Вот уже более полувека мы живем в совершенно новом мире – мире микроэлектроники. Эта эпоха началась еще в 1958 году, с изобретения ученым Джеком Килби первой интегральной схемы, что открыло магистральную дорогу для развития радиоэлектронной промышленности. Сегодня интегральные схемы составляют львиную долю продукции радиоэлектронной промышленности, полностью вытеснив многие дискретные компоненты.
Детали имеют значение
Создание интегральных схем позволило решить сразу несколько проблем, которые ограничивали развитие радиоэлектронной промышленности. Интегральные схемы позволили осуществить объединение разнотипных независимых элементов электронных схем в унифицированные модули, обеспечили резкое понижение их себестоимости и энергопотребления, обусловили повышение надежности и быстродействия. С приходом интегральных схем в радиоэлектронную отрасль абсолютно изменился производственный процесс – они обеспечили массовый выпуск для бывших в прошлом единичных и эксклюзивных деталей, позволили осуществлять автоматический монтаж при производстве всей радиоэлектронной аппаратуры.
Можно сказать, что сегодня страна, которая не имеет хотя бы части технологий цикла производства микроэлектроники, де-факто находится в тотальной зависимости от ее производителей. Учитывая же тот факт, что микроэлектронные компоненты сегодня используются буквально «от спутника и до утюга», ограничение доступа к ним создает для блокируемой страны неустранимые проблемы по критическому числу производственных цепочек.
Именно такой подход использовали западные страны в послевоенном противостоянии с СССР, создав еще в 1949 году специализированную структуру – КоКом (англ. Coordinating Committee for Multilateral Export Controls, CoCom). КоКом получил статус международной организации, в задачи которой вменили осуществление многостороннего контроля над экспортом товаров и технологий в СССР и другие социалистические страны. На протяжении всей холодной войны КоКом составлял перечни «стратегических» товаров и технологий, не подлежащих экспорту в указанные страны. При этом микроэлектроника, в производстве которой западные страны значительно вырвались вперед, неизменно входила в списки КоКом на самых первых позициях.
Интересно, что в заменивших ограничения КоКом в 1996 году более мягких Вассенаарских соглашениях, к которым присоединилась уже и Россия, ограничения на экспорт микроэлектроники не только остались, но и были во многом ужесточены. На сегодняшний день продукция микроэлектроники прямо входит в четыре категории вассенаарских ограничений из девяти: электронику, вычислительную технику, телекоммуникации, навигацию и авиационную электронику. Причем практически все ограничения на экспорт микроэлектроники имеют наивысший уровень контроля по Вассенаарским соглашениям – эти технологии считаются «весьма чувствительными».
Достаточно спокойный для России период 1996–2014 годов, который прошел под сенью вышеупомянутых соглашений, к сожалению, создал ситуацию «палки с двумя концами». С одной стороны, в обмен на участие в них России предоставили практически неограниченный доступ к западной микроэлектронной технологии. Но, с другой стороны, такой «опиум» новейших западных достижений практически полностью убил и разрушил пусть отстающую и хилую, но собственную российскую отрасль микроэлектроники.
Ситуация радикально изменилась после 2014 года, когда США, ЕС и целый ряд других западных стран начали вводить против России новые политически-мотивированные санкции, которые получили условное название «точечных», дабы избежать сравнения с технологической блокадой СССР времен холодной войны. Однако на деле «точечный» характер санкций был достаточно условен – микроэлектронные компоненты в новых санкциях снова были запрещены очень «широким фронтом», что тут же создало для России целый ряд трудноустранимых и неприятных технологических проблем. В частности, пострадали космическая отрасль, производство вооружений, атомная промышленность, авиастроение и судостроение, нефтегазовая отрасль.
Однако это было только начало процесса, который вскорости приобрел общемировое прочтение. Доступ к микроэлектронике сегодня стал современным аналогом наличия «пороха и пушек», отсутствие которого стало роковым для цивилизаций обеих Америк и южной Африки.
Новая цель: Китай
Новые ограничения, которые были введены в конце июня 2020 года, стали практически полным возвратом к правилам КоКом, пусть и без формального объявления конкретных ограничивающих процедур. 29 июня вступили в силу два новых правила Бюро промышленности и безопасности (англ. Bureau of Industry and Security, BIS) министерства торговли США, которые еще больше ограничивают потенциальный экспорт чувствительных технологий в Россию, Китай, Венесуэлу, Иран и целый ряд других стран, которые вызывают «неудовольствие» у Вашингтона своей независимой политикой.
Новыми правилами США отменили упрощенный режим таможенного оформления микроэлектроники для гражданского пользования, который был введен в действие после ликвидации КоКом и перехода к Вассенаарским соглашениям. Фраза «...полупроводники, микросхемы и процессоры, компьютеры, телекоммуникационное оборудование...» несколько раз красуется в тексте новых правил BIS – доступ к микроэлектронике снова становится оружием блокады.
Если раньше экспортные поставки из США микроэлектронных компонентов для иностранных коммерческих компаний не требовали разрешения и оформлялись в уведомительном порядке, то теперь на каждую поставку необходимо получение разрешения. При получении такого разрешения покупатель должен самостоятельно доказывать чиновникам BIS, что он никак не связан и не был связан с силовыми ведомствами «запрещенных» стран, причем делать это отдельно на каждую партию товара.
Экспорт в пользу связанных с силовыми ведомствами компаний запрещается полностью и без исключений, запрещается экспорт через третьи страны, экспорт через посредников и все иные косвенные схемы. Причем часть товаров, в которых не допускается использование американских электронных комплектующих, поименована специально: например, турбины и генераторы для АЭС, авионика и навигационное оборудование для судов, ракетная техника, спутники, беспилотные летательные аппараты. Фактически это означает, что ограничения КоКом снова действуют, пусть и замаскированные под видом «уведомлений для BIS».
Нынешняя ситуация, конечно, отличается от времен блокады «восточного блока»: избавиться от тесных связей с Китаем для США гораздо труднее, нежели прекратить достаточно скромные на мировом фоне поставки электроники в Россию. Например, непонятно, каким образом теперь надо будет собирать какой-нибудь очередной iPhone – ведь большинство производящих предприятий Apple расположено именно в Китае. Однако нет сомнений, что ограничения в микроэлектронике не только не исчезнут, но и будут все больше ужесточаться в будущем.
Что может сделать Россия?
Тем не менее более пристальный взгляд на современную микроэлектронику порождает простой вопрос: «А будут ли такие новые ограничения столь же действенны, как блокада СССР?». Ведь, как ни печально, постоянное совершенствование полупроводниковых технологий, которое сопровождало наш мир на протяжении последнего полувека, имеет свой физический предел.
На сегодняшний день конструкторы и технологи уже вплотную подошли к физическому пределу уменьшения размеров единичного транзистора, являющегося элементарным «кирпичиком» любого полупроводникового чипа. Определяется это размером единичного шага решетки кристаллического кремния, используемого в производстве микросхем. Два соседних атома кремния отстоят друг от друга в кристалле на расстоянии 0,54 нм – после чего нетрудно посчитать, что в затворе современного транзистора, созданного по «технологии переднего края», которая сейчас находится на уровне 7 нм, таких атомов кремния всего лишь около 11 слоев.
Принципиально обеспечить туннельный эффект в затворе можно и меньшим числом слоев атомов кремния (теоретический предел составляет пять-шесть слоев), однако при таком уменьшении техпроцесса возникает иная проблема – опытные линии техпроцессов 5 и 3 нм, которые сейчас разрабатывает, например, компания Samsung, выдают непозволительно низкий выход годных чипов. А высокая надежность и низкая себестоимость чипов, напомним, была одной из предпосылок перехода к микроэлектронике. Отсюда возникает известный парадокс – никому не нужен чип, обеспечивающий в полтора раза лучшую производительность, если его цена будет втрое выше, чем у его более медленного конкурента.
Гораздо скромнее теперь и технологическое отставание: например, китайские клоны передовых американских процессоров Ryzen под названием Hygon основываются на разработках конца 2016 – начала 2017 года, так что отставание составляет уже три-четыре года, а не пять-десять лет, как в времена противостояния США и СССР.
В частности, было заявлено, что процессоры Hygon стали основой китайского суперкомпьютера Sugon Advanced Computing System, разработанного в 2018 году и сразу же попавшего в мировой топ-100 для суперкомпьютеров.
При этом даже неизбежное замедление Китая в направлении совершенствования своих процессоров, вызванное запретами США, вряд ли будет существенным для насущных прикладных задач. Например, условная задача вычисления правильной аэродинамики истребителя пятого поколения будет рассчитываться на китайских Hygon «целую неделю» вместо трех дней на Ryzen последнего поколения. И что тут страшного?
В том случае, если Россия сможет сохранить технологическое сотрудничество с Китаем в части производства микроэлектроники, что выглядит достаточно вероятным (ведь нас буквально «посадили в одну лодку»), то ситуация с блокадой уже не будет выглядеть столь смертельной. В этом случае России можно не «рвать жилы», пытаясь за любые деньги спешно освоить технологии 7-14 нм чипов, которые сегодня являются передним краем технологических достижений. В конце концов, задачей является не построение технологической автаркии, а скорее – новой международной технологической кооперации, но уже без произвола и диктата США.
И именно для таких целей озвученное финансирование в 160 млрд рублей для российской радиоэлектроники уже в следующем году выглядит адекватным и достаточным. С помощью таких денег вполне можно освоить собственное производство многих критических компонентов микроэлектроники, пусть и основанных на технологиях пятилетней давности, но зато – своих. Тем более, что бурного прогресса в микроэлектронике не предвидится, так что предпосылок для катастрофического разрыва в будущем просто нет.
Поэтому – будем ждать программу развития и модернизации российской радиоэлектроники. Поскольку без нее суверенитет страны всегда будет находиться под невидимой, но смертельной угрозой.