Президент ГК «Элемент» рассказал о применении новых физических принципов для создания компонентной базы, в частности о фотонике. Смысл в том, что на такой базе могут производиться фотонные интегральные схемы с характеристиками, сопоставимыми с передовыми техпроцессами, используемыми в современных вычислительных устройствах, отметил Илья Иванцов
Илья Иванцов. Фото: Максим Григорьев/ТАСС
Группа компаний «Элемент» объединяет крупнейших производителей и разработчиков микроэлектроники, часть этой отрасли под грифом «секретно», но не секрет — это потребности и амбиции России стать независимым игроком в этой стратегической сфере. Вопрос в перспективах.
Илья Иванцов, президент группы компаний «Элемент». Компания образована в 2019 году путем слияния активов АФК «Система», прежде всего это завод «Микрон», и подобных по направлению активов «Ростеха». Сейчас это крупнейший, можно сказать доминирующий в России холдинг, который занят как производством микроэлектроники, так и ее развитием, потому что в составе холдинга целый ряд научно-исследовательских институтов. Многие знают, что все эти чипы производятся на «Микроне», которые мы видим глазами в картах «Мир», «Тройка». А вы можете привести примеры продукции компании, которые работают в более сложном оборудовании?
Илья Иванцов: Наша группа компаний объединяет больше 30 предприятий и производит широчайшую номенклатуру микроэлектронной продукции, которая присутствует практически в каждом электронном устройстве, которое разрабатывается и производится на территории нашей страны. Сейчас стремительно развивается электротранспорт, и в их электрозарядках как раз применяются наши транзисторы, наши преобразователи напряжения. Ряд блоков и модулей в спутниках содержит нашу электронно-компонентную базу, которая среди прочих характеристик обладает еще радиационной стойкостью, которая необходима как раз для тех самых спутников. Приборы учета, попросту говоря электросчетчики, применяются в каждом домохозяйстве, в каждом автомобиле есть «тревожная кнопка» или устройство оповещения экстренных служб. Оно зачастую содержит наш навигационный приемник, который обеспечивает как раз возможность оперативного нахождения местоположения автомобиля.
Приведу популярный во всем мире мем о том, что Россия якобы резко увеличила закупку стиральных машин, пылесосов и прочей бытовой техники, снабженной в том числе электронными устройствами, для того чтобы их вынимать и затем ставить в другие устройства. Это возможно?
Илья Иванцов: Если бы даже кто-то такое практиковал, во-первых, он бы быстро разорился, потому что электронно-компонентная база составляет незначительную долю в стоимости этих устройств. Во-вторых, технологически это крайне сложно, в-третьих, в этом нет необходимости в моменте, потому что, если взять отрезок времени с 2021 года, мы увеличили производство нашей продукции больше чем в три раза, чтобы удовлетворить все потребности нашей промышленности в широком смысле.
На наших предприятиях производится такие электронные устройства, которых достаточно, например, для стиральных машин?
Илья Иванцов: Да, 100%, конечно. Мы можем разрабатывать и производить на территории России до 100% микроэлектроники для этого устройства, потому что, если говорить про микроконтроллер, это микроконтроллер до 90 нанометров, соответственно, на той технологии, которая серийно освоена в нашей стране, мы можем их делать, и вся без исключения периферия: силовая электроника, интерфейсные микросхемы, микросхемы, которые обеспечивают связи устройства, а сейчас в основном это беспроводные интерфейсы. Это все мы можем поставлять
Еще вопрос в количествах. Важным событием этого года стал запуск в производство первого полностью отечественного микроконтроллера «Амур». Расскажите, что это и почему это важный шаг в снабжении нашей промышленности в широком смысле электронной компонентной базой?
Илья Иванцов: Мы считаем, что это важный шаг по нескольким причинам. Во-первых, это первый микроконтроллер первого уровня. Микроэлектроника делится на два типа. Микроэлектроника первого уровня, которая разработана и производится в России, в разработку было вовлечено три предприятия. Второй момент — то, что микроконтроллер сделан на архитектуре RISC-V, она популярная, известная сейчас. Она не предполагает приобретения лицензируемых ядер или компонентов, которые используются для проектирования микроэлектроники, то есть все в наших руках. Следующий важный момент — то, что это микроконтроллер максимально широкого применения, как раз, если вернуться к стиральным машинам и прочим подобным устройствам.
В том числе, что важно, станки, которые программируются и хоть немного, но делаются в России, мы осваиваем их производство, это точно очень важно.
Илья Иванцов: Машиностроение действительно развивается, для определенных станков он подойдет, но при этом надо понимать, что это микроконтроллер для базового промышленного применения, то есть это охранные системы, системы освещения, климат-контроль — микроконтроллеры, которые используются в автомобильной промышленности. И одна из наших задач была сделать микроконтроллер, микросхему, которая начнет постепенно заменять самый распространенный микроконтроллер французского производителя. Мы считаем, нам это удастся, потому что спрос, который видим в моменте, превышает наши производственные возможности.
Вы упомянули, когда говорили про микроконтроллер «Амур», что он создан на архитектуре RISC-V, это название мне попадается повсюду. Чем RISC-V привлекает сейчас разработчиков чипов, микронтроллеров по архитектуре, почему это, например, не «Эльбрус»?
Илья Иванцов: Действительно, архитектура популярная, у нее длинная история. И мы для себя в группе компаний еще в 2019 году решили, что эта архитектура будет базовой для разработки наших микроконтроллеров. Причина была простая, мы и наша отрасль микроэлектроники с ограничениями столкнулись не в 2022 году, а в 2016 году, потому что это была одна из первых отраслей, которая как раз им подверглась. Понимая все это, нам была критически необходима открытая архитектура, которую не надо было лицензировать у зарубежных производителей и разработчиков, архитектура, имеющая развитую экосистему, и речь идет прежде всего о софтовой экосистеме. Важно отметить, что мы сейчас живем и развиваемся в логике полного цикла. Он предполагает контроль над всеми переделами в области микроэлектроники, без собственного оборудования и материалов это сделать невозможно. И ровно поэтому, в том числе и в нашей группе компаний, мы запустили новые направления в области электронного машиностроения и разработки материалов, которые призваны на горизонте до 2028 года обеспечить примерно 70-80% наших базовых технологических маршрутов собственным оборудованием и материалами.
Мы переходим к теме расширения производства, причем сложных и передовых процессоров микроэлектроники. Это оборудование, которое в общемировом контексте принято считать, что производят всего несколько компаний, в основном известная голландская компания, которая ничего не поставляет в Россию и покупает массу составных частей у кучи других западных компаний. Я всегда слышал, что есть в TSMC один элемент, очень важный, который был разработан еще в Советском Союзе и запатентован, это лазерная какая-то его часть, но все остальное откуда мы берем, или собираемся брать, или делать сами?
Илья Иванцов: Есть такой классический вопрос, который все задают: сможем ли мы производить что-то и на каком горизонте по передовым топологическим нормам. Линейная гонка за нанометрами не приведет к такому мегарезультату, особенно в ближайшее время, по причине того, что это действительно колоссальные инвестиции, это оборудование, доступа к которому у нас нет, а его разработка займет очень много лет. Это говорит о том, что с учетом того, что передовая микроэлектроника в стране однозначно нужна, необходимы нелинейные методы, которые, если оглянуться назад, нашей стране зачастую удавались, их реализация приводила к успеху и к технологическим прорывам. И здесь и мы, и много предприятий наших коллег по цеху как раз направлены на применение альтернативных физических принципов для разработки и производства электронной компонентной базы. Например, есть направление фотоника. Сейчас ведется большая работа, в нее вовлечены сотни предприятий, может быть, даже больше, и смысл в том, что на базе альтернативного физического принципа могут производиться фотонные интегральные схемы для производства и будет достаточно тех топологических норм, которыми мы обладаем сейчас серийно уже, но при этом их характеристики будут близки как раз к тем процессорам или сопроцессорам, которые сейчас производятся на топологических нормах ниже 28 нанометров.
Производство чипов, не знаю, как правильно называется, когда размер нанометрический. Сейчас уже 7 в ходу, и 4 уже начинают делаться. У нас максимум 90. Точнее, минимум.
Илья Иванцов: Да, но, когда я говорю про наши базовые технологические линейки, я говорю про то, что у нас уже серийно освоено в стране или будет освоено в ближайшее время. Да, и здесь речь идет о нашей линейке до 90 и, можно сказать, до 65 нанометров. Но что важно еще понимать — это то, что мы ведем разработку и собираемся производить микросхемы, транзисторы с использованием новых материалов. Это карбид кремния, кремний-германий и нитрид галлия.
То есть это то, что до сих пор не применялось массово в промышленной серии?
Илья Иванцов: Оно применяется, но дело в том, что это как раз больше относится к микроэлектронике второго уровня, где разработка наша, а производится это по-прежнему не у нас в стране. Наша задача — кардинально увеличить процент микроэлектроники первого уровня. Поэтому и производственные линейки, которые будут производить продукцию с использованием этих материалов, это тоже входит в нашу задачу.
Возникает опасение, что если что-то делаем только мы, то все остальные этого не делают. Или по этому направлению кто-то тоже идет? Например, китайцы, поскольку они фактически тоже попадают в санкционную зону, когда доступ к западным и технологиям, и готовым уже процессам для них сужается и закрывается.
Илья Иванцов: В мире это абсолютный мейнстрим. То есть если посмотреть даже не только на Китай, но и посмотреть на Европу и Соединенные Штаты, эта технология там тоже стремительнейшим образом развивается.
Тогда скажите, если это получится, в двух словах, чем на принципах фотоники процессоры отличаются от тех, которые сейчас делаются на Тайване и в Южной Корее? Там другой физический принцип, там другая передача электрического импульса?
Илья Иванцов: Да, это абсолютно точно, то есть здесь уже речь идет не об электронах, а именно о фотонах или квантах, что повышает, с учетом кардинального снижения и энергоэффективности, возможности более быстрой обработки информации.
Понятно, от электрона к фотону, тогда это уже не электроника, а фотоника.
Илья Иванцов: Абсолютно точно. И есть распространенный вопрос: зачем изобретать велосипед? Но это не так, и сейчас все как раз языковые модели, ChatGPT, все его проявления, на самом деле, если посмотреть, что происходит внутри, обычно это обработка различных матриц. И зачастую базовая операция — это перемножение матрицы на матрицу или матрицы на вектор. Оптический сопроцессор позволяет это делать кардинально эффективнее, чем обычный. Почему это критически необходимо? Потому что видите, насколько стремительно растет энергопотребление в тех же ЦОДах, а самое главное, это только начало пути. Есть эмпирические модели, которые говорят, что попросту при том темпе развития технологий искусственного интеллекта, который есть сейчас, произойдет экологический коллапс. И здесь как раз на помощь должны прийти новые современные технологии обработки информации.
Какую роль научные разработки занимают в фокусе вашей группы компаний? Вам досталось несколько ключевых научно-исследовательских институтов, расскажите, как вы видите эту сторону, в том числе и о кадрах.
Илья Иванцов: Действительно, в наш периметр входит пять подобных институтов, один из них — это НИИ молекулярной электроники. Уникальный институт, потому что он, помимо разработки самих изделий микроэлектроники, занимается разработкой технологии для производства микроэлектроники, без чего вообще развитие отрасли в стране было бы невозможно. И, конечно, сейчас модель, которую мы используем в наших разработках, — это модель кооперационная, потому что по уровню и сложности задач, которыми мы занимаемся, ни одна организация в стране вытянуть в одиночку не сможет. И ровно поэтому это кооперация внутри группы. Помимо наших институтов, это институт Российской академии наук, сейчас они переживают определенный ренессанс. И важный компонент, почему мы считаем, что будем двигаться достаточным темпом, — это вузы, в рамках которых сейчас запущено несколько программ: «Приоритет-2030», «Передовые инженерные школы», которые позволяют мобилизовать те компетенции, которые есть в недрах этих университетов. А их, на самом деле, огромное количество, потому что и мои коллеги, и я сам постоянно общаемся и с ректорами, и коллективами ведущих университетов. Это кладезь различных разработок на разных этапах, от идеи до промышленного образца. И задача группы и отдельных институтов — все эти наработки увязать воедино.
Скажите, а мы сможем добиваться передовых результатов, пусть даже не идя следом в электронике 7-4 нанометров, а выходя на другую дорожку — фотонику, по которой еще все движение только начинается, мы сможем добиваться этого сами, без международной кооперации хотя бы даже с Китаем? Потому что в западном мире вся эта технология есть результат огромной кооперации, ASML покупает огромное количество и технологий, и материалов, и готовых изделий в разных компаниях и странах, а тайваньская TSMC — это собрание технологий всего мира. Они импортозависимы в широком смысле, но это огромный кулак, это огромное количество инвестиций, возможностей — производственных возможностей, кадровых. Мы все-таки будем пытаться совсем сами сделать или нам нужны друзья и партнеры?
Илья Иванцов: Было бы странно, если бы я сказал, что мы должны сто процентов того, что мы разрабатываем, делать исключительно в контуре и периметре нашей страны. Да, это точно было бы странно и неправильно. Конечно, отрасль исторически развивалась как международная, предполагающая глубокую международную кооперацию. И на самом деле, сейчас в этом смысле мало что поменялось, кроме того, что изменился набор стран, в рамках которых эту кооперацию мы можем строить. И мы считаем правильной темой подумать и реализовать концепцию так называемого третьего технологического контура, потому что есть контур западный, Соединенных Штатов, Европы, есть контур китайский. Мы считаем, что наша страна обладает достаточными компетенциями и возможностями для того, чтобы построить третий технологический контур, который бы предполагал наличие и разработку технологий в международной кооперации, независимой от первого и второго технологического контура.
А мы можем быть, со своей стороны, чем-то полезны китайцам?
Илья Иванцов: Это правильный вопрос, поэтому, когда мы об этом говорим, конечно, это дорога с двухсторонним движением. В этом надо себе отдавать отчет, но, исходя из того, что мы видим, это а) возможно; б) такие проекты уже реализуются; и с) без международной кооперации будет невозможно стремительное и опережающее движение вперед тем темпом, который нам нужен. Но отрадно то, что мы видим в моменте: рыночная возможность появилась не только на внутреннем рынке, но и на международном. Если бы с подобными ограничениями, как в России, столкнулись большинство стран, может быть за редким-редким исключением, эти страны в техническом и инфраструктурном смысле парализовало бы. И причем не нужно было бы длительного времени, это вопрос месяцев. И смотря на то, что происходит у нас, видят, что, несмотря на беспрецедентные ограничения, страна продолжает работать, развиваться еще большим темпом, чем она развивалась в технологическом смысле до их ужесточения этих ограничений, люди начинают задумываться о своем технологическом суверенитете.
А мы уже можем поставлять микроконтроллер «Амур», который подходит для огромного количества технологических возможностей не самого высокого уровня, но необходимого?
Илья Иванцов: Точно. Помимо «Амура» мы можем поставлять еще тысячи разнообразных микросхем для промышленных нужд. Сейчас есть популярный термин — «критическая информационная инфраструктура».
Там очень важен телеком. Насколько телеком может насыщаться электронными продуктами?
Илья Иванцов: Да, но телеком только начал развиваться. Но то, что мы видим, самое главное — в стране запущена целая программа локализации базовых станций и радиомодули для них. Как раз и мы, и наши коллеги по цеху работают активно для того, чтобы их наполнить отечественной компонентной базой. Но знаете, что важно? С одной стороны, это здорово — поставлять россыпь разных микросхем, но одна из тем, или проектов, или идей — это поставлять не компонентную базу, а фабрики или технологический суверенитет «под ключ». Это функционирующая, стабильно функционирующая фабрика, микроэлектронное производство на базе нашего оборудования и материалов. И когда нам удастся это сделать, как я сказал, нам несколько лет на это потребуется, дальше нашим возможным экспортным продуктом станет как раз вот тот самый суверенитет «под ключ». И это, конечно, и с точки зрения бизнеса будет другая история. Одно дело продать даже миллион микроконтроллеров, а другое дело построить, допустим, на территории дружественной страны, заинтересованной в собственном технологическом суверенитете, фабрику. Это первое. А второе, на геополитической и технологической арене это будет прорыв.
Смена стандарта.
Илья Иванцов: Стандарта или уклада даже. Над этим мы тоже работаем.
До этого предстоит очень, наверное, еще сильно, и боюсь, что долго поработать.
Илья Иванцов: Этого мы не боимся. И самое главное, видим то, что темп развития только наращивается от месяца к месяцу.
