Из недавних статей о микроэлектронике (1, 2, 3) вы могли узнать, что самые современные микросхемы в России (90нм) — делают на заводе Микрон, в Зеленограде. Недавно мне как раз удалось его посетить, посмотреть на производство, по-задавать вопросы.Фотографии из чистых комнат, ответы на каверзные вопросы о билетах метро, гражданской электронике России и будущем Микрона — под катом.
Посмотрим сначала на производство:
На первых двух этажах — собственно оборудование для обработки пластин. «Дырявый» фальшпол — для того, чтобы не нарушалась ламинарность воздушного потока между потолком и полом. Операторы — в обычных костюмах, а не в скафандрах и без роботизированных транспортёров. Как оказалось, требования к чистоте воздуха существенно ослабляются SMIF-контейнерами (стоят на полочке справа) — «голые» пластины по помещению не носят, а SMIF контейнер герметичен и пыль не пропускает. Внутри каждого аппарата обработки пластин — контейнер открывается внутри аппарата, и пыль попасть туда не может. В результате, проблем с пылью больше на старом производстве по микронным нормам, чем на новом.
Печи для термической обработки:
SMIF-контейнеры можно переносить только двумя руками. За нарушителями следят :-)
Контроль пластин на оптическом микроскопе. На Микроне само собой есть и электронные микроскопы — но к ним мы не попали.
На 3-м этаже — техническая инфраструктура, обеспечивающая работу чистой комнаты — очистка воды и газов, раздача реагентов.
Конечный результат работы — 200мм пластина с чипами, в данном случае — для транспортных карт. Осталось только протестировать, разрезать, и закатать в пластик.
Ну а теперь перейдём к вопросам, которые удалось задать:
Что импортное, а что своё?
На месте — получают чистую воду, газы — продукты разделения воздуха. Все остальное — практически всю химию, «чистые» пластины, и прочие материалы — приходится импортировать, в России или нет производства нужных материалов, или они недостаточного для микроэлектроники качества. Создавать производство материалов под такие маленькие объёмы производства конечно не выгодно. Мелкосерийное производство фотошаблонов под 90-180нм есть, но фотошаблоны для критических слоев (с самыми мелкими деталями) приходится изготавливать за рубежом.Поставщик базовой технологии 180 и 90нм — французская компания STMicroelectronics. Дальнейшие модификации технологии делают уже на Микроне (например SiGe, кремний-на-изоляторе и проч.). Оборудование — также импортное.
О климате России
Кто-то возможно читал книгу Паршева А.П. «Почему Россия не Америка», где утверждалось, что климат в России делает любое производство тут более затратным. Так вот, в случае микроэлектроники — все оказалось совсем наоборот.Микроэлектронное производство требует фиксированную температуру и влажность в чистой зоне — и в странах Юго-Восточной Азии воздух приходится сначала охлаждать, чтобы сконденсировать лишнюю влагу, а затем нагревать, чтобы получилась требуемая температура и влажность (Если охлаждать сразу до нужной температуры, без нагрева — влажность будет 100%).
На весь этот процесс энергозатраты в России с нашим континентальным климатом получаются как раз меньше. Но конечно в доле общих затрат — это очень маленькая часть.
О билетах Метро
Если вы ещё не видели, новый RFID чип для билетов Метро, разработанный и произведённый на микроне — выглядит так:
Первые ревизии были такой-же площади, как и импортные — потому Микрон частично использовал импортные чипы, параллельно повышая выход годных, совершенствуя технологию и дизайн своего чипа. В 2012-м году — микроновский вариант уже был на 20% меньше импортного аналога, и теперь в билеты метро ставят именно его.
Как решался вопрос с патентами, ведь технология MIFARE — закрытая? По счастливому стечению обстоятельств, эти патенты не распространялись на Россию — так что Микрон запатентовал своё решение в России, и может его производить легально.
Кстати, помните историю с поддельными билетами метро? Как оказалось, хоть чипы с программатором и может купить кто угодно — сделать билет метро так просто не получится. У каждого билета уникальный номер, и его нужно вносить в базу метро. Соответственно, в той истории без сообщников, имевших доступ к БД не обошлось.
О продукции Микрона и гражданской электронике в России
Основное коммерческое направление Микрона — разнообразные RFID метки, чипы для sim-карт, документов — в общем все, что можно продать в России. Также Микрон производит массу продукции по заказам российских дизайн-центров, но в большинстве случаев информация о конкретных продуктах не разглашается. Из известных примеров — процессоры Кварк, разработанные КМ211. Также сейчас МЦСТ допиливает Эльбрус под производство на Микроне.В целом, 20-25% продукции идёт на экспорт(LF и HF RFID чипы), остальное — по заказам отечественных дизайн-центров, и на внутренний рынок. Микросхем для потребительской электроники пока производится не так много т.к. объемы производства бытовой электронной продукции в России также не велики, а то что производится — собирается практически полностью из импортных комплектующих.
У этой проблемы 2 возможных решения: мотивировать производителей использовать отечественные чипы (например, используя уникальные национальные стандарты цифрового телевещания — хоть это нам всем и не нравится
Микрон не может получить даже налоговые льготы, которые во всем мире являются первым способом поддержки микроэлектронного производства (это о безуспешных попытках присоединения Микрона к особой экономической зоне «Зеленоград»).
Кстати, касаясь вопроса денег: многие почему-то считают, что Микрон существует на «бюджетные деньги» от Роснано. Это не так: Роснано предоставляет финансирование на коммерческих условиях — деньги придётся вернуть с процентами, никакой халявы тут нет.
О будущем развитии технологий на Микроне
Изначально Микрон хотел построить новый завод на технологии 45-65нм с 300мм пластинами, т.к. на 200мм пластинах уже никто по технологии 65нм не работает. Но под такие объёмы производства — в России пока нет рынков сбыта. Потому было принято решение продолжить развитие мелкосерийного производства — к существующей 90нм линии будет докуплено дополнительное оборудование, чтобы появилась возможность «малой кровью» производить микросхемы по технологии 65нм.Затем, когда найдутся заказы на полную загрузку имеющихся мощностей на 65нм — можно будет уже начинать строить новый завод. Также, с 65нм Микрон сохранит за собой технологическое лидерство в России в ближайшие годы. Не смотря на то, что 65нм — это далеко от передового края микроэлектроники, для подавляющего большинства микросхем этого вполне достаточно.
Ну а процессоры для мобильных телефонов и настольных компьютеров — пока придётся использовать импортные.
Update: Из статьи удалена неподтвердившаяся фраза о том, что на западе принимают «нестандартные стандарты» для поддержи своих производителей.