Глобальное производство микропроцессоров — в глубоком кризисе

Ученые из российских университетов—участников программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», эксперты в области микроэлектроники, рассказали «Ъ-Науке», что ждет индустрию и какой вклад в ее поддержку они могут внести.

Александр Тимошенко, кандидат технических наук, доцент кафедры телекоммуникационных систем НИУ МИЭТ:

— Сейчас в России полностью отлажено производство микрочипов по технологиям уровня 90 нм, есть наработки по 65 нм. Мы живем в эпоху, когда процессоры и микроконтроллеры окружают нас и встраиваются в самые привычные вещи, такие как холодильник или чайник. Но фактически для бытовой техники, силовых установок, некоторых видов оборудования и автомобильной техники не требуется большого количества быстродействующей техники — для большинства из этих областей применения существующих в России заводов достаточно. Под отдельные задачи, как, например, замену чипов для банковских и транспортных карт, Москвой выделено отдельное финансирование для ПАО «Микрон». Также выделено финансирование на развитие производства. Последние несколько лет развитием микроэлектронных технологий занимался консорциум ученых из разных стран, объединенных в различные рабочие группы: разработчиков оборудования, химии, технологов и т. д. Члены таких рабочих групп участвовали в разработке и постановке технологии с последующим применением ее на заводах в своих странах. При этом некоторые операции могли выполняться на других заводах или фабриках — это глобальный рынок, и нарушение логистики или сбои работы одной из таких фабрик моментально влияют на отрасль в целом. Сейчас в России уже идет строительство завода микрочипов на 28 нм, кроме того, развивается проект по созданию кластерных фабрик, где можно изготовить отдельные микросхемы.

Для глобальной цепочки производства микрочипов Россия поставляет сырье: неон, гелий, палладий, никель, платину, титан, скандий, соединения фтора. Кроме того, мы выпускаем сапфировые подложки. Неон, аргон, ксенон и криптон относятся к благородным газам, которые используются в современном производстве интегральных схем для формирования нужной среды для проведения технологических операций, а также для работы лазеров, которые используются в технологическом процессе.

Глобальное производство чипов находится в кризисе. Сначала пандемия, потом засуха в отдельных регионах мира, нарушение логистики, вот теперь ограничения в поставках сырья — все это приведет к удорожанию производства интегральных схем. А с учетом наложения мирового финансового кризиса многие компании не смогут из этого кризиса выбраться. В ближайшее время мы увидим подорожание элементной базы и вообще всей электроники. Производители будут искать способы уменьшить стоимость применяемой элементной базы — например, можно отказаться от ненужных функций и выиграть в стоимости устройства. Задача оптимизации такого функционала в ближайшие несколько лет будет наиболее видна: уже сейчас компании—производители принтеров отказываются от специализированных чипов в составе их оборудования для отслеживания применения тонеров-картриджей, поскольку на рынке наблюдается нехватка чипов. Они поменяют свою бизнес-модель и перестроятся.

Павел Пузырев, врио декана радиотехнического факультета Омского государственного технического университета, руководитель стратегического проекта ОмГТУ «Сверхширокополосная СВЧ-микроэлектроника», поддержанного грантом по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030»:

— Проект ОмГТУ направлен на создание новых отечественных интегральных микросхем для высокоскоростных систем телекоммуникации (СВЧ-приемники, АЦП, ЦАП), в том числе для систем 5G и в дальнейшем — 6G. Отечественная электронная компонентная база сможет гарантировать отсутствие умышленных уязвимостей, которыми могут воспользоваться условные недоброжелатели. Однако следует отметить, что в университете разрабатываются только топологии микросхем, а непосредственно производство осуществляется на полупроводниковых фабриках.

Андрей Ефременков, проректор по науке Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого:

— Один из стратегических проектов вуза, поддержанных грантом по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030», называется «Интеллектуальная электроника». На базе НовГУ создан инновационный научно-технический центр «Интеллектуальная электроника — Валдай». Соответствующее постановление подписано 30 сентября прошлого года. Был сформирован пул промышленных партнеров. В него вошли такие крупные корпорации, как «Росэлектроника», «Ростех», концерн «Алмаз-Антей», концерн «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ). НТЦ «Северо-Западная лаборатория» стал первым официальным резидентом долины и планирует разработать линейку источников питания электровозов. Кроме того, все открытые лаборатории Новгородской технической школы тоже включены в активную работу с этими партнерами, чтобы обеспечить интеллектуальное сопровождение разработок со стороны университета.

Основные направления деятельности инновационной долины — разработка аппаратно-программных средств. В прошлом году мы победили в конкурсе на создание дизайн-центра микроэлектроники и открыли лабораторию микроэлектроники. Задача дизайн-центра — разработка новых микросхем и подготовка кадров для соответствующих отраслей и предприятий. Это не случайно, потому что мы победили в конкурсе по подготовке кадров, который в том числе проводила Ассоциация вузов по электронной компонентной базе (ЭКБ). Университет обязался обучить заново или переподготовить выпускников для работы на предприятиях по производству чипов. Второе важное направление работы центра — выпуск продукции. Это как раз новый дизайн микросхем, которые будут использоваться нашими предприятиями.

Андрей Слепнев, доцент кафедры радиофизики и нелинейной динамики Саратовского национального исследовательского государственного университета им. Н. Г. Чернышевского:

— Один из стратегических проектов вуза, поддержанных грантом по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030», называется «Инфокоммуникационные технологии и элементная база терагерцовой микро- и наноэлектроники».

В рамках данного стратегического проекта создана научно-образовательная лаборатория компьютерного моделирования в электронике, в которой будут проводиться численные исследования и проектирование нового поколения электронной компонентной базы. В лаборатории уже проведен ряд исследований, открывающих новые возможности для применения в криптографии, коммуникационных технологиях и обработке данных.

СГУ планирует выстраивать более тесное взаимодействие с индустриальными партнерами, выпускающими высокотехнологичную продукцию в области микроэлектроники,— как с находящимися в Саратовской области, так и с расположенными в других регионах. Планируется существенная переориентация на прикладные исследования для этих партнеров, а также корректировка образовательных программ с учетом их кадровых потребностей.

Материал подготовлен при поддержке программы «Приоритет 2030»