Отечественная микроэлектроника — как выдать нищету за благодетель
Ушедший день порадовал нас всплеском новостей, связанных с многострадальной судьбой отечественной индустрии микроэлектроники. Сначала новостные ленты запестрели статьёй в Коммерсанте «Электронику начнут с чистого нуля» с описанием планов правительства по развитию отрасли. И хотя подробностями статья нас не побаловала, но общая канва и некоторые тезисы, как, например : «признание отставания технологий на 10–15 лет от мирового уровня» (оптимисты) и «принятие решения отказаться от иностранных архитектур при проектировании электроники» наводят на грустные мысли о соответствии реалиям данного плана (надеюсь, что это ошибочное восприятие).
Но более интересным, на мой взгляд, было интервью Московскому Комсомольцу кандидата на пост главы РАН Красникова Геннадия Яковлевича. В каком-то смысле это «предвыборная» статья, где Геннадий Яковлевич обрисовывает своё видение проблем РАН и методов их решения. Скажу честно, сама по себе тема РАН мне мало интересна, т.к. по моему личному убеждению РАН само по себе не способно сколь-либо серьёзно изменить ситуацию в отрасли микроэлектроники и быть драйвером положительных изменений. Но дело в том, что Геннадий Яковлевич является как раз профильным представителем направления микроэлектроники в данном многоуважаемом заведении, являясь председателем совета директоров АО «Микрон» — по сути, главного чипмейкера страны. Поэтому большАя часть статьи посвящена описанию ситуации и текущим проблемам отрасли. И здесь многие заявления, выглядят, мягко говоря, странно. Конечно, есть вероятность, что результат такого качества статьи — это следствие журналисткой обработки. Но т.к. это мне сложно установить, а статья вышла от лица кандидата на пост РАН, придётся Григорию Яковлевичу принимать критику на свой счёт.
Главная беда статьи — это попытка не просто приукрасить ситуацию, что в определенной мере вполне допустимо, особенно в предвыборной программе, но то, что пересекается та грань, где нищета начинает выдаваться за добродетель. А вот это уже крайне опасная тенденция, которая почти гарантировано приведёт к принятию неверных решений.
Итак, давайте пройдёмся по тем тезисам в статье, на которых мне показалось важным остановиться:
Засилье так называемых универсальных менеджеров, которые работают «по процедурам», уже стало большой проблемой. Сегодня он руководит банком, завтра — юридической компанией, а потом его ставят руководить предприятием или делают чиновником в министерстве в совершенно новой для него области. А как эффективно управлять, если ты не имеешь представления о том, чем ты управляешь? В новой реальности, в которой сейчас находится страна, институт универсальных менеджеров уже не работает, и те вызовы, которые сейчас поставлены перед нами, старыми методами традиционной рыночной экономики уже не решит
Это как бы верное утверждение на первый взгляд. Но давайте посмотрим на реальную ситуацию в микроэлектронике в целом и в отечественной в частности. Область микроэлектроники — крайне специализирована и нет ни одного человека в мире, который является экспертом во всей цепочке разработки. Например, кого ставить главой дизайн-центра — компиляторщика, RTL-щика, или физдизайнера (пропустим кучу других подспециализаций)? Вполне очевидно, что выбор будет определяться не техническим бэкграундом человека, а как раз его менеджерскими способностями. Далее, допустим, кандидат себя успешно зарекомендовал на позиции руководителя дизайн-центра и дальше двинулся на министерскую позицию в правительство, где в его ведении оказались, например, микроэлектронные заводы. Но RTL-щик знает о сложностях EUV-литографии, проблемах разработки сверхточных зеркал, мощных лазерах, различной химии, допинге, этчинге и т.д. не многим более того, что написано в статьях на Википедии, если знает вообще. Поэтому в реальности, чем более высокая должность будет у человека, тем меньшую роль будут играть его специализированные знания, а большую банальные менеджерские навыки. С другой стороны, в силу слабости отечественной индустрии микроэлектроники, у нас нет своих Стивов Джобсов или Моррисов Чанов, успешных историй единицы и выбор из менеджеров даже среднего звена крайне невелик. Поэтому нет никакой проблемы, если действительно сильные управленцы из смежных отраслей придут в микроэлектронику. Это сделало бы отрасль только сильнее. И как раз задача руководства страны сделать отрасль привлекательной, чтобы мотивированные люди потянулись сюда понимая, что здесь будет success story, а не похороны карьеры.
В микроэлектронике мы никогда особо не отставали. Во времена СССР у нас было второе-третье место в мире, причем по всем показателям: по уровню технологий и по колоссальной инфраструктуре. Несмотря на отставание отрасли, которое произошло после перестройки (она не получала требуемых многомиллиардных инвестиций), накопленный потенциал до сих пор приносит стране пользу.
Тут сложно что-то комментировать. Если не жить в мире розовых пони, то вполне очевидно, что отставание СССР от США и западного мира в целом было очень серьёзное. Меньше чем сейчас возможно, но тем не менее. Этот факт ещё в 1960-х был оформлен решением корифеев советской микроэлектроники скопировать модель IBM-360 и сделать её базовой в СССР. Можно по этому поводу приводить много цифр и графиков, но честно говоря, этот вопрос не так существенен. Важнее то, что впереди, а не то, что было. Но странно слышать такие утверждения от эксперта в области.
Минимальный топологический размер сам по себе как цифра ни о чем не говорит. По каждому из них есть десятки технологий создания микросхем, которые определяют рыночные свойства продукта. По каждой такой технологии есть свои размерные пределы и свои мировые достижения и лидеры.
Если взять технологию КМОП (CMOS), основанную на двух комплементарных транзисторах, которая применяется при создании микросхем по топологии 3–5 нанометров для мобильных телефонов, к чему стремится весь мир, то там сейчас лидируют Samsung и TSMC.
Расплывчатое и как бы верное утверждение, но контекст высказывания наводит на ложные выводы. Топологический размер может быть сам по себе ни о чём и не говорит, но для производительных решений правило «чем меньше — тем лучше» в первом приближении отлично работает. Поэтому, если в 2022-ом году TSMC и Samsung начинают промышленное производство 3нм, а АО «Микрон» промышленно производит только по 180нм (и потенциально способен 90нм), то это отставание в 20 лет, по модулю того, что для промышленного производства 65нм и ниже нынешняя линия на АО «Микрон» не подходит и необходимо строить новый завод (а это отдельная история).
Да, на 90–180нм можно производить определённую номенклатуру микроконтроллеров или простеньких процессоров, но о высокопроизводительных решениях, минимально удовлетворяющим современным требованиям, можно забыть. И попытка утверждать, что они особо и не нужны — это просто стремление уйти от признания крайней степени отставания в данной отрасли. Надо чётко понимать — возможность доступа к производству микроэлектроники по передовым техпроцессам является критически важным для страны.
Есть другая, более сложная технология Embedded FLASH, основанная уже на шести транзисторах разных типов. Она используется в чипах для банковских карт, сим-картах, ID-документах — там на сегодняшний день применяется топология 45–90 нанометров, и мы по этой технологии находимся на мировом уровне. Карта «Мир» у вас работает? «Тройка», которой пользуются 10 миллионов человек только в Москве, работает?
Во-первых, TSMC производит eFLASH на 40нм, Микрон на 180нм. Как ни крути, ситуацию сложно назвать «на мировом уровне». Во-вторых, попытка выстроить логическую цепочку «у вас работает карта МИР — значит всё хорошо», мягко говоря, выглядит несерьёзно. Карта МИР может и работает, а вот минимально приличные серверные или десктопные процессоры на Микроне не делаются. Разработка чипа карты МИР — это задача для рядового дизайн-центра из нескольких человек, а завод Микрон является купленной порядка 15 лет назад фабрикой STMicroelectronics. Причём как на момент покупки фабрики её основной промышленный техпроцесс был 180нм, так и остался по сей день. Вполне возможно, было множество объективных причин, почему за 15 лет нельзя было массово промышленно освоить хотя бы 90нм. Но в любом случае, сложно признать текущую ситуацию сколь-либо выдающимся успехом.
Есть еще технология «кремний на изоляторе» для производства специальных микросхем для космоса и ВПК, которые отличает повышенная надежность. Так там топологии менее 90 нанометров вообще нет ни у кого в мире.
Здесь сложно понять, о каком мире или «кремнии на изоляторе» идёт речь. Ибо не является каким-либо секретом, что, например, процессор «IBM PowerXCell 8i» аж от 2008-го года сделан по технологии SOI на 65нм. Вот новость из 2012-го, где Fab 8 GlobalFoundries выпускает чип по SOI 32нм, ну, а тот же STMicroelectronics прямо сейчас выпускает чипы по технологии FD-SOI 28нм. И опять же, технология SOI имеет свои как преимущества, так и недостатки. Её меньшее использование и более толстые нанометры связаны в первую очередь с тем, что индустрия видит бОльший потенциал в других технологиях и развивает их в первую очередь. Поэтому меньший разрыв в технологиях здесь связан по-большому счёту не с какими-то нашими мега-успехами, а с меньшим интересом мировой индустрии к данному направлению.
Суммируя, могу сказать, что представленное в интервью описание ситуации в отечественной индустрии микроэлектроники не просто излишне оптимистично, оно некорректно до той степени, когда его можно назвать ложным. Ситуация с возможностью производства какой-либо современной микроэлектроники в России критическая, и это необходимо чётко озвучить, а не рассказывать сказки про «всё неплохо».
