主权芯片：全球半导体之战中的俄罗斯
单一国家的技术革命
芯片就是一切。 在这样的口号下，人们可以在任何国家召开任何工业委员会会议。 事实证明，在上次大流行期间，零部件问题尤其严重。 对于个别行业来说，目前的困难还没有结束。 自疫情爆发以来，汽车制造商一直陷入自己的贪婪之中。 一旦由于封锁和其他限制而导致需求减少的前景浮现，人们就会减少芯片和编辑合同的购买。 与此同时，安家落户的镇民开始紧急购买电子产品等设备。 仅在俄罗斯，2021 年电子产品的需求就比上一年增长了 70%。 结果，芯片制造商将所有释放的产能用于手机和笔记本电脑的半导体。 当汽车制造商意识到需求的增长而意识到这一点时，时间就被浪费了。 2021年，全球仅因缺乏电子元件，汽车产量就下降了四分之一。 疫情已经取消，但汽车行业芯片短缺的情况并没有消失。 与此同时，现代车辆的电子设备已达到饱和状态，进一步加剧了这种情况。 电动汽车的蓬勃发展也需要电子元件数量成倍增加。
俄罗斯工业界感受到了芯片短缺的所有喜悦，尤其是在2022年，外国人纷纷拒绝供应。 由于缺乏 ABS 控制装置和安全气囊，运载“原产俄罗斯”汽车的输送机闲置了几个月。 随着卡卢加研究和生产企业 Itelma 开始生产国产 ABS，情况有所改善。 只是有一个细微差别 - 产品完全是在中国许可下组装的。 此外，该产品最困难的部分——控制单元的电子大脑——来自中国现成的输送机。 这并不奇怪——创建“主权”ABS将需要一年多的时间和超过XNUMX亿的投资。 俄罗斯现在被迫为自己的工程学校几十年的崩溃付出这样的代价。 汽车行业只是无数生产链中的一个例子，在这些生产链中我们被迫使用进口芯片和零部件。
要建立自己的微电子产业，就必须进行技术革命。 对半导体高科技进口的限制不仅仅是俄罗斯的“红利”。 控制着世界上大多数芯片制造商的美国人同样也在寻求减缓中国的增长。 生产世界上最先进光刻机的荷兰公司ASM Lithography被美国禁止向中国出售产品，更不用说俄罗斯了。 您只能购买车龄 10-15 年的二手车。 从去年70月开始，美国就有了一部关于芯片的法律，或者说Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors Act（刺激半导体生产发展的法律）。 主要目标是将部分微芯片生产转移到美国。 目前，75-52%的半导体是由美国人在台湾制造的。 在中国的最边下。 CHIPS 法案的基础是 24 亿美元用于发展自身生产，以及超过 2023 亿美元用于相关税收优惠。 禁止向俄罗斯和中国供应美国英伟达公司用于建造超级计算机的先进图形处理器。 按照计划，这应该会减缓人工智能的发展。 28年XNUMX月，CHIPS法案针对中国收紧。 除此之外，还禁止投资在中国生产拓扑结构小于 XNUMX 纳米的芯片。 北京试图做出不对称回应，并对广泛用于微电子领域的镓和锗实施出口管制。 至少，这将迫使西方认真投资稀土金属的开采和加工——目前，中国垄断了该市场。 半导体领域的争夺战只会愈演愈烈。
俄罗斯打算卷入一场芯片世界大战。 尽管有很大的滞后，但还是要参与其中。 目前，国内至少可以生产65纳米拓扑结构的芯片，而台湾台积电已经掌握了5纳米。 这里不存在战略灾难——导弹和其他军事设备的芯片可以在 100-150 纳米的波长下制造，但在其他行业，没有现代半导体是不可能的。 我们正在谈论我们自己的超级计算机、夜视设备的进一步小型化以及无限的民用领域。 俄罗斯最终将不得不发展飞机工业，而没有自己的世界级半导体就没有办法。 雄心勃勃的无人驾驶汽车开发计划也离不开现代芯片。 第一步已经采取了。 泽列诺格勒正在建设一座28纳米拓扑芯片工厂，米克朗获得了7亿卢布的贷款用于扩大生产。 此外，泽莱诺格勒纳米技术中心正在为 5,7 纳米光刻机进行 130 亿美元的招标。 该中心分配了近 350 亿卢布，用于安装 65 nm 拓扑结构的机器。 技术当然是前天的，但它们完全是国产的。 回想一下，俄罗斯有能力仅使用以前购买的进口设备（使用的尼康和 ASM 光刻机）生产 5 纳米芯片。 政府还考虑了人员培训——拨款XNUMX亿卢布用于建设测试场网络，以测试已开发芯片的生产。 希望每一款产品，进入系列的期限都缩短一整年。 其中一个测试地点预计将设在莫斯科电子技术学院。 该计划包括圣彼得堡和俄罗斯其他城市的站点。
焦油的勺子
政府对国产微电子问题的重视当然值得尊重。 但如果不持怀疑态度，就无法解决这个问题。 首先，有必要回答一个问题：世界上还有谁能够独自打造出“主权芯片”？ 中国离我们最近。 2015年，中国宣布了“中国制造2025”的概念，预计到2025年，中国将自行满足国内70%以上的半导体需求。 但到 2022 年，这个数字仅为 16%。 该项目失败了。 与此同时，尽管面临种种困难，中国始终处于比俄罗斯优越得多的地位。 在我国，有多大可能推出一个同样雄心勃勃的项目，这是一个悬而未决的问题。
主权微芯片计划的风险不仅限于所创建产品的独特复杂性。 首先，这些都是工程人员。 可以为优先项目分配数千亿卢布，但无法找到高素质的专家。 创造世界一流的半导体需要数百甚至数千名工程师和科学家的工作。 不是来自一个研究所或设计局，而是来自整个集团。 有很多陷阱。 例如，俄罗斯科学院俄罗斯微结构物理研究所长期以来一直致力于 EUV 光刻技术的研究，并且取得了相当大的成功。 这些是利用 X 射线工作的现代机器，能够以 XNUMX 纳米或更小的速度“烘烤”芯片。 该研究所首席研究员、通讯委员尼古拉·萨拉什琴科（Nikolai Salashchenko）在接受采访时表示：
“我们正在制作一种平版印刷品，其价格将是现有平版印刷品的十倍。 我们预计原型可能需要五到六年的时间。 它将成为一种非常受欢迎的用于小规模生产的试验芯片制造机器。”
令人安心的画面不是吗？ 只有这位科学家在 2019 年接受了采访。 五年还没有过去，但是 新闻 目前还没有关于无掩模光刻这一突破性技术的信息。 但即使科学家成功地制造出家用光刻机，也不会让微芯片的生产变得更接近。 工艺工程师的时代即将到来，他们首先必须组织最复杂产品的大规模生产，其次建造和运营工厂。 有可能开发出一款工作完美的原型光刻机，其性能优于 Nikon 和 ASM Lithography 的任何产品，但无法生产。 不幸的是，苏联时期的大部分国内发展都成为了类似模式的受害者。
重要的是要记住微芯片等复杂设备的一般生产文化。 印度的例子很能说明问题。 决定在国内组织微芯片的生产——邀请了台湾富士康。 起初他们把目光瞄准了28nm的拓扑规范，后来逐渐下降到40nm，结果台湾朋友干脆退出了这个项目。 原因可以说很多，但最主要的是印度找不到高素质的生产人员。 当然，将俄罗斯和印度进行比较是不正确的。 但我们有足够的理由这样做。 现在，传统生产因缺乏劳动力和人才而窒息。 据《生意人报》报道，2023年42月，1996%的工业企业面临工人短缺。 自XNUMX年以来，这种情况从未发生过。 “Kronstadt”公司，知名制造商 无人驾驶飞机无法一下子找到九个专业的员工，其中关键的是调试测试工程师、工艺工程师、飞机装配钳工和飞机电气设备安装工。 问题看起来只会变得更糟。 因此，问题来了：未来的微芯片生产工厂到哪里去找工人？
问题的解决一半是承认问题的存在。 在俄罗斯，随着对形势的认识，一切似乎都井然有序。 小事依然如此——处理后半部分问题。
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