Группа компаний «Микрон», хорошо известная в нашей стране как производитель интегральных схем для космических и других специальных применений, активизирует выпуск продукции широкого назначения. Гульнара Хасьянова, генеральный директор ПАО «Микрон», обсудила с Computerworld Россия состояние и перспективы развития коммерческого сектора российской отрасли микроэлектроники, а также вклад «Микрона» в его восстановление.

- Как можно охарактеризовать состояние, возможности и перспективы российской микроэлектроники?

Объем российского рынка микроэлектроники, по оценкам экспертов, превышает 130 млрд руб., но на долю отечественных производителей на нем приходится не более 40 млрд. Это совсем небольшие показатели по сравнению с мировым рынком, который в прошлом году приблизился к 340 млрд долл. На увеличение доли российских компаний нацелена программа импортозамещения. Однако следует учитывать, что дело не только в создании отечественных чипов, но и в производстве электронных блоков на их основе и их использовании в конечной продукции. Необходимо сформировать внутренний спрос на готовую продукцию, в которой применяются национальные электронные компоненты. А это не может быть сделано одномоментно, так как связано, в том числе, с изменением цепочек поставок, которые складывались на протяжении последних десятилетий. И рынок, и наши конкуренты уйдут дальше, пока отечественные аналоги зарубежных чипов будут осваиваться и внедряться в уже выпускаемые изделия. Поэтому для российской микроэлектроники важны не только импортозамещение, но и «импортоопережение», то есть разработки для тех областей применения, которые будут расти. Очень важно определить такие рынки и предложить востребованную ими продукцию, предоставить отечественным производителям микросхем возможность развития и увеличения доходов, нарастить инвестиции в перспективные исследования и разработки.

- О каких рынках в первую очередь идет речь?

Я имею в виду всё, что связано с развитием цифровой экономики, которая стимулирует применение значительного числа достаточно простых устройств, включая сенсоры и датчики, собирающие данные на нижних уровнях различных автоматизированных систем. Наши технологические возможности позволяют производить существенную долю множества необходимых для таких устройств разнообразных микросхем, чтобы создавать новые решения на базе продуктов отечественной микроэлектроники.

Движение в этом направлении позволит не только значительно увеличить отечественный сегмент рынка микроэлектроники, но и сформировать заказ российским производителям материалов и комплектующих, перейти в перспективе к российским средствам производства. Для этого необходимо реанимировать наше электронное машиностроение, которое пришло в упадок в 1990-е, и сформировать «дорожную карту» развития и выпуска производственного оборудования, чтобы в конечном итоге не зависеть от зарубежных поставщиков.

- В течение последних лет обсуждается вопрос о строительстве фабрики, выпускающей чипы с нормой проектирования 28 нм. Насколько это реально в настоящее время?

Такая фабрика сократит технологический разрыв с передовыми странами, но не снимет наиболее актуальную проблему перехода на отечественные средства производства, что особенно важно в сложившихся геополитических условиях. Принципиальный вопрос ее создания — формирование спроса на выпускаемую продукцию. Необходимо определить объемы целевых сегментов рынка, разработать для них производственные программы, оценить затраты и сроки возврата инвестиций. Однако формирование рынка требует поддержки государства. Все страны, которые претендуют на технологическое лидерство, поддерживают национальные микроэлектронные предприятия с использованием юридических, экономических и финансовых инструментов для продвижения своих интересов на глобальном рынке.

- Какие области применения вашей продукции рассматриваются сегодня как наиболее перспективные?

Одна из таких областей, где мы видим хорошие перспективы развития, – идентификационные документы. Мы выпускаем соответствующие микроконтроллеры, чипы для систем радиочастотной идентификации, микросхемы для биопаспортов, банковских и других видов карт. Наши микроконтроллеры применяются в устройствах и решениях с высоким уровнем защищенности. К примеру, чипы для биометрических паспортов работают в России и за рубежом, микросхемы «Микрона» используются в национальной платежной системе «Мир» и системе обязательного медицинского страхования. Наряду с этим «Микрон» ежемесячно производит более 25 млн единиц RFID-продуктов, спрос на которые постоянно растет.

Сегмент отечественного коммерческого рынка, использующего микросхемы на базе технологии 180 нм, нами в значительной степени проработан. Сегодня совместно с НИИ молекулярной электроники работаем над заполнением 90-нанометрового сегмента. Норма проектирования 65 нм не открывает принципиально новых областей применения, но ее внедрение позволит выпускать более сложные изделия. Также, что очень важно, она уменьшит себестоимость уже освоенной продукции, что повысит нашу конкурентоспособность на российском и зарубежных рынках. Тем не менее, большая часть сегодняшних государственных и коммерческих заказов, в том числе для потребностей цифровой экономики, может быть выполнена на основе технологии 90 нм (см. также «Нужный размер», Computerworld Россия, 30 января 2012).

- Вы упомянули зарубежные рынки, о чем идет речь?

Например, о решениях для транспорта. Мы обладаем развитой экспертизой в области предназначенных для билетных систем и транспортных проектов чипов, конкурентоспособных на мировом рынке. В решениях на их основе заинтересованы в тех странах, где строятся новые линии метрополитена. Для выхода на эти рынки в «Микроне» готовы рассматривать различные модели сотрудничества с местными компаниями. К примеру, – создавать совместные предприятия, в рамках которых «Микрон» производит чипы, а местные партнеры выпускают готовые карты, персонализируют и продают транспортные билеты. Возможны и другие варианты взаимодействия.

В компании создан Центр компетенций в области транспортных проектов. О выводе на российский рынок разработанных в нем решений планируем объявить в ближайшее время.

- Однако за рубежом вас ждет активное противодействие китайских, корейских и других производителей чипов…

Мы конкурируем — и в России, и на зарубежных рынках — в тех сегментах, где нужны не традиционные шаблонные продукты, а индивидуальные решения, отвечающие требованиям заказчиков. У нас есть предложения для отраслевых цифровых решений, к примеру, для контроля подземных объектов метрополитена и учета активов, управления доступом персонала с использованием технологий биометрии, контроля пассажиропотоков и ряда других.

Однако нашими "соперниками" за рубежом становятся не столько производители, сколько выделяемые им значительные госсубсидии. Во всех развитых странах стратегические отрасли, и микроэлектроника в их числе, поддерживаются государством, и конкурируем мы фактически не с производителями, а с поддерживающей их системой государственного регулирования рынка микроэлектроники.

- Где вы видите место «Микрона» на формирующемся рынке Интернета вещей?

Мы рассматриваем Интернет вещей в качестве одного из важнейших направлений цифровизации российской экономики, которое способно оказать существенное влияние на развитие отечественной микроэлектроники. Это одна из тех областей, где еще не сложилось международное разделение труда и есть возможность разработки и вывода на отечественный и мировые рынки конкурентоспособной продукции.

Технологические возможности «Микрона» полностью соответствуют требованиям оборудования, формирующего нижний уровень «пирамиды» Интернета вещей. Это датчики, аналого-цифровые преобразователи, микроконтроллеры, коммуникационные интерфейсы, процессоры цифровой обработки сигналов. Они могут поставляться как отдельные изделия, так и в составе модулей для конкретных приложений. Сегодня в Интернете вещей мы ориентируемся главным образом на такие модули, которые разрабатываются вместе с партнерами. Сейчас идет ряд пилотных проектов, в начале 2018-го объявим о первых результатах.

- «Микрон», фактически, меняет модель бизнеса, разрабатываются комплексные решения, формируются интеграционные связи…

Речь идет не только о смене модели, но и о значительном пополнении нашего портфеля новыми изделиями, комплексными решениями и сервисами, повышающими маржинальность деятельности. Например, мы одними из первых начали выпускать чипы управления светодиодными лампами, а сейчас на базе таких чипов создаются блоки управления осветительным оборудованием – более сложные и дорогостоящие продукты.

Также ведутся комплексные разработки в области систем инвентаризации. Такие системы могут применяться во всех отраслях, где требуется учет большой номенклатуры товаров, продуктов, изделий. В этом году мы вывели на рынок «RFID-тоннель», служащий для идентификации и подсчета проходящих через него маркированных объектов, производительность которого намного выше, чем у решений с QR-кодами.

- На чем в группе компаний «Микрон» намерены сосредоточить основное внимание в ближайшее время?

Мы серьезно задумались о внедрении сервисных моделей в свой бизнес. Будем развивать контрактные услуги на базе микроэлектронного производства, хотим привлечь как можно больше дизайн-центров для разработки схемотехники с ориентацией на технологические и производственные возможности «Микрона». Такое сотрудничество уже началось, рассчитываем на заключение к концу года первого сервисного контракта.

Еще одна задача – дополнить продажи комплексных решений предоставлением услуг на их основе. Это применимо во многих областях, в частности, мы намерены предлагать заказчикам не только «RFID-тоннели», но и услуги на их основе без покупки оборудования – доступ заказчиков к базам банных и отчетности.

Также планируем развивать систему дистрибуции. Создан центр разработок «ДЦ Микрон», специалисты которого занимаются комплексными решениями и системными проектами, взаимодействуют с партнерами и подрядчиками, формируют новые каналы сбыта.

Нововведения происходят на фоне оптимизации производственной деятельности. Мы активно работаем над снижением затрат и рисков на всех уровнях, оптимизируем закупки и бизнес-процессы, ищем партнеров по ключевым направлениям, тестируем десятки инициатив, в том числе, используя модели совместных предприятий.

Благодаря программе развития цифровой экономики в России отечественная микроэлектроника получила шанс не только на порядок увеличить свой объем при активной роли государства, но и обеспечить развитие смежных отраслей и потребительских рынков. Впервые за последние 20 лет у нашей страны появилась реальная возможность снизить технологическую зависимость и интегрироваться в глобальный рынок на более выгодных условиях. Для ее реализации необходимо сформировать домашний рынок и организовать собственное производство полного цикла, начиная с чипов.

Так называемые «двухмерные материалы», самым известным из которых является графен, считаются перспективными для применения в микроэлектронике. Но для изготовления электронных компонентов необходимо соединять разные двухмерные материалы в одной плоскости, и эта задача оказалась довольно сложной. В 2015 году в Саудовской Аравии в университете им. короля Абдаллы разработали метод нанесения дисульфида молибдена и диселенида вольфрама с созданием четкой границы контакта между ними. Усовершенствовав их метод, исследователи из университета им. Корнелла сумели получить длинные прямые провода из дисульфида молибдена диаметром всего в несколько атомов, входящие в участки диселенида вольфрама с сохранением границы контакта.

В новой работе исследователи из Массачусетского технологического института с коллегами попытались создать численную модель открытого ранее процесса. Теоретическое объяснение формирования нанопроводов позволяет надеяться на разработку методов изготовления таких проводов произвольной формы и создание с их помощью электронных компонентов атомного масштаба.

В фотонных микросхемах вместо электричества, как в обычной электронике, используется свет. Такие микросхемы состоят из светодиодов, линз и зеркал, а изготавливают их теми же методами, что и электронные микросхемы. Оптические технологии обладают рядом преимуществ перед электронными, но материалы, из которых делают фотонные схемы, как правило, оказываются жесткими и не подходят для устройств, предназначенных, например, для имплантации в живые ткани или крепления на кожу. Группе ученых из Массачусетского технологического института удалось найти один из возможных способов решения этой проблемы.

Ученые использовали твердый материал — халькогенидное стекло, но придали элементам спиральную форму, благодаря чему они приобрели способность гнуться и растягиваться подобно пружинам, не теряя при этом оптических свойств. Слой таких компонентов на полимерной подложке может выдержать тысячи циклов растяжения и сжатия. Впрочем, пока исследователи смогли добиться работы только отдельных компонентов. Для реального применения этой технологии нужно будет показать, по крайней мере, возможность интеграции компонентов в одном устройстве.

«Ангстрем-Т» и Ассоциация российских вузов по электронной компонентной базе договорились о стратегическом сотрудничестве. В рамках соглашения «Ангстрем-Т» впервые в России даст возможность студентам технических вузов изготовить на производстве на особых условиях микросхемы, которые засчитают в качестве курсовых и дипломных работ, рассказали в компании. В «Ангстрем-Т» считают, что это повысит уровень разработок студентов и подготовит их к профессиональной деятельности на предприятиях и в дизайн-центрах.

В результате образовательного проекта студент сможет познакомиться с этапами производства микроэлектронных изделий, пройти практику, а затем, возможно, и остаться работать на заводе, рассказали в компании о перспективах для учащихся.

Для участия в проекте партнеры приглашают все вузы, готовящие разработчиков микроэлектроники.

Организаторы состоявшегося в октябре форума «Микроэлектроника 2017» ставили своей целью «предоставить площадку для диалога между разработчиками электронной компонентной базы и производителями готовой продукции, чтобы содействовать развитию отечественной микроэлектроники». На форуме преимущественно обсуждались вопросы, связанные с поддержкой формирующейся цифровой экономики со стороны отечественных производителей микроэлектронной продукции.

Российская микроэлектроника традиционно подпитывается госзаказами на компоненты для специальных применений и «оборонки». В рамках модернизации отечественной производственной базы было закуплено зарубежное оборудование, обеспечивающее выпуск микросхем с нормой проектирования 180 и 90 нм. Большая часть материалов и комплектующих, необходимых для его работы, до сих пор поставляется из-за рубежа.

Аналитики Frost & Sullivan оценили состояние российской микроэлектроники в сравнении с глобальной отраслью. По их данным, объем мирового рынка микроэлектроники в 2016 году достиг 340 млрд долл. и, как ожидается, в 2017-ом вырастет не менее чем на 6,5%. Лидирующими регионами по производству микроэлектронных компонентов по-прежнему будут страны Юго-Восточной Азии и США. Доля же России в мировом «пироге» по итогам 2016 года — менее 1%; кроме значительного отставания в объемах, заметны существенные расхождения в структуре рынка с ведущими экономиками мира.

Мировые продажи микроэлектроники в значительной степени ориентированы на гражданские сегменты экономики и запросы конечных пользователей, в то время как наш рынок сохраняет высокую зависимость от госзаказов.

Почти треть продукции глобального рынка микроэлектроники приходится на телекоммуникационную отрасль, около 30% потребляют производители всех видов компьютеров, 14% — промышленные предприятия и госуучреждения. В России ведущими потребителями микроэлектронной продукции являются аэрокосмическая отрасль и предприятия оборонно-промышленного комплекса (45%), на долю промышленных, энергетических компаний и медицинских учреждений приходится 32%, на третьем месте – поставки потребительских компонентов, светодиодов и изделий на их основе (11%). Далее следуют поставки чипов для смарт-карт и систем радиочастотной идентификации (5%), ПК и серверов (3%), Интернета вещей (2%).

К серьезным факторам, препятствующим развитию микроэлектроники в нашей стране, аналитики Frost & Sullivan относят не только технологическое отставание, но и ограниченность рынков сбыта готовой продукции, нехватку квалифицированных специалистов, а также недостаточное финансирование отрасли.

По мнению выступивших на форуме экспертов, для создания гражданского сектора отечественной микроэлектроники необходима активная государственная поддержка с учетом опыта наиболее развитых экономик мира, где принят широкий спектр протекционистских мер — от налоговых льгот и инвестиций в исследования и разработки до формирования спроса на готовую продукцию, в которой применяются национальные электронные компоненты. В настоящее время, согласно опубликованным данным, в гражданском секторе электроники на долю отечественных производителей приходится около 16%.

Гульнара Хасьянова, генеральный директор компании «Микрон», отнесла к задачам национального масштаба формирование внутреннего спроса на продукты микроэлектроники, защиту рынка от импорта, а также участие отечественных производителей в глобальных цепочках добавленной стоимости.

Вячеслав Иванюк, генеральный директор завода «Пульсар», считает, что для четкого выполнения гражданского госзаказа необходима организация, аналогичная советскому Госплану, чтобы в течение ближайших лет направлять и контролировать работу в рамках этой инициативы.

По мнению Алексея Волостнова, директора московского офиса Frost & Sullivan, наиболее эффективный путь построения крупного современного микроэлектронного производства в России — это создание совместного предприятия при активной государственной поддержке.

На заседании Экспертного совета по развитию электронной и радиоэлектронной промышленности, прошедшем в мае текущего года в Госдуме, отмечалось, что стимулирующее влияние на российскую микроэлектронику оказала государственная программа развития электронной и радиоэлектронной промышленности, рассчитанная на период до 2025 года. Среди уже достигнутых результатов — почти трехкратный с 2009 года рост рынка микроэлектроники до 150 млрд руб., а также удвоение экспорта гражданской продукции.

Там же говорилось о формировании госзаказа российским предприятиям на производство микроэлектронных компонентов, объем которого должен превысить к 2020 году 100 млрд руб., а также об усилиях государства и бизнеса, направленных на превращение микроэлектроники в самодостаточный и инвестиционно привлекательный сегмент отечественной экономики.

В госзаказе предусматривается поддержка таких отраслей, как производство чипов для идентификационных документов, выпуск RFID-меток для фармацевтической продукции, изготовление микросхем для развития платежной системы «Мир» и ряда других областей, требующих применения микроэлектронной компонентов.

В настоящее время в формировании рынка гражданской микроэлектроники принимают активное участие ведущие предприятия отрасли.

В зеленоградском «Микроне», к примеру, ориентируются на массовое производство продуктов для Интернета вещей, систем радиочастотной идентификации и ряда других направлений, для которых вполне достаточно имеющихся производственных возможностей (см. «Нужный размер», Computerworld Россия, 13 февраля 2012).

Одно из гражданских направлений зеленоградского же «Ангстрема» — компоненты силовой электроники.

На московском заводе «Пульсар», принадлежащем «Ростеху», который специализируется на производстве диодов, транзисторов и других полупроводниковых приборов, намерены в рамках стратегии госкорпорации адресовать к 2025 году половину выпускаемой продукции гражданским секторам экономики.

Корпорация Intel планировала выпустить свои первые 10-нанометровые чипы еще в 2016 году, однако по ряду причин не смогла этого сделать. Поэтому последние четыре поколения процессоров Intel выпускаются по техпроцессу на 14 нм, хотя, конечно, каждая новая генерация и получала ряд серьезных улучшений.

Ранее сообщалось, что Intel перейдет на 10-нанометровый техпроцесс в 2018 году, а теперь выяснилось, что первые микропроцессоры корпорации, произведенные по этой технологии, будут готовы до конца 2017 года. Далеко не факт, впрочем, что их сможет купить любой желающий. Если они (ну или устройства с ними) и появятся в магазинах, то в весьма ограниченных количествах. Массовое производство 10-нанометровых чипов Intel наладит в первой половине 2018 года, а оборудование на их базе получит распространение во второй половине следующего года.

10-нанометровые процессоры Intel носят кодовое имя Cannon Lake. Они будут относиться к семейству Core восьмого поколения, куда также входят 14-нанометровые чипы Kaby Lake Refresh для ноутбуков и Coffee Lake для настольных ПК.

Целый ряд процессоров ARM-архитектуры для мобильных устройств (например, Qualcomm Snapdragon 835) – уже производятся по технологии на 10 нм.

Использование света вместо электрических контактных цепей позволяет решить одну из важнейших проблем, возникающих при миниатюризации электронных микросхем: помех и потерь сигнала при передаче между компонентами. Однако кремний — основной материал, из которого делают микросхемы — не способен эффективно испускать свет, а материалы, хорошо работающие в оптоэлектронике (например, арсенид галлия), нельзя наносить на кремниевые подложки. Ученые из Массачусетского технологического института предложили использовать для этого сверхтонкие пленки из дителлурида молибдена. Этот новый материал из группы двумерных дихалькогенидов переходных металлов испускает свет в инфракрасном диапазоне, который, в отличие от видимого света, не поглощается кремнием.

Пленка из дителлурида молибдена под напряжением превращается в плоскостной диод, испускающий свет при пропускании тока. При изменении полярности напряжения та же самая пленка перестает проводить ток, но только до тех пор, пока на нее не попадает свет. Таким образом, элемент способен работать как в роли передатчика, так и в роли приемника. Со временем новый материал может найти применение в микроэлектронике, хотя для этого придется решить еще немало проблем.

По прогнозам аналитиков Gartner, мировой объем продаж микроэлектронных компонентов в 2017 году составит 411,1 млрд долл., что на 19,7% больше прошлогоднего. Годовой темп роста будет самым высоким с 2010 года, когда после окончания финансового кризиса продажи выросли на 31,8%.

Основным фактором роста денежного объема продаж является дефицит микросхем памяти, в особенности типа DRAM, и связанный с ним рост цен. Продажи памяти в 2017 году в денежном выражении вырастут на 57%, полагают аналитики. Больше, чем на 10% поднимутся продажи неоптических датчиков, аналоговых и цифровых микросхем, а также светочувствительных матриц.

Рост цен на модули памяти и дефицит компонентов приводит к росту стоимости всего электронного оборудования, и производители начинают перекладывать ее на покупателей, повышая цены, отмечают аналитики. Это может отразиться на состоянии рынка в четвертом квартале.

В 2018 году рынок микроэлектронных компонентов вырастет еще на 4% до 427,4 млрд долл., но к следующему году производители памяти введут в строй новые мощности и падение цен приведет к сокращению рынка в денежном выражении на 1%, полагают аналитики.

Международная группа физиков объявила в журнале Nature о воспроизведении в лабораторных условиях явления, которое, как раньше считалось, могло бы происходить лишь в сотнях световых лет от Земли или во время зарождения Вселенной. По словам ученых, им удалось наблюдать гравитационно-осевую аномалию, квантовое явление, нарушающее один из фундаментальных законов сохранения — заряда, энергии или импульса.

О возможности такой аномалии раньше только строили предположения, основанные на теории струн, объясняют исследователи. Считалось, что она вероятна лишь при температурах в триллионы градусов в кварк-глюонной плазме, образованной в условиях Большого взрыва или в коллайдере. Но к удивлению ученых они обнаружили, что явление можно наблюдать на примере твердых тел — объектов из вейлевских полуметаллов, материалов, открытых не так давно.

По мнению научных сотрудников IBM, авторов доклада, теперь возможно создание использующих данную аномалию твердотельных устройств, которые потенциально позволят преодолеть определенные недостатки, присущие классическим транзисторам.

В IBM полагают, что благодаря открытию может появиться целый ряд новых разработок в области датчиков, переключателей, термоэлектрических охладителей и устройств аккумулирования энергии.