На секции «Микроэлектроника» форума «Золотая Долина» в Новосибирском государственном университете представители научного сообщества, разработчики компонентной базы, вакуумного оборудования, полупроводниковых приборов обсудили положение дел в отечественной микроэлектронике.

Ведущие игроки отрасли из Новосибирска, Москвы, Черноголовки, Казани и Омска охарактеризовали глобальную ситуацию, представили свои достижения и запросы, поделились успешными решениями.

Модераторами секции выступили директор ИФП СО РАН академик Александр Латышев и заместитель генерального директора по персоналу АО «Новосибирский завод полупроводниковых приборов (НЗПП) Восток» Павел Осипов.

«Микроэлектроника — это, во-первых, элементная база, включающая технологии формирования структур, создание компонентов. Во-вторых, приборостроение, которое дает практическое воплощение элементной базы в конкретных устройствах, системах и приложениях. А также приборостроение обеспечивает производство материалов для компонентной базы. Поэтому две эти большие части постоянно присутствуют в тематике нашей секции, дополняя друг друга и создавая пространство для дискуссий», — подчеркнул академик А. Латышев.

Александр Латышев

На каком поле играем?

Представители АО «НЗПП Восток» представили видение рынка микроэлектроники в России, проанализировали главные выводы форума «Микроэлектроника»-2025». Главный технолог предприятия Сергей Фролов отметил, что за прошедшие три года на развитие отрасли было направлено около 300 млрд рублей, более 200 млрд — в 2025 г., а в следующие три года запланировано вложить треть триллиона. Он подчеркнул, что такое финансирование говорит о внимательном отношении Правительства Российской Федерации к развитию микроэлектроники.

«Сегодня условия в нашей стране таковы, что ни одна компания не может позволить себе [производственную] цепочку полного цикла. Форум “Микроэлектроника” показал, что создаются кластерные структуры, объединяющие разработчиков, производителей материалов, поставщиков оборудования и системных интеграторов. Речь идёт о создании замкнутых цепочек поставок: от проектирования производства чипов до испытания и верификации. Ключевая задача — исключить использование неконтролируемых элементов, в которых невозможно гарантировать отсутствие закладок, уязвимостей и скрытых функций — так формируется новый сектор доверенной микроэлектроники», — добавил С. Фролов.

Фролов Сергей

Еще один важный фактор развития электронно-компонентной базы (ЭКБ) — искусственный интеллект: «ИИ выходит на первое место в качестве потребителя. К 2030 году планируется, что разработка ЭКБ для него займёт не менее 70% рынка», — объяснил главный технолог «НЗПП-Восток».

Для достижения технологического лидерства и суверенитета предстоит делать ставку на собственные технологии, которые могут не быть массовыми, но именно они дают контроль над архитектурой, производством, цепочками поставок и компонентной базой. «Яркий пример — развитие RISC-V архитектуры, как основы для создания собственных процессоров, микроконтроллеров. В свою очередь, инвестиции в технологии фотоники, MEMS, квантовых вычислений, позволяют “срезать углы”, создавая продукты, не скованные патентными ограничениями и архитектурными недостатками существующих решений», — заключил Сергей Фролов.

Начальник отдела маркетинга АО «НЗПП Восток» Владимир Костин рассказал, что, по данным исследовательских компаний, рынок микроэлектроники в России в последние годы рос, и эта тенденция продолжится. Также импортные компоненты все больше замещаются российскими. Специалист отметил, что для отрасли характерно большое участие государства, касающееся регулирования и поддержки.

«Регулируя отрасль, государство, в том числе создает спрос — с одной стороны, на ЭКБ, с другой — на конечные изделия. Это видно на примере новых требований к электрическим счетчикам, их постепенной замене на приборы российского происхождения. Поддержка отрасли меняется: от грантов и субсидий уходят к субсидированным кредитам, — в общем, поддержку нужно будет в итоге возвращать».

Владимир Костин

Говоря о емкости рынка, Владимир Костин подчеркнул: «Согласно опубликованным расчетным данным, только для рынка критической информационной инфраструктуры необходимо порядка 450 млн микросхем каждые шесть лет. Это 50 тысяч пластин, диаметром 200 мм. Потребление российского рынка в 2024 году составило 117 тысяч пластин и прогнозируется — порядка 400 тысяч пластин в 2030 г.

Рынок критической информационной инфраструктуры создаётся прямо сейчас, производители российской электроники, микроэлектроники могут получать на нем гарантированный спрос».

Кроме того, пояснил эксперт, в Реестре [российской промышленной продукции] Минпромторга отсутствуют МЭМС приборы и любые приборы, связанные с оптикой (кроме светодиодов): «МЭМС (микроэлектромеханические системы), фотоника — области, куда стоит идти, но в данный момент таких устройств не предлагается».

Приборная база: кто создает оборудование для изготовления микроэлектроники?

«Весь мир сейчас живёт под девизом, который актуален и для нашей страны: “Из лаборатории — на рынок”», — анонсировал свое выступление Алексей Бородин, генеральный директор АО «Экспериментальный завод научного приборостроения» (АО «ЭЗАН», г. Черноголовка).

Он подчеркнул, что предприятие, где работает почти 1000 человек, производит и промышленную электронику, и научные приборы для обеспечения исследовательской деятельности: «У нас есть производственные мощности (цех ЧПУ, электронных сборок и т.д.) и подразделения, которые занимаются разработкой (отделы электронного машиностроения, технологий роста кристаллов, научного проектирования, силовой электроники)».

Экспериментальный завод создает отнюдь не экспериментальную продукцию: «Мы выпускаем оборудование для роста кристаллов и получения новых материалов (кремния, карбида кремния, оптоэлектронных кристаллов и прочих) — электроника начинается именно с таких приборов.

Производим генетические анализаторы ДНК — в прошлом году мы занимали более 50% рынка в нашей стране. Также занимаемся программными и техническими средствами контроля для систем автоматизации, мониторинга технологических процессов, цифровым телекоммуникационным оборудованием, производством вычислительной специальной техники», — перечислил Алексей Бородин.

Алексей Бородин

Кроме того, АО «ЭЗАН» обладает компетенциями в области вакуумных технологий, технологий прецизионного температурного нагрева, производит вакуумные камеры, в том числе для установок молекулярно-лучевой эпитаксии, электронного машиностроения. Всем вышеперечисленным завод не ограничивается.

«Работаем и с масс-спектрометрией. Из недавних примеров – совместно с МИФИ создан тандемный трехквадропульный масс-спектрометр, предназначенный для широкого круга задач и востребованный на рынке. Кроме того, у нас есть опыт взаимодействия и с оборудованием класса мегасайенс — изготовление прототипов узлов канала вывода излучения из синхротронного источника четвертого поколения для НИЦ “Курчатовский институт”.

АО “ЭЗАН” заинтересован в сотрудничестве по направлению вывода на рынок новых высокотехнологичных продуктов и обеспечения их жизненного цикла. Мы рассматриваем переход от модели заказчик-исполнитель к модели долгосрочного партнерства и можем брать проекты с низким уровнем готовности технологии, управлять возникающими рисками», — резюмировал генеральный директор предприятия.

«Можем делать все, что связано с вакуумной техникой»

АО «Вакууммаш» (г. Казань), о котором рассказал генеральный директор Евгений Капустин, специализируется на создании и сервисном обслуживании вакуумных систем, насосов и камер для атомной, космической отрасли, машиностроения, электронной промышленности. Это крупнейшее предприятие по выпуску вакуумного оборудования в РФ и во все страны ЕАЭС.

«Без вакуумной техники, вакуумных насосов в микроэлектронике ничего не сделать. “Вакууммаш” практически единственное предприятие в России, которое работает в этой сфере. Мы можем делать все, что связано с вакуумной техникой, решать любые проблемы», — подчеркнул генеральный директор предприятия.

Среди текущих больших проектов «Вакууммаш»: изготовление вакуумной установки на космодроме «Восточный». Предприятие отвечает за разработку всей вакуумной системы (включая насосы, которые раньше в России не производились) для вакуумной камеры объёмом около 1 тыс. кубических метров. Параллельно «Вакууммаш» участвует и в других крупных проектах.

Евгений Капустин

Евгений Капустин добавил, что предприятие производит большой объем вакуумной техники для электронного машиностроения, среди которой герметичные спиральные вакуумные насосы (аналог Edwards, Великобритания), турбомолекулярные насосы, разрабатываются криогенные насосы. Он отметил, что долгое время (в течение 30 лет) диффузионные вакуум-насосы компании Лейбольд (Германия) разрабатывались и производились в Казани «Вакууммаш».

Эксперт акцентировал внимание на том, что остро стоит вопрос конкуренции с китайскими производителями, которые обеспечивают низкие цены за счет выпуска больших серий. В таких условиях, по мнению Евгения Капустина, для развития отечественных предприятий электронного машиностроения необходима государственная поддержка.

«АО “Вакууммаш” единственная компания в России, кто обеспечивает полный жизненный цикл вакуумной техники — от разработки до сервисного обслуживания, утилизации. Мы технологические лидеры, готовые разработать любой насос вместе с вами, под ваши цели. Для этого у нас есть кадры, научная и производственная база», — заключил генеральный директор компании.

Безграничный космический вакуум — перспективы для микроэлектроники

Самый, пожалуй, удивительный доклад секции прозвучал от заведующего лабораторией Института физики полупроводников доктора физико-математических наук Александра Никифорова — о реализации технологии молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ) в космосе, проекте «Экран-М».

Впервые в России создана и выведена на орбиту установка для роста полупроводниковых гетероструктур в открытом космосе. Она разработана и изготовлена в ИФП СО РАН в рамках научной программы Роскосмоса по заказу РКК «Энергия».

«Идея эксперимента основана на использовании разреженной области в кильватере установки, закрепленной снаружи Международной космической станции: при скорости порядка 8 км/с в ростовой камере, достигается сверхвысокий вакуум. Это позволяет выращивать полупроводниковые материалы в условиях, недостижимых на Земле: выше качество вакуума, у камеры нет “памяти” — на стенках не оседает выращиваемый материал и не выделяется при следующих этапах роста. Соответственно, одну камеру можно использовать для выращивания разных материалов, не опасаясь загрязнений. На Земле для каждого соединения требуется своя камера», — пояснил Александр Никифоров.

Александр Никифоров

Из-за жёстких ограничений (оборудование должно проходить по весу и габаритам в шлюзовые модули МКС) исследователи свели к минимально необходимой комплектацию установки и разнообразие выращиваемых материалов, остановившись на арсениде галлия. Тем не менее на орбиту выведена полноценная МЛЭ-система с нагревателем подложки, четырьмя молекулярными источниками с индивидуальными заслонками, механизмом перемещения подложек, автономным блоком управления и сбора информации, который сделан в НПО «Электрон», г. Красноярск.

«Почему наш институт вовлечен в эту программу? У нас большой опыт разработки наземных установок молекулярно-лучевой эпитаксии — десятки поставок за многие годы. За создание трехкамерной установки МЛЭ, коллектив ее разработчиков из ИФП СО РАН награжден Государственной премией в 1993 году», — объяснил Александр Никифоров.

Космический эксперимент, по сути, стал продолжением и развитием этой школы. В перспективе, отметил учёный, подобные технологии могут использоваться для выращивания многокаскадных солнечных элементов и других сложных структур прямо на орбите.

Отечественная компонентная база: что есть сейчас?

Российские компании занимают определенные ниши на рынке компонентной базы. Конечно, не все сегменты рынка закрыты, но даже на ограниченной по времени секции «Микроэлектроника» сразу несколько предприятий представили свои решения.

Руководитель службы внедрения и проектов АО НТЦ «Модуль» (г. Москва) Эль-Хажж Халиль Мохамад отметил, что сегодня предприятие выступает фактически единственным разработчиком российских цифровых ядерных процессоров. Хотя традиционно компания занимается созданием бортового электронного оборудования для авиации и космоса.

Перечисляя продукты НТЦ «Модуль» руководитель службы внедрения сделал акцент на решениях для работы с искусственным интеллектом: одноплатных модулях видеоаналитики (аналогах видеокарт), позволяющих запускать обученные нейронные сверточные сети.

«Доверенной аппаратуры [в этой области] в России пока нет, мы исключение и, к сожалению, монополисты — не с кем разделить рынок и существующий огромный спрос на российские чипы для искусственного интеллекта».

Эль-Хажж Халиль Мохамад

Оригинальная векторно-матричная процессорная архитектура от НТЦ «Модуль» — NeuroMatrix Core представляет IP-блок, реализованный по разным технологическим нормам (90, 65, 28 нанометров) в стандартных и радиационно-стойких исполнениях.

Кроме того, компания выпускает бортовые компактные решения для интеграции на спецтехнику и для беспилотизации сельхозтехники, самоходных бурильных установок, навигационные модули для систем точного времени, микроконтроллеры, датчики, радиационно-стойкую электронику.

АО «Омский НИИ приборостроения» (ОНИИП) занимается системами дальней радиосвязи, и еще разрабатывает функциональную электронику и пьезотехнику, проектирует СБИС-системы на кристалле, модули и системы электропитания.

«Традиционная сфера деятельности НИИ — разработка кварцевых генераторов, устройств частотной селекции для систем дальней радиосвязи (например, для корабельных комплексов). Более 50 организаций России покупает у нас такую технику», — подчеркнул заместитель генерального директора по научной работе АО «ОНИИП» Сергей Кривальцевич.

Производство модулей вторичного электропитания, источников бесперебойного питания, создание мощных СВЧ-резисторов, пиротехнических воспламенителей — тоже зона внимания ОНИИП.

Сергей Кривальцевич

Сергей Кривальцевич добавил, что ежегодно институт выполняет несколько опытно-конструкторских работ (ОКР). «Например, сейчас завершается четыре ОКР, все с литерой “А” — освоение серийного производства».

Наряду с этим НИИ активно работает с вузами — СПбПУ, ТУСУР, НГУ и НГТУ, Омским государственным техническим университетом, Омским госуниверситетом путей сообщения и с более чем 40 подшефными школами. Фактически в ОНИИП под одной крышей сосуществуют разработка, производство и подготовка кадрового резерва.

Пассивные компоненты: невидимый фундамент

«Кроме активной компонентной базы (микросхем, диодов, стабилитронов), есть еще и пассивная — резисторы, конденсаторы, трансформаторы, реле и т.д. Без этих компонентов платы, к нашему счастью, не работают», — привлек внимание собравшихся к пассивной ЭКБ первый заместитель гендиректора АО «Новосибирского завода радиодеталей “Оксид” Сергей Емельянов.

Он отметил, что отрасль пассивной электроники не может похвастаться обширной господдержкой, кроме содействия при производстве чистых материалов (которые требуются и для изготовления пассивной электроники). Завод “Оксид” развивается за свой счет и при поддержке головной структуры — холдинга «Росэлектроника».

Сергей Емельянов

«Длительное время у нас выпускались только конденсаторы навесного монтажа, сейчас у нас развиваются линейки чип-компонентов: миниатюрных конденсаторов, миниатюрных керамических резисторов — для поверхностного монтажа. Появились две линейки по производству чип-танталовых конденсаторов, линейка резистивная толстоплёночных и тонкоплёночных резисторов шести типоразмеров, осваиваем техпроцессы изготовления керамических чип-конденсаторов», — поделился Сергей Емельянов.

Предприятие ведет совместные проекты с НГУ, НГТУ, институтами СО РАН — Институтом физики полупроводников, Институтом химии твёрдого тела.

Сергей Емельянов отметил, что вместе с ИФП СО РАН завод работает над созданием металл-диэлектрических варисторных структур: «Разрабатываем материалы, технологию их создания, чтобы попробовать сделать более дешевые варисторы, чем сейчас предлагаются на рынке».

Помимо пассивной элементной базы НЗР «Оксид» развивает тематику химических источников тока. «Наше предприятие выпускает никель-металлогидридные аккумуляторы, которые работают до температуры в минус двадцать градусов без падения тока. Совместно с ИХТТМ СО РАН мы пытаемся усовершенствовать технологию», — пояснил эксперт.

ИИ в микроэлектронике

Доклад директора Института вычислительной математики и математической геофизики (ИВМиМГ) СО РАН доктора физико-математических наук Михаила Марченко был посвящён тому, как искусственный интеллект (ИИ) может поменять процедуры производства микроэлектронных устройств.

Михаил Марченко подчеркнул, что общемировая тенденция — движение в сторону автоматизации и цифровизации производственных процессов. Например, на микроэлектронном производстве генерируется до 100 млрд записей данных в год, а продолжительность маршрута изготовления изделия — 3 месяца. И чтобы повысить выход годных на производстве, нужно не только анализировать полученные данные, но и делать предиктивную аналитику. Подобные возможности как раз и предоставляет ИИ.

Директор ИВМиМГ рассказал о проекте, который реализует команда специалистов из ИВМиМГ и ИФП СО РАН по заказу ПАО «Сбербанк России» в Центре Искусственного интеллекта Новосибирского государственного университета. Речь идет об использовании возможностей генеративного ИИ для моделирования процессов фотолитографии.

Михаил Марченко

«Мы моделируем три процесса — экспонирование резиста, сушку и проявление. То есть мы говорим о формировании фоторезистивной мазки, разрабатываем гибридную нейросетевую модель, показываем, что она является быстрой, точной, работоспособной. Мы берем паспортные данные резистов, источники излучения, которые есть и на производстве, и в Институте физики полупроводников, и показываем, что модель работает. Одно из направлений — создание физического датасета — набора изображений фоторезистивной маски, полученных при помощи сканирующей электронной микроскопии. С помощью датасета мы настраиваем, обучаем нашу нейросеть, и в целом гибридную модель, проверяем данные расчётов.

Разработанная модель позволила получить 3D образ фоторезистивной маски, обеспечить проведение виртуальных экспериментов с изменением параметров», — подчеркнул Михаил Марченко.

Кадры решают

Практически все выступающие так или иначе возвращались к кадровому вопросу — работе с университетами и школами, реализации совместных проектов с вузами и НИИ, поддержке молодых специалистов. Спрос на квалифицированные кадры зачастую растёт быстрее, чем успевают меняться учебные планы и открываться новые кафедры.

Павел Осипов, заместитель гендиректора по персоналу НЗПП «Восток», показал эту проблему в цифрах. Он отметил, что по словам Председателя Правительства Российской Федерации Михаила Мишустина, прозвучавшим на форуме «Микроэлектроника-2025», отраслевая потребность в кадрах на ближайшие 3 года — 3 тысячи человек, треть из них с высшим образованием.

«Если говорить чуть шире, то в радиоэлектронике такая потребность будет около 20 тысяч человек, и тоже примерно треть с высшим образованием. Уже сейчас специалистов не хватает, колоссальный кадровый голод, а в ближайшие 3-5 лет будет острая конкуренция за кадры», — уверен Павел Осипов.

На уровне государства существует нацпроект «Подготовка кадров и научного фундамента для электронной промышленности»: «Государство создаёт учебные дизайн-центры на базе вузов, предоставляет именные стипендии, программы переподготовки, повышения квалификации, организует стажировки. В 2025 году, например, поддержка вузов в целом составила чуть больше чем 2,5 млрд», — заметил эксперт.

Кроме того, ожидается приток кадров от передовых инженерных школ (10% которых посвящены микроэлектронике), профильных колледжей: «Профильным колледжам выделяется государственная поддержка, при этом они готовят кадры для заранее определенных работодателей — на 100% согласуется программа обучения, сокращается период адаптации. Государство вкладывается в учебную базу колледжей при поддержке самих промышленных предприятий», — пояснил П. Осипов.

Павел Осипов

На примере «НЗПП Восток» он рассказал, как предприятие формирует кадровый резерв. Компания с 2022 года успешно осваивала новые рынки, приросла в численности на 25% и смогла удержать сбалансированную возрастную структуру:

«Мы стараемся выстраивать партнерские взаимоотношения с вузами, не останавливаясь на Новосибирской области. В производстве больший эффект возникает, когда ребята приходят из разных учебных заведений, создают единую команду и обмениваются знаниями и навыками.

Кроме того, по моему мнению, в Новосибирске создан один из лучших кластеров среднего профессионального образования на базе Новосибирского колледжа электроники и вычислительной техники. Здесь мы “под себя” открыли специальность “Твердотельная электроника”, и в 2024 году набрано 100% целевого приёма для нашего предприятия».

Если попытаться собрать все сюжеты секции «Микроэлектроника», картина получается одновременно обнадёживающей и насыщенной зонами роста. С одной стороны, в отрасли увеличилось финансирование, формируется спрос со стороны критической информационной инфраструктуры и ИИ-рынка; в стране существуют компетенции по всему спектру — от пассивных элементов и функциональной электроники до сложного оборудования для роста кристаллов, МЛЭ-установок, нейроматричных процессоров. Есть команды, способные делать вещи мирового уровня — от роста гетероструктур в космосе до гибридных нейросетевых моделей литографии.

С другой — инфраструктура и кооперация только выстраиваются, многие области нуждаются в дополнительной поддержке, существует кадровый дефицит. Поэтому исходная формула Александра Латышева остаётся хорошим резюме дискуссии: микроэлектроника — это одновременно элементная база и приборостроение, а успех возможен, только когда они развиваются синхронно и в связке с образованием, наукой и бизнесом.

Пресс-служба ИФП СО РАН