|
Россия центр нанотехнологий
Российская электронная промышленность: ретроспектива и современные реалии Сегодня этапы развития российской электронной промышленности условно разделяют на три ключевых периода - до 1990 года, между 1990 и 2005 годами, и после 2005 года. Период развития до 1990 года характеризуется использованием для гражданских и военных приложений исключительно отечественной полупроводниковой элементной базы, включая любые компоненты, полупроводники, микросхемы и так называемые сверхбольшие интегральные схемы - СБИС, под которыми мы сегодня подразумеваем, главным образом, процессоры различного назначения. В какой-то степени это была заявка на лидерство СССР - может быть, не в области передовых открытий, но уж в области продаж - точно.
Период с 1990 по 2005 год можно назвать эпохой дезинтеграции и выживания на развалинах. За это время мировые лидеры - США, Япония, ЕС, Тайвань и Южная Корея - ушли далеко вперёд, а на долю России приходилось лишь… 0,23% мирового рынка полупроводников.
За этот период технологический разрыв вырос до 4 поколений, то есть 15-18 лет. Применение завозных компонентов в российской промышленности начинает постепенно увеличиваться, и к 2005 году удельная доля импортных полупроводников в гражданских приложениях, по оценке экспортной группы Гатчинского центра Наноэлектроники (ГЦН), составляет 95%.
Стратегические военные приложения также не обходятся без импорта: к 2005 году доля зарубежных компонентов для российских армейских нужд достигает 65%, а доля импортных СБИС - 90%. В денежном выражении эти цифры на 2005 год выглядели следующим образом: импорт электронных компонентов составил 21,93 млрд рублей, а потребление отечественных компонентов - только 13,17 млрд рублей.
Внутренний рынок СБИС составлял к этому моменту примерно $800 млн - $1 млрд, при этом на ввозимые в Россию чипы приходилось 94%, и всего 6% - на отечественные, а экспорт российских СБИС составлял всего $40-60 млн. Грусти картине добавляет тот факт, что рынок военных и спецприложений, оцениваемый ГЦН к 2005 году в 7,5 млрд рублей, потреблял всего лишь 10% процессоров российского производства, остальные 90% пришлись на импорт; рынок гражданских приложений выглядел ещё непригляднее, там соотношение применения импортных и отечественных СБИС составило 96% и 4%.
Цифры убийственные, но для полноты картины также необходимо упомянуть о возможностях производственной базы. Что уж там далеко ходить за примерами: некоторое время назад даже производство опытной партии российских процессоров МЦСТ R500 было заказано за рубежом, у тайваньской компании TSMC. Имеющиеся в распоряжении российских производителей линии способны выпускать, главным образом, продукцию с соблюдением норм техпроцесса от 0,25 мкм и грубее, что уместно далеко не для всех приложений, а внедрение оборудования с нормами порядка 0,18 мкм (например, выпуск EEPROM предприятием "Микрон" концерна "Ситроникс") пока что носит единичный характер.
Напомним, что ведущие мировые полупроводниковые компании уже успешно освоили для выпуска процессоров нормы 45 нм техпроцесса, а для некоторых других компонентов - с применением ещё более прецизионных техпроцессов.
Наконец, в ситуации, когда российские производственные мощности отстают от мирового уровня минимум на порядок, также достаточно остро встаёт проблема квалифицированных кадров. Многие российские специалисты давно и успешно работают за рубежом, и надо ли говорить, что последние 15 лет вряд ли оказали благотворное влияние на российскую школу подготовки профильных кадров.
Получается, что в сложившихся реалиях российской полупроводниковой промышленности недостаточно только стабильного финансирования. Предстоит решить ряд серьёзнейших системных вопросов, и для выхода на достойный международный уровень в обозримых временных рамках придётся делать это ускоренными темпами.
Что делать?
Приведённые выше данные потребления российской промышленности красноречиво свидетельствуют: ежегодно на закупки зарубежных электронных компонентов Россия тратит миллиарды рублей. По мнению экспертной группы ГЦН, в ближайшее время ситуация только обострится. Так, к 2011 году потребление чипов и процессоров российским рынком вырастет до $3-4 млрд, компонентов - до $5-6 млрд. При этом, потребности сектора военных и специальных приложений в СБИС вырастут до 15 млрд рублей, гражданских приложений - до 45 млрд рублей. В целом ожидается, что внутренний спрос на высокоинтегрированные чипы вырастет с $2 млрд в 2008 году до $12 млрд в 2015 году, при этом государственные заказы на такие чипы могут достичь объёма $7 млрд в год.
По предварительным оценкам, перспективная сегментация внутреннего рынка будет выглядеть следующим образом. На коммуникации, промышленную и потребительскую электронику придётся порядка 30% рынка; на военную электронику - примерно 25%, на связное оборудование и цифровое ТВ - около 15%, на автомобильную электронику - около 15%, на сектор выпуска смарт-карт и электронных удостоверений - около 9%, на глобальную систему спутниковой навигации ГЛОНАСС - около 6%.
И это далеко не всё: развиваясь гигантскими темпами, российский рынок электроники быстро меняется и реструктуризируется. На очереди - развитие многомиллиардных национальных проектов в здравоохранении, образовании, строительстве и т.п.
Что нужно для того, чтобы в перспективе значительная часть электроники производилась в России? Разработчики проекта полагают, что для этого необходима политическая стабильность, значительные стабильные доходы федерального бюджета, гарантирующие массивные госинвестиции в развитие технологий. И, разумеется, политическая воля руководства страны к трансформации национальной экономики в инновационную индустрию. Как следствие из этого, для развития нового типа инновационной экономики также понадобится соответствующая законодательная база, позволяющая стимулировать механизм частно-государственного партнерства.
Все предпосылки для интенсивного развития российской полупроводниковой промышленности есть. Так, по предварительным данным, ожидаемые инвестиции в 2008-2015 годах составят примерно $8 млрд, при этом две трети средств поступит из федерального бюджета и примерно треть - от частных инвесторов.
При условии мощного финансирования и последовательности действий вполне реальными становятся планы освоения в 2008 году производства с соблюдением норм 180 нм, в 2009 году - 130 нм, к 2011 году - 90 нм и к 2015 году - 65 нм.
Наконец, для столь масштабного национального проекта необходима точка концентрации усилий. В качестве таковой разработчики рассматриваемого сегодня проекта предлагают специализированный технопарк "Гатчинский центр наноэлектроники" под Санкт-Петербургом.
Технопарк "Гатчинский центр наноэлектроники"
Вкратце суть идеи можно изложить следующим образом: начать с малой "электронной деревни", поставив при этом скромную начальную цель продаж продукции на отечественном рынке. Затем - строительство "электронного городка" и последовательный захват значительной доли отечественного рынка. Далее - расширение до масштабов "настоящего электронного города" с целью доминирования на российском рынке, с выходом на мировой рынок электроники. Наконец, с привлечением дополнительных инвестиций, предпринимателей и инженеров - выход на уровень "Балтийской кремниевой долины", в качестве ключевого игрока мирового рынка рынка полупроводников.
Фантастика? На первый взгляд - именно так, особенно последние два пункта из пяти программных. Однако, как подсказывает мировой опыт, ничего сверхъестественного в таких проектах нет - разумеется, при достаточных финансах и относительной стабильности.
Рассмотрим проект со всех сторон, и начнём с инфраструктуры. Окрестности Санкт-Петербурга, Гатчина (колыбель русской военной авиации), выбраны для реализации проекта неслучайно - традиционно этот регион привлекателен для туристов и имеет высочайший инвестиционный рейтинг в России.
В настоящее время население Гатчины насчитывает порядка 90 тысяч человек. Город расположен в 45 км на юго-запад от Санкт-Петербурга, что составляет менее часа езды на автобусе или электричке из центра северной столицы.
Значимость Санкт-Петербурга и его окрестностей в качестве шлюза между континентальной Россией, Западной Европой и Скандинавией трудно переоценить: город расположен в часе лёта до Стокгольма, в двух часах до Лондона и 2,5 часах до Франкфурта; в паре часов езды - граница с Финляндией. В Санкт-Петербурге сходятся основные транспортные и логистические потоки северо-запада России, в его окрестностях расположены массированные индустриальные кластеры автомобильного, тяжёлого и легкого машиностроения.
В последнее время этот регион как никакой другой может гордиться интенсивным индустриальным ростом. Именно здесь сосредоточены традиционные научные и инженерные центры промышленной деятельности. В главных технических университетах страны, включая физико-технический институт РАН им. А. Ф. Иоффе, подготавливаются специалисты для всех отраслей электронной индустрии. Именно здесь расположен главный научный институт по полупроводниковой технологии и материаловедению, с превосходными академическими традициями, именно здесь находится уникальный научно-образовательный центр по физике и технологиям под руководством Жореса Алферова, Нобелевского лауреата 2000 года.
Ради справедливости стоит отметить, что проект строительства Гатчинского центра наноэлектроники не является экспериментом в чистом виде, поскольку мировая практика уже имеет аналогичный опыт создания кластера гражданской электроники практически с нуля. Речь - о знаменитом тайваньском технопарку Шинчу (Hsinchu Science Park), создание которого было начато в 1980 году.
Преследуя практически аналогичные цели, технопарк Шинчу задумывался как специализированная структура электронной индустрии и системного проектирования, изначально интегрированная в мировой рынок и нацеленная на возвращение из США национальных специалистов - высококвалифицированных инженеров, предпринимателей и ученых.
Структура технопарка была изначально спланирована государством в виде кластера электронной индустрии на обширной площади порядка 1000 гектаров. Применение смешанной формы частно-государственного финансирования проектов, продуманная система грантов привели к тому, что за 20 с лишним лет многие "стартапы" этого бизнес-инкубатора - вроде TSMC, UMC, Acer - превратились в преуспевающих мировых гигантов с многомиллиардными оборотами.
Заранее просчитанный пошаговый подход с многоэтапным последовательным развитием технопарка, а также постоянное внимание со стороны правительства и последовательное финансирование проекта привели к оглушительному успеху и в целом предопределили полный переход экономики Тайваня от традиционной индустрии к инновационной модели XXI века. Сейчас объём продукции, выпускаемой ежегодно в технопарке Шинчу, превышает $30 млрд, а проект продолжает успешно расширяться на стратегически важных смежных направлениях, например, в области биотехнологий.
В мировой практике есть и другие, не менее поучительные примеры развития профильных региональных научно-производственных центров. Например, строящийся сейчас технопарк Silicon Border Science Park в Мексике. В целом, проект весьма интересен - хотя бы тем, что парк располагается в непосредственной близости от границы с Калифорнией, в двух часах езды от Сан-Диего и в трёх часах от Феникса.
Основная специализация "Кремниевой границы" - проектирование, разработка и выпуск полупроводников, интегральных схем, услуги по тестированию и финальной сборке чипов; ЖК-дисплеи, оптоэлектроника и телекоммуникации. Предполагая тесное сотрудничество с Fabless-компаниями, контрактными и OEM-производителями, технопарк Silicon Border изначально ориентирован на состязание с азиатскими "полупроводниковыми тиграми", с преимуществом расположения в непосредственной близости к крупнейшему в мире североамериканскому рынку сбыта.
Любопытно отметить, что инвестирование строительства "Кремниевой границы" производится исключительно частным капиталом - компанией ING Real Estate, которая планирует вложить в проект за ближайшие 20 лет порядка $1 млрд в четыре этапа. Ключевые направления инвестирования - строительство инфраструктуры, автострады, бизнес-услуги, электро- и водоснабжение.
Несмотря на очевидные плюсы строительства технопарка в Мексике, рядом с США, в настоящее время перспективы такого проекта неоднозначны. Так, до сих пор нет подтвержденных резидентов этого технопарка, к тому же скорость строительства проекта относительно невысока. Наконец, вопрос жёсткой конкуренции с азиатскими технопарками остаётся открытым.
Итого, изучая историю развития любого технопарка, можно почерпнуть как положительный опыт, так и примеры ошибок, которых следует избегать. В целом, у основателей Гатчинского центра нанотехнологий (ГЦН) есть возможность не набивать шишек там, где их уже набили другие.
ГЦН: этапы большого пути
Как было указано выше, развитие проекта Гатчинского центра нанотехнологий во временных рамках от "электронной деревни" до "Балтийской кремниевой долины" условно делится на пять этапов. Самый сложный - пожалуй, "нулевой" этап, когда требуется не только финансирование, но и серьёзная правовая поддержка государства.
На нулевом этапе развития ГЦН очень важны начальные инвестиции в проект, включая здания, дороги, инфраструктуру в целом. Предполагается, что для общей координации и руководства проектом будет создано федеральное государственное предприятие (ФГУП), которое и займётся администрированием технопарка. Также предполагается делегирование представителей некоторых госучреждений в администрацию ГЦН для уменьшения бюрократических сложностей и обслуживания резидентов технопарка в режиме "одного окна".
С самого начала строительства технопарка планируется установление прочных связей между региональными университетами, системой РАН и инкубированными малыми и средними инженерными компаниями (МСИК). Привлечение венчурного капитала для создания инженерных компаний-стартапов на первых порах будет осуществляться при тесном взаимодействии с государственным и частными венчурными фондами. Для их стабильного функционирования и повышения привлекательности таких инвестиций предполагается принятие пакета законов о промышленности, что позволит обеспечить упрощённое регулирование, освобождение от налогов и другие финансовые стимулы. Уже на этом этапе предполагается закончить разработку концепций инкубаторов для всех уровней электронной инженерии, предварительную конфигурацию кремниевой минифабрики, определиться со стратегическими партнерами и потенциальными инвесторами, предоставить детальный бизнес-план следующего этапа и рамочного проекта по всем этапам развития.
Уже на нулевом этапе предполагается создание региональных сетевых цепочек "исследование - разработка - производство", которые помогут быстрому совместному обучению и вхождению в индустрию. За счёт локализации обучения, хозяйственных взаимодействий и оптимизации цепей поставок комплектующих кластерный эффект индустриального развития может быть достигнут достаточно быстро. Дополнительный эффект также может принести процесс постепенного "выведения на поверхность" многочисленных полулегальных компаний, традиционно занимающихся IT-аутсорсингом.
Главное, по мнению авторов проекта, на первых порах - не опускать руки при неудачах, научиться терпимо относиться к поражениям и понять, что отрицательный результат ценен не менее побед, а успех будет достигнут не сразу.
Для нулевого этапа, который продлится примерно полтора года, очень важным процессом станет обучение и повышение квалификации работников. Для этого предполагается создание специальных программ по микроэлектронике, проектированию микросхем и производству полупроводников, с целью выпуска бакалавров и магистров. В проекте повышения квалификации и подготовки новых кадров для российской полупроводниковой промышленности предполагается участие Государственного университета (Санкт-Петербург), Государственного технического университета (Санкт-Петербург), Электротехнического университета (Санкт-Петербург), Института точной механики и оптики (Технический университет, Санкт-Петербург), Государственного университета телекоммуникаций (Санкт-Петербург), Государственного университета аэрокосмического приборостроения, Балтийского государственного университета, Научно-образовательного центра по физике и технологии, Института РАН физики и технологии им. А. Ф. Иоффе, а также Петербургского института ядерной физики РАН.
Первый этап развития ГЦН, который продлится примерно полтора-два года, предполагает начало массированных государственных и частных инвестиций капитала. При этом непосредственно в первые компании-стартапы инвестируется государственный капитал, а частно-государственное партнёрство предусмотрено в области создания Центра поддержки разработки СБИС в сотрудничестве с одним из лидеров мировой полупроводниковой индустрии. В частности, на государственный капитал будут запущены два "инкубатора", нацеленные на взаимодополняющие сегменты электронной индустрии, а в число потенциальных объектов инкубации также могут включаться существующие инженерные стартапы.
В рамках сотрудничества с одной из ведущих мировых компаний предполагается создание интегрированного в инкубатор Центра поддержки разработки современных высокоинтегрированных чипов, и производства опытных образцов, для чего предполагается создание оператора минифабрики для подготовки проекта строительства.
Наряду с интенсивным обучением инженерного персонала стартапов в соответствии с международными стандартами, предполагается интенсивное сотрудничество с производителями САПР и создание в инкубаторах службы маршрутизации проектирования, а также поддержка стартапов через предоставление плавающих лицензий на средства САПР в режиме разделения времени.
Второй этап развития ГЦН, который также продлится полтора-два года, фактически призван продемонстрировать состоятельность проекта и принести первые ощутимые плоды работы технопарка. Финансируемые государством инкубаторы А и Б продолжают увеличивать количество новых стартовых инженерных компаний с параллельным массированным обучением персонала в сотрудничестве с университетами и институтами Санкт-Петербурга. На этом этапе к финансированию инкубированных стартапов подключается частный венчурный капитал и инновационные фонды с прицелом на рыночный вывод продукции.
Однако наряду с этим подразумевается начало выпуска первых "зрелых" стартапов из инкубаторов, включая их акционирование, наряду с "очисткой" от неудачных проектов. Центр поддержки разработки и минифабрика на этом этапе взаимодействуют с венчурными Fabless-компаниями и производителями электронных IP-блоков на предмет выпуска тестовых образцов и даже первых партий готовых изделий, в то время как крупносерийное и массовое производство успешных изделий осуществляется "родительской" фабрикой. На этом этапе также предполагается плотная работа над улучшением технологий производства, расширение базовых библиотек СБИС, IP-блоков и схемотехники.
Третий этап развития ГЦН, рассчитанный на два-три года, продемонстрирует определённую зрелость проекта. На этом этапе ожидается резкий рост пула стартапов и расширение структуры Центра до кластера инженерных компаний во всём Санкт-Петербургском регионе, с возможным IPO таких компаний или приобретением их лидерами индустрии. Также ожидается значительное увеличение собственного производства чипов, а кремниевая минифабрика расширится до полномасштабного производства.
Наряду с дальнейшим ростом числа стартапов, в технопарке ожидается привлечение лидеров индустрии проектирования высокоинтегрированной логики и разработки полупроводниковых технологий. Именно на третьем этапе прогнозируется стабильный рост количества Fabless-компаний и компаний по разработке встроенных систем с достижением "критической массы", достаточной для коммерчески выгодного полупроводникового производства. Характерным явлением этого этапа станет производство заказных СБИС и даже создание компаний по производству технологического оборудования.
Дальнейшие этапы развития ГЦН даже разработчики оценивают очень осторожно. Слишком много "если" в проекте, столь масштабном и непривычном для России. Однако давайте предположим, что Гатчинский центр нанотехнологий всё же состоялся и работает успешно.
Балтийская кремниевая долина: взгляд в будущее
Развитие современных технологий полупроводниковой индустрии столь стремительно и непредсказуемо, что прогнозировать хоть что-нибудь с более-менее достоверной точностью на срок более трёх-пяти лет просто немыслимо. И всё же, давайте попробуем представить, во что может вылиться идея создания российского технопарка нанотехнологий в перспективе, отдалённой от нас на пять-десять лет.
В качестве одного из возможных сценариев развития ГЦН в недалёком будущем разработчики проекта предусматривают постепенное создание глобального технопарка "Балтийская кремниевая долина".
Четвёртый этап развития ГЦН, который продлится примерно два-три года, будет ознаменован рождением крупного кластера электронной индустрии. Для этого этапа будет характерно урбанистическое планирование глобального технологического парка с жилой зоной и коммуникациями, с привлечением крупных инвесторов с Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии для строительства необходимой инфраструктуры (офисы, гостиницы, жилые комплексы, сервис, торговая сеть, массированное строительство малоэтажного и усадебного жилья для специалистов).
Параллельно с привлечением зарубежных высокотехнологичных компаний для строительства ещё одной крупной полупроводниковой фабрики и сопутствующих производств авторам проекта видится расширение массового производства 300-мм кремниевых пластин в Сосновом Боре, а также создание технопарков-сателлитов ГЦН для размещения растущих кластеров отечественных компаний и, возможно, филиалов зарубежных производителей.
Однако ключевым явлением этого этапа должны стать инвестиции в опережающее развитие полупроводниковых технологий. Не исключено, что к этому времени российская микроэлектроника максимально сократит отставание от мирового уровня развития технологий, а чипы будут производиться на новом отечественном оборудовании.
Пятый этап развития ГЦН, по понятным причинам, описан наиболее туманно. На этом этапе, если всё будет идти хорошо, предполагается превращение ГЦН в глобальный технопарк. Вместе с продолжением активного строительства жилья и объектов инфраструктуры, глобальный инновационный парк сможет прирастать зарубежными и отечественными инвестициями, а российские компании продолжат активную интеграцию в глобальный рынок.
Вместе с завершением строительства и запуском ещё одной полномасштабной кремниевой фабрики с помощью одного из мировых лидеров индустрии ожидается расширение числа филиалов крупных зарубежных электронных компаний, массовое привлечение специалистов из регионов РФ, стран СНГ, Европы, США, Индии и других стран, а также строительство филиалов университетов и университетских городков в окрестностях технопарка.
Для страны в целом достижение этого этапа будет означать радикальное изменение профиля российской экономики.
На посошок
Согласитесь, дух захватывает от перспектив. И, что самое главное, подобные проекты уже реализованы в других странах, приносят огромные доходы и в некоторых государствах являются "хребтами" экономики.
Ради справедливости стоит отметить, что ГЦН - далеко не единственный проект российского технопарка. Например, на выставке CeBIT 2008, проходившей в Ганновере (Германия) в начале марта, делегация 3DNews познакомилась с ещё одним интересным перспективным проектом - IT-парком "Анкудиновка", продвигаемым правительством Нижнего Новгорода. Словом, подобные проекты - явление не единичное.
Подобный проект, будучи начатым, принесёт или успех, или неудачу. Если заранее рассчитывать на поражение, возможно, ничего не стоит начинать, однако надо помнить, какие необратимые и долгосрочные последствия принесёт нынешний пессимизм грядущим поколениям.
С другой стороны, создание конкурентоспособной и саморазвивающейся индустрии практически с нуля несёт в себе самые непредсказуемые сложности и ситуации. Взять хотя бы изначально забюрократизированную организационную структуру Гатчинского центра нанотехнологий. Такая централизация, безусловно, может быть исключительно полезной для развития военной электроники, однако для развития электроники гражданской может стать значительным и даже непреодолимым барьером.
Множество заданных в процессе создания проекта вопросов пока находятся без ответов. Например, один из наиболее острых - привлечение опытных инженерных кадров из-за рубежа и создание условий для реверсирования "утечки мозгов", то есть для возвращения российских специалистов домой. Наконец, надо отчётливо осознавать, что отставание от мирового уровня развития полупроводниковых технологий на 18-20 лет - это действительно не что иное, как работа с нуля, проворачивание маховика размером и массой с Луну.
"И всё-таки она вертится!"
По мнению разработчиков проекта, сейчас у страны для развития такого масштабного проекта есть всё, а шанс возникновения второго подобного "окна возможностей" может никогда не появиться. Слишком высоки ставки на будущее России, и этот шанс надо использовать.
