Как нам перезагрузить матрицу
Россия давно не электронная держава. Чтобы вернуться на один из самых перспективных и сложных мировых рынков, ей необходимы внятный внутренний спрос, адекватное встраивание в мировое разделение труда и научная школа, которая не проспит новый виток НТР Все разговоры о том, что Россия - великая держава, ничего не стоят, пока у нее нет современной электронной промышленности. Подавляющее большинство уникальных характеристик любой современной техники обеспечивается ее электронной начинкой. В настоящее время от 90 до 95% электронных компонентов в новейших разработках российской техники, в том числе военной, - иностранного происхождения. Но даже если мы обеспечим себя военной электроникой, проблемы это не решит. Современные технологии производства компонентов микроэлектроники рассчитаны на изготовление сотен миллионов штук изделий в год. Военная электроника, которая во всем мире составляет не более 5% от общего объема производства, не обеспечивает такого потребления компонентов. Если в 50−е и 60−е годы именно военные разработки становились основой для коммерческих, то в последние десятилетия тенденция поменялась ровно наоборот. Теперь военные пользуются результатами коммерческих разработок. Если в стране отсутствует полноценное производство промышленной и бытовой электроники, то невозможно организовать и полноценное производство военной. Проблемы электроники регулярно обсуждаются на самом высоком уровне. Разработана государственная программа "Развитие электронной компонентной базы" на 2007−2011 годы, готовится расширенная коллегия Минпромэнерго, посвященная электронике, которая должна состояться в сентябре. Каков он, новый электронный проект для России? Сможем ли мы стать электронной державой? Для ответа на эти вопросы понадобится небольшой исторический экскурс. Почему исчезла советская электроника К началу 80−х годов Советский Союз был третьей электронной державой мира после США и Японии и был в состоянии производить практически любую электронную технику, соответствующую уровню того времени. По крайней мере, для нужд Однако значительная часть электронных компонентов воспроизводила иностранные, в первую очередь американские, образцы. Академик Камиль Валиев, научный руководитель И наконец, третий важнейший фактор: пока в России в 90−е годы осуществлялась революция социальная, в мире произошла революция электронная, в результате которой изменилась и сама электроника, и способы ее организации. Всемирная электронная матрица После того как в микроэлектронике были достигнуты проектные нормы менее 350 нм и на кристалле стало возможным размещать десятки и сотни миллионов транзисторов, а случилось это как раз на переломе 80−90−х годов, в проектировании и производстве радиоэлектронной аппаратуры произошли революционные изменения. Если раньше можно было четко провести границу между разработкой и производством электронных компонентов и электронных систем (что, в частности, отражалось на организации электронной промышленности в СССР, где существовали Министерство электронной промышленности, отвечавшее за производство компонентов, и Министерство радиоэлектронной промышленности, отвечавшее за производство систем), то отныне проектирование электронных систем превратилось в значительной мере в проектирование сверхбольших интегральных схем (СБИС) типа "система на кристалле", сочетающих в себе и компоненты, и законченные схемы. Появилась возможность высокого уровня специализации отдельных компаний и предприятий и, соответственно, глобализации электронной промышленности, при которой разработка основных технологий, оборудования, софта и самих изделий электронной техники, а также менеджмент и логистика сконцентрированы в западных странах и Японии, как и интеллектуальная собственность на все важнейшие достижения электроники и само производство новейших разработок. При этом Китай и страны ЮВА пока, по крайней мере, довольствуются контрактным производством западных и японских разработок. Символом глобализации в электронной промышленности является организация VSIA (Virtual Socket Interface Alliance), объединившая ведущие электронные фирмы всего мира, в том числе такие, как Intel, IBM, Ericsson, Canon, для разработки методов повторного использования IP (intellectual Директор издательского дома "Электроника" Иван Покровский так описывает современную организацию рынка электроники: "Он организован по принципу матрицы, в которой горизонтальными слоями являются производство элементной базы, так называемые фабрики, разработка софта и контрактное производство". Причем специализация предприятий, заполняющих ячейки этой матрицы, постоянно возрастает, уже появляются компании, специализирующиеся на производстве кристаллов, на корпусировании, на тестировании. В мире получили широкое распространение компании, которые, используя свои интеллектуальные достижения, частично отказываются от собственного производства, по крайней мере по некоторым направлениям, передоверяя его контрактным компаниям, а контролируют только разработку (дизайн), дистрибуцию и маркетинг своих изделий. Например, даже у такой известной компании, как "Моторола", нет сегодня собственных производственных мощностей по изготовлению телефонов. Для нее телефоны делает Ведущие компании США, Японии, Южной Кореи, такие как Intel, Samsung или IBM, остаются вертикально интегрированными и сохраняют в своем составе практически всю цепочку проектирования и изготовления своих изделий, чтобы иметь возможность максимально быстро реализовывать свои разработки и снимать все сливки. И для этого осуществляют гигантские вложения в интеллектуальную собственность, оборудование и инфраструктуру самих компаний. Неслучайно обновление процессорного ряда происходит практически каждый год. Это позволяет таким компаниям занимать самые лучшие позиции на горизонталях электронной "матрицы" и служит наилучшей скрепой по вертикали. Такая стратегия поддерживается правительствами этих стран путем постоянного софинансирования научных разработок своих компаний, которое исчисляется сотнями миллиардов долларов. Китайское правительство и китайские компании осуществляют второй вариант стратегии, который заключается в том, чтобы, не претендуя в настоящее время на строительство вертикально интегрированных компаний типа Intel, занять ключевые позиции в массовом контрактном производстве электронной техники, постепенно осваивая все большое количество "горизонталей" электронной матрицы. В рамках кампании по импортзамещению Китай запланировал ввести в строй до 2010 года двадцать "фабрик". По крайней мере на одной из них - SMIC - предполагается уже в ближайшие годы достичь проектных норм 90 нм. В настоящее время китайское руководство ставит задачу максимально локализовать контрактное производство, обеспечив его китайской элементной базой. Параллельно всячески поддерживаются отечественные дизайн- Европейские страны не имеют такого интеллектуального задела в микроэлектронике, как США и Япония, и не в состоянии развивать массовое производство электронных компонентов и электронной техники в таком объеме, как Китай и страны ЮВА. Вот почему они выбрали третий вариант стратегии - поддержку в первую очередь тех направлений электроники, которые необходимы для развития отраслей промышленности, находящихся в Европе на достойном уровне, таких как автоэлектроника, телекоммуникации и безналичные расчеты. Кроме того, в Европе действует программа "Европрактис", в рамках которой обеспечивается в том числе и доступ к "фабрикам" небольших Гранды и ниши Вертикально интегрированные компании, производители оборудования
Контрактные компании
"Фабрика", фаундри
Что мы имеем сегодня? По оценкам ИД "Электроника", в России около 3 тыс. предприятий, занятых разработкой и изготовлением электронной техники. Из них примерно пятьсот - старые советские предприятия, большинство из которых, по мнению председателя совета директоров компании "Альтоника" Александра Шептовецкого, находятся в состоянии медленного угасания. Даже ведущие предприятия отрасли "Микрон" и "Ангстрем" выжили в основном потому, что нашли специфическую нишу для своей во многом уже устаревшей продукции на рынках Остальные компании условно можно разделить на занятые разработкой нишевых и даже эксклюзивных изделий под своим брендом и на контрактные, занятые изготовлением изделий под чужим брендом. В качестве примера весьма успешной компании первого типа можно привести как раз фирму "Альтоника", которая начинала с разработки автомобильных охранных систем. Как сказал Александр Шептовецкий, "в России требуется, чтобы защита автомобилей была гораздо надежнее, чем в той же Америке. Другой подобный пример - компания "Элвис", которая нашла свои ниши в системах видеонаблюдения с компьютерным зрением, радиолокационных станциях с распознаванием целей и стала одним из ведущих А крупнейший контрактный производитель электронной техники компания "Арсенал", по мнению генерального директора Алексея Бочарова, выжила тоже во многом благодаря найденным нишам, "например, выпуску мониторов с меню на двенадцати восточноевропейских языках. Делать это в Китае невыгодно, а для нас - хороший заказ". Программа правительства Если вернуться к влиянию приведших к краху советской электроники факторов на современную ситуацию с российской электронной промышленностью, то все три, безусловно, продолжают действовать. Все так же в России доминирует, если так можно выразиться, сырьевой менталитет. Электронная революция практически не докатилась до большей части предприятий российской электроники, если не считать небольшого числа современных контрактных производств, отдельных нишевых Стратегия, предлагаемая правительством, не отвечает ни на один из этих вызовов. Характеризуя состояние российской электроники, авторы программы признают, что сейчас, вероятно, имеется последняя возможность ее восстановления, но фактически ставят задачу не столько восстановления, сколько остановки дальнейшего падения. Так, к 2011 году предполагается обеспечить собственное производство СБИС с проектными нормами 180 нм и начать проектирование с проектными нормами 130 нм, хотя, судя по тенденциям развития электронной техники, к тому времени на рынок электроники широко поступят изделия с проектными нормами 90 нм и может начаться опытное производство изделий с проектными нормами 60 нм. Из контекста программы ясно, что речь идет в основном об обеспечении отечественной элементной базой преимущественно военной техники. Она действительно значительно более консервативна, чем гражданская. И до сих пор на рынке военной техники вполне конкурентны разработки тридцатилетней давности. Но, как сказал Алексей Бочаров, "если правительство будет решать проблемы только военной электроники, оно погубит ее окончательно. С одной стороны, это изолирует военную электронику от электронного мейнстрима и тем самым законсервирует ее отставание, а с другой - бросит на произвол судьбы остальную электронику, фактически отдав ее на откуп нашему восточному соседу". Программа отражает традиции советского подхода к развитию высоких технологий - опираться не на коммерческий спрос, отталкиваясь от которого в настоящее время и Запад, и Восток развивают электронику, а только на потребности Узость задач и малые объемы финансирования, явно не достаточные для серьезного развития отрасли, создают впечатление, что основная задача, которую решает правительство, принимая эту программу, - не столько развитие, сколько поддержание на плаву остатков советской электроники за счет госзаказов. Программа не говорит ничего о формировании устойчивого внутреннего спроса на изделия электроники, лишь отмечая возможности, которые существуют у современной электроники. В программе вообще отсутствуют меры по поддержанию частного бизнеса, возникшего вне рамок советской электроники, нишевых компаний и контрактного производства. А размеров финансирования модернизации и технического перевооружения даже ведущих предприятий отрасли может хватить только на приобретение небольших линий. Наконец, непонятно, как программа вписана в общий контекст развития российской экономики, как увязана с иными проектами в сфере высоких технологий и промышленности в целом, которые принимают другие ведомства и госкомпании: Минсвязи, Росатом, РАО ЕЭС и т. д. Какую стратегию выбрать России На наш взгляд, национальная стратегия развития электроники в России должна содержать следующие пункты:
Попробуем обосновать наши предложения. По мнению академика Владимира Бетелина, "в своем развитии электроника в России должна опереться на большие государственные проекты, результаты которых можно было бы дорого продавать и в России, и во всем мире. Исходным проектом могла бы стать энергетика, в том числе атомная, которую сейчас решено ускоренно развивать. Предполагается вложить в ее развитие серьезные средства. А, скажем, в атомной энергетике кроме задач надежности и безопасности нужно решать еще и проблемы моделирования, необходима автоматизация проектирования. Аналогичные вопросы приходится решать при проектировании современных двигателей и энергетических установок". В этом же ряду находится телекоммуникационное оборудование, автомобилестроение и авиация. Но главное, по мнению Бетелина, "чтобы это были конкретные задачи. Не вообще электроника, а электроника для Развитие контрактного производства электронной техники, конечно же, должно иметь в виду локализацию в России изготовления компонентов, необходимых для таких устройств. Этот процесс тем более реален, что, по мнению многих наших собеседников, наметилась тенденция перемещения производства электронной техники из Западной Европы в Восточную, а теперь уже и на Украину, и в Россию. А как сказал Алексей Бочаров, директор крупнейшего контрактного производства, "если бы я был уверен в разумной политике правительства в электронике, то уже сейчас подумывал бы, как поставить завод по производству компонентов". Сотрудничество с Китаем, как считают практически все наши эксперты, могло бы стать мостиком, который свяжет нас с мировой электроникой. Уровень российских "Фабрика" по производству современных СБИС является не просто символом технологических возможностей страны и ее промышленности. И нужна она не для удовлетворения Удивительным образом в состав разработчиков и исполнителей правительственной программы не попала Академия наук, в составе которой работают несколько институтов соответствующего профиля. Но данный факт имеет не только Если возвращаться к образу "электронной матрицы", то, на наш взгляд, предложенная нами стратегия позволит России постепенно заполнить многие клеточки матрицы как по вертикали, так и по горизонтали. В определенном смысле такая стратегия - это сочетание европейской и китайской моделей развития. С той только разницей, что в отличие от Европы России еще предстоит выбрать и поддержать свои приоритеты в промышленности, а в отличие от Китая, где процесс освоения электроники начинался с нуля и в силу этого носил последовательный характер, в России имеется уже сейчас возможность заполнения сразу многих "клеточек" электронной матрицы. Опираться на крупные проекты
Д иректор НИИ системных исследований РАН академик Владимир Бетелин: - Известно, что большинство сложных технических систем весьма уязвимы с точки зрения безопасности, особенно со стороны систем управления. Это касается и энергетических систем, и сложного химического производства, и атомной промышленности. Это в том числе результат того, что массовые продукты современной электроники, которые стали сердцем современных систем управления, сами в силу своей сложности весьма уязвимы с точки зрения безопасности. Операционная система "Windows 2000" получила сертификат по так называемому четвертому уровню неконтролируемого доступа, который подразумевает невраждебную неконтролируемую среду. То есть к враждебному вторжению она не приспособлена. А это означает, что при работе с интернетом и электронной почтой ее надежность не гарантируется. И защита от злого умысла сотрудников тоже не предполагается. Специалисты "Майкрософта" объясняют это тем, что такой уровень безопасности максимально экономически достижим. То есть даже "Майкрософт", со всеми его деньгами, не способен решить эту проблему. А "Майкрософт" бежит за Intel в постоянной гонке усложнения процессоров и операционных систем. Создание компьютеров и программных продуктов, способных обеспечить безопасность сложных экономических и оборонных систем, - задача, которую мы можем решить и решаем у себя в институте. И она может стать основой для подъема электроники в России. Для этого мы в институте развиваем свою собственную линию микропроцессоров и микросхем, а также собственную операционную систему, которые заточены на проблемы безопасности. Более того, у нас в институте есть своя В отличие от Intel мы поставили на первое место требования безопасности, а не рынка. Хотя цена безопасности - это тоже вопрос, и вполне рыночный. Наша первая идея - это безопасность, а вторая - обеспечение требуемой производительности путем создания многопроцессорных систем, которые будут решать задачи параллельно, а также путем оптимизации микропроцессора под определенный класс решаемых задач. Такой процессор хорошо работает на всем, но на определенной задаче - особенно. То есть мы можем при больших проектных нормах и меньшей тактовой частоте получать для определенного класса задач результаты, сравнимые с лучшими достижениями Intel и "Майкрософта". Итогом нашей работы должно стать создание национального компьютера на основе многопроцессорных систем"
Страница сайта http://silicontaiga.ru
Оригинал находится по адресу http://silicontaiga.ru/home.asp?artId=5195 |