Ресурсы для микроэлектроники

Мировой рынок сырья для микроэлектроники

Алюминий, сурьма, мышьяк, барий, бериллий, кадмий, хром, кобальт, медь, галлий, золото, железо, свинец, марганец, ртуть, германий, палладий, скандий, платина, селен, серебро и цинк – неполный список металлов, использующихся при производстве микросхем и чипов. Наиболее редкими и востребованными для микроэлектроники из приведенного списка являются: палладий, германий, галлий и скандий. Указанные металлы являются незаменимыми элементами при производстве компьютерных процессоров и оптоволоконной продукции благодаря своим уникальным свойствам – легкости, электропроводности и устойчивости к высоким температурам.

Абсолютным лидером по производству 3 из 4 наиболее критических для этой сферы металлов является Китай. По разным оценкам, КНР экспортирует от 60 до 85% германия и до 98% галлия от мирового объема. Учитывая, что Пекин также обеспечивает около 19% мирового экспорта редкоземельных металлов, Поднебесная имеет все рычаги влияния на мировой рынок электроники. Так, с 1 августа 2023 г. Китай вводит экспортный контроль в отношении галлия и германия. Теперь экспортерам «в целях обеспечения национальных интересов и безопасности» необходимо получать специальные разрешения для отгрузки указанных металлов за рубеж. Эксперты полагают, что такая мера введена в рамках «полупроводниковой войны» с США. Япония и Нидерланды уже анонсировали, что намерены ограничить поставки оборудования для изготовления микроэлектроники в Китай, например, фотолитографов. Галлий же является чрезвычайно важным металлом для западных стран. Так, например, он используется при производстве радиолокационных станций (РЛС) дальнего действия государств-членов НАТО, в том числе новейшей американской РЛС «AN/SPY-6».

Производство микроэлектроники в России

Россия, несмотря на отставание от Китая, занимает лидирующие позиции на мировом рынке редкоземельных (1,42% мирового экспорта, 7 место в мире) и критически важных для производства микроэлектроники металлов. Интересно, что галлий и германий – побочные продукты переработки угля и бокситов, задействованных при производстве алюминия. Принимая во внимание, что Российская Федерация входит в тройку стран по экспорту алюминия, она обладает потенциалом для увеличения добычи германия и галлия и выхода на конкурентный с КНР уровень. В настоящее время производство обозначенных металлов в России обеспечивают всего три предприятия – «Пикалевский глиноземной завод», который входит в состав «Русала», красноярское АО «Германий» и тульское ООО «Германий и приложения». При этом, по словам экспертов, Россия полностью обеспечивает свои потребности в галлии и германии.

Однако, как показывают множественные исторические примеры, одних лишь ресурсов для создания прочной производственной базы конечного продукта недостаточно. В настоящее время микроэлектроника в России отстает от западных конкурентов. Объемы российского рынка микроэлектроники составляют 0,7% от мирового, основную часть объема обеспечивают предприятия ВПК. Вместе с тем Россия обладает фундаментальной научной базой по построению процессоров. Со времен СССР до нас дошли два компьютерных процессора - «Эльбрус» и «Байкал». Современные модификации безусловно мощнее своих предшественников, но от чипов компании Intel пока отстают по ряду характеристик, например, производительность или размер. Есть и более современные микропроцессоры, среди которых наиболее популярны «Миландр», «Элвис», «Модуль».

Несмотря на полностью отечественную разработку указанных процессоров, комплектующие для них заказывались у тайваньской компании Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited, которая прекратила отгрузки чипов в Россию после начала спецоперации. Решение компании стало сильным ударом не только для рынка отечественных компьютерных процессоров, но и микроэлектроники в целом, совпав с мировым кризисом полупроводников.

На данный момент в нашей стране около 10 предприятий занимаются разработкой микропроцессоров, среди которых ни одно не обладает автономным циклом производства. Заводы в большей степени заняты научными и соискательскими работами, проектированием и производством комплектующих для микроэлектроники.

В 2021 году российская IT-компания «Yadro», входящая в «ИКС Холдинг» Алишера Усманова, при поддержке Правительства Российской Федерации объявила о начале строительства в Подмосковье первого завода с полным циклом производства микропроцессоров и иной радиоэлектронной продукции. Насколько важно такое предприятие для России, можно судить по тому, что «Yadro» была первой российской компанией, включенной в санкционный список США после начала СВО. Несмотря на запланированный в первом квартале 2023 года ввод в эксплуатацию завода, первая линия производства была запущена только в середине июля.

Стоит отметить, что в мире нет ни одного завода на 100% производящего процессоры независимо. Например, США при их мощной производственной базе вынуждены закупать фотолитографическое оборудование у Нидерландов и Японии, обладающих полной монополией по производству этих машин.

Однако наличия собственных фотолитографов для успешного конкурирования с такими гигантами, как США и Китай, безусловно недостаточно. Только планомерное развитие добывающей промышленности, с увеличением объемов добычи галлия и германия, создание высокотехнологичных заводов в совокупности со всем необходимым оборудованием, разработка которого уже ведется, позволит России добиться успеха в этой индустрии. Современная геополитическая ситуация послужит серьезным толчком для развития конкурентноспособной микроэлектроники в Российской Федерации.