Возрождение микроэлектроники в России

Как стало известно CNews, в России хотят возродить старый советский проект по производству аналоговых микросхем с помощью базовых матричных кристаллов (БМК) и базовых структурных кристаллов (БСК). Внедрение проекта потребует несколько десятков млн руб., а сроки можно оценить в два-три года. После успешной реализации этой инициативы срок запуска микросхем может снизиться вплоть до месяца, а малые серии обойдутся заводам не дороже крупных партий.

Инициаторами проекта выступили научно-исследовательская лаборатория проблем проектирования в экстремальной микроэлектронике института проблем проектирования в микроэлектронике Российской академии наук (ИППМ РАН) и Донского государственного технического университета (ДГТУ) и ученые Николай Прокопенко и Алексей Попов.

Кандидат технических наук Алексей Попов рассказал CNews, что точную сумму проекта назвать сложно, но рассчитывать стоит на десятки миллионов рублей. «Первый год до выхода на производство нужно будет оплачивать лишь работу разработчиков, небольшую команду от семи до десяти человек», — сказал он. Затем Алексей Попов оценил подготовку технологии для производства в сумму от 20 до 50 млн руб.

Аналоговые микросхемы могут импортозаместить в России

«При традиционном подходе нам предлагали за 50 млн руб. выпустить опытную партию в 25 экземпляров», — заявил Алексей Попов.

С их помощью можно производить, например, усилители сигналов датчиков, решающие и операционные усилители, стабилизаторы напряжения и тока, регуляторы электродвигателей и так далее.

Зачем и какие БМК и БСК нужны России

Авторы проекта считают целесообразным создать семейство специализированных микросхем, которые будут использованы для построения многих интеллектуальных датчиков, позволяющих выполнять измерения различных физических величин. Такие специализированные микросхемы могут быть созданы на основе универсального базового матричного (или структурного) кристалла и использоваться для предварительной обработки сигналов для как можно большего числа существующих датчиков.

Основная разница между БМК и БСК заключается в том, что БСК является набором функциональных узлов, из которых можно собрать готовую систему, а БМК — набором элементов, из которых можно собирать узлы системы или отдельные ее компоненты. «БМК позволяет реализовать много различных вариантов, но требует повышенной квалификации разработчиков и больше времени, а БСК в свою очередь быстрее и проще, но имеет меньшую свободу выбора, чем БМК», — пояснил Алексей Попов.

Кроме предварительной обработки сигналов, аналоговые микросхемы используются и для управления электродвигателями беспилотного летательного аппарата (БПЛА) и его исполнительными механизмами, управления потоками электроэнергии в комбинированных системах ветро- и солнечной генерации, сверхмалых ГЭС, в системах медицинского назначения, в системах управления технологическими процессами, робототехники и т.д. Для этих целей в состав комплекта разрабатываемых БМК должны быть включены позиции, как минимум, средней мощности.

Авторы проекта считают, что потребность в быстрой разработке аналоговых микросхем специального назначения на платформе российского БМК крайне высока. По их мнению, целесообразно разработать и произвести полностью российскую линейку БМК.

Эту линейку можно будет использовать для разработки и производства самых разных аналоговых микросхем, в том числе радиационно-стойких и низкотемпературных. Помимо этого авторы предлагают применять БМК для работы стабилизаторов напряжения и тока, усилителей низкой частоты, силовых коммутаторов и т.п. Данный тип БМК позволит, например, полностью реализовать системы управления двигателями БПЛА малой и средней мощности.

Также необходим специализированный БСК для аналоговой обработки сигналов датчиков различных физических величин, в т.ч. зарядочувствительные, мостовые, с учетом влияния помех на линии связи.

Белорусский опыт

К работе планируют привлечь белорусских коллег, которые обладают значительным опытом создания и применения базовых матричных кристаллов (БМК).

В проекте сказано, что в настоящее время российские проектировщики используют линейку аналоговых базовых матричных и базовых структурных кристаллов от компании «Интеграл», которая находится в Минске. Некоторые модели подходят к применению в специальных условиях, например, стойкие к радиации или к сверхнизким температурам.

В ДГТУ уже есть ряд разработанных семейств микросхем на базе белорусских разработок для применения в разных условиях.

Однако, использование элементной базы нероссийского производства ограничено в России. Действующее законодательство не считает разработки на основе белорусских БМК локализованными в России, что создает трудности в их применении.

Кто в России производит БМК, и в чем подвох

Сейчас в России БМК делают несколько компаний, самые известные из них – это «Союз» и «Ангстрем» из подмосковного Зеленограда. Отвечая на вопрос о разнице микросхем, предлагаемых в проекте и уже существующих Алексей Попов пояснил, что вышеперечисленные компании делают аналого-цифровые БМК, а не чисто аналоговые. «Их БМК подходят не для всех сфер, у них другая сфера применения и они рассчитаны сразу на цифру», — сказал он.

Разница в том, что аналоговый БМК работает как «конструктор, набор деталей» и с его помощью можно реализовать массу различных вариантов устройств.

Предлагаемая концепция не является новинкой. По словам Алексея Попова, ей уже лет 50, но в девяностые годы были закрыты предприятия, которые занимались аналоговыми БМК, например, «НПО Тор» с проектом «Енисей-БМК».

Дмитрий Федонин, Кристина Холупова

Источник