Jak straciliśmy wszystko
Substytucja importu to kluczowy trend ostatnich czasów i wygląda na to, że pozostanie nim przez najbliższe lata, jeśli nie dziesięciolecia. Ma to szczególne znaczenie dla przemysłu obronnego, a przede wszystkim dla mikroelektroniki.
Według najbardziej ostrożnych szacunków Rosja pozostaje w tyle za kluczowymi graczami rynkowymi ze Stanów Zjednoczonych i Korei Południowej o co najmniej 25 lat. Na wiele stanowisk, nawet w przemyśle obronnym, byliśmy zmuszeni kupować zagraniczne komponenty o drugorzędnym standardzie Industry, które w szczególności pracują w zakresie temperatur od minus 40 stopni do plus 85 stopni. Sprzęt wojskowy, który ma zarówno wyższą odporność na promieniowanie, jak i znacznie szerszy zakres temperatur, został nam sprzedany, jeśli tak, to z dużymi zastrzeżeniami. Niemniej jednak tylko przedsiębiorstwa obronne Federacji Rosyjskiej kupiły w 2011 roku nie najnowocześniejsze komponenty elektroniczne za granicą za imponujące 10 miliardów rubli. Słynny Glonass-M składa się w 75-80% z obcych komponentów. Jak się okazało, korzenie tego smutnego trendu zostały cofnięte w Związku Radzieckim.
W latach 60. i 70. ZSRR był, jeśli nie światowym liderem, to jednym z trzech głównych producentów komponentów elektronicznych zarówno dla sektora obronnego, jak i cywilnego. Jednocześnie całkowity koszt komponentów był znacznie niższy niż globalny. Na przykład stowarzyszenie Electronpribor na początku lat 70. produkowało potężne tranzystory światowej klasy w cenie zaledwie 1 USD, podczas gdy na Zachodzie taki sprzęt był znacznie droższy. Pod wieloma względami osiągnięto to dzięki całkowitej samowystarczalności krajowych producentów: jeśli kupowano zagraniczne komponenty, były one szybko i skutecznie zastępowane przez radzieckie odpowiedniki.
Przykładem jest radioodbiornik „Mikro” opracowany w latach 60-tych przez inżynierów Zelenogradu, który nie miał wówczas analogów na świecie pod względem miniaturyzacji. „Mikro” stał się dobrym produktem eksportowym i wizerunkowym – Nikita Chruszczow często dawał go pierwszym osobom z zagranicy. A monokrystaliczne 16-bitowe mikrokomputery z Leningradzkiego Biura Naukowo-Technologicznego były również jedynymi w swoim rodzaju: w Stanach Zjednoczonych właśnie pojawiali się odpowiedni konkurenci. Przemysł półprzewodników był nadzorowany i sponsorowany przez wiele departamentów: Ministerstwo Przemysłu Obronnego, Ministerstwo Przemysłu Łączności, Ministerstwo Przemysłu Elektronicznego i inne. W kraju szkolono kadrę naukową i przemysłową. Tylko w 1976 roku pod auspicjami Zelenogradzkiego Stowarzyszenia Naukowo-Produkcyjnego „Centrum Naukowe” w 39 przedsiębiorstwach pracowało ponad 80 tysięcy osób. Jaki jest powód obecnego opłakanego stanu naszego przemysłu elektronicznego? Po pierwsze, do 95% wszystkich produktów całej radzieckiej elektroniki na najwyższym poziomie zostało skonsumowanych przez wojsko wraz z sektorem kosmicznym. Ta obsesja na punkcie zamówień obronnych i de facto monopol Ministerstwa Obrony zagrała branży okrutny żart.
Na początku lat 80. pojawił się na wpół urojony pomysł na bezmyślne kopiowanie obcych komponentów do elektroniki radiowej. Było to spowodowane niedowierzaniem zarówno polityków, jak i wojskowych w potencjał sowieckich naukowców, w ich zdolność do tworzenia czegoś nowego. Wojsko obawiało się, że jeśli teraz nie kopiujemy, to nie jest faktem, że jutro będziemy mieli coś, przynajmniej analogicznego do zachodniego. A to bezpośrednio wpłynie na skuteczność bojową. Tak więc metodą „inżynierii odwrotnej” stłumiono inicjatywę rozwoju własnych pomysłów w wyspecjalizowanych instytutach badawczych i organizacjach pozarządowych. Jednocześnie Ministerstwo Elektronpromu gorączkowo próbowało w latach 80. nadrobić stracony czas i nasycić krajowy rynek cywilny produktami high-tech: komputerami, rejestratorami wideo i audio. Ta niewątpliwie słuszna decyzja pozwoliłaby ostatecznie odejść od dyktatu MON i pozyskać środki na dalszy rozwój przemysłu. Jednak moce produkcyjne w ogóle nie wystarczały, choć początkowo zapewniały wzrost produkcji w latach 1985-1987 w granicach 25% rocznie. Przyszło to za wysoką cenę - odwracając masę specjalistów od innowacyjnych rozwiązań podstawy elementów, co znacznie spowolniło dalszy rozwój mikroelektroniki w kraju.
Po rozpadzie Związku Radzieckiego sytuację pogorszyła obojętność kierownictwa kraju na problemy krajowej mikroelektroniki, a także faktyczne otwarcie granic dla konkurencyjnej zagranicznej technologii. Zniszczone udało się zebrać dopiero w latach 2000, kiedy powstały zbiory profili „Technologie radioelektroniczne” i „Ruselectronics”. Zjednoczyli pod sobą wiele półtrwałych przedsiębiorstw, które wcześniej produkowały komponenty elektroniczne dla Związku Radzieckiego. Stają jednak na starej prowizji - aż 75% wszystkich zamówień pochodzi od agencji rządowych i wojska. Cywile preferują tańszą zagraniczną technologię, nawet jeśli jest ona nieco gorsza pod względem jakości konsumenckiej. Trudna sytuacja rozwinęła się wraz z importową substytucją komponentów elektronicznych broni krajowej po wprowadzeniu zachodnich sankcji. Okazało się, że wiele broni po prostu nie zostało zaprojektowanych dla większych i energochłonnych rosyjskich mikroukładów - dokumentacja projektowa musiała zostać zmieniona. I oczywiście krajowe komponenty high-tech poważnie podniosły całkowity koszt broni. Mimo to pojedynczy zespół jest znacznie droższy od przenośnika.
Jest nadzieja dla grupy firm Mikron w Zelenogradzie, która jest prywatna i kontrolowana przez AFK Sistema. To właśnie w Mikronie pierwsi w Rosji byli w stanie opanować produkcję mikroukładów o topologii 180 nm (kupionych od STM), później zajmowali się 90 nm, a sześć lat temu niezależnie opracowali technologię dla topologii 65-nanometrowej. Jak dotąd jedyny serial w WNP. Jednocześnie na Zachodzie już ciężko pracują nad topologią 5-7 nm. Paradoksalnie w Rosji nie było wystarczająco szerokiego rynku na taki sprzęt krajowy - prawie wszyscy wolą kupować zagraniczne odpowiedniki od producentów, których znają od kilkunastu lat. Z tego powodu rosyjscy deweloperzy nie mogą oferować niskich cen – wielkość produkcji nie pozwala na osiągnięcie dużych nakładów. A stan materialny nie daje sztucznego dumpingu. Żywy przykład z rosyjskim komputerem „Elbrus-401”, działającym na rosyjskim 4-rdzeniowym mikroprocesorze „Elbrus-4K” o częstotliwości zegara 800 MHz i szczytowej wydajności 50 Gflops, który kosztował … 229 tysięcy rubli w 2015! Teraz porównaj to z procesorem Intel Core i5-2500K o wydajności 118 Gflops i koszcie 25 tysięcy rubli w tym samym roku.
„Era” interweniuje
Znany militarny technopark „Era” w niedalekiej przyszłości podejmie próbę przynajmniej częściowego zniwelowania przepaści, która z roku na rok staje się coraz bardziej krytyczna. Powstaje Centrum Kompetencji Technologicznych, którego zadaniami będzie m.in. rozwój podzespołów elektronicznych dla wojska i podwójnego zastosowania. Nail Khabibulin, zastępca szefa Technopolis ds. Innowacyjnego Rozwoju, twierdzi, że do 2026 roku w wyniku prac Centrum pojawią się w Rosji technologie produkcji mikroprocesorów o topologii do 28 nm. Porównaj to z zachodnim poziomem mikroelektroniki w chwili obecnej, a zrozumiesz, że praca Centrum zachowa jedynie istniejące status quo, w którym zawsze nadrabiamy zaległości.
Wśród innowacji Centrum Kompetencyjnego wyróżnia się tzw. wertykalizację, która zrzesza firmy zajmujące się rozwojem podstawowej bazy mikroelektronicznej, twórców algorytmów oraz oddziału technopolis Era. Właściwie jest to bardzo podobne do sowieckich modeli wspólnego projektowania układów scalonych, które były proponowane przez Ministerstwo Przemysłu Elektronicznego w latach 80-tych. Następnie schematyczny etap tworzenia układu scalonego został przeprowadzony przez klienta (w czasach współczesnych technopolis „Era”), a etap rozwoju topologii i konstrukcji został już przydzielony przedsiębiorstwom Ministerstwa. Nawiasem mówiąc, zostało to później przyjęte przez wiele prywatnych korporacji na Zachodzie, co zapewniło przełomowe tempo wzrostu elektrotechniki.
Ponadto Chabibulin wyjaśnia, że wszyscy uczestnicy projektu skorzystają na wdrożeniu niezależnego kanału transferu technologii zagranicznych, aby wybrać najbardziej przełomowe pod względem zastosowania dla krajowych systemów uzbrojenia. W tym zawoalowanym sformułowaniu kryje się bardzo prosta idea – jesteśmy tak daleko w tyle, że musimy montować specjalne centra tylko do mitycznego transferu technologii w mikroelektronice. Jak zamierzają to zrobić? Żadne z czołowych mocarstw nie sprzeda nam bezpośrednio sprzętu klasy Military, nawet Chiny. W otwartych źródłach prasy nie będą publikowane materiały dotyczące najnowocześniejszych technologii mikroelektroniki o znaczeniu obronnym. A reszta informacji jest już dostępna dla prawie każdego, kto ma abonament i Internet. Technopolis „Era” nadał tej metodzie nawet nazwę - inżynieria wsteczna do rozwiązywania specjalistycznych problemów. Bardzo podobny do „inżynierii odwrotnej”, która faktycznie pogrzebała mikroelektronikę ZSRR w latach 80-tych. Wtedy inicjatywa wyszła również od wojska i urzędników.
W tej sytuacji trudno powiedzieć, co należy zrobić. Doświadczenia historyczne podpowiadają jednak, czego nie należy robić, aby uniknąć problemów globalnych. Proste „kreatywne przemyślenie” zachodniego doświadczenia, po pierwsze, nigdy nie da nam przewagi w wyścigu, a jedynie pozwoli na zniwelowanie przepaści, a po drugie wykształci całe pokolenie inżynierów i naukowców, którzy nie są zdolni robienia czegokolwiek poza kopiowaniem. Tymczasem ewentualnym wyjściem z zaistniałej trudnej sytuacji może być odwołanie się do nauki fundamentalnej, która w naszym kraju zawsze była w najlepszym wydaniu. Jednak to na tej płaszczyźnie tkwią najnowocześniejsze rozwiązania, które nie wyszły jeszcze poza laboratoria i z których jeszcze nie usunięto pieczęci tajemnicy. Są to projekty zastąpienia krzemu np. grafenem, silicenem i fosforem. Oczywiście pobudzenie pracy w tych obszarach nie będzie wyglądało tak pompatycznie jak organizacja Era Technopark, ale przynajmniej da nam szansę „przekroczenia pokoleń” w światowym przemyśle mikroelektronicznym.
