Перспективы развития российского микроэлектронного производства

Время на прочтение: 3 мин

В условиях стремительного развития цифровых технологий и усиления их влияния на все отрасли экономики все большее внимание уделяется роли микроэлектронных устройств в современных технологиях.

В настоящее время компании, осуществляющие свою деятельность в области микроэлектроники, условно разделяют на следующие виды: Integrated Device Manufacturer (IDM) – занимаются проектированием и производством устройств, Foundry – производят, но не проектируют, Fabless – только проектируют, собственное производство отсутствует.

Мировыми лидерами рынка полупроводников уже длительное время являются: Intel (США), Samsung (Корея) и TSMC (Тайвань) – они работают по передовым проектным нормам 10 – 4 нм и ведут разработки по нормам 3 нм.

На рынке наблюдается дефицит полупроводниковой продукции. По информации исследовательской компании Gartner, доходы компаний-продавцов от продажи полупроводников конечному потребителю в 2021 году достигли 595 млрд долларов (35,7 трлн руб.) и выросли на 26,3% по сравнению с 2020 годом. Лидерами по доходам являются: Samsung, Intel, SK Hynix (Корея). Доход компаний-производителей микросхем за 2021 год: TSMC – 50 млрд долларов (3 трлн руб.), UMS – 7,3 млрд долларов (438 млрд руб.), SMIC – 3,6 млрд долларов (216 млрд руб.), GlobalFoundries – 5,3 млрд долларов (318 млрд руб.). По мнению экспертов, рост доходов в большей степени связан с увеличением числа устройств с поддержкой 5G, ростом цен на логистику и сырье.

Объемы российского рынка микроэлектроники составляют 0,7% от мирового, основную часть объема обеспечивают предприятия ВПК. Крупнейший российский производитель в области микроэлектроники (работающий как IDM) – АО «Микрон» c объемом дохода 258 млн руб. по итогам 2021 года. Проектные нормы производства микросхем АО «Микрон» – 180-65 нм (рекордные в РФ).

На территории Российской Федерации функционируют компании, работающие и по Fabless модели, к передовым можно отнести: АО «Байкал Электроникс», АО МЦСТ, АО НТЦ «Модуль», АО НПЦ «Элвис», ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, ООО «Синтакор». В их арсенале существуют перспективные разработки по проектным нормам 28 нм и 16 нм – микропроцессор «Байкал» (АО «Байкал Электроникс»), микропроцессор «Эльбрус» (АО МЦСТ), микропроцессор «Скиф» (АО НПЦ «Элвис»). Заводом-производителем данных процессоров являлся TSMC, который, как и многие другие производители микросхем прекратили сотрудничество с РФ.

В условиях нарастающего геополитического давления на РФ остро встал вопрос о необходимости наращивания внутреннего потенциала страны в части разработки и производства микроэлектроники и развития кооперационных связей с другими компаниями-партнерами.

Правительство РФ ведет разработку программы поддержки микроэлектронной отрасли. Предполагается, что общий размер финансирования составит порядка 3,5 трлн руб., а период реализации до 2030 года. АО «Микрон» для целей масштабирования производства будет выделено из Фонда развития промышленности заемных средств на 7 млрд руб.

Создание собственной экосистемы по микроэлектронному производству требует больших временных и финансовых затрат, а также сопровождается огромным количеством тонкостей.

По предварительным данным, стоимость современного завода, работающего по передовым проектным нормам 3-7 нм, составляет порядка нескольких десятков миллиардов долларов. Данная стоимость обосновывается тем, что практически все используемое заводом оборудование и расходные материалы самого высокого качества, являются сложными и дорогостоящими в производстве.

К основным аспектам, с точки зрения развертывания собственного микроэлектронного производства, относят: оборудование, комплектующие и расходные материалы, рынок сбыта.

Оборудование

В мире нет ни одной страны, которая бы производила всю линейку оборудования. В частности, в США при их существенных объемах производства полупроводниковой продукции, отсутствует производство ключевого элемента – фотолитографического оборудования¹Фотолиторафия — процесс избирательного травления поверхностного слоя с использованием защитной фотомаски. Фотолитографы производят две страны: Нидерланды (ASML – 80% рынка) и Япония (Nikon и Canon).

Фотолитографическое оборудование технологически очень сложное в производстве, стоимость доходит до 200 млн долларов, а срок изготовления до 4 месяцев, поэтому количество, производимой продукции в год составляет несколько десятков экземпляров. Транспортировка фотолитографического оборудования – отдельный дорогостоящий процесс. Существуют и ограничения по продаже фотолитографов – самые высокотехнологичные установки, работающие по новейшим стандартам (EUV-фотолитография²Фотолитография в глубоком ультрафиолете), реализуются лишь определенному кругу компаний-производителей чипов.

В условиях настоящих реалий приобретение фотолитографов РФ не представляется возможным. В связи с этим, Министерством промышленности и торговли Российской Федерации проведена конкурентная закупка на разработку установки для печати микросхем на кремниевых пластинах в соответствии с техпроцессами 130 нм (с перспективой последующей модернизации до 65 нм). Победителем был признан АО «Зеленоградский нанотехнологический центр». Стоимость контракта составляет 5,7 млрд руб., а срок реализации конец 2026 года.

Комплектующие и расходные материалы

К таким элементам относятся: электроника, насосы, фоторезисторы, кремниевые пластины, химикаты и многое другое. Практически все из перечисленного приобреталось за рубежом. Производимые в России кремниевые пластины для производства микроэлектронных устройств по стандарту 180 – 90 нм и ниже они не подходят.

Развертывание собственного производства комплектующих и расходных материалов предполагает расширение рынка сбыта, продажа продукции только внутри страны нерентабельна.

Рынок сбыта

Завод, производящий полупроводниковое оборудование, функционирует 24/7 независимо от наличия производственных потребностей. Остановка производственных мощностей сопровождается техническими сложностями по восстановлению работоспособности. Во избежание убыточности работы завода загрузка должна быть практически постоянно на максимальном уровне. Возникает необходимость в расширении рынка сбыта и определении сегмента реализации продукции. Перспективные направления: рынок сетевого и серверного оборудования, рынок устройств Интернета вещей, ВПК. Другое потенциальное направление развития – сфера силовой электроники.

---

Происходящие изменения на мировой геополитической арене, являются фактором, который стоит использовать для пошагового перезапуска микроэлектронного производства в РФ.

Полная изоляция и отказ от глобальной интеграции сегодня нежелательны и вероятно пагубно скажутся на развитии российской сферы микроэлектроники. Существует объективная необходимость развития партнёрских связей (например, в КНР и Индии) и рынков сбыта.

• 1
  Фотолиторафия — процесс избирательного травления поверхностного слоя с использованием защитной фотомаски
• 2
  Фотолитография в глубоком ультрафиолете