Импортозамещение 20 лет спустя: в России строится первая фабрика по производству чипов по 28-нм техпроцессу

Российские компании достигли высоких результатов в проектировании и дизайне современных микроэлектронных компонентов. Однако заводы, способные выпускать конечные изделия технологического уровня 28 нм и менее, в стране пока нет. Контрактные производители заказывали такие чипы у зарубежных контрактных производителей, но в 2022 году закрыли доступ к этому рынку. В ближайшей перспективе ожидается частичный перенос производства микроэлектроники в Китай, а также создание фаундри-компаний в России. Первые полностью отечественные 28-нанометровые процессоры ожидаются не ранее 2030 года, при этом отставка от предполагаемых иностранных вендоров, освоила эту долю еще в 2010 году, составит 20 лет.

Краткая характеристика российского рынка микроэлектроники

По оценке Информационно-аналитического центра современной электроники (ООО «СОВЭЛ»), объем российского рынка электронных компонентов в 2021 году составил 3 090 млн долларов. США. При этом на отечественное производство приходится 25%, оставшаяся около микроэлектроники производится из-за рубежа, в основном из стран Восточной и Юго-Восточной Азии.

По данным на 2020 год, около половины отечественной электронно-компонентной базы — это полупроводниковые изделия, среди которых есть и микропроцессоры.

Наиболее часто предприятиями по их производству являются:

• ПАО «Микрон»;
• АО «Ангстрем»;
• АО «ЗНТЦ»;
• ГК «Кремний Эл»;
• АО «ВЗПП-С»;
• АО «НПП Восток»;
• Новосибирский завод полупроводниковых приборов с ОКБ;
• ОАО «Завод «Интеграл».

Для гражданской электроники используется преимущественно топология 130 нм, для военно-промышленного комплекса — 600-нм техпроцесс.

Анализ импорта микропроцессоров в Россию

Военная и аэрокосмическая техника занимает в структуре потребления микропроцессоров 28%. Все остальное — гражданская продукция, где преобладает импорт с гораздо большей степенью дискретизации чипов.

В связи с этим особый интерес представляет изучение импортных поставок процессоров, произведенных по наиболее перспективным для освоения российскими производителями технологиям, а именно 90 и 28 нм. Анализ проводился по коду ТН ВЭД 854231100 (процессоры и контроллеры, объединенные или не объединенные с запоминающими устройствами, преобразователями, логическими схемами, усилителями, синхронизаторами или другими схемами).

Расчеты показали, что основной объем микропроцессоров с указанными характеристиками был ввезен в Россию из дружественных стран. Однако поставщиками были заводы компаний Intel и AMD, которые прекратили отгрузку своей продукции российским заказчикам в связи с введенными санкциями.

Стоит отметить, что российские микропроцессоры «Эльбрус» и «Байкал» до последнего времени производились на Тайване (TSMC — Taiwan Semiconductor Manufacturing Company — тайваньская компания, занимается изучением и производством полупроводниковых изделий). На данный момент руководство TSMC также заявило о прекращении выполнения заказов из РФ. По имеющейся информации, оно будет перенесено в Китай или в Россию и возобновится через год-полтора.

Перспективы импортозамещения на российском рынке микропроцессоров

По данным издания «Коммерсант», 12 мая 2022 года профильные министерства и вице-премьеры в целом согласовали с премьером Михаилом Мишустиным последнюю версию нацпроекта по развитию электронной промышленности России. Его реализация обойдется в 2,74 трлн руб. до 2030 года и предполагает следующие основные этапы:

• запуск программы по реинжинирингу и переносу зарубежных решений в Россию и Китай в 2022 году;
• организация серийного производства микроэлектроники по 90-нм техпроцессу, который был освоен Intel в 2004 году на процессоре Pentium 4 Prescott, но до сих пор остается очень востребованным. Например, эта технология используется в чипах для промышленной электроники и автопрома, по которым в мире существует значительный дефицит;
• переход к выпуску микроэлектроники по топологии 28 нм (освоена ведущими мировыми вендорами в 2010 году. По этому техпроцессу выпускались, например, процессоры Apple A7 для iPhone 5S) к 2030 году;
• увеличение числа российских дизайн-центров с 70 до 300.

Кроме того, документом запланировано проведение 2 тыс. научно-исследовательских работ (НИР) и создание 400 прототипов новой электроники, увеличение кадровой конверсии выпускников вузов с 5 до 35% и создание на базе учебных дизайн-центров не менее 1000 проектных команд.

Директор Консорциума средств, ресурсов и технологий производства высокотехнологичной продукции «Базис» Арсений Брыкин называет переход с 90-нм на 28-нм технологию крайне амбициозным. При этом он отмечает, что создание новых дизайн-центров при отсутствии собственных фаундри не даст должного эффекта.

До введения санкций российские разработчики могли размещать заказы на производство на зарубежных заводах (самый крупный известный из них — TSMC). Теперь такие возможности сильно ограничены. Поэтому расширение производственных мощностей в России становится задачей первостепенной важности.

Кто в России может производить электронику

Если дизайн-центров в России довольно много уже сейчас и будет еще больше в будущем, то компаний, работающих по бизнес-моделям foundry или IDV, пока единицы:

• единственный производитель полупроводников для гражданской электроники по 90-нм техпроцессу — зеленоградский «Микрон». После начала военной операции на Украине завод этой компании оказался полностью загруженным заказами российских компаний, которым в условиях санкций потребовались отечественные чипы для телеметрического оборудования, устройств интернета вещей (IoT) и электронных карт. Однако мощностей предприятия не хватает даже для удовлетворения спроса в сегменте банковских карт: по данным «Коммерсанта», их требуется несколько десятков миллионов, а «Микрон» способен поставлять не более 13 млн штук в год;
• теоретически чипы на топологиях 130–90 нм могло бы выпускать ООО «НМ-Тех» (на 100% принадлежит ВЭБ.РФ, уставный капитал 94 млрд руб.). С 2021 года это предприятие перезапускает производство на базе обанкротившегося «Ангстрема-Т». 23 марта 2022 года компания опубликовала на портале госзакупок тендер стоимостью 119 тыс. долл. на закупку кремниевых 200-миллиметровых пластин (используются для печати чипов по топологиям до 90 нм). В предварительной концепции нового нацпроекта по развитию российской электроники говорится, что мощность «НМ-Тех» составит 3 тыс. пластин в месяц, причем уже начиная с 2023 года. При этом, по оценкам Минпромторга, для удовлетворения потребностей российских компаний в полупроводниках необходимо выпускать не менее 30 000 пластин в месяц;
• новый завод, рассчитанный на производство чипов с дискретностью до 28 нм, уже строится в Зеленограде и будет готов к концу 2024 года.

По мнению специалистов, дальнейшее наращивание мощностей отечественных производителей микроэлектроники будет сдерживаться проблемами технологического характера.

Если основное оборудование (установки для оптической и рентгеновской литографии, для экспонирования маски, резки пластин, специализированные микроскопы и т. д.) еще можно закупить на вторичном рынке у азиатских компаний, то с расходными материалами, прежде всего нанометровыми фоторезистами, дела обстоят значительно хуже, поскольку раньше их покупали исключительно в Европе. В Китае светочувствительных материалов с необходимой разрешающей способностью пока нет, в России их производство тоже находится на стадии проведения НИОКР.

Вероятно, именно поэтому появление первых чисто российских 28-нанометровых процессоров «Байкал» и «Эльбрус» ожидается лишь к 2030 году. А пока, по-видимому, остается рассчитывать только на аналоговый импорт.