Цифровизация под угрозой

Мир не может жить без микрочипов. В условиях глобальной цифровизации всего и вся микрочипы становятся незаметной и незаменимой частью практически всех сфер экономики. Однако микрочипов стало не хватать.

Отсутствие этих важных элементов носит уже не территориальный характер, а косит целые отрасли — до недавнего времени самыми пострадавшими были производители автотранспорта, сейчас беда подкралась к смартфонам. Казалось бы, причем тут нефтегаз? Мы живем в современном мире, где цифровизация — это одна из основ промышленного развития, для достижения которой просто необходима микроэлектроника. Без чипов «умное месторождение» не заработает.

Надо сказать, что в последние годы Россия сделала довольно серьезные шаги на пути цифровой независимости. В текущем году Минпромторг собирается выделить не менее 11,4 млрд рублей четырем российским производителям электроники. Собственная промышленность уже обеспечивает нашу страну необходимыми чипами, которые применяются в банковской сфере и в оборонном комплексе, а это уже большой шаг вперед. Компании «Ангстрем» и «Микрон» даже вошли в число наиболее мощных восточноевропейских производителей данной продукции. Вроде бы есть примеры выпуска микросхем для бытовой техники, ноутбуков, фотоаппаратов, смартфонов, в частности этим занимается брянская компания «Кремний ЭЛ».

Однако в условиях бурного развития цифровых технологий этого, оказывается, не достаточно. Импорт микроэлектроники в Россию постоянно растет. По данным ФТС, еще в 2019 году он составил порядка $1 млрд. При этом по ряду оценок объем внутреннего рынка гражданской микроэлектроники начинается от 120 млрд рублей.

И эта импортная зависимость порой оборачивается дефицитом: российский «АвтоВАЗ» четыре раза в 2020 и 2021 году был вынужден приостанавливать производство автомобилей семейства Granta и Niva в связи с отсутствием электронных компонентов. Пострадало и большинство крупных мировых автоконцернов. General Motors из-за дефицита чипов недосчитается почти $2 млрд. По этой же причине на 12% упали продажи новых автомобилей в Китае. Издание The Wall Street Journal сообщило, что теперь нехватка микросхем ударила и по рынку ПК и бытовых приборов, а также впервые начала серьезно влиять на производителей смартфонов.

Если вернуться к нефтегазовой отрасли, то стоит учитывать, что в первом полугодии 2021 года число кибератак на критическую инфраструктуру увеличилось в 2,5 раза.

Считается, что причиной хакерской уязвимости в том числе является и иностранная электронная компонентная база. Именно на ней основывается более 80% отечественных производителей вторичного оборудования.

Как же так произошло, что наиболее быстро растущий и перспективный сегмент мирового рынка уперся в дефицит? Есть версия, что это случилось по причине пандемийного роста спроса на индивидуальную домашнюю технику — смартфоны, ноутбуки, настольные компьютеры, «умные» телевизоры и т. д. Мировое потребление микросхем в 2020 году увеличилось на 10–30%. Но данное объяснение идет разрез с теорией развития рыночной экономики, где спрос рождает предложение.

Трамп против микрочипов

Для того, чтобы понять истинные причины произошедшего, надо иметь в виду, что более 80% микросхем в мире производится в Азии. Тайваньская Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) занимает 54% рынка, южнокорейские Samsung — 17%, SK Hynix — 9%, японская Kioxia в союзе с WDC претендуют на 7,7% рынка. На долю американской Micron Technology приходится только 9,3%.

В 2021 году Китай собирается войти в тройку лидеров и, самое главное, заместить импорт микрочипов. Это амбициозная задача, так как по ряду оценок литографическое оборудование в Китае еще в 2020 году занимало не более 2% мирового рынка, а доля отечественного оборудования на внутреннем рынке не превышала 10%.

Вот тут и открывается первый серьезный повод для дефицита микросхем — это торговая война США и КНР.

В 2020 году Вашингтон запретил TSMC поставки чипов Huawei. Кроме того, после американских санкций серьезные проблемы при производстве чипов возникли и у китайской корпорации SMIC, поскольку ограничения коснулись не только физической продажи чипов, но и закрыли доступ китайской компании к новому оборудованию и химическим реактивам. Вполне закономерно, что после таких недружественных шагов Вашингтона китайские производители начали запасаться микросхемами. К этому моменту подоспело еще и восстановление китайской экономики после пандемии 2020 года, что привело к повышенному спросу на автомобильные чипы.

Засуха, аварии, пробки

Внесла свои коррективы в глобальный рынок электроники и погода. Надо учесть, что данное производство требует большого количества воды. Но в 2020 году Тайвань поразила самая сильная за 56 лет засуха. В итоге в мае 2021 года резервуары воды фабрик TSMC оказались заполнены всего на 11-23%. В США пришла другая беда — сильные снегопады и морозы, которые стояли в Техасе в феврале, привели к отключению электроэнергии, от чего также пострадал выпуск электроники.

Не обошли отрасль стороной и техногенные аварии.

В марте 2021 года случился пожар на одном из предприятий по производству кремниевых пластин Renesas в японской префектуре Ибараки. Полноценную работу на нем удалось восстановить лишь спустя три месяца. Кроме того, севший на мель в Суэцком канале сверхбольшой контейнеровоз Ever Given создал пробку из судов, часть из которых перевозила необходимую всем электронику. После этого в июне 2021 года в китайском Шихэцзы загорелась промзона компании Xinjiang West Hesheng Silicon Industry Co., Ltd. Ее кремний активно используется для поверхностей солнечных батарей, а после повторной переработки — при производстве кремниевых пластин для микроэлектроники.

В довершение этой картины стоит отметить еще и глобальный дефицит кремния. По мнению ряда аналитиков, рост цен на этот элемент продлится до 2027 года. В результате всех этих процессов дефицит полупроводников прогнозируется достаточно большой. В TSMC считают, что он сохранится в 2022 году. В Intel прогнозируют еще более грустную картину, отмечая, что недостаток чипов сохранится и после 2022 года.

Суверенная электроника

На этом фоне правительства разных стран сообщили о разворачивание программ по стимулированию строительства новых полупроводниковых фабрик, чтобы снизить зависимость от импорта микросхем из Юго-Восточной Азии. Начнем с того, что при президентстве Трампа программа возвращения производства микроэлектроники существовала в США. Теперь о наращивание выпуска чипов говорят в Китае, а также Евросоюзе.

Что же касается России, то на данный момент помимо банковского сектора и ВПК другие отрасли отечественной микроэлектроникой снабжаются плохо. Хотя успешные разработки в области микропроцессоров есть, среди них всем известные процессоры «Эльбрус» и «Байкал», но выпускаются они все равно на тайваньской фабрике.

Тем не менее в российском правительстве рассчитывают практически на взрывной рост этой отрасли.

Согласно утвержденной в 2020 году Стратегии развития электронной промышленности России до 2030 года, выручка данного сектора экономики должна за 10 лет к 2030 году вырасти в три раза — до 5,2 трлн рублей с 1,8 трлн рублей в 2018 году. При этом доля выручки от реализации российской электронной продукции в ВВП увеличится с 1,8% в 2018 году до 3,5% в 2030 году. В стратегии отмечается, что к контрольному сроку более половины (57,4%) внутреннего рынка гражданской электроники должны обеспечивать российские производители. В 2018 году этот показатель составлял 31%. Объем экспорта электронной продукции к 2030 году должен достичь $12 млрд против $4,16 млрд в 2018 году.

Для реализации столь амбициозных планов было предложено создать производство микроэлектроники на базе зеленоградского завода «Ангстрем-Т», который незадолго до этого был признан банкротом и поглощен госкорпорацией ВЭБ.РФ. По плану дополнительное финансирование позволило бы компании до 2024 года освоить крупносерийное производство микроэлектроники по технологии до 90 нанометров, а к концу десятилетия — до 7 нанометров.

«Ростех», в свою очередь, подсчитал, что в развитие российской микроэлектроники необходимо инвестировать почти 800 млрд рублей.

Об этом говорится в паспорте «дорожной карты» госкорпорации, который был направлен на рассмотрение в Минфин, Минпромторг, Минкомсвязи и Минэкономразвития. Данные инвестиции должны быть направлены на создание производственных линий по литографической печати полупроводниковых изделий по 65 (55), 28 и даже 14-нм технологическим нормам. Кроме того, планируется производство микросхем флеш-памяти по 25-нм техпроцессу для использования в твердотельных накопителях. Все технологии и оборудование для производства планируется разработать в России. Зарубежные литографические сканеры и прочее оборудование закупать не планируется. Производство хотели развернуть уже в 2024 году. К этому времени внутренний рынок новой отечественной микроэлектроники должен составить 466 млрд рублей.

Стоит отметить, что в экспертной среде есть единогласное мнение о том, что электронную промышленность развивать просто необходимо, вопрос только в способах этого развития.

Преподаватель Высшей школы бизнес-информатики ВШЭ Виталий Камалов считает, что в России однозначно необходимо расширение электронной промышленности, чтобы не зависеть от импорта: «Это производство в любом случае должно быть безопаснее и как следствие дешевле. Можно провести аналогии с медициной. Оказывается, избыточная медицина нужна на случай эпидемии. Избыточное производство микроэлектроники должно быть в стране на случай различных кризисов, которые возникают по разным причинам. Например, в 2010 году проснулся вулкан Эйяфьядлайёкюдль в Исландии. На какое-то время было прервано авиасообщение над Европой, и концерн Toyota осталась без электроники», — рассказал эксперт.

Он также отметил, что в настоящее время критическую информационную инфраструктуру стараются переводить на отечественное оборудование, поэтому еще не известно, насколько производство микроэлектроники будет избыточным.

Президент фонда «Основание» Алексей Анпилогов напомнил, что процесс информационного наполнения всех частей экономики безусловно будет продолжаться и его не остановить: «Россия занялась освоением Восточной Сибири — это очень сложная в геологическом плане провинция, нужны цифровые модели для разработки. Вообще цифровизация для нефти и газа — это в первую очередь создание моделей. Однако удельная стоимость чипов в них не велика, отрасль будет согласна за них переплачивать, поэтому мировой дефицит микроэлектроники на нее не повлияет», — пояснил эксперт.

Тем не менее, он также считает, что России стоит развивать свою микроэлектронику, поскольку в противном случае она и дальше будет пребывать в состоянии цифровой колонии: «Когда используются чужие чипы и программы, страну очень легко отрезать от этого цифрового преимущества. Особенно в ситуации, когда все больше отраслей уже проведет цифровизацию», — заметил Анпилогов.

В то же время он указал, что в России уже ведется активный выпуск микроэлектроники по толстым процессам по нормам 100-200 нм. Передовые мировые концерны выпускают чипы по тонким технологиям 5-7 нм, которые главным образом применяются для производства ноутбуков и смартфонов: «В буровом или геологоразведочном оборудовании стоят микросхемы, устойчивые к вибрациям, перепаду температур, изготовленные по толстым процессам», — заметил эксперт. По его словам, сейчас России для выхода на передовые тонкие технологии необходимы вложения в несколько десятков миллиардов долларов, при этом у нее есть устойчивое производство микросхем, созданных по толстым технологиям, которые подходят для военно-промышленного комплекса, космоса и нефтегазовой отрасли: «России нужно поддерживать то, что у нее есть, и вступать в кооперации с другими странами по созданию процессоров на основе тонких технологиям», — заявил Анпилогов.

При этом по его мнению главное, что в России разработаны свои ядра «Байкал» и «Эльбрус»: «Нам нужно иметь свою разработку ядер. Если она будет, Россия сможет построить свою отрасль микроэлектроники, когда это потребуется. Например, британская компания Arm, чьи ядра стоят в Android, не имеет своего производства чипов. Если у России не будет своих программистов и разработчиков аппаратного обеспечения, мы отстанем навсегда.

Поэтому главное — не упускать вопросы программного обеспечения и вместо производства микрочипов инвестировать в собственных специалистов и разработку собственной архитектуры»,

— считает эксперт.

Вместе с тем, все не столь однозначно и с отсутствием у России тонких технологий. В частности, по одной из «конспирологических» версий, Россия является мировым монополистом в производстве УФ и рентгеновской оптики, без которой невозможны техпроцессы тоньше 45 нм. Данную оптику Россия поставляет концерну ASML, который из них собирает оборудование для тонкой литографии. Этим якобы объясняется отсутствие западных санкций в отношении российских «Эльбрусов» и «Байкалов». Данную версию подтверждает тот факт, что в 2014 году на территории Технополиса «Москва» была запущена линия по производству одного из центральных компонентов безмасочных литографов голландской Mapper Lithography. Кстати, одним из акционеров данной компании является РОСНАНО. Кроме того, разработкой оптических систем занимаются сразу несколько российских НИИ.

Тем не менее от дефицита чипов данная оптика российских машиностроителей не уберегла. Скорее всего, и от возможных новых санкций она не защитит. Поэтому России просто необходимо готовится к развитию тонких технологий в микроэлектронике.