Ура! Есть первый чип «Сделано в России»: Как такое чудо могло случиться

Ответ на этот вопрос может оказаться не таким приятным, как рассказывают чиновники

На сайте группы компаний «Микрон», являющейся резидентом ОЭЗ «Технополис Москва», сообщается об изготовлении экспериментальной партии «первого полностью отечественного микроконтроллера (МК32 АМУР) на открытой архитектуре RISC-V, который позволит при производстве устройств и приборов снизить зависимость от иностранной компонентной базы и лицензий».

Как пояснил руководитель Департамента инвестиционной и промышленной политики Москвы Александр Прохоров: «Новый микроконтроллер может применяться для промышленной автоматизации и интернета вещей, умного дома, инфраструктурных и охранных систем, телеметрии и мониторинга, приборов учета, ТЭК, транспорта, медицины, торговли, дорожной инфраструктуры и приборов, ЖКХ и других сферах — это универсальная базовая единица для импортозамещения в отечественной электронике».

По словам гендиректора ОЭЗ «Технополис Москва» Геннадия Дёгтева, «производственные мощности резидента по выпуску микроконтроллеров на территории столичной ОЭЗ позволяют полностью закрыть текущие потребности производителей России. Это можно считать значимым шагом для отечественного приборостроения».

Особо отмечается, что «весь цикл разработки и производства осуществляется в России». В то же время генеральный директор АО «Микрон» Гульнара Хасьянова пояснила, что продажи чипов МК32 АМУР начнутся через год. По словам Гульнары Шамильевны, «мы реализовали возможность оформления заказа с выбором периода контрактации и условий поставки, начиная с октября 2022 года, для всех, кого интересует локализация своих приборов и устройств в экосистеме RISC-V».

Столь затяжной пусконаладочный период может свидетельствовать о проблемах с качеством, которые еще нужно закрыть. В любом случае, данную новость следует приветствовать. Но бросается в глаза отсутствие информации о техпроцессе (ТП) производства, с чего начинают, к слову, такого рода сообщения зарубежные чипмейкеры. Дело в том, что речь идет о, без преувеличения, первостепенной характеристике полупроводниковой продукции. Ничего не говорится и о тактовой частоте, а также скромненько умалчивается о температурном диапазоне работы. Поэтому непонятно, насколько новый чип от «Микрона» будет востребован даже у нас в стране.

Судя по характеристикам МК32 АМУР, можно смело предположить, что чип изготовлен на литографическом оборудовании техпроцесса 90 нм. И хотя американцы его освоили в начале «нулевых», т.е. по меркам IT прогресса еще при царе Горохе, в принципе ничего постыдного в этом нет. И сегодня порядка 70% всех чипов в мире относятся к той же категории, что и простенький, по сути, программируемый калькулятор МК32 АМУР. Важно даже не это, а то, что он вообще не контролируется американцами. Или как поясняет «Микрон», его преимуществом является «отсутствие зарубежных проприетарных IP».

Да, ведущие литографические производства, прежде всего тайваньские, вышли на техпроцесс 7 нм. Но мало кто знает, что сотовые процессоры в 40-гигабайтных легендарных игровых консолях PlayStation 3 долгое время изготавливались на техпроцессе 90 нм и переход на 65 нм ровно ничего в производительности не изменил, если не считать снижение энергопотребления.

И еще: когда говорят о техпроцессах 90 нм, 65 нм…14 нм и 7 нм имеют в виду размер транзисторов, которых в одной пластине может быть десятки миллиардов. Между тем, не все так однозначно. Электронные снимки чипов Intel по ТП 14 нм и транзисторов TSMC по ТП 7 нм не выявили принципиальных отличий в размерах транзисторов. Эксперты говорят, что здесь следует говорить об условных улучшениях.

Эта ремарка показывает, что достигнутые в нашей стране рубежи имеют огромный потенциал. Другой вопрос — реализуются ли они, если движение идет черепашьими шагами.

Есть смысл обратиться к мнению независимых экспертов. В частности, Джаянт Канугови, старший инженер по проверке чипов в компании Qualcomm, поясняет, что в мире достаточно много фирм, освоивших выпуск полупроводниковых чипсетов с размером транзистора от 100 до 50 нм. Сложности начинаются с переходом на 45 нм и ниже, без чего вряд ли возможно коммерчески успешное производство смартфонов, ноутбуков и планшетных ПК.

Впрочем, мобильники можно сделать с помощью имеющихся в РФ возможностей, но они будут, скажем, толщиной не 7 мм, а 20 мм. Это, кстати, объясняет, почему США не вводят так называемые «полупроводниковые» санкции.

«Что трудно изготовить, так это транзистор размера порядка 14, 7 и даже 5 нм, за которыми „охотятся“ большинство производителей смартфонов и ноутбуков. Это чрезвычайно высокие технологии, огромный объем НИОКР, высокие затраты и низкая производительность, — поясняет эксперт Канугови. — Такие чипсеты сложны, прежде всего, межтранзисторными соединениями, и одна ошибка может погубить десятки миллиардов инвестиций, поскольку не могут быть исправлены на лету».

Короче, самое ценное в производстве чипов — это инженерная школа, как в области проектирования, так и на производстве. Но это ровно тот случай, когда только количество переходит в качество. Другими словами, здесь прорывы вряд ли возможны, хотя и топтаться на месте нельзя. Короче, если не освоить простенький вычислитель, каким является МК32 АМУР, не получится сделать более сложные микроконтроллеры с несколькими АЦП* и ЦАП**, а также с интерфейсами цифровых камер, и еще с многими «прибамбасами». Но без этого голод нашей промышленности в чипах 1- го уровня не удовлетворить.

Взять, к примеру, Китай. Он сегодня фокусируется на техпроцессе 28 нм и 14 нм — основных активаторах высокоскоростного интернета. По информации специализированного британского издания Verdict, даже 28 нм чипсеты среднего и низкого класса будут удовлетворять большую часть будущего спроса в области автономных устройств с функциями искусственного интеллекта. Это касается беспилотников, как гражданских, так и военных, «умных» автомобилей, интеллектуальных светофоров, так называемых роботов-компаньонов, биомедицинских устройств и еще много другого.

Между тем, переход от 28 нм к 14 нм стоит в разы дешевле, чем от 14 нм к 7 нм, хотя, как уже писали выше, разница между последними двумя уровнями не принципиальная. Так, с точки зрения скорости и энергопотребления, 14 нм настольные процессоры Intel Skylake заметно не отличались от 7 нм процессоров AMD Ryzen, несмотря на маркетинговую шумиху, отмечает Verdict.

Теперь напрашивается вопрос, куда, скажем, Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC), крупнейший в КНР завод по производству микросхем, находящийся в центре внимания Пекина, дел огромный парк морально устаревшего голландского литографического оборудования 90 нм и 65 нм? Ответ на него, похоже, и объясняет техническое чудо в РФ в виде неожиданного выпуска нашего микроконтроллера. Конечно, возможны и другие варианты, но этот кажется наиболее вероятным.

Если это так, то вопрос стоит шире: есть ли в России хоть какой аналог нидерландской фирмы ASML, без запчастей которой нельзя будет долго поддерживать выпуск «чисто русских» чипов? Между тем, западные эксперты убеждены, что именно янки держат «лапу» на специализированном оборудовании для выпуска кремниевых пластин (фирма LAM), а также контролируют корпорацию Tokyo Electron, без участия которой, по слухам, не собирается ни одна литографическая машина ASML.

Поэтому, хвастаясь успехами в импортозамещении чипов, то бишь говоря «А», чиновники должны сказать и «Б» — насколько мы независимы от импорта специального литографического оборудования и кремниевых пластин. Россияне должны знать правду, иначе это похоже на манипуляцию общественным сознанием. В любом случае, резиденту ОЭЗ «Технополис Москва» нужно еще многого достичь, чтобы стать игроком хотя бы третьей лиги мировых чипмейкеров. Но то, что первые шаги сделаны, это хорошо. Как говорится, были бы кости, а мясо нарастет.

* АЦП — аналого-цифровой преобразователь

** ЦАП — цифро-аналоговый преобразователь

Александр Ситников

Фото: ОЭЗ «Технополис Москва»