Technopolis wojskowy „Era”: próba nadrobienia zaległości w mikroelektronice
Zdjęcie: era-technopolis.ru
Jak wszyscy przegraliśmy
Substytucja importu to kluczowy trend ostatnich czasów, który prawdopodobnie utrzyma się przez najbliższe lata, jeśli nie dziesięciolecia. Ma to szczególne znaczenie dla przemysłu obronnego, a przede wszystkim dla mikroelektroniki.
Według ostrożnych szacunków Rosja jest co najmniej 25 lat za kluczowymi graczami rynkowymi z USA i Korei Południowej. Na wiele stanowisk, nawet w przemyśle obronnym, byliśmy zmuszeni kupować zagraniczne komponenty o drugorzędnym standardzie Industry, które w szczególności pracują w zakresie temperatur od minus 40 stopni do plus 85 stopni. Sprzęt wojskowy, który ma zarówno wyższą odporność na promieniowanie, jak i znacznie szerszy zakres temperatur, sprzedawany był nam, jeśli w ogóle, z dużymi zastrzeżeniami. Jednak w 2011 roku tylko przedsiębiorstwa obronne Federacji Rosyjskiej nie kupiły za granicą najnowocześniejszych komponentów elektronicznych za imponujące 10 miliardów rubli. Słynny „Glonass-M” w 75-80% składa się z obcych komponentów. Jak się okazało, korzenie tego smutnego trendu zostały cofnięte w Związku Radzieckim.
Odbiornik radiowy „Mikro”. Zdjęcie: azainer.livejournal.com
W latach 60. i 70. ZSRR był, jeśli nie światowym liderem, wówczas jednym z trzech największych producentów komponentów elektronicznych zarówno dla sektora obronnego, jak i cywilnego. Jednocześnie ostateczny koszt komponentów był znacznie niższy niż globalny. Na przykład na początku lat 70. stowarzyszenie Electronpribor wyprodukowało potężne tranzystory światowej klasy w cenie zaledwie 1 dolara, mimo że na Zachodzie taki sprzęt był wielokrotnie droższy. Pod wieloma względami osiągnięto to dzięki całkowitej samowystarczalności krajowych producentów: jeśli kupowano zagraniczne komponenty, były one szybko i skutecznie zastępowane przez radzieckie odpowiedniki.
Przykładem jest radioodbiornik „Mikro”, opracowany w latach 60. przez inżynierów Zelenogradu, który nie miał wówczas analogów na świecie pod względem miniaturowych rozmiarów. „Mikro” stał się dobrym produktem eksportowym i modowym – Nikita Chruszczow często dawał go pierwszym osobom z obcych państw. A monokrystaliczne 16-bitowe mikrokomputery z Leningradzkiego Biura Naukowo-Technologicznego były również jedynymi w swoim rodzaju: w USA właśnie pojawiali się odpowiedni konkurenci. Przemysł półprzewodników był nadzorowany i sponsorowany przez wiele departamentów: Ministerstwo Przemysłu Obronnego, Ministerstwo Przemysłu Łączności, Ministerstwo Przemysłu Elektronicznego i inne. W kraju wychowywała się kadra naukowa i przemysłowa. Tylko pod auspicjami „Centrum Naukowego” Zelenograd NPO do 1976 r. W 39 przedsiębiorstwach pracowało ponad 80 tysięcy osób. Jaki jest powód obecnego opłakanego stanu naszego przemysłu elektronicznego? Po pierwsze, do 95% wszystkich produktów najwyższej klasy radzieckiej elektroniki było zużywanych przez wojsko wraz z sektorem kosmicznym. Ta obsesja na punkcie zamówień obronnych i wirtualnego monopolu Ministerstwa Obrony zagrała branży okrutny żart.
Odbiornik radiowy „Mikro” i nowoczesny „analogowy”. Zdjęcie: azainer.livejournal.com
Na początku lat 80. pojawił się na wpół zwariowany pomysł na bezmyślne kopiowanie obcych komponentów do elektroniki radiowej. Było to spowodowane nieufnością polityków i wojska do potencjału sowieckich naukowców, do ich zdolności do tworzenia czegoś nowego. Wojsko obawiało się, że jeśli teraz nie skopiujemy, to nie jest faktem, że jutro będziemy mieli coś co najmniej podobnego do zachodniego. A to bezpośrednio wpłynie na zdolność bojową. Tym samym metoda „inżynierii odwrotnej” stłumiła inicjatywę w rozwoju własnych pomysłów w wyspecjalizowanych instytutach badawczych i organizacjach pozarządowych. Jednocześnie w latach 80. Ministerstwo Przemysłu Elektronicznego gorączkowo próbowało nadrobić zaległości i nasycić krajowy rynek cywilny produktami high-tech: komputerami, magnetowidami i magnetowidami. Ta oczywiście słuszna decyzja pozwoliłaby nam w końcu odejść od dyktatu MON i otrzymać środki na dalszy rozwój branży. Nie było jednak w ogóle wystarczających mocy produkcyjnych, choć początkowo zapewniały one wzrost produkcji o 1985% rocznie w latach 1987-25. Przyszło to za wysoką cenę - odciągnięcie masy specjalistów od innowacyjnego rozwoju bazy elementów, co znacznie spowolniło dalszy rozwój mikroelektroniki w kraju.
Zdjęcie: era-technopolis.ru
Po rozpadzie Związku Radzieckiego sytuację pogorszyła obojętność kierownictwa kraju na problemy krajowej mikroelektroniki, a także faktyczne otwarcie granic dla konkurencyjnej zagranicznej technologii. Zniszczone udało się zebrać dopiero w latach 2000, kiedy powstały specjalistyczne magazyny Technologie Radioelektroniczne i Ruselectronics. Zjednoczyli wiele przedsiębiorstw półtrwania, które wcześniej produkowały komponenty elektroniczne dla Związku Radzieckiego. Stają jednak również na starej prowizji - do 75% wszystkich zamówień pochodzi od agencji rządowych i wojska. Cywile preferują tańszy sprzęt zagraniczny, nawet jeśli jest on nieco gorszy pod względem jakości konsumenckiej. Trudna sytuacja rozwinęła się wraz z importową substytucją elementów elektronicznych krajowych broń po nałożeniu zachodnich sankcji. Okazało się, że wiele broni po prostu nie było zaprojektowanych dla większych i energochłonnych rosyjskich mikroukładów - dokumentacja projektowa musiała zostać przerobiona. I oczywiście krajowe komponenty high-tech poważnie podniosły ostateczny koszt broni. Mimo to pojedynczy zespół jest znacznie droższy od przenośnika.
Jest nadzieja dla zelenogradzkiej grupy firm Mikron, która jest prywatna i kontrolowana przez AFK Sistema. To właśnie w Mikronie jako pierwsi w Rosji udało się opanować produkcję chipów o topologii 180 nm (kupionych od STM), później zajmowali się 90 nm, a sześć lat temu samodzielnie opracowali technologię dla topologii 65-nanometrowej . Jak dotąd jedyny serial w WNP. Jednocześnie Zachód już ciężko pracuje nad topologią 5-7 nm. Paradoksalnie w Rosji nie było wystarczająco szerokiego rynku na taki sprzęt krajowy - prawie wszyscy wolą kupować zagraniczne analogi od producentów znanych od kilkunastu lat. Z tego powodu rosyjscy deweloperzy nie mogą oferować niskich cen – wielkość produkcji nie pozwala na osiągnięcie dużych nakładów. A sztuczne wysypisko nie daje warunków materialnych. Uderzającym przykładem jest rosyjski komputer Elbrus-401, działający na rosyjskim 4-rdzeniowym mikroprocesorze Elbrus-4K o częstotliwości taktowania 800 MHz i szczytowej wydajności 50 Gflops, który kosztował w 2015 roku ... 229 tysięcy rubli! Teraz porównaj to z procesorem Intel Core i5-2500K o wydajności 118 Gflops i koszcie 25 tysięcy rubli w tym samym roku.
Era interweniuje.
Znany wojskowy innowacyjny technopark „Era” w niedalekiej przyszłości spróbuje przynajmniej częściowo wyrównać zaległości, które z roku na rok stają się coraz bardziej krytyczne. Powstaje Centrum Kompetencji Technologicznych, którego zadaniami będzie m.in. rozwój wojskowych i podwójnego zastosowania komponentów elektronicznych. Nail Chabibulin, zastępca szefa technopolis ds. innowacyjnego rozwoju, twierdzi, że do 2026 r. w wyniku prac Centrum pojawią się w Rosji technologie produkcji mikroprocesorów o topologii do 28 nm. Porównaj to z zachodnim poziomem mikroelektroniki w chwili obecnej, a zrozumiesz, że praca Centrum pozwoli nam jedynie na utrzymanie istniejącego status quo, w którym zawsze nadrabiamy zaległości.
Zdjęcie: era-technopolis.ru
Wśród innowacji Centrum Kompetencji wyróżnia się tzw. wertykalizację, która zrzesza firmy zajmujące się rozwojem bazy elementów mikroelektronicznych, twórców algorytmów oraz pionu technopolis Era. Właściwie jest to bardzo podobne do sowieckich modeli wspólnego projektowania układów scalonych, które zostały zaproponowane przez Ministerstwo Przemysłu Elektronicznego w latach 80-tych. Następnie etap inżynierii obwodów tworzenia układu scalonego został wykonany przez klienta (współcześnie technopolis „Era”), a etap opracowania topologii i projektowania został już przydzielony przedsiębiorstwom Ministerstwa. Nawiasem mówiąc, zostało to później przyjęte na Zachodzie przez wiele prywatnych korporacji, które zapewniły przełomowe tempo wzrostu elektrotechniki.
Ponadto Chabibulin wyjaśnia, że wszyscy uczestnicy projektu skorzystają na wdrożeniu niezależnego kanału transferu zagranicznych technologii, aby wybrać najbardziej przełomowe pod względem zastosowania w krajowych systemach uzbrojenia. Za tym zawoalowanym sformułowaniem kryje się bardzo prosta idea – jesteśmy już tak daleko w tyle, że musimy gromadzić specjalne ośrodki tylko do mitycznego transferu technologii w mikroelektronice. Jak zamierzają to zrobić? Żadne z wiodących mocarstw nie będzie nam teraz bezpośrednio sprzedawać sprzętu klasy militarnej, nawet Chiny. Materiały o najnowocześniejszych technologiach mikroelektroniki obronnej nie będą publikowane w otwartych źródłach prasy. A reszta informacji jest już dostępna dla prawie każdego, kto ma abonament i Internet. W technopolis Ery technika ta zyskała nawet nazwę - inżynieria odwrotna do rozwiązywania specjalistycznych problemów. Jest bardzo podobny do „inżynierii odwrotnej”, która faktycznie pogrzebała mikroelektronikę ZSRR w latach 80-tych. Wtedy inicjatywa wyszła również od wojska i urzędników.
Zdjęcie: era-technopolis.ru
W tej sytuacji trudno powiedzieć, co należy zrobić. Jednakże historyczny doświadczenie mówi nam, czego nie robić, aby uniknąć globalnych problemów. Proste „kreatywne przemyślenie” zachodnich doświadczeń, po pierwsze, nigdy nie da nam przewagi w wyścigu, a jedynie pozwoli na zniwelowanie przepaści, a po drugie wykształci całe pokolenie inżynierów i naukowców, którzy potrafią nic poza kopiowaniem. Tymczasem ewentualnym wyjściem z zaistniałej trudnej sytuacji może być odwołanie się do nauki fundamentalnej, która w naszym kraju zawsze była w najlepszym wydaniu. Jednak to na tej płaszczyźnie tkwią najnowocześniejsze rozwiązania, które nie wyszły jeszcze poza laboratoria i z których jeszcze nie usunięto pieczęci tajemnicy. Są to projekty zastąpienia krzemu np. grafenem, silicenem i fosforenem. Oczywiście stymulowanie pracy w tych obszarach nie będzie wyglądało tak pompatycznie jak organizacja technoparku Era, ale przynajmniej da nam szansę „przekroczenia pokoleń” w światowej branży mikroelektronicznej.
informacja