«Микрон» навсегда: как и для чего производят микроэлектронику в России

В 2024 году зеленоградскому «Микрону» исполняется 60 лет. Сегодня это самый крупный вендор и экспортёр микроэлектроники в России — он выпускает чипы для транспортных и платёжных карт систем безопасности и персональных компьютеров.

Выходит, мы всё-таки можем производить процессоры без иностранных фабрик? И да и нет — дьявол, как обычно, кроется в деталях.

Из этой статьи вы узнаете:

• как появился «Микрон»;
• как производство устроено сейчас;
• какие микросхемы выпускает «Микрон»;
• что ждёт завод в будущем.

От космоса до «Ну, погоди!»: с чего всё началось

Есть несколько версий, зачем в СССР стали развивать производство микроэлектроники.

По легенде, в конце 1950-х американский коммунист-перебежчик Филипп Старос, который возглавлял в СССР одну из лабораторий, показал Хрущёву иностранный образец компактного радио — с наушниками, батарейкой, зарядным устройством, всё как положено. Писк заморской технологической моды так впечатлил генсека, что он решил: микроэлектронике в стране быть.

Эта версия звучит красиво, но гораздо реалистичнее другая: США в те годы уже вовсю работали над созданием интегральных схем (то есть транзисторов, утопленных в кристалле), что должно было дать им преимущество в космосе и гонке вооружений. Этого Советы допустить не могли, потому и бросили все силы на пресловутое «догнать и перегнать».

Читайте также:

Как СССР побеждал в компьютерной гонке, а потом её провалил

Производство наскоро соорудили в подмосковном Зеленограде. За основу взяли проект двухэтажного часового завода: на первом этаже размещался опытный цех, а на втором ютились разработчики. Такая спешка позволила наладить выпуск микросхем уже в 1964 году — практически одновременно со Штатами.

Называлось учреждение НИИМЭ — институтом молекулярной электроники (в те годы учёные уже вовсю грезили о нанотехнологиях, отсюда и такой амбициозный нейминг).

Спустя два года после запуска НИИМЭ выдавал уже по 100 тысяч микросхем в год — а заказчики требовали и того больше. Стало ясно, что в стенах часового завода «советскому интелу» тесно — нужны были новые мощности, новые сотрудники, новые цеха и помещения. Поэтому в 1967 году при НИИ начали строить полноценный завод для производства интегральных схем — «Микрон».

К началу 1970-х новоиспечённый завод выпускал больше 3,5 млн микросхем в год. Среди заказчиков — военные, космические и промышленные центры. Вот лишь малая часть устройств, которые собирались в Зеленограде:

• Микропроцессорная секция 1802 для комплексов ПВО.
• Гибридная интегральная схема «Тропа», первой облетевшая Луну и вернувшаяся на Землю. Разработана «Ангстремом», но работала на транзисторах от «Микрона».
• Микросхемы для космических программ «Марс» и «Венера».
• Элементная база для советских суперкомпьютеров «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2».
• Единая система ЭВМ — советский прообраз современного интернета работал на интегральных схемах, производившихся в том числе и на «Микроне».

Среди плодов советского хайтека были и многие гражданские девайсы того времени: радиоприёмники, телевизоры, автомобили и даже прообраз культовой советской приставки «Электроника» собирался в цехах зеленоградского завода. На минуточку: к ней даже полагались сменные картриджи-экраны — ещё круче, чем в этих ваших Nintendo!

Как отмечают исследователи той эпохи, советская микроэлектроника мало чем уступала зарубежной, хотя во многом её копировала. Первое время советские инженеры были предоставлены сами себе и имели почти неограниченное финансирование, поэтому шли ноздря в ноздрю с западными.

Творческая свобода, однако, закончилась довольно быстро, уже к середине 1970-х — в основном из-за недоверия военных ведомств, которые предпочитали быстро скопировать рабочую модель с Запада, нежели вкладываться в развитие собственных решений. Эта традиция, которую сложно назвать славной, частично сохранилась и в последующие десятилетия.

А что сейчас?

После распада Союза НИИМЭ и «Микрон» объединились в одно юрлицо. Несмотря на недоверие к отечественным разработкам со стороны государства, предприятие смогло остаться на плаву и даже выйти на международный рынок. В начале 1990-х «Микрон» заключил контракт с Samsung: завод поставлял южнокорейскому гиганту микрочипы для калькуляторов и электронных часов.

Примерно в те же годы на «Микроне» появились две новые «чистые комнаты». Они были нужны для производства самых компактных микросхем — чтобы ни одна пылинка не смогла повредить транзисторы, размер которых меньше микрона. Сотрудники таких комнат полностью одеты в защитные маски и комбинезоны, отчего слегка напоминают чистильщиков из «Корпорации монстров» :)

После этого «Микрон» пережил несколько модернизаций, но настоящим ренессансом для предприятия стал заключённый в 2006 году договор с компанией STMicroelectronics. Благодаря ему в Зеленограде оказалось оборудование для производства сначала по 180-, а затем и по 90-нанометровому техпроцессу.

Эти технологии сложно назвать передовыми (для сравнения, Intel в те годы уже перебралась на 32-нанометровый техпроцесс), но они позволили «Микрону» производить более-менее современные чипы в основном для утилитарных целей — например, для сим-карт и московских карт «Тройка».

А в 2015 году в Зеленограде собрали первый в истории отечественный двухъядерный процессор «Эльбрус-2СМ» разработки МЦСТ. Однако чуда не случилось — из-за того, что производственные линии «Микрона» не были адаптированы под «Эльбрусы», в партиях было много брака, а сами чипы работали медленно. После этого производство российских процессоров передали тайваньской фабрике TSMC, где они и выпускались до 2022 года.

Однако есть и поводы для радости — в 2014 году инженеры «Микрона» отчитались о разработке микросхем, созданных по топологии 65 нм, хотя их массовое производство тоже так и не было запущено.

Что производит «Микрон»

В 2022 году объём производства «Микрона» превысил 4 млрд чипов в год. Сейчас это крупнейший в России экспортёр микроэлектроники — на его долю приходится 54% всего объёма поставок полупроводников за границу.

На 2023 год в каталоге компании более 100 позиций по девяти категориям:

• Общепромышленные микросхемы.
• Микросхемы для жёстких условий эксплуатации.
• Дискретные полупроводники.
• RFID-продукция.
• Интернет вещей.
• Автомобильная электроника.
• Микроконтроллеры.
• Микросхемы, включённые в российский реестр промышленной продукции.
• Функциональные аналоги зарубежных микросхем.

Встретить продукцию «Микрона» можно и в повседневной жизни, перечислим несколько примеров.

Биометрические загранпаспорта. RFID-метки для загранпаспортов нового образца производятся в Зеленограде с 2013 года, криптозащита в них сертифицирована ФСБ. Правда, компоненты для их производства «Микрон», судя по всему, закупает за рубежом, из-за чего летом 2022 года, когда возникли перебои с поставками, россияне испытывали сложности с получением паспортов.

Транспортные карты. Первые чипы для московских карт «Тройка» сошли с конвейера в Зеленограде в 2013 году, однако позже метрополитен стал закупать их у компании NXP Semiconductors из Нидерландов. Впрочем, после санкций поставки голландских чипов заблокировали, и с недавних пор производство возобновили на «Микрон Секьюрити Принтинг».

Помимо этого, зеленоградские RFID-метки использовались в транспортных картах для пригородных электричек, аэроэкспрессов и даже зарубежных метрополитенов, в частности нью-йоркского.

Банковские карты системы «Мир» частично работают на чипах, выпущенных «Микроном», хотя существенная их часть всё равно закупается в Китае. В 2019 году мощности предприятия позволяли выпускать около 4 млн таких модулей в месяц, тогда как российские банки выдают порядка 183 млн карт ежегодно.

Радиочастотная идентификация в СБП. По заказу Х5 Group «Микрон» в 2022 году разработал наклейки для мгновенной безналичной оплаты для системы быстрых платежей, которые считываются смартфоном с NFC-модулем. Такие метки можно увидеть в «Перекрёстке» и других торговых сетях компании.

Помимо этого, микросхемы отечественного чипмейкера можно встретить в автомобильных датчиках, системах уличного освещения, на этикетках, подтверждающих оригинальность товара, и даже в музеях — инженеры компании разработали систему идентификации произведений искусства.

А вот чего «Микрон» пока не производит, так это процессоров для ПК и смартфонов. На предприятии освоили производство чипов по всё ещё довольно топорному 65-нанометровому техпроцессу, что для работы современных гаджетов недостаточно.

Ни микрона назад: что ждёт завод в будущем

С 2016 года «Микрон» находится под санкциями, которые расширились после февральских событий 2022 года. Однако работа завода не остановилась — напротив, загрузка лишь выросла, ведь после блокировок поставок заказчики бросились переносить производство в Россию. Теперь и без того не самые плодовитые линии «Микрона» перегружены заказами на чипы для сим-карт, паспортов, микросхем и других продуктов. Всё это уже вылилось в срывы поставок и многомиллионные иски от производителей банковских карт — которые, впрочем, предприятию пока удаётся мирно урегулировать.

Перегруженность завода вынудила «Микрон» просить субсидий в 10 млрд рублей для расширения производства. К 2025 году планируется увеличить выпуск кремниевых пластин в два раза — с трёх до шести тысяч в месяц. Однако все эти чипы будут построены по довольно «грубой» топологии 180–90 нм.

Что касается современных процессоров, ещё в 2015 году тогдашний директор «Микрона» Геннадий Красников обмолвился о планах подтянуть мощности завода хотя бы до 28-нанометрового техпроцесса — это уровень процессоров Intel и AMD начала десятых годов.

Тогда эта идея казалась амбициозной, так как не был освоен даже 65-нанометровый техпроцесс. Однако после санкций против МЦСТ и «Байкал Электроникс» и прекращения поставок от тайваньского гиганта TSMC вопрос стал острее. Российским компаниям теперь буквально негде производить процессоры.

Читайте также:

Опальный «Байкал»: быть или не быть российскому процессору?

Впрочем, лучик надежды всё-таки есть — недавно в России начали строить фабрику для выпуска 28-нанометровых чипов. Железо для нового производства создаёт в числе прочих и «Микрон», а государство выделяет под эту инициативу три с лишним триллиона рублей. Дедлайны тоже амбициозные — к 2027 году планируется укротить 28-нанометровый, а к 2030-му — аж 14-нанометровый техпроцесс.

Неясно, правда, будет ли новое производство как-то связано с «Микроном». Да и не это главное. Кто знает, возможно, Зеленоград и вправду станет российской Кремниевой долиной, а не только в ироничных мемах сетевых комментаторов?