Микроэлектронная индустрия в россии (2012)

С теорией (Как трудится микроэлектронное производство и что нам стоит дом выстроить? на следующий день://habrahabr.ru/post/155371/) и (Микроэлектроника для военных и космоса http://habrahabr.ru/post/156049/) закончили — пора переходить к практике. В данной статье — о том, какие конкретно микроэлектронные фабрики в Российской Федерации (и Белоруссии) существуют и что они смогут делать, и о самых больших разработчиках фактически самих микросхем, и каких трудящихся результатов им удалось добиться.

Под катом — драматическая история о пластиковой электронике, российской «гуманитарной помощи» привычной многим компании AMD и билетах Метро.

Ну и в дополнение — график показывающий как изменялось состояние русском микроэлектроники последние 22 года если сравнивать с США и Китаем .

График сравнительного состояния микроэлектроники

Цифры технологического отставания/преимущества — выстроены «оптимистически»: какое количество лет у США/Китая имеется следующая разработка. К примеру, у нас с 2012-го года 90нм — у США следующая разработка (65нм) с 2006 года, соответственно 2012-2006+1 = 7 лет.
светло синий график — США, красный — Китай.

Как я писал в прошлых статьях — в гонке за удовлетворением спроса на айфоны денег не получить (если ты не фаворит), исходя из этого в текущей обстановке ничего драматического нет, пока промышленность может создавать критически-ответственную продукцию (а 90нм более чем достаточно для промышленной и военной/космической электроники).

Но нам уже давно пора прекратить вычислять Китай технологически-отсталой страной: по факту они уже много лет в первых рядах нас в микроэлектронике. Сейчас у них запущено производство 45нм, и имеется лицензия на 32нм.

Производство микроэлектроники
Ситроникс — Микрон

До 2010-го года Микрон трудился по около-микронным нормам, на оборудовании большей частью оставшегося с советских времен.

В 2006-м году была приобретена оборудование и технология для производства с нормами 180нм (CMOS+EEPROM) с алюминиевой металлизацией на пластинах диаметром 200мм у компании STMicroelectronics. После этого, на базе этого оборудования были созданы (либо приобретены — тут данных нет) технологии SiGe (необходимо для радиочастотных применений — ГЛОНАСС, радары и проч) и КНИ (для радиационно-стойких микросхем). Количество производства — 1500 пластин в месяц.

В конце 2007-го года но лишь празднично перерезали ленточку, первые тестовые пластины были в 2010-м году. Столь раннее «перерезание ленточки» — только вопрос налоговой оптимизации.

Были сообщения что RFID чипы для билетов метро делает Микрон — но вскрыв за последние пол года 30 билетов метро — отыскал лишь чипы NXP. К подобному результату пришли в августа 2009-го и в компании Chipworks (https://chipworks.secure.force.com/catalog/ProductDetails?sku=STR-Sitronics%20Smart%20cardviewState=DetailViewcartID=g=parentCategory=navigationStr=CatalogSearchIncsearchText=Sitronics). Но, никакой драмы я тут не вижу, не для метро же брали это производство.

В самом Микроне мои вопросы на эту тему покинули без ответа. Но одному человеку похоже все-же повезло заметить микроновский чип 1.5 года назад (http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=44:385-135#3611).

Вот что на данный момент в каждого билетика метро: (размер — 0.6×0.6 мм)

После этого у той же STMicroelectronics была куплена разработка 90нм с бронзовой металлизацией, требующая дополнительного оборудования (по большей части сканеры) с ростом мощности производства до 3000 пластин в месяц:

ASML PAS 5500/750F 248nm/0.7 120 пластин в час
ASML PAS/1150C 193nm/0.75 135 пластин в час (первый в Российской Федерации сканер на длине волны 193нм)

Финансированием занималось Роснано. В сентябре 2012-го — сказали о начале продаж 90нм продукции. Так, на данный момент Ситроникс-Микрон — владеет самоё современным и универсальным полупроводниковым производством в Российской Федерации, израсходовав на него весьма скромные по мировым меркам деньги (http://mikron.sitronics.ru/).

У Микрона имеется младший брат — ВЗПП-Микрон, в Воронеже — в том месте делают дискретные элементы, и микросхемы на микронных нормах.

НИИСИ РАН

Либо как его еще именуют — «Курчатник». Стоит супер-мелкосерийное производство, степпер — ASML PAS 5500/250С с разрешением 350нм. Количества производства — считанные пластины в сутки.

Занимаются лишь военной продукцией, из немногого известного, созданного и произведенного в Курчатнике — Командир дивизии-64 (http://www.niisi.ru/otd12.htm).

Интеграл

Продолжительное время Белорусский Интеграл владел разработкой 800нм, но пара лет назад наконец смогли запустить 350нм производство на пластинах 200мм, с количеством производства 1000 пластин в месяц. Кроме этого имеется собственное производство «чистых» пластин диаметром 200мм для 350нм линейки.

На новой линейке — занимаются похоже лишь армейскими микросхемами, а вот на ветхом огромном производстве (150mm/800nm — 10тыс пл/мес, 100mm/1.5µm — 30 тыс пл/мес, 100mm/2µm — 15 тыс пл/мес) создают простые микросхемы и дискретные компоненты на экспорт.

Ангстрем («ветхий»)

На ветхом Ангстреме — производство с нормами 600нм на пластинах диаметром 150мм (8тыс пластин в месяц) и 100мм, 1200светло синий кремний-на-сапфире/карбид кремния (4тыс. пластин в месяц).

Степперы — Cannon FPA-2000 i1 (протяженность волны 365nm, NA=0.52, разрешение ~0.5um).

Как и у других отечественных фабрик — гражданская продукция идет на экспорт (LED-драйверы, микросхемы управления едой для мобильных телефонов и другое).

Ангстрем-Т

Ангстрем-Т уже успел сгенерировать большое количество драмы — потому остановимся на нем подробнее. Проект основывается на корпусе недостроенного завода, оставшегося еще с советских времен. Корпус был выстроен добротно, и удовлетворял современным требованиям разработки 130нм.

Оборудование брали снятое с Дрезденского завода AMD (130нм, бронзовая металлизация в 9 слоев, 14000 пластин в месяц), а финансировался банкет практически полностью за счет кредитной линии ВЭБа с лимитом 815 миллионов евро, что в принципе есть неповторимым случаем – микроэлектронные фабрики редко финансируются за счет кредита более чем на половину. Возможно кроме этого почитать статью о стройке 2010 года — http://habrahabr.ru/post/80142/.

В 2008-м году заплатили AMD за оборудование ~182.5 миллионов евро, ~120 миллионов евро — лицензия на разработку, ~10миллионов евро — компании Meissner Wurst за этап А проектирования завода. Но хозяином оборудования стал не Ангстрем-Т, а кипрская офшорная компания Runica. Оборудование в Россию кроме этого не повезли, а оставили на складах в Дрездене и Нидерландах, так НДС не было нужно платить ни в Европе, ни в Российской Федерации.

Возможно взглянуть видео, снятое в тот момент — http://tv.cnews.ru/?video_id=410.

После этого неожиданно© финансирование остановилось (показания сторон различаются – толи кризис, толи просрочены платежи по кредиту), оборудование так и осталось за рубежом (за хранение на спец.складах и страховку сейчас кроме этого каждый год необходимо платить). По факту – израсходована минимальная вероятная сумма, необходимая дабы заплатить AMD – и на этом проект остановился. Кстати, как мы не забываем, AMD именно сейчас отделяла собственное микроэлектронное производство в отдельную компанию (завершилось это в марте 2009), и компания весьма своевременно так удачно спихнула собственное устаревшее оборудование по весьма хорошей цене.

По окончании прекращения финансирования никакого видимого продвижения по проекту не было, лишь мышиная возня (кто где что на кого страхует, смена управленцев и собственников) и накопление процентов по кредитной линии. В 2012-м году финансирование было возобновлено (но, сообщения о возобновлении финансирования были и раньше), а в последних числах Октября 2012 года — Ангстрем-Т был «официально» приобретён Леонидом Рейманом.

В один момент, лицензирована разработка 90нм у IBM, которая потребует приобретения дополнительного оборудования. Строительство возобновлено, и запуск производства планируется сейчас на начало 2014 года. Непременно, переход на следующую разработку разрешит пара компенсировать лишние 5 лет, каковые оборудование пролежало на складе.

Необходимо подчеркнуть, что до 65нм так не «заапгрейдить» — 65нм в большинстве случаев требует 300мм пластин из экономических мыслей.

Посчитаем деньги (весьма примерно)

Давайте «на пальцах» грубо посчитаем, как может смотреться денежное будущее проекта в самом оптимистичном варианте:

Начальный размер кредитной линии на запуск и строительство завода ~ 815 миллионов евро. Забудем об уже набежавших процентах с 2008-го года.

Допустим, IBM не так жаден, и дополнительное оборудование вместе с лицензией 90нм будет стоить всего 100млн $ (для сравнения, Ситроникс за лицензию 90нм заплатил 27 миллионов евро если доверять прессе).
Тогда сумма к возврату ~ 815*1.29 + 100 = 1151 млн$, ставка 8.5%

В соответствии с изначальному бизнес замыслу — затраты на материалы, электричество, газы и воду на производство одной пластины, за вычетом цены масок (их оплачивает клиент) составляют 408.75$. Это отечественные условно-переменные затраты из расчета на одну пластину, мы их несем лишь в случае если у нас имеется производство.

Годовая цена рабочей силы с традиционно низкой заработной платом:
1098(размер штата)*12*30000=395.2 млн рублей в год.
Будем вычислять, что больше нам ничего платить не требуется (к примеру налогов). Эти 395.2 млн рублей — условно-постоянные затраты, мы их несем не зависимо от того, какой количество производства имеет завод.

График средней цене готовых пластин диаметром 200мм в мире:

Думаю, будет справедливо вычислять, что средняя цена готовой пластины 200мм 90нм в 2014 году – приблизительно такая же, как 200мм 130нм в 2009 году. Кстати, обратите внимание на однообразную цену пластин 350-150нм — так получается по причине того, что кредит за строительство и оборудование в далеком прошлом всеми участниками рынка выплачен, и все трудятся фактически по себестоимости (а материалы и труд стоят приблизительно одинаково).

Тогда за год завод за вычетом самых главных затрат возьмёт:
14000*12*1001(выручка при большой загрузке)-395.2млн рублей/31(условно-постоянные затраты)-14000*12*408.75(условно-переменные затраты на одну пластину) ~ 86.75 млн $
А лишь проценты по кредиту при ставке 8.5% составят 1151*0.085 ~ 97.8 млн $
Так, кроме того в тепличных условиях, и 100% загрузке – завод не сможет оплачивать кроме того проценты.

При списании 50% кредита – по кредиту в этих же тепличных условиях удасться заплатить за 13 лет, но в действительности – хватит осложнений (к примеру предстоящее понижение цены пластин со временем, не полная загрузка завода и другое)

Как проект изначально взял финансирование с этими возможностями? В бизнес замысле была заложена оптимистичная оценка цены пластин порядка 2000-2500$ + некий административный ресурс (т.к. проект все-же был ответствен для развития Русском электронной индустрии).

Так, без списания кредита, передачи в госимущество, аннигиляции еврозоны, массивных долгих дотаций в любой форме (на уровне 100млн$ в год) либо ядерной войны на Тайване и Южной Корее — завод трудиться не сможет. Но точно Рейман знает больше чем мы, раз официально ввязался в это дело – остается дождаться 2014-2015 года и взглянуть что оказаться.

Другие

Кроме этого, существуют предприятия по-меньше, с производством толще микрона: Экситон (http://www.okbexiton.ru/), НПО ИТ (для космоса) (http://npoit.ru/services/microelectronic), Восход-КРЛЗ (http://www.voshod-krlz.ru/), изготовление фотошаблонов — ЦКП ПКИФ (http://www.fotoshablons.ru/) и другие.

Смежные производства, попавшие в новости

Plastic Logic

Компания занималась e-ink дисплеями, выстроенными на базе «пластиковых» транзисторов. Из преимуществ — их потенциальная простота и гибкость изготовления, но электрические параметры пластиковых транзисторов на порядки хуже кремниевых (исходя из этого убийства и никакой революции «устаревшей» кремниевой электроники не предвидится).

В конце 2010-го года Роснано инвестировала в Plastic Logic при условии строительства завода по производству экранов для читалок в Зеленограде.

11 октября 2011 Интерфакс: РОСНАНО увеличило долю в Plastic Logic до 43,8% с 33,7% (http://www.rusnano.com/about/press-centre/media/76022)
[…]Оценка Plastic Logic не изменилась, инвестированные средства всецело отправятся на постройку завода в Российской Федерации, сообщили в РОСНАНО.

Строительство завода по производству некремниевых дисплеев в Зеленограде планируется начать в декабре этого года. На предприятии будет выпускаться около 100 тыс. дисплеев в месяц.[…]
В начале 2012-го года неожиданно© компания сделала вывод, что момент потерян, и завод строить больше не выгодно (http://www.cnews.ru/top/2012/05/17/plastic_logic_i_rosnano_otkazalis_ot_…). Компания будет сейчас заниматься лишь лицензированием и разработкой разработки (но, кому сейчас это лицензирование необходимо, в случае если рынок завален).

Epic fail.

Crocus Nano Electronics

17 мая 2011 Пресс-центр РОСНАНО: РОСНАНО и Crocus Technology создают производство MRAM — в первый раз в мире по разработке 90 и 65 нм (http://www.rusnano.com/about/press-centre/news/75623)

РОСНАНО и Crocus Technology, ведущий разработчик магниторезистивной памяти, сейчас заявили о заключении инвестиционного соглашения о создании в Российской Федерации производства памяти MRAM нового поколения. Объем сделки образовывает $300 млн. В рамках соглашения РОСНАНО и Crocus создают компанию Crocus Nano Electronics (CNE), которая выстроит в Российской Федерации завод по производству памяти MRAM средней и высокой плотности с проектными нормами 90 и 65 нм с применением разработки термического переключения (Thermally Assisted Switching — TAS), созданной Crocus.

Но это не полноценное 65нм производство (300млн$ это копейки для полноценного 65нм производства) — будут брать готовые CMOS пластины (с металлизацией и транзисторами), и наносить слой для магниторезистивной памяти. Подождем 2013-го года и посмотрим, что у них окажется.

GS Nanotech

25/ 09/ 2012 РИА Новости: Центр по производству компонентов микроэлектроники получит в осеннюю пору под Калининградом (http://nw.ria.ru/science/20120925/82153066.html)

Первое в Российской Федерации крупносерийное предприятие по производству компонентов микроэлектроники по топологии 45 нанометров и менее, Центр GS Nanotech, расположенный в Калининградской области, войдет в строй в ноябре, сообщил прессе глава производства центра Алексей Ярцев.
В случае если походить по их сайту (http://www.gsnanotech.ru/), то сходу видно, что компания занимается лишь резкой пластин, корпусировкой и тестированием микросхем. Т.е. на входе — готовые пластины, на выходе — микросхемы. Это непременно также серьёзное дело, но «45светло синий» — тут по большому счету никаким боком к предприятию не относится.

MAPPER Lithography

Роснано положил 40 светло синий € в разработку безмасочной литографии (http://www.rusnano.com/about/press-centre/news/75812). Это на мой взор — самое вкусное вложение денег Роснано. Безмасочная литография — это будущая революция в мелкосерийном производстве микроэлектроники (прощай FPGA), и особенно это полезно для производства военной микроэлектроники: сейчас для производства 10 микросхем не нужно будет заказывать набор масок за 150-500 тыс $, либо ожидать дюжина «соседних» проектов, дабы напечататься на одной маске и одной технологии производства.

Сущность разработке MAPPER — экспонирование электрон-резиста лучем электронов. Это делалось и раньше, но сейчас — лучей не 1, а 13’260. Так одна установка сможет экспонировать от 1 до 10 пластин в час, что вполне достаточно для многих мелкосерийных продуктов.

Разработка микроэлектроники

Отмечу самые интересные, на мой взор, отечественные разработки, не покрытые завесой секретности:

МЦСТ (http://www.mcst.ru/)

МЦСТ-R500S (500Мгц SPARC 2 ядра)
Эльбрус-S (500Мгц, собственная архитектура)
МЦСТ-R1000 (1Ггц SPARC, 4 ядра)
ЭЛЬБРУС-2С+ (500Мгц 2 ядра Эльбрус, 4 ядра DSP)\

Элвис (http://multicore.ru/)
1288ХК1Т (МF-01) — 4-х канальный SDR-приемник
1892ВМ5Я — 1.2GFLOP DSP (32-bit)
1892ВМ10Я — 4 GFLOP DSP (32-bit) с помощью ГЛОНАСС

Миландр (http://www.milandr.ru/)
1986ВЕ92У/MDR32F9Q2I ARM Cortex-M3 128kb flash/32kb SRAM, 80Mhz
К1986ВЕ21У/MDR32F2QI ARM Cortex-M0 128kb flash/16kb SRAM, 36Mhz

НТЦ Модуль (http://www.module.ru/ruproducts/proc.shtml)
1879BM3 — 4 8-битных ЦАП, 300 МГц, 2 6-разрядных АЦП 600Мгц, 150Мгц интерфейс и процессорное ядро внешней памяти
NM6406 — 300MHz DSP (2 32-bit MAC за такт)
КМ211 (http://km211.ru/ru/)
К5512БП1Ф (Кварк) — 150Мгц 32-х битный RISC процессор, изготовлен на Микроне по 180нм

Резюме

Русский микроэлектроника сейчас значительно ожила — как в плане производства (90 и 180нм на Микроне, 350нм на Интеграле), так и разработки.

на данный момент уже имеется возможность создать и произвести любую промышленную, военную и космическую продукцию — процессоры, микроконтроллеры, силовую электронику, радиационно-стойкие микросхемы, микросхемы для связи, ГЛОНАСС и радиолокации. Но как мы не забываем, разработка — это дорогое наслаждение, исходя из этого сделать все сходу не окажется.

В микроэлектронике нет «устаревшего» производства, продукция по любым нормам имеет собственный рынок и цену. Кроме того советские фабрики до сих пор трудятся на экспорт — производя микросхемы питания, дискретные элементы (диоды и силовые транзисторы) и прочую мелочевку — а мы их позже покупаем в сотовых телефонах и материнских платах под зарубежными торговыми марками.

Евгений Черешнев о перспективах внедрения Индустрии 4.0 в России

Увлекательные записи:

Похожие статьи, которые вам, наверника будут интересны: