Ругательные публикации в прессе по поводу нынешнего состояния российской микроэлектронной промышленности сегодня чуть ли не норма, правило хорошего тона. А что, ведь действительно есть за что. Можно пенять на почти 100% импорт гражданской и чрезвычайно высокий процент импорта военной компонентной базы. Или на полный развал и фрагментацию производственных цепочек, так и не восстановившихся после распада СССР. Самые урожайные и заезженные темы этого пула — про 20- ,30-, 50-летнее (подчеркнуть по вкусу) отставание от мирового уровня или про загубленный Отечественный Процессор, вот уж где всё перепахано вдоль и поперёк.
Да, в целом всё так и обстоит. В мировом масштабе доля микроэлектронной продукции, производимой в России, составляет десятые доли процента. Примерно на том же уровне находится современная патентная база. Талантливые русские учёные, работающие на перспективных направлениях, регулярно публикуются, получают признание и даже Нобелевские премии, но… главным образом, за рубежом. И самое, пожалуй, обидное в том, что лобовое сравнение с опытом других стран, даже небольших и не очень развитых, также зачастую будет не в нашу пользу — и это с несметными российскими людскими, сырьевыми и денежными ресурсами.
Словом, самобичевание и поиск крайних освоены российской прессой в совершенстве и даже доведены до уровня искусства — благо виноватых долго искать не надо, они всегда представлены в широком ассортименте.
Но сегодня мы обсудим будущее отечественной электронной промышленности с менее благодарной стороны. Давайте всё же побудем оптимистами, оставим истерический тон «Всё пропало!» и кондовый национальный вопрос «Что делать?» для других публикаций. Попробуем подумать над тем, «как делать».
Исходные условия для возрождения российской полупроводниковой и электронной промышленности действительно более чем скромны, но история подсказывает, что многие начинали с меньшего. Например, японцы после Второй мировой. Да что там японцы: на Тайване всего лишь несколько десятилетий назад были только необученные трудовые ресурсы да кремниевый песок в качестве сырья. Германия, Корея, Китай, США, Голландия, Япония, Тайвань и десятки других стран — все они нашли своё место на современном глобусе полупроводниковой промышленности и у каждой из них был свой собственный путь, в чём-то похожий на другие, но, как правило, совершенно уникальный для каждой страны. Не у всех этот путь был прямым и стремительным, многим пришлось поблуждать по лабиринтам и даже не раз уткнуться в тупик. Но сегодня речь не о них.
Давайте попробуем представить будущее российской полупроводниковой промышленности исходя из того, что Россия всё ещё в поиске своего пути. Тот путь — хоть и частично тупиковый — что был в советские времена, в любом случае сегодня уже не подходит и никого не устроит. Поиски своего пути, проводившиеся методом проб и ошибок в стремительно меняющемся мире на протяжении последних 20 лет российской истории, примем за отправной пункт.
И ещё. Пообещаем себе удержаться от крайностей — повторения официозных балалаек про стремительный домкрат нанотехнологий и инноваций, а также от ура-патриотических кричалок про «вперде с колен». Что по сути одно и то же. Когда я слышу слово «нанотехнологии», я хватаюсь за… нет, пистолета у меня нет, даже виртуального, но в последнее время от оптимистичных самоуспокоительных разговоров про «инновации», знаете ли, уже подташнивает. Давайте без этого.
Вариантов возрождения российской полупроводниковой промышленности в сложившейся ситуации немного, достойных — и того меньше. Самый простой вариант — признать Россию безнадёжно отставшей, успокоиться и остаться на третьих ролях. Капитан Очевидность подсказывает, что в таком случае деградация отрасли только ускорится до практически полного её исчезновения. Это именно тот случай, когда стояние на месте равносильно смерти. Итого — зачёркиваем, тупиковый вариант никому не интересен.
Любимый советский клич «Догоним и перегоним!» тоже не годится. Дело не в реактивных темпах и астрономических суммах, необходимых для таких «догонялок». Реалии таковы, что большие деньги не любят подобной суеты, никто под полупроводниковую гоп-ура-индустриализацию не подпишется — невыгодно. Даже такой весомый финансовый рычаг, как гигантский оборонный госзаказ, не сможет вдруг изменить сложившийся status quo: в мире и без нас развилась сильнейшая конкуренция на рынке бытовой электроники — там, где, собственно, передовые оборонные разработки впоследствии, хоть и в упрощённом виде, «добирают кассу».
Но даже если правительству станет некуда девать деньги или найдутся безумные частные инвесторы и отечественная отрасль получит одномоментно стопятьсот триллиардов долларов-рублей, ничего хорошего из такого рывка не выйдет. Прежде всего, необходимо учитывать человеческий фактор: для выхода на уровень, приемлемый для мировой конкуренции, необходим опыт и традиции подготовки кадров. Чтобы быть успешным сегодня, начинать следовало лет 15-25 назад. К сожалению, государственных проектов таких временных масштабов — и по сей день по пальцам пересчитать, а негосударственных и того меньше, что уж говорить о временах десяти-двадцатилетней давности.
Кроме того, нельзя развивать масштабный многомиллиардный проект без учёта реалий внешнего рынка, закуклившись лишь на внутреннее потребление. А это автоматически означает неукоснительное следование всем существующим международным промышленным стандартам, безукоризненное соблюдение патентных прав, принятие и соответствие принятым повсеместно производственным и технологическим процессам — по крайней мере до тех пор, пока не придёт лидерство и право решающего голоса в принятии таких стандартов.
Одно дело — иметь на вооружении калибр патрона, отличный от принятого в NATO, выпускать уникальную военную технику практически штучного производства, словом, диктовать правила игры на своём поле. И совсем другое дело выйти на совершенно новый для себя высокотехнологический рынок — хоть и с большими деньгами, но без собственного опыта, кадров, патентов и технологий, попытаться за короткий срок стать на нём лидером. Утопия.
Есть ещё один схожий способ «догнать и перегнать». Ну, может, не совсем перегнать, но уж точно приблизиться вплотную. Правда, не столь стремительный, как описанный выше. Речь, разумеется, о китайском опыте.
Помнится, ещё в школе нам рассказывали о курьёзных перегибах времён Мао. Например, о том, как вся страна бросилась отстреливать воробьёв, воровавших зёрна на полях. Или о том, как китайцы откликнулись на призыв партии по увеличению выплавки чугуна, и затем многочисленные кустарные доменные печи появились даже в сельских сараях. Воробьи, помнится, всё равно победили, чушки низкосортного чугуна тоже не очень помогли промышленности, но каков размах!
Потом, точно таким же многотысячным массовым порядком, китайские сараи неожиданно начали превращаться в мастерские, где на коленке производилась всевозможная электронная мелочь. Сначала мы посмеивались над пиликающими китайскими открытками, хохотали над топорно переведёнными на русский язык инструкциями к китайским приёмникам, искренне удивлялись дешевизне китайских телевизоров. Не смешно стало позже, когда захлестнувшая мир волна кустарных электронных поделок принесла смекалистым китайским предпринимателям первые дивиденды. «Сарай дядюшки Лю» вдруг превратился в современную фабрику, и по всему миру началась стремительная скупка производственных линий с максимальным на тот момент качеством, допущенным для экспорта в Китай.
Микроэлектронная промышленность современного Китая — отличная иллюстрация того, как с небольшими затратами можно превратить локальное мелкосерийное отвёрточное производство в полномасштабный бизнес мирового уровня, а отдельно взятую страну — в глобального производителя материальных благ любого или почти любого уровня сложности.
Правда, для этого потребовалось несколько десятилетий и удачное сочетание множества других факторов — от климата до особенностей менталитета. Кроме того, это не превратило Китай в производителя новейших процессоров или производственных линий с самыми прецизионными нормами техпроцесса. Но, во-первых, ещё не вечер (начав в 1960-е с копирования лицензионных советских ракетоносителей, в 2020-х Китай всерьёз намерен открыть первое постоянное поселение на Луне), а во-вторых, при многомиллиардных доходах проблемы только с амбициями, со всем остальным порядок.
Но главное даже не в этом. Только представьте, сколько рабочих мест создали эти мелкие, но многочисленные предприятия по всей стране, в какие огромные инвестиции это вылилось при укрупнении предприятий. Складываясь по копеечке, мелкосерийные цеха в результате стали тем, из чего впоследствии выросла динамичная экономика Китая с двузначными процентными показателями ежегодного прироста. Сегодня, по данным Hurun Research Institute, число только официальных долларовых миллионеров в Китае достигло миллиона, то есть примерно по одному на 1 400 жителей страны. Многие из них в своё время начинали именно в тех пресловутых сараях наколенной сборки.
Россия — не Китай
И не Тайвань, и не Америка. На протяжении веков российская история пронизана множественными «если», которые, как правило, заканчивались неожиданными «вдруг». В том, что страна обладает огромным, просто непредсказуемо огромным потенциалом, надеюсь, не сомневается никто. Будучи 70 лет под гнётом не самой человеколюбивой идеологии и не самого рационального руководства, являясь страной многонациональной, но практически отрезанной от всего мира, Россия выстояла в страшной войне, отправила человека в Космос и, кроме всего прочего, достаточно длительное время обходилась своими собственными наработками в области полупроводникового производства.
То, что потенциал страны не раз оказывался недооценённым со стороны, как раз не страшно. Плохо, если этот потенциал однажды окажется не раскрытым. Сейчас, согласно теории волн Кондратьева, мы находимся в конце 5-го К-цикла, визитной карточкой которого стало бурное развитие микроэлектроники, вычислительной техники, робототехники и телекоммуникаций.
Согласно этой теории, для следующей 40…60-летней волны развития мировой экономики, которая, по мнению одних специалистов, уже началась, а по мнению других, наступит в ближайшее десятилетие, будет характерен совершенно новый технологический уклад, основанный на стыке био-, нано- и информационных технологий.
Начало этой эпохи просматривается во многих сферах человеческой деятельности всё более отчётливо. По крайней мере, с тех пор как учёные научились клонировать живых существ, альтернативная энергетика солнца и ветра перестала быть забавой, а люди в массовом порядке стали отказываться от бумажных газет и журналов в пользу интерактивных источников информации.
Именно в такие времена перелома технологических эпох, на стыке классических наук появляются новые, совершенно неизвестные и неисследованные доселе научные дисциплины и, как следствие, новые отрасли экономики. А с ними — и новые мировые лидеры в области изобретений, производства и других аспектов глобального влияния. Так было, когда пар пришёл на смену углю, когда автомобили вытеснили гужевой транспорт, когда органическая химия потеснила природную органику и так далее. Например, в XIX веке в США крупнейшей транспортной компанией, контролировавшей перевозки грузов по всей стране, была железнодорожная Union Pacific. За сто лет появились автомобильный транспорт, авиация, доставляющие груз в любую точку. А Union Pacific так и осталась железнодорожной сетью.
Можно, конечно, свято верить в то, что нынешние промышленные киты вроде Apple, Microsoft или Exxon будут делить верхнюю строчку в списке мировых компаний с самой большой капитализацией до скончания времён. Но если однажды увидите вместо них российскую фирму «Пупкинъ и сыновья» с панацеей от ВИЧ или с патентом на какие-нибудь стереоскопические экраны на базе гибких транзисторов из графитовой проволоки, не удивляйтесь. Такое случалось не раз и не раз ещё повторится.
Предвидя шквал критики столь оптимистичного заявления, конечно же, стоит оговориться, что вершины бизнес-успеха в глобальной табели о рангах недостижимы без серьёзных структурных изменений внутри страны, таких как улучшение конкурентной и правовой среды. Спорить не будем, эта тема стоит отдельной статьи, и всё же не забывайте о том, как в существующих, не самых приятных для IT-бизнеса российских условиях зародилась, к примеру, такая крупная международная компания как «Лаборатория Касперского».
Смена технологических эпох совсем не значит, что старые лидеры обязательно должны сгинуть. Совсем нет, Mercedes останется таковым даже с электрическим, ионным или каким-либо ещё двигателем. И в то же время наступление очередной, совершенно непредсказуемой эпохи непредсказуемых технологий обязательно породит новых гениев и новых гигантов неизвестных пока индустрий. Недостатка гениальных людей в России никогда не наблюдалось, разве что проблемы с практической реализацией гениальности имеются.
Самое замечательное в стартовых условиях новой эпохи — практически полная непредсказуемость. Разумеется, сливки с новых технологий будут снимать те, кто серьёзно отнесётся к инвестициям и обеспечит гениям лучшие условия. Кроме того, велик шанс, что при возникновении новых отраслей науки и промышленности — тех самых, что возникают сейчас на стыке некомплементарных дисциплин и будут возникать впредь, также востребованными окажутся былые разработки и патенты. Но необязательно. Вспомним, например, историю возникновения и развития сотовой связи — сколько грандов полупроводниковой индустрии попросту прозевали этот момент. Или более свежий пример — экраны электронных книг с технологией «электронных чернил»: мало кто мог себе представить, что технология, над которой трудился небольшой коллектив исследователей, после доведения идеи до коммерческого состояния разойдётся многомиллионными тиражами, практически не встречая серьёзной конкуренции. Разве кто-то может предсказать время и место проявления нового гения масштаба Сергея Брина?
Впрочем, здесь и сейчас речь не об историях фантастического финансового успеха одиночек, сегодня мы пытаемся рассмотреть будущее российской полупроводниковой промышленности и в целом оценить шансы России на достойное место в клубе технологически развитых стран будущего. И если присмотреться к сложившейся ситуации внимательно, правильно оценить исходные данные и, главное, не поддаваться на истерические вопли об упущенном моменте, вдруг оказывается, что будущее страны — оно не потеряно, оно всё ещё впереди.
Более того, в будущем, которое уготовано нам непредсказуемой логикой развития технической эволюции, особенно в недавно открытых и ещё не придуманных областях науки и производства, у российских компаний есть вполне реальные шансы отломить изрядный кусок мирового пирога.
Попробуйте взглянуть с этой точки зрения на любимую тему российских СМИ — ввод производственной линии на фабрике НИИМЭ («Микрон») с соблюдением 90-нм производственных норм. С самого начала было понятно, что ввод этой линии в эксплуатацию — даже десяти, двадцати таких линий — не способен изменить мировой расклад в полупроводниковой отрасли.
Эта линия обязательно пригодится для оборонной промышленности, для проекта ГЛОНАСС, для поднятия технической культуры специалистов и отработки литографии для следующих проектов. Но! Надо ли в такой ситуации тратить время и деньги на погоню за давно умчавшимися вперёд лидерами, или всё же есть смысл сконцентрировать усилия там, где от этого будет реальная польза?
В отличие от географии, где почти не осталось белых пятен, экономическое пространство IT-индустрии всегда открыто для желающих добиться успеха, и таких в России с каждым годом становится больше. К примеру, решения для обработки видео российской компании «Элекард» уже сейчас применяются в израильских беспилотниках.
Перспективной технологией 3D-трансляции, разрабатываемой Triaxes Vision — дочерней компанией «Элекард», уже сейчас интересуется правительство РФ, британские телекомпании Sky и BBC.
Ещё пример — на первый взгляд, ввиду особенностей климата, значительная часть территории России непригодна для промышленного производства энергии на солнечных фермах. Но посмотрите на карту инсоляции России, и вы увидите, что у нас больше солнечных дней, чем в Германии, которая лидирует в Европе по числу установленных солнечных батарей.
Отечественное производство готовых солнечных батарей может работать не только на внутренний рынок, но также стать хорошей статьёй доходов от экспорта. И в этом направлении уже сделаны серьёзные шаги — например завод компании «Хэвел», совместного предприятия «РОСНАНО» и группы компаний «Ренова», запуск которого в коммерческую эксплуатацию намечен на следующий год.
На будущее в этой области — непочатый край исследований и работ. Как знать, может быть, именно наша страна со временем станет лидером в производстве концентраторных солнечных модулей с предельной квантовой эффективностью выше 40 процентов, что сделает рентабельным производство солнечной энергии даже на российских просторах.
Плотная конкуренция в области производства полупроводников совсем не означает, что на этом рынке всё занято. За примерами далеко ходить не придётся: про арсенид-галлиевые сверхъяркие светодиоды на гетероструктурах, выпускаемые группой компаний «Оптоган», слышали все.
Сегодня отечественные технологии производства светодиодов практически наступают на пятки мировым лидерам отрасли, таким как OSRAM и Cree, а перспективы рынка светодиодного освещения описываются прогнозами постоянного роста и числами со многими нулями. Отрадно видеть как технология, разработанная учениками великого российского учёного Жореса Алфёрова — Одноблюдовым, Бугровым и Ковшом, внедряется в производство у нас, в России, хотя момент чуть было не был упущен, а технология чудом не осталась сначала в Финляндии, потом в Германии.
Замена медных коммуникаций сверхскоростными оптоволоконными интерфейсами на всех уровнях — от внутричиповых и локальных соединений до магистральных линий — дело ближайшего будущего.
Уже сейчас есть российские производители, которые готовы занять достойное место в этой нише. Так, питерская компания Connector Optics уже сегодня обладает производственной технологией по выпуску сверхскоростных (до 40 Гбит/c) вертикально-излучающих лазеров и фотодетекторов спектрального диапазона 850 нм.
Такие контроллеры в самом ближайшем будущем займут место в интерфейсах локальных сетей передачи данных (LAN), сетей хранения информации (SAN), активных оптических кабелей для вычислительных систем, а в перспективе оптика полностью заменит медь в бытовых интерфейсах USB, HDMI, DisplayPort.
В настоящее время имеется приличный список передовых уникальных полупроводниковых технологий, доводка которых до коммерциализации — пожалуй, впервые за последние два десятка лет — происходит именно в России. Яркий пример тому — компания Crocus Nano Electronics, совместный проект РОСНАНО и французской Crocus Technology по выпуску магниторезистивной оперативной памяти (MRAM). За чипами MRAM, стойкими к радиации и высоким температурам, — большое будущее в космической и оборонной отраслях, робототехнике, а в перспективе — и в гаджетах, фотокамерах, ноутбуках, в качестве надёжной энергонезависимой памяти. У столь специфической продукции — свои рекорды применения производственных техпроцессов, в своё время Crocus первой перешла к 180-нм нормам производственного техпроцесса, а 130-нм планка была преодолена совсем недавно, в 2008 году.
Строящаяся в России фабрика Crocus Nano Electronics с момента запуска приступит к производству чипов MRAM средней и высокой плотности по 90-нм нормам литографии, при этом производственные линии изначально проектируются под выпуск следующего поколения магниторезистивной памяти — так называемой TAS-MRAM (MRAM с термическим переключением, Thermal Assisted Switching), с 65-нм нормами техпроцесса.
Сегодня в России также активно ведётся работа над проектами по разработке и производству некремниевых полупроводников. И это совсем не обязательно углеродные нанотрубки и графен, которые, несмотря на постоянный шум вокруг них, всё никак не выйдут из лабораторий в производственные цеха. Речь о вполне реальных проектах по выпуску готовой продукции во вполне конкретные сроки.
Например, совместный проект РОСНАНО и калифорнийской Plastic Logic по созданию в России производственного центра пластиковой электроники мирового масштаба. В новостях и публикациях 3DNews мы часто пишем о будущем гибких дисплеев на пластиковых полупроводниках, которые станут основой нового класса электронных устройств с совершенно неожиданными свойствами и возможностями, но могли ли мы себе представить ещё недавно, что такие передовые технологии будут освоены именно в России?
Образец электронной книги именно с таким пластиковым дисплеем совсем недавно показывал глава РОСНАНО премьер-министру Путину.
Простим высокопоставленного чиновника за волнение и путаницу между электронной книгой и планшетом. Свою порцию желчи от интернет-комментаторов он уже получил, хотя, на самом деле, если обратиться к проектной документации, компания ЗАО «Пластик-Лоджик» намерена производить оба типа продукции — как дисплеи для электронных книг, так и экраны для гибких интернет-планшетов.
Завод по выпуску пластиковых дисплеев в Калининграде приступит к массовому производству продукции уже в 2013-2014 годах. Обзор первого образца электронной книги с пластиковым дисплеем отечественного производства, если ничего не изменится, наши читатели увидят на 3DNews ещё до конца 2011 года, а сегодня мы имеем возможность предложить вашему вниманию несколько эксклюзивных фото этого изделия.
Для выпуска конечной высокотехнологичной продукции всегда требуется применение уникального сырья, промежуточной продукции и сопутствующих материалов. И в этой сфере Россия также имеет множество уникальных разработок, включая кварцевые материалы, поликристаллический кремний, моносилан, сапфировые подложки для СВЧ-устройств на основе арсенида и нитрида галлия и многое другое.
Всё это — лишь единичные примеры из сотен различных проектов полупроводниковой промышленности, разрабатываемых и внедряемых нынче на российской земле.
Говоря образно, с высоты птичьего полёта всё это пока выглядит как зелёные ростки, первые всходы посева совершенно новой технологической культуры будущего. По росткам ещё трудно определить, насколько дружно взойдёт новая культура, насколько она будет плодоносной. Тем более что большинство проектов, «засеянных» лишь недавно, дадут «урожай», то есть выйдут на окупаемость по бизнес-плану, не ранее чем через 4-6 лет.
Но уже сейчас не может не радовать то, что география этих посевов затрагивает многие регионы страны, и это означает новые рабочие места, новые профессии будущего.
В этой публикации автором умышленно не были озвучены проблемные аспекты, традиционно сопутствующие внедрению всего нового в России. Утечка мозгов, дефицит кадров, коррупция, инвестиционные и другие сложности — пусть хотя бы сегодня всё это останется за рамками статьи. В конце концов, а когда было легко?
В завершение хотелось бы сказать о другом. На протяжении нескольких лет в нашей аналитической рубрике «IT-байки» мы публиковали десятки занимательных историй о различных открытиях в области информационных технологий, микроэлектроники, биотехнологий, медицины, робототехники и других — тех открытиях, которые, так или иначе, в ближайшие десятилетия изменят наш привычный мир до неузнаваемости. Так оно в целом и происходит: некоторые технологии успели появиться в нашем обиходе ещё до того, как статьи о них достигли архива, некоторые по-прежнему числятся в несбыточном списке.
Но проблема не в этом. В подавляющем большинстве случаев опубликованные нами «байки», увы, рассказывали о зарубежных идеях и изобретениях. Казалось бы, в век глобализации в этом нет ничего удивительного. Но только представьте, каково это, рассказывая о вехах развития графеновой электроники за полтора года до вручения Нобелевских премий, перекладывать публикации изобретателя по фамилии Novoselov с английского на русский?
Знаете, что с тех пор изменилось радикальным образом? Я вам скажу. Теперь, чтобы написать о передовых полупроводниковых технологиях, уникальных по мировым меркам, мне совсем не обязательно стоять в очереди за визой и лететь в зарубежную командировку. В некоторых случаях достаточно созвониться и отправиться на встречу в производственный цех на общественном транспорте, в других случаях выручат внутренние рейсы «Аэрофлота». А уж насколько приятнее будет писать такую статью для российского читателя!
Времена меняются, господа, и происходит это каждый день, прямо на наших глазах.
