Микросхемы из Великого Новгорода

🚀 На старте будут освоены техпроцессы с нормами 800 нм и 600 нм, а также 1–1,5 мкм в сотрудничестве с «ОКБ Планета». 

Несмотря на «устаревшие» технормы, такие чипы востребованы в оборонной и космической отраслях, силовой и автомобильной электронике, аналоговой схемотехнике и МЭМС-устройствах. Надежность и отечественное производство — ключевые приоритеты. 

Основные направления работы ИНТЦ: 

• Разработка микросхем в дизайн-центре микроэлектроники. 
• Исследования гетероструктур на основе полупроводников (группы AIIIBV, AIIBIV, включая кремний-германиевые наноструктуры). 
• Производство микросборок и микросхем полного цикла. 

Потребители продукции: 

• Лаборатория «Цифровой обработки сигналов». 
• Передовая инженерная школа НовГУ. 
• Резиденты ИНТЦ и региональные предприятия. 
• Внешние заказчики. 

Проект реализуется по поручению Президента РФ Владимира Путина от марта 2023 года. По оценкам, линия на 150 мм с нормами 0,8–0,6 мкм и производительностью несколько тысяч пластин в месяц требует 30–60 млрд рублей инвестиций. При расширении до 200 мм затраты могут вырасти до 60–90 млрд рублей. Центр корпусирования и тестирования оценивается в 1,3–1,5 млрд рублей. 

Масштабный проект и его особенности

Завод строится на базе научно-технологического центра «Интеллектуальная электроника — Валдай» (ИНТЦ) и будет охватывать полный цикл производства — от разработки изделия до корпусировки и упаковки. Это включает:

• Обработку кремниевых подложек.
• Разработку топологий микросхем.
• Корпусирование и упаковку готовой продукции.

Особое внимание уделяется освоению технологических процессов с нормами 800 нм и 600 нм. Хотя эти техпроцессы считаются «старыми» по мировым меркам, они остаются востребованными в отраслях, где приоритетом являются надежность и отечественная разработка, например, в оборонной и космической промышленности.

На начальном этапе планируется освоить технологический процесс с нормами 1-1,5 мкм совместно с производителем микроэлектроники «ОКБ Планета».

Научная и образовательная составляющая

Проект предусматривает создание Научно-исследовательского центра полупроводникового материаловедения, который будет включать:

• Чистые комнаты для производства микроэлектроники.
• Лаборатории для исследований и разработок.
• Учебное производство для студентов и молодых ученых.

Основным научным направлением центра является исследование и разработка высокопроизводительных гетероструктур на основе полупроводниковых материалов групп AIIIBV и AIIBIV (например, кремний-германиевые наноструктуры).

Востребованность продукции

Продукция завода будет ориентирована на следующие отрасли:

• Оборонная промышленность: системы управления и связи.
• Космическая отрасль: устойчивые к радиации компоненты.
• Автомобильная электроника: системы управления и безопасности.
• Энергетика: силовая электроника и системы контроля.
• Промышленность: аналоговая схемотехника и МЭМС-устройства.

Спрос на такую продукцию поддерживается государственными программами импортозамещения. Например, рынок радиоэлектронной продукции в России в 2023 году был оценен в 2,63 трлн рублей.

Инвестиции и финансирование

Проект требует значительных инвестиций:

• Отдельный проект по центру корпусирования и тестирования оценивается в 1,3–1,5 млрд рублей.
• Линия на 150 мм с нормами 0,8–0,6 мкм и производительностью в несколько тысяч пластин в месяц может потребовать 30–60 млрд рублей инвестиций.
• При расширении до 200 мм и увеличении производительности оценки могут вырасти до 60–90 млрд рублей.

Финансирование осуществляется за счет государственных программ, включая «Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности» и «Научно-технологическое развитие РФ».

Оборудование и технологии

В рамках программы развития электронного машиностроения российские предприятия микроэлектроники до 2032 года получат 122 единицы отечественного оборудования. Ключевые установки уже разработаны, включая:

• Установку проекционного переноса изображения на пластину («Прогресс ППИ»), обеспечивающую топологию до 350 нм.
• Установку контроля фотошаблонов («Прогресс КТФ»).

К 2030 году планируется реализовать еще 110 проектов по созданию оборудования для микроэлектроники.

Контекст российского рынка микроэлектроники

Российский рынок микроэлектроники демонстрирует активный рост:

• В 2023 году его объем составил 289 млрд рублей, что на 37,5% больше, чем в 2022 году.
• К 2030 году ожидается рост рынка в 3 раза, а доля отечественных чипов может достичь 70%.

Крупнейшие производители микроэлектроники в России:

• АО «Микрон»: единственное предприятие в РФ, способное выпускать микросхемы по технологии до 90 нм.
• АО «ПКК Миландр»: разрабатывает и производит микропроцессоры и микроконтроллеры.
• АО «Байкал Электроникс» и АО «МЦСТ»: занимаются проектированием процессоров.

Проблемы и вызовы

Реализация проекта сталкивается с несколькими трудностями:

1. Сроки и инвестиции: Проект может затянуться и потребовать дополнительных инвестиций.
2. Оборудование: Существуют сложности с закупкой оборудования из-за санкций.
3. Программное обеспечение: Создание и поддержка полноценного PDK и дизайн-стека при ограничениях на зарубежное ПО является сложной задачей.
4. Экономика запуска: Новые линии обычно имеют низкие стартовые выходы годных, и без гарантированных заказов от государства и крупных корпораций окупаемость будет затруднена.

Перспективы и прогнозы

Несмотря на вызовы, проект имеет значительные перспективы:

• К 2027 году в России планируется освоить серийное производство микрочипов по 28-нм техпроцессу.
• К 2030 году — по 14-нм техпроцессу.
• Программа развития отрасли предусматривает инвестиции в размере 240 млрд рублей до 2030 года.

Это позволит России не только удовлетворить внутренний спрос, но и потенциально выйти на международные рынки.

Заключение

Строительство завода полного цикла в Великом Новгороде является важным шагом в развитии российской микроэлектронной промышленности. Этот проект демонстрирует решимость России достичь технологической независимости и укрепить свои позиции в критически важных отраслях. Успех этого предприятия будет зависеть от слаженной работы государства, науки и промышленности. Производство чипов в Великом Новгороде, несомненно, знаковое событие следующего этапа технологического развития нашего государства.

Важные определения:

Технологический процесс (техпроцесс) — это последовательность операций по изготовлению полупроводниковых изделий, включая проектирование, литографию, травление и упаковку. Разрешающая способность оборудования определяет название процесса (например, 800 нм или 600 нм).

Полный цикл производства — организация всех этапов выпуска микросхем: от обработки кремниевых подложек до корпусирования и упаковки готовой продукции. Включает дизайн-центр, чистые комнаты и испытательные лаборатории.

Чистые комнаты — специально оборудованные помещения с температурой, влажностью и уровнем загрязняющих частиц, где происходит производство микроэлектроники для предотвращения повреждения чипов.

Корпусирование чипов — процесс размещения полупроводникового кристалла в защитном корпусе, который обеспечивает электрическое соединение с внешними цепями, рассеивание тепла и механическую защиту.

Импортозамещение — государственная политика, направленная на развитие отечественного производства критически важной продукции, такой как микроэлектроника, чтобы снизить зависимость от иностранных поставок.