Нужны поддержка государства и спрос с чиновников, ответственных за приоритетные направления российских науки и техники
Мы живем в необычную эпоху, когда на городских улицах появляются беспилотные автомашины, создаются человекоподобные роботы и мощнейшие смартфоны, которые умещаются на ладони. Всеми этими радостями XXI века человечество обязано микроэлектронике, в основе которой сверхминиатюрные «электронные мозги» – микросхемы, или чипы.
Самые продвинутые чипы создаются, как мы писали, с помощью сверхдорогой и сверхсложной установки, которую называют «Главной машиной современной цивилизации» – степпере нидерландской компании Advanced Semiconductor Materials Lithography (ASML), которая использует технологии экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV).
За последние десять лет рыночная капитализация ASML выросла в десять раз, достигнув €114 млрд. Сегодня ASML стоит больше, чем Airbus, Siemens или Volkswagen. Основная часть степперов ASML сконцентрирована на заводах тайваньской корпорации TSMC, монополиста на мировом рынке самых мощных чипов, размеры которых не превышают нескольких нанометров (миллиардных долей метра).
Чем меньше чип, тем лучше его характеристики. Сегодня степперы ASML позволяют тайваньским компаниям производить чипы размером 7 и даже 5 нм. Следующее поколение машин от ASML, сканеры, смогут производить чипы размером 2нм. Это область, за которой начинается квантовый мир.
Сразу после начала спецоперации на Украине США вынудили тайваньскую компанию прекратить поставки чипов в Россию, что создало серьезные трудности для российских производителей высокотехнологической продукции. Сможет ли Россия обойти санкции США и их союзников, а в перспективе создать собственное производство сверхмалых микросхем?
Прежде всего, отметим, что российские производители освоили техпроцессы, которые используются в космических аппаратах, но с их радиационной защитой пока есть проблемы. Американские спутники летают по 20 лет на высоких орбитах, а наши значительно меньше. В данном случае не столь важно, что наш аппарат без забугорной электроники больше весит, критично то, что он меньше служит.
Российские предприятия «Ангстрем-Т» и «Микрон» производят чипы класса space пусть и не такой эффективности, как американские, но вполне пригодные для использования на российских спутниках.
На сегодняшний день наиболее передовым российским предприятием в сфере микроэлектроники является группа компаний «Микрон» в подмосковном Зеленограде, где могут производить чипы размером 180 нм (в массовом производстве), 90 нм (на Западе – это Intel Celeron M/D, AMD Athlon 64), 65 нм (AMD Turion 64 X2, Microsoft Xbox 360 «Falcon»).
На «Микроне» производят в больших объемах чипы для банковских карт, паспортов, билетов в метро и т.д. В небольших объемах – кое-что для нашей оборонки, за что попали под американские санкции, с которыми, по мнению отраслевых экспертов, научились справляться. Годовой оборот «Микрона» более 6 млрд рублей, из них примерно половину они зарабатывают сами, остальное им добавляет государство в виде субсидий.
Непростая ситуация еще с одним зеленоградским предприятием «Ангстрем- Т», который строили по американским технологиям так долго (почти десять лет!), что эти технологии устарели. На предприятии делают чипы в 90-130 нм, тогда как сейчас востребованы чипы в 45-65 нм. В 2016 году завод попал в санкционный список США, но главная причина возникших проблем не в этом. Когда стратегически важное предприятие строят так долго, оно устаревает без всяких санкций.
Немало проблем и у «Микрона», несмотря на представленные государством налоговые и иные льготы. Летом 2019 года госкорпорация «Ростех» и АФК «Система» создали объединённую компанию в сфере микроэлектроники «Элемент», куда вошли почти два десятка предприятий, в том числе «Ангстрем-Т» и «Микрон». Этим было фактически признано, что создание отечественной элементной базы, в первую очередь микросхем классов space и military, приходится начинать с нуля по крайней мере на организационном уровне.
Сверхжёсткие санкции, введенные США и их союзниками после начала СВО, ставят ребром вопрос о создании в нашей стране независимого производства передовых чипов.
Россия имеет возможность оказать давление в этой сфере на «недружественные страны» не в последнюю очередь благодаря тому, что является ключевым производителем инертного газа неона и палладия, используемых для производства чипов в тех же степперах ASML.
Кроме того, ряд российских предприятий являются поставщиками комплектующих для ASML. Так, по некоторым данным, российские производители лазерной техники поставляют источники света для транснациональной корпорации Spectra Phisics, которая в свою очередь делает лазеры для ASML.
Интересно, что белорусская компания Solar Laser Systems напрямую поставляет голландцам свою продукцию.
Все это даёт России и ее союзникам хорошие шансы успешно бороться за преодоление санкционных барьеров для обеспечения ключевых для национальной безопасности отраслей.
В конце прошлого года Минпромторг провёл тендер на разработку передовых технологий производства чипов, который выиграл «Зеленоградский нанотехнологический центр». Согласно условиям тендера, опытный образец степпера на 350 нм должен появиться к середине 2024 года, а на 130 нм – к середине 2026-го. В середине 2025 г. должны появиться опытные образцы установок создания фотошаблонов для производства чипов 90-65 нм. В конце текущего десятилетия мы должны стать полностью независимы в вопросах электронной компонентной базы (ЭКБ) за исключением массового производства чипов топового уровня.
Ведущий российский отраслевой эксперт, генеральный директор ОАО «Маппер» Денис Шамирян, почти два десятка лет проработавший на ведущих западных предприятиях по производству чипов, считает, что для того, чтобы иметь полностью локализованное производство чипов, нужно построить несколько заводов и либо располагать рынками сбыта для их продукции (что не так просто в нынешних условиях), либо обеспечить этим предприятиям господдержку для выпуска небольшого числа топовых микросхем в интересах оборонных и важных с точки зрения национальной безопасности отраслей.
«Давайте примерно прикинем, сколько это стоит. Для примера, Intel строит новый завод в Германии за $17 млрд. Нужно несколько заводов, допустим это будет $50-60 млрд. Для сравнения, это расходы на оборону в России в 2020 году. 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», – отмечает эксперт.
Однако полная локализация сегодня не достигнута ни одной страной мира, включая США. Поэтому идти таким путем вряд ли следует и нам.
Есть и другие варианты выживания в жесточайшей схватке за топовые чипы. Это так называемый эвристический путь развития. К примеру, можно сделать отверстие в металле фрезой. Можно пробовать скопировать лучшие мировые фрезы и фрезерные станки или усовершенствовать их. А можно вырезать отверстие лазером. Продукт – отверстие – не изменился. А метод получения изменился коренным образом.
Ещё один пример: самый совершенный поршневой авиадвигатель после Второй мировой войны содержал более 20 тысяч деталей. А первый реактивный двигатель содержал 900 деталей и давал в два раза большую скорость.
Такой вариант есть и у российских микроэлектронщиков. Это технология безмасочной многолучевой электронной литографии для производства чипов. Ее впервые разработала нидерландская компания Mapper Lithography, которая пыталась вывести на мировой рынок альтернативную технологию литографии: установку так называемого прямого письма с несколькими электронными лучами, в которой более 13 тысяч электронных лучей работают параллельно. Однако компании так и не удалось поставить на рынок инструмент промышленного класса. Инвесторы отключились в 2018 году, и 28 декабря 2018 года Mapper Lithography была объявлена банкротом.
Было несколько компаний, заинтересованных в приобретении обанкротившейся Mapper Lithography, некоторые из них были предназначены для продолжения разработки технологии множественного электронно-лучевого моделирования. ASML, более всего заинтересованная в сохранении своей мировой монополии, выиграла тендер и в январе 2019 года приобрела Mapper Lithography, похоронив опередившую свое время технологию. Однако остался на ногах московский филиал ОАО «Маппер», который и возглавляет Денис Шамирян.
Российские ученые и инженеры имеют хорошие шансы если не догнать и перегнать западных производителей чипов, то уж по крайней мере развить собственное производство микросхем, которое обеспечило бы нужды оборонной и космической отраслей. Для этого нужны поддержка государства и строгий спрос с чиновников, ответственных за приоритетные направления российских науки и техники.
Заглавное фото: REUTERS/Dado Ruvic