Сложность и простота электроники

Структура электронной промышленности
(на примере универсального микропроцессора)
Процессорное ядро
Опытный образец ИМС
Серийная ИМС
IP блоки
Экосистема
Предсерийный образец ИМС
Компилятор, средства разработки
Низкоуровневый код, драйвера, библиотеки
Операционная система
(OS)
Прикладные библиотеки
Отладочная плата
Серийная плата поставщика конечного решения
Прикладное ПО
Конечное решение
Обученные специалисты!!!
Высокочистые материалы
Фотолитография
«Тонкая» химия
Прецизионная механика нм класса
Базовые технологии
Физика твердого тела
САПР!!!
Только передовые
1

Кадры решают все! Почему ARM стоит $40+ млрд.
Студент
Молодой специалист
Самостоятельный специалист
Руководитель проекта
Системный архитектор
2..3 года
2..3 года
5 лет
5 лет
Отсев 1:20 (оптимистично!)
2022
2025
2028
Отсев 1:10
2033
Темп внедрения инноваций
Рынок
Сервисы
Системы,
ПО
Приборы
Электронные
компоненты
Базовые технологии
5 лет
2..4 года
1…2 года
1...3 года
2022
2027
2030
2032
2022
2025
2027
Иностранная фабрика
Необходимо «срезать углы»!
2

Что делать?
Стратегия развития - 20 лет Горизонт планирования – 20+ лет
Рассматривать только комплексные проекты, в которых увязаны все этапы жизненного цикла, вся сопутствующие технологии, включая подготовку кадров
Учет реальной зависимости от импортных услуг, материалов и технологий. Долгосрочная программа поэтапного импортозамещения, подкрепленная реальными объемами рынка
Устранить дублирование работ за счет мер поддержки, обязательно сохранить минимальную конкуренцию
Выбрать приоритетный список направлений и сконцентрировать финансирование на нем
Экспорт как обязательная цель для компаний- лидеров во всех сегментах. Необходимо учитывать санкции как ограничитель экспорта в том числе.
Аккуратное лоббирование отечественных производителей, не скатываясь в позицию «Мы заставим их покупать наши продукты».
Стимулировать внедрение отечественных микроконтроллеров, изготовленных в России по технологии 130 нм (и менее по мере готовности).
Усилия – 2022. Результат – 2029 (зарубежная фабрика), 2034 (своя фабрика). Специалисты высшего класса - 2038
Все аспекты развития электроники взаимоувязаны. Единственной супер-технологии нет. Каждый прорыв должен быть тщательно подготовлен. Серебряной пули нет!
Ни одна страна в мире не смогла построить полностью автономную электронную промышленность. Ни одна фирма в мире не может обходиться только IP блоками собственной разработки
Планирование мер необходимо совершенствовать
Реальность
Ключевая проблема – рынки сбыта. Объем российского рынка недостаточен для достижения ценового паритета с иностранными поставщиками.
В погоне за «сияющими» целями отвлеклись от рынков промышленной электроники, АСУ ТП, и Automotive.
3

4
Действия
Обязательность участия компаний-лидеров в разработке международных стандартов. Целевые меры поддержки по финансированию таких работ. Цель – не позднее 2030 года должны быть введены в действие значимые международные стандарты, разработанные при активном участии российских компаний
Формирование облика будущих продуктов с участием Заказчиков по направлениям Телеком, HPC, радиолокация
Анализ практических доступных российским компаниям технологий и существующих заделов
Формирование списка взаимоувязанных работ, от базовой технологий до конечного сервиса или системы, с приоритетами финансирования Высокоуровневая рабочая группа (на уровне Правительства)
Фотоника, радиофотоника
Направление
Промышленная автоматика
Целевые долгосрочные меры поддержки по отраслевой сертификации, в том числе международной. Стоимость такой сертификации может кратно превышать стоимость разработки.
Финансирование трансфера технологий
Целенаправленное лоббирование широкого внедрения микроконтроллеров, произведенных на российских фабриках по технологиям 130 нм и мене (по мере готовности)
Разработка международных стандартов на основе российских технологий с участием российских компаний
HPC, AI, "6G" (высокоскоростная беспроводная связь следующего поколения)
Определение компактного списка направлений работы. «Атака в сферу» недопустима!
Тщательная проработка комплексного проекта – от базовой технологии до рынка сбыта, ответственность на всех этапах.
Формирование жесткой нормативной базы по лоббированию российских разработок в выбранных направлениях
Устранение дублирования работ при обязательном сохранении минимальной конкуренции
Высокоуровневая рабочая группа (на уровне Правительства)

Справочные материалы

Универсальные распространенные процессорные архитектуры
Универсальная процессорная архитектура – предназначена для решения широкого круга распространенных задач. Специализированные вычислители для цифровой обработки (DSP) и искусственного интеллекта - другой класс
Быстродействие и энергопотребление – в первую очередь зависят от методов проектирования IP блока ядра. Сама по себе архитектура может помешать достичь высоких значений. Современные архитектуры приблизительно одинаковы по потенциально достижимому быстродействию.
ПО и экосистема – ключевой фактор успеха. Сам по себе микропроцессор не имеет никакой ценности..
5

Как устроена микросхема микропроцессора
Разработка IP блоков и законченной микросхемы из IP
блоков – это разные бизнесы!
Рынок IP блоков отечественной разработки только начинает свое развитие.
Все IP блоки в проекте не могут быть разработаны одной фирмой – так ни у кого в мире не получается
Даже в процессоре (законченном изделии) Эльбрус разработчики вынуждены использовать иностранные IP блоки. Российской DDR памяти (ИМС) нет вообще!
Процессорное ядро, ядра (CPU)
Кеш процессора
Системная шина
Интерфейс памяти
(DDR4, DDR5)
Интерфейс для периферии
(PCIe 4.0, PCIe 5.0)
Ethernet
USB 4.0
Видеопроцессор
(GPU)
Сопроцессор AI (TPU)
Разработчик процессорного ядра
Поставщики IP
блоков
ИМС в
корпусе
Разработка только из готовых IP Блоков: Быстрый путь к успеху
Полная зависимость от поставщиков IP блоков
Без разработки собственных IP блоков процессорных ядер никакой технологической независимости не будет. Опыт Эльбруса очень важен!
Российские разработки должны быть понятны за рубежом – без экспорта на внешние рынки развитие серьезной электроники невозможно!
6