Мікраэлектроніка: драйвер росту і атрыбут тэхналагічнага суверэнітэта
Прадпрыемствы Саюзнай дзяржавы значна памацнелі ў вытворчым і навукова-даследчым плане, таму здольныя вырабіць любую прамысловую, ваенную і касмічную прадукцыю
Напрыканцы студня Прэзідэнт Беларусі Аляксандр Лукашэнка наведаў ААТ “Планар”. Гэтае прадпрыемства — адзін з лідараў у вытворчасці электроннай кампанентнай базы на тэрыторыі СНД. Кіраўнік дзяржавы адзначыў: “Менавіта тут, на “Планары”, у 60-х гадах мінулага стагоддзя быў створаны мозг і сэрца мікраэлектронікі Савецкага Саюза”.
ААТ “Планар” не проста вытворнік прадукцыі мікраэлектронікі, а паўнавартасны сучасны навукова-тэхнічны комплекс, які на базе актуальных тэхналогій і сінтэза навукова-тэхнічных дасягненняў забяспечвае распрацоўку і пастаўку спецыялізаванага абсталявання для рэалізацыі тэхналогій у мікраэлектроніцы. Менавіта ў рамках развіцця навукова-вытворчай кампаненты падчас візіта Прэзідэнта ўрачыста запусцілі Цэнтр спецтэхналагічнага абсталявання для выпуска фоташаблонаў і мікраоптыкі.
Арыентыр — складанейшы тэхналагічны ўзровень
Эфектыўная праца гэтага цэнтра павінна забяспечыць вытворчыя магчымасці па выпуску вырабаў 90 нм (фоталітаграфічнага абсталявання і абсталявання для вырабу фоташаблонаў), якія зараз востра запатрабаваныя на рынку як кампанента сучаснага абсталявання электроннага машынабудавання. І, канешне, гэта пашырыць прастору для ўласных навуковых пошукаў і іх практычнага праламлення. Ужо праглядваецца перспектыва для рэалізацыі праектаў па пераходу на складанейшы тэхналагічны ўзровень (65 нм).
Садзейнічаць гэтаму будзе працяг інвестыцыйнай актыўнасці прадпрыемства, накіраванае на пашырэнне вытворчых магчымасцяў за кошт прыдбання сучаснага абсталявання, укаранення перадавых тэхналагічных працэсаў. Арыентырам з’яўляецца забеспячэнне вытворцаў запатрабаваных і сучасных вырабаў мікраэлектронікі оптыка-мехнічным, кантрольна-вымяральным і зборачным абсталяваннем адпаведнага тэхузроўня.
Сістэмнае развіццё ААТ “Планар” як лакальнага цэнтра спецыялізаваных кампетэнцый адказвае светавым трэндам мікраэлектронікі. Якія яны сёння?
Запыт на мікраэлектроніку ў свеце расце
Мікраэлектроніка — гэта галіна электронікі, якая займаецца вывучэннем і стварэннем малагабарытных электронных прыбораў інтэгральных мікрасхем, мікрапрацэсараў, мікрасэнсараў і іншых элементаў. Ключавымі сферамі спажывання ў свеце з’яўляюцца тэлекамунікацыі, вылічальная інфраструктура, транспарт, станкабудаўніцтва, спажывецкія прылады.
Па выніках 2024 года светавы рынак мікраэлектронікі вырас практычна да 550 мільярдаў долараў (па даным аналітыкаў Acumen Research and Consulting). Найбольшы запыт на прадукцыю мікраэлектронікі ў свеце фарміруюць ЗША, Кітай і краіны Еўропейскага саюза.
Мікраэлектроніка з’яўляецца незаменным кампанентам канчатковых прылад. У выніку назіраецца трэнд на пашырэнне ў розных плоскасцях — павелічэнне як агульнай колькасці прыбораў, якія выкарыстоўваюць мікраэлектроніку, так і колькасці электронных кампанентаў, якія выкарыстоўваюцца ў адным прыборы.
Сярод ключавых фактараў, якія паўплываюць на развіццё светавога рынку мікраэлектронікі да 2030 года, профільныя эксперты вызначаюць:
• павялічэнне агульнага запыта на мікраэлектронную прадукцыю як незаменных кампанентаў сучасных прылад. Па даным ТэхІнсайтс, доля электроннай прадукцыі ў вартасці канчатковага прадукта за апошнія 20 гадоў практычна падвоілася і перавысіла ўзровень у 35 працэнтаў;
• развіццё новых тэхналогій (AI, 5G, IoT, cloud computing і іншых), рост прадукцыі з выкарыстаннем штучнага інтэлекта, а таксама павышаны запыт на паслугі па захоўванню, аналізу і перадачы вялікіх даных;
• развіццё лакальнай інфраструктуры для выраба мікраэлектронікі асобнымі краінамі (ЗША, ЕС, Кітай, Індыя, Расія і іншыя) з мэтай фармавання ўласнай рэсурснай базы ў такім стратэгічным напрамку (паніжэнне залежнасці ад светавой кан’юктуры і звязаных з ёю рызыкаў дэфіцыту);
• паступовы тэхналагічны пераход светавой энергетыкі да ўзнаўляемых крыніц энергіі, які фарміруе павышаны запыт на сонечныя і ветраныя электрастанцыі (іх электронную начынку), рост долі электрычнага транспарта як ў спажывецкім, так і ў камерцыйным сегментах;
• павелічэнне дзяржаўнай падтрымкі галіны на нацыянальным узроўні ў буйных светавых цэнтрах мікраэлектронікі (такіх як ЗША і Кітай) і прарыўных лакальных цэнтрах (Індыя, Бразілія, Саудаўская Аравія, ААЭ);
• эвалюцыя тэхналогіі ў сферы транспарта — развіццё самакіравальных і іншых сістэм. Аўтамабілі аснашчаюцца вялікай колькасцю разнастайных бартавых сістэм, для якіх неабходны высокахуткасная апрацоўка даных і абмен інфармацыяй у ражыме рэяльнага часу;
• тэхналагічныя дасягненні, якія ўключаюць мініяцюрызацыю электронных кампанентаў і прымяненне палепшаных вытворчых працэсаў. Назіраецца зрух у бок выпуска вырабаў з паніжаным электраспажываннем. У асобнасці, выкарыстанне нанаматэрыялаў і нанакампанентаў дазваляе стварыць больш кампактныя прылады з паніжаным расходам энергіі. Рост ужывання перспектыўных матэрыялаў (у асобнасці, нітрыда галія ў сілавой, радыёчастотнай і оптаэлектроніцы, карбіда крэмнія (SiC) у сілавой электроніцы) і даследванне прымянімасці двухмерных матэрыялаў (напрыклад, графена), дыямента і інш.;
• інтэграцыя штучнага інтэлекта ў праектаванне і выраб прадукцыі мікраэлектронікі. Кампаніі ўсё часцей выкарыстоўваюць ШІ для дызайна мікрасхем і кіравання вытворчымі працэсамі, падліка новых метадаў карпусавання, распрацовак у сферы фізічных і лагічных прынцыпаў: кубіты, нейраморфныя вылічэнні, інтэгральная фатоніка;
• укараненне квантавых тэхналогій. Лідары глабальнага рынка занятыя стварэннем квантавых камп’ютараў, здольных вырашаць найскладанейшыя задачы. Чакаецца, што ў перспектыве квантавыя сістэмы дазволяць ствараць фундаментальныя прарывы ў розных ужытковых галінах.
У якасці стрымліваючых фактараў эксперты разглядаюць высокія выдаткі на даследаванння, праектаванне і выраб сучаснай мікраэлектронікі (вялікія капіталаўкладанні абмяжоўваюць кола арганізацый-іннаватараў); збоі ў ланцужках паставак (сыравіны і кампанентнай базы) з-за геапалітычнага фактара; строгасць нарматыўных патрабаванняў у галіне бяспецы, аховы навакольнага асяроддзя, сертыфікацыі.
У перыяд да 2030 года найбольшы запыт на мікраэлектроніку ў свеце прыйдзецца на: па-першае, вылічальную інфраструктуру ў лік роста запыта на абсталяванне для захоўвання, апрацоўкі і перадачы даных, у тым ліку на падставе разнафарматнага ўкаранення штучнага інтэлекту ў працэсы. Па-другое, на транспарт у лік укаранення разумных сістэм і дапаможнікаў, а таксама яго электрыфікацыі. Па-трэцяе, на прамысловасць у лік лічбавізацыі працэса вытворчасці ў рамках перахода да індустрыі 4.0 і 5.0.
Варта адзначыць, што светавыя вытворчыя магутнасці галіны мікраэлектронікі характэрызуюцца адносна высокай канцэнтрацыяй гульцоў — на топ-5 пастаўшчыкоў прыпадае каля 40 працэнтаў светавога рынка (па аб’ёму выручкі).
Пры гэтым з мэтай павышэння аперацыйнай эфектыўнасці такія кампаніі забяспечваюць геаграфічную дыверсіфікацыю сваёй дзейнасці, што спрыяе фарміраванню ў асобных краінах лакальных цэнтраў кампетэнцый.
Найбуйнейшымі светавымі цэнтрамі развіцця галіны мікраэлектронікі з’яўляюцца ЗША, Кітай, Паўднёвая Карэя, Японія, Тайвань, ЕС. Пры гэтым Тайвань і Японія — найбуйнейшыя краіны ў сегментах вытворчасці, зборкі і тэставання, а ЗША — лідар у сегменце праектавання і распрацоўкі. Найбольш маштабнае будаўніцтва новых магутнасцяў на гарызонце да 2030 года запланавана на тэрыторыі Тайваня, ЗША і Паўднёвай Карэі (чакаецца ўвядзенне больш за 20 новых вытворчых пляцовак).
Трэнд на лакалізацыю
Нягледзячы на геаграфічную дыверсіфікацыю сферы ў сучаснасці можна адзначыць трэнд на суверэнітэзацыю (лакалізацыю) інфраструктуры для вырабу электронікі ў асобных краінах і рэгіёнах з мэтай зніжэння залежнасці ад светавой кан’юнктуры. Не з’яўляецца выключэннем і Расійская Федэрацыя, якая актыўна працуе ў гэтым напрамку ў саюзе з Рэспублікай Беларусь.
Расійскі рынак прадукці мікраэлектронікі апошнія пяць гадоў дэманструе сталы і інтэнсіўны рост — у сярэднім на 20-25 працэнтаў у год. Такое дынамічнае развіццё было абумоўлена лічбавізацыяй эканомікі і спажывецкіх паводзін. Выкарыстанне лічбавых вырашэнняў узрасло падчас пандэміі згодна з патрэбнасцю ў аддаленай сувязі і хуткай перадачы інфармацыі.
Ключавымі фактарамі, якія ўплываюць на развіццё рынка мікраэлектронікі ў Расіі да 2030 года (у дадатак да глабальных тэхналагічных трэндаў), з’яўляюцца: агульная дынаміка макраэканамічнага развіцця і стан спраў у асноўных галінах — спажыўцах прадукцыі; актыўнае развіццё працэсаў імпартазамяшчэння і прынцыпаў нацыянальнай бяспекі (суверэнітэзацыі); узмоцненая дзяржаўная падтрымка сферы, навуковых разробак і праектнай дзейнасці на нацыянальным і міждзяржаўным узроўнях, у першую чаргу ў рамках Саюзнай Дзяржавы.
У сучаснасці ў Расіі асноўны запыт на мікраэлектронную прадукцыю забяспечвае прамысловасць (каля 2/3 усяго рынка, што значна адрозніваецца ад светавой структуры спажыўлення мікраэлектронікі), у тым ліку гарадскую інфраструктуру і ЖКГ. Больш нізкі запыт з боку ключавых (у светавой структуры) сегментаў — вылічальнай інфраструктуры і тэлекамунікацый — тлумачыцца нізкім узроўнем лакалізацыі вытворчасці ў гэтых напрамках.
Развіццё рынка мікраэлектронікі ў Расіі на гарызонце да 2030 года будзе забяспечана паглыбленнем узроўня лакалізацыі вытворчасці отрасляў спажывання мікраэлектроннай прадукцыі, а таксама рэалізацыяй інвевстыцыйных праектаў (у тым ліку такіх амбіцыйных, як нацыянальны выраб смартфонаў і планшэтаў, прылад разумнага дома, лакалізацыя камутатараў і базавых станцый), якія накіраваны на мадэрнізацыю і пашырэнне вытворчасці ў галіне мікраэлектронікі пры актыўнай падтрымцы дзяржавы ў рамках стратэгіі імпартазамяшчэння.
Чакаецца, што ў сучаснай пяцігодцы расійскі рынак мікраэлектронікі будзе прырастаць у сярэднем на 15 працэнтаў (пры сярэднесветавым прыросце на ўзроўні ад 7 працэнтаў (па ацэнках Acumen Research and Consulting) да 8,5 працэнта (Spherical Insights & Consulting) і да 2030 года наблізіцца да 800 мільярдаў рублёў. Станоўчая дынаміка будзе забяспечвацца інтэнсіўным развіццём уласных вытворчасцяў, што павысіць долю айчыннай прадукцыі на рынку з 20 працэнтаў да 45 працэнтаў (па ацэнках аналітыкаў Kept).
Для падтрымкі апераджальных тэмпаў роста аб’ёмаў расійскай вытворчасці неабходна паскорыць распрацоўку прадукцыі мікраэлектронікі, якая вырабляецца ў тым ліку па базавым і прасунутым тапалогіям (≤ 65 нм) з канкурэнтаздольнымі характарыстыкамі і цэнавымі параметрамі.
Існуючых вытворчых магутнасцяў не хопіць для забеспячэння патрэбнасцяў да 2030 года, асабліва ва ўмовах жорсткай знешняй палітыкі абмежаванняў па пастаўкам замежнай кампанентнай базы на рынак Расіі і дружалюбнай ёй Беларусі.
Для полного покрытия дефицита необходимо реализовать все запланированные проекты по созданию и модернизации производственных площадок как на национальном уровне, так и в рамках интеграционного взаимодействия (в первую очередь по линии Союзного государства).
Увогуле устойлівае развіццё галіны мікраэлектронікі патрабуе рэалізацыі збалансаванай дзяржаўнай палітыкі:
• акрэслення прыярытэтаў тэхналагічнага развіцця;
• пашырэння механізмаў доўгатэрміновай кантрактацыі для вырабнікоў мікраэлектронікі ў мэтах падтрымкі доўгатэрміновых інвестыцый;
• захавання механізмаў падтрымкі/рэгулявання сферы з акцэнтам на тэхналагічнае развіццё і маштабаванне;
• стварэння навукова-вытворчых пляцовак для комплекснай распрацоўкі і тэставання тэхналогій, абсталявання і матэрыялаў.
Прадпрыемствы мікраэлектронікі, якія знаходзяцца ў Расіі і Беларусі, у апошнія гады значна памацнелі як у вытворчым, так і ў навукова-даследчым плане. Зараз ужо ёсць магчымасць распрацаваць і вырабіць любую прамысловую, ваенную і касмічную прадукцыю — працэсары, мікракантролеры, сілавую электроніку, радыяцыйна стойкія мікрасхемы, мікрасхемы для радыясувязі, ГЛАНАСС і сістэмы радыялакацыі.
У мікраэлектроніцы няма “застарэлай” вытворчасі, прадукцыя па любым нормам мае свой рынак і цэну. Нават савецкія заводы да гэтых часоў працуюць на экспарт, выпускаюць мікрасхемы сілкавання, дыскрэтныя элементы (сілавыя транзістары і дыёды), якія шырока выкарыстоўваюцца ў сістэмных платах кампёютараў, сотавых тэлефонаў і іншых прыладах пад знакамітымі замежнымі гандлёвымі маркамі.
Андрэй МІШЫН, аналітык БІСД