Что станет драйвером российского рынка микроэлектроники?

Насколько выгодна альтернатива?

Корпусирование микросхем в металлополимерные корпуса является альтернативой корпусированию в металлокерамику и металлостекло. Это современная и доступная по цене  технология, которая, по мнению экспертов и участников рынка, в перспективе позволит направить сэкономленные средства на разработку новых технологий и необходимого оборудования в микроэлектронике. Эту идею поддерживает Минпромторг.

Сегодня чаще всего применяется металлокерамическое корпусирование микросхем. Основная сфера его использования - оборонно-промышленный комплекс. Корпусирование военной техники в металлокерамику оправдано только отчасти, потому что далеко не всегда применение микросхем предполагает агрессивное воздействие внешней среды. Например, наземные стационарные станции не требуют защиты от радиации и других подобных воздействий, именно поэтому они обладают более низкой ценой в отличие от тех, что находятся в воздухе или в космосе. Так, среда использования играет немаловажную роль. Если не упускать из внимания условия эксплуатации той или иной радиоэлектроники, то избыточность финансирования становится явной. Но если микросхемы в металлопластике будут проходить испытания в соответствии с теми же самыми требованиями, что и радиоэлектроника в металлокерамике, может возникнуть риск того, что они не будут допущены к закупкам. 

Проблемы производства – проблемы рынка

В производстве электронных составляющих  верхним уровнем интеграции является процесс корпусирования. Сборку с несколькими коммутированными чипами принято называть производством систем-в-корпусе (СвК или SIP). Многие эксперты считают, что именно этот процесс может дать импульс для развития российской микроэлектроники. "Фокусируясь сначала на технологиях корпусирования микроэлектроники, мы можем последовательно осваивать и выводить на рынок технологии производства полупроводников, в том числе широкозонных, востребованных на рынке силовой, СВЧ- и оптоэлектроники, где используются относительно грубые топологические нормы, а преимущества обеспечиваются инновациями в материалах и конструировании. Затем последовательно продвигаться в тонкие нормы цифровых микросхем, соизмеряя всегда задачи со своими инвестиционными возможностями и емкостью доступного рынка", — отмечает Иван Покровский, исполнительный директор Ассоциации российских разработчиков и производителей электроники.

Решением проблемы может стать упрощение нормативного регулирования, государственное субсидирование, выделение квот или сквозной госзаказ, когда определяется заказ не только конкретной аппаратуры, но и всех ее компонентов. Сергей Тургаев, , к.э.н., заместитель директора НПК ММСН АО "НПП "Радар ммс" отметил, что в России есть большая доля предприятий с государственным участием: "На мой взгляд, необходима политика, которая должна позволять нашим разработчикам давать возможность поставлять отечественную микроэлектронику на предприятия готовой продукции".

Использование металлокерамических корпусов в основном происходит из-за высоких требований к компонентной базе. В то же время, корпусирование в металлокерамику дорогое и нетехнологичное, а, учитывая масштабы госзаказа, клиент в лице государства теряет большие деньги при наличии и доступности более выгодных альтернатив. "Российская микроэлектроника устарела лишь организационно, на уровне технологий область продолжает активно развиваться, - рассуждает Лев Ершов, который до середины 2020 г. руководил АО "РНИИ "Электронстандарт", - вместо пересмотра устаревших стандартов государственные заказчики пытаются заполучить импортные компоненты, технологии производства которых мы не можем контролировать", - заметил эксперт. 

С вопросом массового корпусирования микросхем тесно переплетен вопрос развития российской микроэлектроники, поскольку в этой отрасли главным заказчиком и инвестором является государство. Сейчас статус отечественной электроники на глобальном, да и внутреннем, российском рынке слабый, особенно, в массовом сегменте. Слабость отрасли объясняется историческими факторами. В 1990-е годы микроэлектроника практически не финансировалась. Сегодня отечественные разработки большей частью направлены на оборонный сектор страны, поскольку практически сразу после развала союза начались ограничивающие допуск на территорию страны технологий санкции, и вектор развития российской отрасли так и не встретился с мировым. Для производства современных радиоэлектронных изделий необходимо современное оборудование, в приобретении которых отказано российским компаниям. Фактически отрасль была повторно поставлена на паузу, а любая, даже короткая остановка грозит наращиванием серьезного отставания в будущем.  Опыт конца прошлого столетия показал, что микроэлектроника, до этого развивающаяся по экспоненте, за каждый год простоя потеряла десятилетия для выхода на мировой рынок.

Директор по стратегическому развитию ПАО "Микрон" Карина  Абагян подробно рассказала о возможностях производителей микроэлектроники и о состоянии российского рынка на данный момент. "Все мы слышим новости о том, что в мире нарастает дефицит чипов до автоэлектроники, телекоммуникаций и серверов. Такая ситуация сохранится как минимум до 2023г. и это создает хорошие условия для российских заводов по расширению поставок на экспорт. Микрон уже получил международный сертификат для работы с автопроизводителями и начал опытные поставки своих автомобильных чипов". Эксперт говорит о том, что наиболее массовое производство чипов в России на сегодня остается на  уровне 180нм - позволяет на 50-60% закрыть потребности в микроэлектронике в таких сегментах как АСУ ТП и интернет вещей, системы "безопасного города", идентификация товаров, энергетика. Основной вызов здесь лежит не в плоскости технологических возможностей, а в плоскости создания тепличных условий для российских заводов и обеспечения их плановым спросом.

"Такой большой сегмент как высокопроизводительные процессоры и память, используемые с датацентрах и персональных компьютерах, представлен в России в части разработки, а производство осуществляется за рубежом в виду отсутствия заводов уровня 65-22нм внутри страны. Спрос на микроэлектронику создают производители аппаратуры. До настоящего времени они как закупали готовые блоки за рубежом, не доходя в разработках до уровня чипов и не создавая спроса на них. Чтобы решить эту проблему, Минпромторг инициировал механизм "сквозных проектов", в которых конечный поставщик электроники в госсектор обязан использовать российские чипы, модули и ПО для получения приоритета в поставках для госсектора. Такая мера в комплексе с расширением преференций для российской аппаратуры может увеличить российский рынок микроэлектроники со 160 млрд.руб. до 300-500. Потенциал очень существенный" - объясняет спикер.

Как спасти отрасль?

В целом, российская отрасль микроэлектроники базируется на современных технологиях: передовые компании разрабатывают новые IP-блоки, появляются новые идеи, существует ряд направлений, где научная российская школа занимает довольно сильные позиции. Потоки специалистов, которые уезжают реализовывать карьерные амбиции в Тайвань или Калифорнию, говорят о том, что уровень подготовки квалифицированных кадров в России по-прежнему высок. 

Слабым местом в отечественной микроэлектронике остается массовый продукт, требующий серийных технологий, таких как микроконтроллеры, микропроцессоры, микросхемы памяти, интерфейсные микросхемы. Зато российская микроэлектроника демонстрирует впечатляющие достижения в локальных проектах, таких как радиофотоника или интегральная фотоника: базе школы Жореса Алферова успешно разрабатываются высокочастотные приборы, фотоприемники, лазеры. 

Сегодня российский рынок микроэлектроники похож на восточный базар: на нем вполне гармонично сосуществуют как устаревшие разработки, так и инновации, не уступающие, а то и превосходящие зарубежные аналоги. Широко известна история, когда группа молодых ученых из Зеленограда разработала уникальную конструкцию 3D принтеров. Сейчас "Пикасо 3Д" продает около тысячи 3D-принтеров в год, которые покупают промышленные предприятия, медицинские и образовательные учреждения, студии 3D-печати, предприниматели, частные мастера-инженеры. "Мы знаем, что живем в самой большой стране в мире, у нас самые большие расстояния, все мы хотим быть обеспечены связью, поэтому должны брать на себя эту сферу – это перспективная ниша для развития, а для России она особенно востребована. Москва и Петербург уже пытаются перейти на 5G. Необходимо переориентироваться на внутреннего производителя – это должно быть в приоритете государственной политики", - считает Сергей Тураев. В качестве еще одной многообещающей сферой эксперт называет беспроводные технологии.

Российская микроэлектроника имеет громадный потенциал для развития: в стране достаточно квалифицированных кадров, способных на инновационные разработки, существует сильная научная школа. Можно уверенно прогнозировать, что в ближайшие 5-10 лет завершится переход отрасли на отечественную компонентную базу. Нет времени для пережидания санкций, необходимо массово привлекать специалистов для разработок собственного высокотехнологичного оборудования. А для этого необходимое финансирование, возможное за счет экономии государственных средств из-за перехода на корпусирование микросхем в металлопластик.

Фото: Pixabay