Проблема импортозамещения микрочипов на базе полупроводников как важнейшее условие обеспечения стабильности экономики РФ в условиях санкционной политики стран запада

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проблема импортозамещения микрочипов на базе полупроводников как важнейшее условие обеспечения стабильности экономики РФ в условиях санкционной политики стран запада

Зеленский Д.О., студент; Хуснутдинова А.И., студент; Гончарова О.Ю., канд. экон. наук, доц. кафедры экономической теории и предпринимательства Южно-Российский институт управления - филиал Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте РФ

Аннотация

Ключевые слова: полупроводники, микроэлектроника, процессоры, импортозамещение, инновационные технологии.

Abstract

The problem of semiconductor-based microchip import substitution as a crucial condition for ensuring the stability of the Russian economy under the sanctions policy of western countries

Zelensky D.O., Khusnutdinova A.I., Goncharova O.Y. Russian Presidential Academy of National Economy and Public Administration

Today, microchips are the backbone of all technology. Without them, both simple automation and supercomputers cannot be built. The use of microchips in production is so extensive that their loss would lead to the complete collapse of entire industries, including the space and military industries. However, in its turn, timely development of this industry will give Russia an opportunity not only to fully develop under sanction pressure, but also to become a leader in microelectronics production worldwide.

Keywords: semiconductors, microelectronics, processors, import substitution, innovative technologies.

«Микроэлектроника - это комплексная область знаний, объектом изучения и разработки которой являются функционально сложные ИС, их структура, технология, диагностика, надежность и эксплуатация. Микроэлектронные устройства целенаправленно воздействуют на электромагнитные процессы в твердом теле, что позволяет с высокой скоростью обрабатывать и длительно хранить информацию в достаточно малых объемах твердого тела» [1].

В настоящее время микроэлектронные элементы стали главными составляющими всех современных электронных устройств. Этот сектор стал основополагающим для развития информационных технологий, автоматики, автомобилестроения, медицины и многих других жизненно важных отраслей. Особое место в применении микроэлектроники занимает производство интегральных схем и микропроцессоров - микроскопических устройств, обеспечивающих работу всего аппарата. Они выполняют разнообразные функции, такие как управление, обработка данных, получение информации от датчиков и др.

Отсутствие микрочипов нанесло бы существенный ущерб экономике и технологическому развитию страны. Например, остановилась работа многих предприятий в области производства, транспорта и науки. К таким предприятиям в России относятся: ОАО "РЖД", ОАО "Газпром", АО "Росатом" и т. д.

Проблема импортозамещения процессоров на базе полупроводников состоит из многих элементов, первым из которых является создание полупроводников.

«Полупроводники - это вещества, находящиеся по своей удельной проводимости между проводниками и диэлектриками. В определенных условиях они приобретают свойства проводника и переносят в кристаллической решетке электрические заряды, в иных случаях - блокируют заряженные частицы предельно высоким сопротивлением» [2].

На данный момент основными ресурсами, из которых производят полупроводники являются: кремний, германий и арсенид галлия. Основным из них является кремний, а точнее монокристаллический кремний, который получается в результате обработки данного элемента. Именно он служит основой производства электронных компонентов. Германий и арсенид галлия в производстве используются реже.

Если рассматривать ресурсный потенциал России в вопросе обеспеченности материалами для производства полупроводников, то можно обнаружить, что наша страна добывает всё необходимое для производства полупроводников из любого элемента.

1. По добыче кремния мы находимся на втором месте после Китая. По данным компании Statista добыча кремния в России за 2022 год составила 640 тысяч метрических тонн [3].

2. Россия является одним из ведущих производителей галлия в мире с долей около 11,2% мирового производства [4].

3. Что же касается качества, то «Ростех» в 2022 году анонсировал выпуска германия с чистотой в 99,9%, что открывает уникальны возможности для технологического развития [5].

Касательно технологий производства то в 2022 году специалисты холдинга «Росэлектроника» создали полностью отечественную технологию получения монокристаллического кремния, который лежит в основе микроэлектроники [6]. Толщина таких кремниевых пластин составляет 200 - 250мм [7], что является хорошим показателем для использования их в военной промышленности, но малопригодной в гражданской.

Вторым по важности стоит вопрос технологического суверенитета в сфере производства микрочипов.

На данный момент отечественных процессоров всего 2:

• «Эльбрус»

• «Байкал»

Если первый базируется по большей части на отечественных технологиях, то в основе второго лежат зарубежные разработки. Так же стоит отметить их принципиальную разницу в сферах использования. В процессоре «Эльбрус» используется уникальная архитектура позволяющая развивать перспективные технологии, но в свою очередь это создаёт проблему в сфере программирования, поскольку под данный процессор необходимо разрабатывать принципиально новое программное обеспечение. «Байкал» в этом вопросе менее прихотлив, и в большей мере пригоден в гражданской сфере, но из-за использования в своей основе иностранных разработок, самостоятельное усовершенствование его не представляется возможным [8] [9].

Третьей по значимости проблемой является производство процессоров.

В сфере военной промышленности у нашей страны есть налаженное производство, в полной мере отвечающее возникающим потребностям.

В сфере гражданского потребления производство налажено слабо и изрядно устарело. Так, завод «Микрон» обеспечивает полный цикл создания отечественных микрочипов. Их недостаток в том, что данные процессоры были актуальны в 2004 году, и на данный момент не подходят для дальнейшей модернизации [10]. Для решения этой проблемы, в 2018 году президент России, В.В. Путин, подписал указ, согласно которому началась разработка проекта по созданию современного завода, производящего микрочипы [11]. С 2021 года в городе Зеленоград идёт строительство данного предприятия, но в ближайшее время о завершении постройки речь идти не может [10]. Однако стоит отметить, что будущее производство позволит создавать процессоры с толщиной интегральных схем в 28 и 90 нм [12]. Этого вполне достаточно для создания самых современных приборов гражданского назначения, и как следствие, ухода от нестабильного китайского импорта.

Четвёртой по значимости проблемой является дефицит второстепенных ресурсов и кадров.

На данный момент проблема с основными этапами производства в нашей стране по большей части будет решена в ближайшие годы. Но для реализации всей системы создания полупроводников и микрочипов не хватает целого ряда ресурсов и оборудования. Так, например, будущий завод в Зеленограде, по плану будет производить литографические машины, без которых создание процессоров невозможно. Но основная масса комплектующих, для сборки данного оборудования, импортные [12]. Это касается и многих других технологических моментов, таких как: создание фотошаблонов, закупка слитков для нарезания кремниевых пластин и т. д. Зависимость от импорта во вторичном оборудовании и ресурсах способна в значительной мере замедлить, если не полностью остановить отечественное производство в сфере микроэлектроники и полупроводников.

Отдельно следует сказать о дефиците кадров. Согласно статистике РАН, «из страны в среднем ежегодно выезжают за рубеж до 10 тысяч учёных для постоянной работы (многие из них так и не возвращаются) и около 35-40 тысяч студентов для учебы в магистратуре и аспирантуре» [13]. После этого навсегда покидают Россию порядка 60-75% перспективных учёных.

В свою очередь согласно плану Правительства по реализации импортозамещения в сфере микроэлектроники к 2030 году [14], количество дизайн-центров должно возрасти до 300 [15]. При этом в каждом из них планируется создать команду специалистов минимум из 100 человек.

Получается, что общее число профильных IT-специалистов составит около 30 000 человек, что в нынешней ситуации представляется с трудом.

Подводя итог, хочется отметить тот факт, что Россия делает решительные шаги в направлении импортозамещения в сфере полупроводников и процессоров на их базе. За последние годы появились уникальные разработки в сфере, которая находилась в состоянии застоя многие десятилетия. Но для полноценного импортозамещения и технологического суверенитета в данной отрасли, необходимо значительно расширить производствунную базу как сырья для полупроводников, так и создания комплектующих и самих микрочипов разного назначения. Так же в значительной мере следует озаботиться созданием отечественных комплектующих для оборудования и производством вторичного сырья. Стоит отметить и необходимость, обеспечить эту отрасль достаточным количеством высококвалифицированных кадров. Пока что, во всём мире нет ни одного государства, наладившего полную систему производства в данной отрасли. Если Россия справится с этой задачей, она не только избавится от рычага давления со стороны других государств, но и сможет занять лидирующее положение, в столь значительной области.

процессор полупроводник ресурс импортозамещение

Список литературы

1. Гатчин Ю.А., Ткалич В.Л., Виволанцев А.С., Дудников Е.А. (2010). Введение в Микроэлектронику. Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики.

2. Полупроводники -- что это, типы, свойства, применение. (2022). DEV1.DIP8.RU - интернет-магазин электронных компонентов.

3. Russia: Silicon production volume 2022. (2023, January 31). Statista.

4. Ларичкин Федор Дмитриевич, Череповицын Алексей Евгеньевич, Новосельцева Валентина Дмитриевна, & Гончарова Лариса Ивановна (2017). Состояние и перспективы российского и мирового рынка галлия. Известия Уральского государственного горного университета, (4 (48)), 108-114.

5. Ростех. (2022, October 24). Ростех создаст первое в России производство особо чистого германия.

6. Ростех. (2022, July 5). Ростех создал кремний из российских материалов для производства электронных приборов.

7. К-Ш. (2022, March 1). Производство полупроводников в России. Иллюзия или реальность? Дзен | Блогерская платформа.

8. Megaresearch. (2022, June 15). Импортозамещение 20 лет спустя: в России строится первая фабрика по производству чипов по 28-нм техпроцессу. Агентство маркетинговых исследований №1 в России среди исследовательских агентств по рейтингу Motton Pik Москва сайт компании MegaResearch.

9. Электромозг. (2023, March 19). Эльбрус, Байкал, RISC-Vот Yadro или всё же что-то новое? Дзен | Блогерская платформа.

10. Куденко А. (2022, April 21). Доморощенный кремний. Сможет ли Россия обойтись без импортных микрочипов. РИА Новости.

11. Кочетов А. (2022, August 31). Возрождение российской микроэлектроники: есть ли у нас хотя бы шанс? Дзен | Блогерская платформа.

12. Михаил. (2022, May 10). В России начали строить фабрику для выпуска 28-нм чипов. Но все не так просто. Хабр.

13. ТАСС. (2021, April 23). Ученые подсчитали, сколько перспективных молодых исследователей ежегодно уезжают из России.

14. Правительство России. (2020, January 22). Утверждена Стратегия развития электронной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года. Правительство России официальный сайт.

15. Сетевое издание «CNews». (2021, June 1). В России появятся сотни дизайн-центров для разработки микроэлектроники. CNews.ru.

Размещено на Allbest.ru