалистов нужно обучить, доморощенные специалисты получаются плохо, особенно в области культуры производства и менеджмента качества. По моему опыту, качество – это головная боль российских компаний. Все могут наклепать аналоговнетов в единственном экземпляре, но вот поставлять продукцию устойчивого качества получается мало у кого. При наличии руководства/ведущих инженеров имеющих зарубежный опыт работы поставить менеджмент качества не составляет большого труда, но у чисто российских компаний это получается плохо. Помните, как я писал выше что производственное руководство Ангстрем-Т посмеялось над нашей системой менеджмента качества? Вот это как раз про то. В общем, иностранные (либо экспаты, либо россияне с зарубежным опытом, вроде меня) специалисты могут приехать и научить, вопрос, как их теперь заманить?

Второй нюанс: как только инженеры-технологи становятся более-менее опытными специалистами (несколько лет опыта на нормальном производстве), они тут же начинают смотреть за рубеж. Инженер-технолог на полупроводниковом производстве в Европе получает 3-4 тыс евро на руки (для понимания уровня расходов приведу в пример Дрезден: съем 3-комнатной квартиры 700-800 евро, питание 200-250 евро на человека, одежда раза в полтора дешевле, чем в Москве). В итоге происходит постоянная утечка кадров, так как за рубежом инженеры-технологи нужны всегда (хоть и не так остро, как IT специалисты), а платить как за рубежом мы, к сожалению, себе позволить не можем.

В итоге, для нашего гипотетического завода мы должны пригласить иностранных специалистов с их технологиями управления, а потом удержать своих специалистов от эмиграции.

Сырьё и материалы

Для работы завода нам понадобятся кремниевые пластины, жидкая химия (особенно фоторезист), газы, всякая мелочевка (типа перчаток, масок, пинцетов и т.д.). Причем все это не абы какого качества, а очень высокой степени очистки, мелочевка совместимая с чистыми помещениями и т.д. Со всем этим ситуация в России не то, чтобы очень радужная. Интересный пример с масками. Когда начался ковид, наш поставщик масок (специальных для чистых комнат, обычные медицинские там не подходят) сказал, что они все мощности бросили на медицинские маски и специальных теперь не будет. Пришлось изобретать многоразовые и стирать. В России такие маски не производят.

Пытались работать с отечественным фоторезистом. То пузыри, то мусор, то к пластине не липнет. Каждая партия отличается от предыдущей, приходилось каждый раз подстраивать параметры процесса для новой партии. Приходил в негодность за два месяца до срока годности (иногда, а иногда даже после истечения срока годности был нормальный). В общем, поиграли в рулетку где-то годик, перешли на американский. Настроили процесс один раз и забыли про проблемы. И это был фоторезист на микронные размеры. Как обстоят дела с российским фоторезистом на технологии менее 65 нм – я не знаю.

Кремниевые пластины. Есть прекрасная российская компания, которая их производит. Номенклатура не очень большая, но самые ходовые размеры есть. Качество хорошее. Но, как обычно, есть нюанс. Пластины нарезаются из импортных кремниевых слитков, на импортном оборудовании с использованием импортных расходников (запас которых, как нам сообщили на два месяца, новых поставок пока нет). То есть, если мы хотим полностью локализованное производство нам нужно наладить еще производство слитков (для этого тоже нужно оборудование разработать и произвести), производство машин для резки, шлифовки и полировки и расходников к ним.

Фотошаблоны. В России есть производство фотошаблонов на более старые технологии (точно не на 45 нм и ниже), ну и, естественно, на импортных стеклах и импортном оборудовании. Производство современных фотошаблонов – это тоже целая индустрия, производителей в мире не так много (один из примеров компания AMTC в Дрездене). Там тоже нужно оборудование, сырье и материалы и т.д. и т.п.

Выводы

Нельзя просто взять и построить завод по производству микроэлектроники. Для такого завода нужна огромная экосистема (потребители (много потребителей), оборудование, сырье и материалы, кадры). Недавно была переводная статья про такую экосистему Причем экосистема эта очень хрупкая, при исчезновении хотя бы одного компонента вся система рушится. Создать такую экосистему полностью изолированную от внешнего мира на мой взгляд, невозможно.

И что дальше?

Короткий ответ: я не знаю.

Как это могло бы выглядеть? При интеграции в мировую микроэлектронную экосистему (имея возможность покупать оборудование, сырье и материалы и возможность продавать продукцию) выбрать нишу, в которой нет жесточайшей конкуренции (как в производстве памяти и процессоров) и пытаться занять там свою долю играя на более низкой стоимости труда и уникальных системных решениях толковых местных инженеров. Например, в области ВЧ микроэлектроники. Насколько я знаю, в уже упоминавшемся Ангстреме-Т есть (были?) неплохие наработки по таким направлениям, а они могли бы быть востребованы в IoT, который растет довольно быстрыми темпами. Ну или какую-нибудь силовую интегральную электронику. Или интегральную фотонику. Имея пару высокотехнологичных заводов, встроенных в мировую экосистему, можно уже и какие-то вещи делать, которые не хочется, чтобы другие видели.

За железным занавесом (имеется в виду полная локализация от начала до конца) можно делать только что-то вроде 80286 процессоров за огромные деньги, не более того. Я думаю, глобализация потому и происходит, что в одиночку выше определенного технологического предела продвинуться невозможно – ни одна страна не потянет, только всем миром. Будем ли мы частью этого мира – это отдельный вопрос.

Теги:

Хабы:

Рынок микроэлектроники

15.11.2022, 00:04

Чипонезависимость со скидкой

Эксперты оценили микроэлектронный суверенитет РФ в полтриллиона рублей

Хотя в РФ выпускается критичная номенклатура микрочипов, текущих производственных мощностей для покрытия спроса даже в базовом уровне уже не хватает, следует из отчета компании стратегического консалтинга «Яков и партнеры». Для достижения суверенитета в области микроэлектроники РФ необходимы инвестиции в размере 400–500 млрд руб. до 2030 года, это позволит развернуть производство микрочипов в стране в объеме, компенсирующем их дефицит в промышленности. Пока промышленный спрос, по этим оценкам, более чем в три раза превышает фактический объем производства.

Фото: Эмин Джафаров, Коммерсантъ

Эксперты «Яков и партнеры» (создана в том числе экс-партнерами Mckinsey в РФ) подготовили отчет «Микроэлектроника России: от дефицита к технологической независимости» (“Ъ” ознакомился с документом), в котором представили оценку перезагрузки этой отрасли, необходимой для обеспечения промышленного суверенитета.

В настоящее время доля РФ в мировом объеме производства составляет менее 1%, однако инвестиции в размере 400–500 млрд руб. могут позволить развернуть производство в достаточном объеме и компенсировать острый дефицит в промышленности, полагают эксперты: это первая негосударственная оценка такого рода, она значимо ниже предшествовавших госоценок в 1–2 трлн руб. за несколько лет.

Сейчас в РФ не хватает производственных мощностей для покрытия потребностей в микрочипах даже базового уровня (по техпроцессу 90 нм и более) — текущий спрос на них эксперты оценивают в 30 тыс. пластин в месяц. «В настоящее время в России выпускается критичная номенклатура микрочипов, однако текущих производственных мощностей для покрытия спроса даже в базовом уровне >90 нм не хватает, и существует более чем трехкратный разрыв между спросом со стороны промышленности и фактическим объемом производства»,— говорится в отчете. Более 70% существующих мощностей по производству микрочипов в стране не запущено в эксплуатацию — данный шаг мог бы помочь почти полностью покрыть дефицит. Потенциальная производственная мощность оборудования для производства чипов на базовом уровне (более 90 нм) в РФ составляет 26 тыс. пластин в месяц, фактически используемые мощности позволяют производить всего 8 тыс.

По оценкам «Яков и партнеры», в ближайшие пять лет совокупный спрос на чипы в РФ может вырасти в два раза и достигнуть 60 тыс. пластин в месяц, в 2030–2035 годы — более 100–150 тыс. пластин.

Предыдущие попытки решения проблем через стимулирование госзакупок были в основном неудачными.

Предыдущие подходы к проблеме

Одним из вызовов является отсутствие в стране собственного фотолитографического оборудования и производства кремниевых пластин. «Для покрытия столь острого дефицита необходимо срочно запустить простаивающие станки по базовому техпроцессу, а также дополнительно обеспечить импорт оборудования из дружественных стран, в том числе рассмотреть закупку бывшего в употреблении оборудования у производителей из стран Юго-Восточной Азии»,— отмечает партнер «Яков и партнеры» и один из соавторов отчета Тигран Саакян. Кооперация со странами ЮВА позволит России наладить выпуск микросхем в базовом сегменте на рубеже 2027–2028 годов, а к 2030 году полностью обеспечить спрос по критичной номенклатуре.

США применили против российской микроэлектроники новую схему

Общие инвестиции для расширения локального производства и субсидирования научно-исследовательских работ могут составить порядка 400–500 млрд руб., половина из которых — бюджетные средства, больше половины инвестиций должно приходиться на капзатраты, модернизацию производственных площадок, а также на создание новых линий по производству чипов и кремниевых пластин в 200 мм. Развить собственные компетенции в разработке и изготовлении не только базовых, но и современных чипов необходимо в долгосрочной перспективе, до 2040 года — достижение этой цели и дальнейшее развитие отрасли потребуют допинвестиций в объеме до 300 млрд руб.

Венера Петрова, Диана Галиева

09.01.2023

https://www.kommersant.ru/doc/5759442

Чипичный путь

В Ульяновске создают технопарк электроники

Корпорация развития Ульяновской области совместно с региональным Центром компетенций развития промышленности приступают к реализации проекта создания технопарка для производства отечественной микроэлектроники.

Заявку региона наряду с заявками других пяти регионов России одобрил Минпромторг РФ, который выделит 300 млн руб. субсидий на закупку оборудования.

Еще 120 млн руб. в течение трех лет будет направлено на реализацию проекта из регионального бюджета. Авторы проекта считают, что сейчас это наиболее востребованное и перспективное направление, а сам Ульяновск обладает достаточными компетенциями для его реализации. Эксперты считают, что уже сейчас спрос на чипы превышает предложение отечественных предприятий в четыре раза, а в ближайшие пять лет потребность в микросхемах вырастет еще в два раза.

Минпромторг РФ ободрил заявку Ульяновской области на реализацию проекта промышленного технопарка «Электроник». Об этом ведомство сообщило 4 января 2023 года на своем официальном сайте. Как отмечается в сообщении, Минпромторг впервые предоставляет субсидии регионам на создание и развитие инфраструктуры промышленных технопарков в сфере электронной промышленности (в соответствии с постановлением правительства РФ № 1659 от 19.09.2022). Всего были одобрены заявки пяти проектов из нескольких регионов (Владимирской, Ульяновской, Нижегородской областей, Республик Башкортостан и Татарстан).

Согласно постановлению правительства РФ, федеральный бюджет предоставляет субсидии регионам по их проектам до 900 млн руб. на три года. Ульяновская область подавала заявку на 300 млн руб. на три года, и ее заявка была полностью одобрена.

Согласно справке по проекту технопарка, подготовленной в региональном Центре компетенций развития промышленности (АНО ЦКРП, учредитель — минэкономики региона, именно этот центр непосредственно занимался подготовкой проекта), ключевым партнером по проекту станет ФГБНУ «Научно-производственный комплекс «Технологический центр» (Зеленоград, Москва, специализируется на разработках и производстве интегральных микросхем, систем на кристалле, микродатчиков и наносистемной техники). Основой технопарка (в том числе кадровой) станут компетенции Института радиотехники и электроники им. Котельникова (филиал РАН), базовой кафедры радиотехнического факультета УлГТУ, научно-исследовательского технологического института им. С.П.Капицы при УлГУ.

Будущие резиденты — АО «УКБП» (концерн КРЭТ), АО «Искра» и АО «Ульяновский механический завод» (концерн «Алмаз-Антей»), НПО «Марс» и АО «Комета» (концерн Радиоинформ Системы «Агат»), ГК «Мида» (датчики), ООО «Сенсе ГНБ» (системы локации), а также технологические компании и стартапы Ульяновского наноцентра.

Согласно проекту, в структуре будущего технопарка будут созданы дизайн-центр (проектирование микросхем), центр промышленного программирования, центр моделирования и прототипирования, лабораторно-испытательный центр, центр мелкосерийного производства и центр разработки новых материалов. Кроме того, обладая уникальным и дорогостоящим оборудованием, технопарк станет также и центром коллективного пользования для профильных научных коллективов.

Как пояснил «Ъ» гендиректор ЦКРП Игорь Рябиков, идею создания такого технопарка, который затем стал бы основой регионального кластера электроники, начали прорабатывать еще более года назад. «Тридцать лет назад в регионе создавался всероссийский Центр микроэлектроники (проект которого так и не был окончательно реализован), но от него осталось множество разрозненных „осколков“ компетенций в сфере микроэлектроники. И необходимо было собрать все компетенции вместе, чтобы дать толчок развитию в регионе сферы электронной промышленности. Это сложная, инвестиционно емкая и наукоемкая тематика, и без объединения усилий не обойтись»,— сказал господин Рябиков. По его словам, основным направлением деятельности технопарка станет совместная работа с зеленоградским НПК «Технологический центр» по технологии создания микросхем на основе базовых матричных кристаллов (БМК). В дальнейшем планируется постепенный переход к производству микросхем и датчиков на основе БМК в ульяновском технопарке. Второе важное и перспективное направление в работе технопарка — создание электронных компонентов для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), в том числе цифровых систем передачи данных и изображений для БПЛА. В дальнейшем, по словам господина Рябикова, технопарк планирует привлечь на свои территории и сборщиков БПЛА. Кроме того, предполагается, что на площадях технопарка резидентами будут разрабатываться и производиться различные электронные устройства гражданского назначения, в том числе для автомобильной промышленности, здравоохранения и т.д.

Всего площади технопарка составят более 10 тыс. кв. метров. Окончательно помещение под размещение технопарка пока не выбрано, но одним из вероятных вариантов являются площади АО «Комета» (долгосрочная аренда с последующим выкупом). Как пояснил Игорь Рябиков, все 300 млн руб. федеральных средств, а также 120 млн руб. регионального бюджета предполагается направить на закупку необходимого оборудования. Юридически собственником и руководителем проекта станет Корпорация развития Ульяновской области (АО КРУО, 100% в собственности региона, занимается привлечением инвестиций), тематическую часть проекта будет продолжать вести АНО ЦКРП. Предполагается, что реальная работа резидентов на площадях технопарка начнется уже в конце 2023 года.

Гендиректор ЦКРП считает, что деятельность технопарка «Электроник» имеет большие перспективы: «Рынок безграничен, все понимают, что сейчас потребность в радиоэлектронике и микроэлектронике очень высока, и в настоящее время стоит задача локализации критически важных технологий, все это востребовано и окупаемо».

По оценкам консалтинговой компании «Яков и партнеры» (ноябрь 2022 года), сегодня в России потребность в микрочипах базового уровня составляет около 30 тыс. пластин в месяц, в то время как производится только 8 тыс. пластин, при этом в ближайшие пять лет совокупный спрос на чипы базового уровня может вырасти в два раза.

По словам регионального министра экономического развития и промышленности Николая Зонтова, в дальнейшем технопарк станет базовым ядром перспективного радиоэлектронного кластера, в том числе в направлении разработок и производства продукции микроэлектроники, «хотя на это потребуется уже намного больше времени и затрат». Он также отметил, что «кадровая ситуация в регионе для развития этого сектора экономики благоприятная, много опытных специалистов», тем не менее, правительство региона «намерено в ближайшие пять лет направить дополнительные усилия на подготовку кадров» для сферы микроэлектроники.

Сергей Титов, Ульяновск

Коммерсантъ (Самара) №2 от 10.01.2023

Форма

Консалтинговые услуги