О крови глобальной экономики!

Друзья!

Выдержки из разных статей в Сети.
"Сейчас полупроводники называют "кровью глобальной экономики". Созданные на их основе микросхемы — чипы — важнейшие элементы любого электронного устройства. Изготовление материалов современного уровня настолько сложный и затратный процесс, что ни одно государство, включая США и Китай, не в состоянии локализовать у себя производство полного цикла.
В мире сложилось международное разделение труда — своего рода экосистема, в которую входят сотни поставщиков из разных стран. Многие предприятия занимают монопольную позицию. Так, практически все производители интегральных микросхем покупают фотолитографические установки у голландской компании ASML. Серьезный сбой в цепи вызвала недавняя остановка из-за ужесточения экологических требований завода компании 3М в Бельгии: он обеспечивал до 80 процентов мировой потребности в охлаждающей жидкости для травления кремниевых пластин.
Несомненных лидеров в производстве конечной продукции — микросхем и процессоров — в мире тоже всего три: тайваньская TSMC, корейская Samsung Electronics и американская Intel.
*************
Создание чипов с разрешением 9-15 нанометров обеспечивается ресурсами и разработками практически всего мира. Для этого нужны инертные газы сверхвысокой степени очистки, монокристаллический кремний, соответствующие лазерные источники и технологии высокоточного позиционирования, оборудование для технического контроля и многое другое, — рассказывает доцент кафедры автоматики и телемеханики Пермского Политеха (ПНИПУ), кандидат технических наук Игорь Безукладников. — Ни у одной страны нет всего необходимого. Хотя чисто теоретически, если не брать во внимание экономическую составляющую, организовать полный цикл производства чипов в отдельно взятом государстве технически возможно, но не за короткий срок".
**************
"Уже 25 февраля, на следующий день после начала Россией спецоперации на Украине, Бюро экспортного контроля (BIS) Минторга США анонсировало экспортные ограничения, которые затронут полупроводники, компьютеры, телеком-оборудование, лазеры, датчики и оборудование в области информационной безопасности. Крупнейший мировой производитель полупроводников, тайваньская TSMC, на мощностях которой выпускаются «Байкалы», «Эльбрусы» и «Скифы», почти сразу прекратила поставки в Россию, сообщала The Washington Post 26 февраля со ссылкой на источник. В тот же день президент Тайваня Цай Инвэнь написала в Twitter, что страна «присоединяется к экономическим санкциям в отношении России».
Менее чем через неделю, 4 марта, BIS перешло к точечным ограничениям. Оно опубликовало список, в который попали крупнейшие российские игроки: АО «Байкал Электроникс» (процессоры «Байкал»), АО МЦСТ (процессоры «Эльбрус»), НТЦ «Модуль» (вычислители «Нейро-Б»), МТЦ «Элвис» (мобильные процессоры «Скиф»). Теперь зарубежные компании, использующие американские технологии, обязаны запрашивать у BIS разрешение на сотрудничество с этими предприятиями, по умолчанию предполагается политика отказа. Фактически это означает, что российские дизайн-центры больше не могут размещать заказы на корейских и тайваньских фабриках.
**************
Евросоюз 15 марта опубликовал список, в котором оказались и производители процессоров. Европейским компаниям будет запрещено оказывать российским структурам, включенным в перечень, любые технологические услуги, связанные с производством товаров двойного назначения, выдавать гранты, займы, кредиты, а также оказывать иную финансовую помощь. Но скоро санкции расширятся: 5 апреля глава Еврокомиссии Урсула фон дер Ляйен заявила, что ЕС запретит экспорт в РФ полупроводников, машин и транспортного оборудования".
...Други!
Дело- швах!? Похоже на то!Даже друзья-китайцы не помогут! Всё упование на Господа Бога и...отечественные мозги! Но и им нужны ...миллиарды рублей! Будут ли они выделены правительством РФ? В ЕАЭС тоже надо бы срочно покумекать над такой важнейшей и больной проблемой нашего давнего отставания от Запада в развитии микроэлектроники.
Вл.Назаров
*************
1.Почему в России не производят микроэлектронику
Наверняка каждый когда-либо задавался вопросом — почему в России (по большому счету, во всех странах бывшего СССР) не делают высокотехнологичные продукты? Нет своих смартфонов, компьютеров и даже просто процессоров. Если быть точным, свое процессоры в России есть — тот же “Эльбрус” и “Байкал”, но вот по производительности они уступают даже сильно устаревшим процессорам Intel, причем выпускаются в Тайване. А в связи с вводом санкций, их производство вообще остановлено, так как в них используется архитектура ARM. Другими словами, ни один крупный производитель микроэлектроники выпускать их больше не будет, чтобы не на влечь на себя гнев западного мира. Всему этому есть вполне объективные причины, и далее мы постараемся рассмотреть основные из них.
Некоторые страны уже много лет занимают лидерские позиции на рынке микроэлектроники. При этом все свои технологии они “закрывают” патентами, в результате чего не позволяют делать то, что ими уже сделано. А если и позволяют, то ставят бизнес в зависимость от других государств.
Ярким тому примером являются российские процессоры “Эльбрус” и “Байкал”, производство которых оказалось под большой угрозой. Китайские производители не станут их выпускать вопреки санкциям, так как сами работают по зарубежным патентам. По этой причине в России в ближайшее время ожидается дефицит электроники и бытовой техники.
Все существующие технологии имеют патенты, которые принадлежат зарубежным компаниям
В результате выйти на рынок с аналогичным продуктом, в настоящее время, крайне сложно. Для этого необходимо разрабатывать совершенно новые технологии, либо риски сделают развитие бизнеса сомнительной затеей.
Бизнес всегда стремится к тому, чтобы получить максимум прибыли с минимальными вложениями и рисками. Высокотехнологичный бизнес этим требованиям совершенно не соответствует. Он требует больших вложений, сроки его окупаемости крайне высокие, а в добавок еще присутствуют большие риски.
Некоторые государства повышают привлекательность высокотехнологичного бизнеса дотациями, госконтрактами в военной и гражданской сфере. Это дает некоторый толчок его развитию, особенно в ситуации, когда в стальном бизнесе остается мало места.
В России же низкотехнологичный бизнес по ряду причин может быть гораздо более прибыльным. В результате с экономической точки зрения разработка микроэлектроники является бессмысленным занятием, особенно в краткосрочной перспективе.
Открыть высокотехнологичный бизнес невозможно без больших финансовых вложений. Причем, в отличие от производства того же кирпича, успех в высокотехнологичном бизнесе зависит не от качества оборудования, а от людей. Они должны обладать хорошим техническим образованием, а желательно, еще и опытом. Привлечь таких специалистов из крупных компаний дорого и сложно.
С одной стороны, денег в России достаточно, но они сконцентрированы в руках людей, которые занимаются обычным бизнесом. Разбираться в тонкостях микроэлектроники и рисковать им попросту не интересно и не выгодно.
В России, как и в остальных странах СНГ, был приватизирован и начал развиваться простой бизнес. Крупные бизнесмены занимались получением сверхприбылей в сжатые сроки. Впоследствии они стали лоббировать изменения законодательства, которые помогали сохранять высокие доходы в своих нишах бизнеса.
Что касается высоких технологий — государство науку практически не финансировало. Это привело к “утечке мозгов”. Многие специалисты оказались за рубежом, где вносили свой вклад в развитие иностранного высокотехнологичного бизнеса. Отечественный же высокотехнологичный бизнес оказался совершенно незащищенным.
В Зеленограде в мае 2022 года было объявлено о начале строительства нового завода, на котором будут выпускаться процессоры. Речь о нем идет уже давно, и ожидалось, что запуск производства состоится только в 2030 году. Однако табличка на строительной площадке говорит о том, что завод будет построен в 2024 году.
На заводе будут выпускаться процессоры на 28 нм технологии. Для сравнения, завод TSMC, на котором до февраля 2022 года выпускались процессоры “Эльбрус” и “Байкал”, запускает 2-нанометровый техпроцесс. Чтобы было понятнее — 28-нанометровый техпроцесс использован в смартфоне iPhone 5, который был выпущен в 2013 году. Очевидно, конкурировать с зарубежными аналогами отечественные процессоры не смогут в ближайшем обозримом будущем. Да и в целом перспективы и российской микроэлектроники, учитывая все вышеперечисленные факторы, не обнадеживающие. Напоследок напомним, что кроме процессоров в России не производят ряд другой важной продукции.
******************
2."Кровь глобальной экономики"
Советский Союз был одним из лидеров в микроэлектронике. Технологический уровень позволял делать не только лучшие в мире ракеты, самолеты, подводные лодки, но и бытовые электронные приборы. В 1974-м появился первый микропроцессор, в 1979-м ? микроЭВМ, в 1985-м ? персональный компьютер "Электроника-85". Но в 1990-е эта отрасль в стране пришла в упадок, а мировые технологии, наоборот, шагнули далеко вперед. К началу 2000-х сформировался глобальный рынок с оборотом в сотни миллиардов долларов.
Сейчас полупроводники называют "кровью глобальной экономики". Созданные на их основе микросхемы — чипы — важнейшие элементы любого электронного устройства. Изготовление материалов современного уровня настолько сложный и затратный процесс, что ни одно государство, включая США и Китай, не в состоянии локализовать у себя производство полного цикла.
В мире сложилось международное разделение труда — своего рода экосистема, в которую входят сотни поставщиков из разных стран. Многие предприятия занимают монопольную позицию. Так, практически все производители интегральных микросхем покупают фотолитографические установки у голландской компании ASML. Серьезный сбой в цепи вызвала недавняя остановка из-за ужесточения экологических требований завода компании 3М в Бельгии: он обеспечивал до 80 процентов мировой потребности в охлаждающей жидкости для травления кремниевых пластин.
Несомненных лидеров в производстве конечной продукции — микросхем и процессоров — в мире тоже всего три: тайваньская TSMC, корейская Samsung Electronics и американская Intel.
"Создание чипов с разрешением 9-15 нанометров обеспечивается ресурсами и разработками практически всего мира. Для этого нужны инертные газы сверхвысокой степени очистки, монокристаллический кремний, соответствующие лазерные источники и технологии высокоточного позиционирования, оборудование для технического контроля и многое другое, — рассказывает доцент кафедры автоматики и телемеханики Пермского Политеха (ПНИПУ), кандидат технических наук Игорь Безукладников. — Ни у одной страны нет всего необходимого. Хотя чисто теоретически, если не брать во внимание экономическую составляющую, организовать полный цикл производства чипов в отдельно взятом государстве технически возможно, но не за короткий срок".
По мере роста технологического уровня - явная тенденция к монополизации рынка микрочипов
Ближе всего к решению этой задачи подошел Китай, который еще 20 лет назад взял курс на импортозамещение в сфере микроэлектроники. Сегодня китайская фабрика SMIC, несмотря на огромные инвестиции, дошла только до технологического уровня 14 нанометров, которого ведущие производители достигли в 2015-м. Для сравнения: тайваньской TSMC, основанной в 1987-м, потребовалось 30 лет, чтобы догнать лидеров. Сейчас компания владеет технологиями производства микросхем с нормами от 90 до пяти нанометров.
Параметры в нанометрах — условный технологический показатель. Чем меньше его значение, тем компактнее и производительнее микросхема и тем больше функций она может выполнять.
Из советского наследия в области микроэлектроники потеряно не все. В России действует производство микросхем с проектными нормами 90 нанометров, есть разработки для 65 нанометров. Если говорить о потребительской электронике, то это уровень процессоров 2005-2008 годов. Такие чипы не подходят для современных смартфонов и персональных компьютеров, но их вполне достаточно для бытовой техники, автомобилей, силовых установок, промышленного оборудования, а также для решения большинства прикладных вопросов в оборонной и космической отраслях.
В 1992-м на базе Института точной механики и вычислительной техники создали "Московский центр SPARC-технологий" (МЦСТ). Он работает до сих пор: проектирует универсальные микропроцессоры, используемые в российских компьютерах "Эльбрус", вычислительные комплексы и операционные системы. Еще один лидер российской микроэлектроники, "Байкал Электроникс", разрабатывает процессоры Baikal и программное обеспечение к ним.
Теперь из-за санкций у обеих компаний проблемы с поставками чипов. Производство полупроводниковых пластин уровня 90 и 65 нанометров организовали на заводах "Микрон" и "Ангстрем" в Зеленограде, но пластины по норме 28 нанометров и выше заказывали на Тайване у фирмы TSMC. Теперь канал закрыт. Кроме того, действует прямой запрет на поставку в Россию и оборудования для создания микросхем.
"Ведущие российские предприятия освоили и умело эксплуатируют зарубежные технологические линейки, выпуская качественную продукцию, в том числе микропроцессоры, — отмечает профессор кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ "МИСиС", доктор технических наук Петр Лагов. — Проблема в том, что зарубежные компании не продают свои новейшие разработки, то, что у нас вводят в эксплуатацию, как правило, на два-три поколения отстает от ведущих иностранных образцов. А отечественное оборудование уже лет тридцать вообще не производят".
По мнению ученого, для возрождения микроэлектроники в России необходимо действовать сразу в нескольких направлениях. В первую очередь создать собственные средства производства.
"Сейчас открываются огромные перспективы в области точного микроэлектронного машиностроения. Его надо постепенно восстанавливать, начиная с относительно простых вещей и вплоть до передовых литографических комплексов на базе жесткого ультрафиолетового и, возможно, рентгеновского излучения, а также оборудования ионного легирования в широком диапазоне энергий", — отмечает Петр Лагов.
Еще одно направление — организация производства качественных полупроводниковых пластин для микросхем. В России уже делают кремниевые, правда, пока в небольших количествах и только диаметром 200 миллиметров. А для современных чипов нужно 300.
"Основная задача — в их прецизионной механической обработке: резке, шлифовке и полировке, — продолжает профессор. — Для пластин до 150 миллиметров есть закупленное раньше импортное оборудование, для тех, что больше двухсот, — нет".
Еще одна проблема — высокочистый монокристаллический кремний, сырье для производства пластин.
"Мы умеем хорошо выращивать кремний для солнечной энергетики. Если поставят конкретные задачи и выделят финансирование, получим и электронный", — уверен руководитель направления ОКБ "Астрон", эксперт Комиссии по научно-техническому развитию при правительстве России Аркадий Наумов.
Однако исполнительный директор Ассоциации разработчиков и производителей электроники (АРПЭ) Иван Покровский считает, что "импортозаместить" кремний, как и прочие элементы производства, в обозримом будущем невозможно. Это потребует времени и серьезных затрат. Вместо стратегии догоняющего развития, которую выбрал Китай, он предлагает российским производителям искать собственную нишу.
"Китай воспользовался трендом глобализации и стал "мировой фабрикой". Россия таким путем пойти не может, и условия сейчас другие, — объясняет Покровский. — Полностью закрыть свои внутренние потребности невозможно, даже если пустить весь бюджет только на решение этой задачи. В электронике двадцать одно технологическое направление. И каждое требует вложений от одного до десятков миллиардов долларов в год. Такой объем инвестиций нужен для поддержания технологий на уровне глобальных корпораций. Внешняя зависимость все равно сохранится. Поэтому правильнее стремиться не к самодостаточности, а к повышению устойчивости к тому, чтобы диверсифицировать риски, иметь возможность управлять ими".
По мнению эксперта, создав собственную фабрику чипов, Россия попадет в еще более жесткую технологическую зависимость от зарубежных поставщиков материалов, оборудования, запчастей к нему, средств проектирования и библиотек IР-блоков.
"Нужно кооперироваться с дружественными странами, внедрять стандарты, которые обеспечат совместимость разных решений в оборудовании, — рассуждает Покровский. — Правильнее было бы сейчас всеми силами поддерживать китайский проект SMIC. А самим думать, чем мы можем дополнить китайцев, какую нишу занять в глобальной цепочке полупроводниковой продукции. Даже на том технологическом уровне, который сейчас освоен в России, есть много перспективных направлений. Если говорить о "Микроне", это производство микроконтроллеров — относительно простых логических микросхем, которые не требуют предельных топологических норм. По мере того как крупные корпорации переносят фокус на более современные нормы, возникает определенный вакуум предложения в рядовых технологиях. Конкуренция в этих областях падает, и они могут стать достаточно маржинальными".
Еще один вариант — работа с широкозонными полупроводниками из группы А3В5. Не кремнием, а, например, арсенидом галлия. Такие материалы нужны для производства силовых полупроводников, очень востребованных в связи с развитием электротранспорта, альтернативной энергетики, СВЧ-электроники, оптоэлектроники, радиосвязи стандарта 5G и 6G. У России здесь исторически сильные наработки.
План создания в стране собственного производства радиоэлектроники сейчас обсуждают в правительстве. Речь идет о запуске до конца 2022-го создания микросхем по 90-нанометровому техпроцессу. Американская Intel выпускала процессоры такого уровня 19 лет назад.
К 2024-му собираются завершить программу импортозамещения в электронном машиностроении, а к 2030-му сформировать "продуктовый портфель российских технологий" и выйти на уровень 28 нанометров, освоенный мировыми лидерами десять лет назад. Параллельно планируют развивать инфраструктуру, способствовать повышению спроса на отечественную электронную продукцию и растить кадры.
Несмотря на то что в мире сегодня самыми современными считаются четырехнанометровые процессоры, а ведущие компании готовятся к переходу на уровень трех и даже двух нанометров, объявленный правительством план большинству экспертов кажется "крайне амбициозным". По их мнению, его реализация во многом зависит от поддержки зарубежных партнеров, прежде всего Китая.
https://live24.ru/rubric/tehnologii
***************
Материалы из Сети подготовил Вл.Назаров
Нефтеюганск
8 мая 2022 года.