Суверенная электроника: зачем России производство наночипов

За последние десять лет в России научились делать новые типы микросхем. Благодаря этому появилась возможность запустить собственное производство современной вычислительной техники, навигационных систем, биометрических документов и «умного» промышленного оборудования.

Зачем вообще нужны микросхемы

Мы привыкли воспринимать микросхемы как часть сложной компьютерной техники, но они нужны и для более простых приборов, которыми мы пользуемся каждый день. Микрочипы есть в адаптерах электропитания, пропусках, транспортных и банковских картах, зарядных устройствах и даже холодильниках. Без всего этого сегодня сложно представить себе жизнь человека. К тому же оборудование для автоматизации промышленности тоже включает в себя микросхемы, поэтому без них не получится за счет цифровизации повысить эффективность экономики.

Что они из себя представляют

Обычно микросхемы представляют собой сложную структуру, в которой чередуются разные слои (например металлические, диэлектрические и другие). На пластине компактно размещаются микросхемы с разного рода транзисторами, которые преобразуют электрический ток и передают простейшую информацию в виде единиц и нулей. Производительность устройств зависит от количества и размера таких транзисторов на микросхеме: чем они меньше, тем больше их там помещается. Современные технологии позволяют размещать на микросхеме миллиарды транзисторов.

Какие бывают микросхемы и в чем разница

Для разных целей нужны разные характеристики микросхем. Для микросхемы в центральном процессоре важна вычислительная мощность и энергоэффективность, а микрочип в промышленной технике должен быть устойчив к температурному воздействию. В мире сейчас производят множество разных микросхем, которые очень сильно отличаются по топологии. Например, билеты для московского метро работают на чипах с топологией 180 нм, а оборудование для навигационных систем работает на микросхемах с топологией 90 нм. При этом прогресс не стоит на месте, а в передовых исследовательских центрах мира уже осваивают технологии, которые позволят производить микросхемы с топологическими нормами до 3 нм.

Где применяются российские чипы

Микросхемы с топологическими нормами 180–90-65 нм используют в навигационных системах, банковских и социальных картах, RFID-метках и чипах для документов. Российские микросхемы применяются в системах автоматизации производственных и бизнес процессов, в автоэлектронике, системах контроля управлением доступа. Одно из перспективных направлений — IоТ-устройства, в том числе для управления системами освещения.

Откуда мы раньше брали эти микросхемы

После открытия рынков в начале 90-х годов XX века Россия утратила свои позиции в микроэлектронике — отечественным производителям приходилось конкурировать не столько с зарубежными компаниями, сколько с поддержкой, которую они получали от своих стран. С этого момента значительная доля микросхем импортировалась. На текущий момент объемы импорта по-прежнему огромные. По данным ФТС, в последние годы Россия ввозит электронные интегральные схемы на сумму около $1 млрд в год. Главные поставщики микроэлектроники в Россию сейчас — это Китай, Тайвань и Малайзия.

Почему раньше не было такого производства

Производство микросхем было еще в СССР, но к концу XX века российские предприятия сильно отстали от западных, лишившись, в отличие от зарубежных конкурентов, государственной поддержки. Одним из ведущих заводов этой отрасли был зеленоградский «Микрон», который ведет свою историю с 1960-х гг. В 2000-х его модернизировали, в том числе внедрили полный производственный цикл от создания микросхемы до готовой продукции. В 2006 году запустили производство RFID-билетов для транспорта и SIM-карт, в последующие годы начали выпуск чип-модулей для идентификационных документов и банковских карт.

Как запускали производство современных микросхем

В 2006 году стали искать партнера для запуска собственного производства микросхем по технологии 180 нм и остановились на французской компании ST Microelectronics. Запуск производства обошелся тогда в $230 млн. В ходе реализации этого проекта создали инфраструктуру, обучили кадры, наладили связи с производителями оборудования, поставщиками материалов и потребителями конечной продукции. В 2010 году начали проект по освоению топологии 90 нм совместно с РОСНАНО: на вложенные госкорпорацией 6,5 млрд руб. у той же французской STMicroelectronics закупили новое оборудование и технологию, а в начале 2012 года уже запустили производство.

Сколько потратили на весь проект

Общий бюджет проекта составил 16,57 млрд руб. На долю РОСНАНО пришлось 8,28 млрд руб., также акционерами портфельной компании выступили компании «РТИ» и АФК «Система». Впоследствии РОСНАНО вышла из проекта, продав свою долю АФК «Система». Это был один из самых масштабных инвестиционных проектов РОСНАНО.

Что это дало России

Запуск современного микроэлектронного производства сыграл системообразующую роль: он не только позволил создать новые рабочие места и инфраструктуру, но и заложил основу для развития смежных отраслей экономики, в том числе за счет производства российского «умного» промышленного оборудования.

Что дальше?

Сейчас «Микрон» активно расширяет свой продуктовый портфель, ежегодно выпуская около 30 новых изделий и модификаций. Миллионы людей как в России, так и за ее пределами пользуются чипами «Микрона» в повседневной жизни: в проездных билетах и идентификационных документах, банковских картах, в промышленных системах и цифровой инфраструктуре, основой которой служит продукция микроэлектроники. Отечественная компонентная база — основа технологической независимости и информационной безопасности страны в условиях цифровой трансформации экономики и общества. Развитие устройств и систем на основе отечественной электронной компонентной базы является одним из ключевых направлений стратегии развития радиоэлектронной промышленности.