В настоящее время можно говорить о низком технологическом уровне отрасли.
Налицо отставание во многих базовых технологиях.
Низок уровень коммерциализации и доведения прикладных технологий до конкурентоспособного продукта.
(с) Ю. Слюсарь, заместитель министра промышленности и торговли РФ.
В России ситуация с развитием наноэлектроники является неоднозначной. Микроэлектроника по сравнению с передним мировым фронтом в России развита достаточно слабо. В наноэлектронике Россия сохранила преимущества, которые были у Советского Союза. Это касается таких областей, как СВЧ-техника, инфракрасная техника, излучательные приборы на основе полупроводников. Россия является родиной одного из наиболее значимых электронных приборов — полупроводникового лазера, за который получил Нобелевскую премию академик Жорес Алфёров.
Во многих областях наноэлектроники стартовые позиции у России достаточно неплохие. На полупроводниковых наногетероструктурах с двумерным электронным газом основывается, например, сотовая связь. Здесь Россия не в лидерах, но сделанные ранее разработки в областях СВЧ, фотоприёмников, излучательных структур, солнечных батарей, силовой электроники и сейчас на очень хорошем уровне.
Электроника в современном обществе создает техническую базу для реализации информационных систем. Основным направлением развития современной электроники стала микроэлектроника, которая обеспечивает разработку, производство и применение в системах обработки информации полупроводниковых интегральных схем - микропроцессоров, оперативной памяти, микроконтролеров и функциональных узлов аппаратуры обработки информации. Дальнейшее развитие микроэлектроники связано с непрерывным уменьшением размеров электронных приборов.
При переходе на более современные технологии меняется не только минимальный размер каждого элемента, но и происходит сжатие их взаимного расположения. С точки зрения технологии это накладывает новые требования к процессам. Чтобы сделать меньше размер элемента, нужно как-то сделать «тоньше» инструмент. Один из основных инструментов – установка фотолитографии. Он делает размер, который потом и определяет уровень технологии.
Разрешение оптической фотолитографии подчиняется критерию Рэлея:
На данный момент самая продвинутая установка фотолитографии на Микроне (сканер ASML PAS/1150C) имеет NA=0.75 и работает на длине волны 193нм. Параметр k — множитель используемых «ухищрений», позволяющих улучшить получаемое разрешение. k для фотолитографии без хитростей — 0.4. В случае Микроновских 90нм — k был уже 0.35.
Комплексное решение проблем микро- и наноэлектроники требует параллельного развития технологий, технологического оборудования, конструкций интегральных схем, методов их проектирования, математического моделирования технологических процессов, оборудования и приборов.
В области микро- и наноэлектроники должна получить опережающее развитие разработка комплекса наукоемких технологий для создания элементной базы новых поколений, в том числе субмикронных сверхбольших интегральных схем для супермикропроцессоров и мегабайтных схем памяти.
Стоимость современного завода подбирается к отметке 5 млрд$ и выше. Такая сумма получается потому, что стоимость лицензий и некоторых других фиксированных расходов не сильно зависит от объёмов производства — и выгодно иметь большие производства, чтобы затраты «размазывались» по бОльшему объёму продукции. А каждый современный сканер (который собственно рисует эти 22–32нм детали) стоит 60–100млн $ (на большом заводе их может быть пара десятков). В принципе, 5млрд — не такие большие деньги в масштабах страны. Но естественно, никто не потратит 5 млрд без чёткого плана по возврату инвестиций. А ситуация там такая — несмотря на всю сложность индустрии, только монополисты работают с видимой прибылью (TSMC, Intel, Samsung и немногие другие), остальные еле сводят концы с концами.
Как же так, вкладывать миллиарды, и едва–едва их отбивать? Оказалось, все просто — по всему миру микроэлектроника - дотируемая отрасль. После появления каждой новой технологии (45нм, 32нм...) — первые заводы-монополисты обладающие ей и получают основную прибыль, а те, кто приходят на 2-5-10 лет позже старта — вынуждены работать практически по себестоимости. В результате денег тут заработать крайне сложно (без монополии и без дотаций).
Это похоже поняли и в России — и проекты больших микроэлектронных заводов пока отложили, и строят маленькие производства — чтобы если и терять деньги, то терять их мало. А даже 3000 пластин в месяц, производимых на Микроне — это с головой покрывает объёмы потребления билетов Метрополитена и оборонки (кристалл билета метро имеет размеры 0.6x0.6мм, на одной 200мм пластине получается 87'000 билетов в метро
Но нужно помнить и о том, что свой завод не гарантирует полной независимости производства, и не дешевле производства за рубежом: основную стоимость составляют технологии/лицензии и стоимость закупаемого оборудования — а если своих технологий и оборудования нет, и все импортировать — то и дешевле получиться не может. Многие расходные материалы также в любом случае придется импортировать. Отдельный больной вопрос — производство масок, только очень крупные фабрики могут иметь «своё» производство масок.
Российский рынок микроэлектроники сегодня составляет всего 0,5 % мирового. Развитию национальной индустрии микро- и наноэлектроники в первую очередь мешает отсутствие сбыта. С учетом этого сложно выбрать соответствующую нишу для развития, а инвесторам выделить объект для вложения средств. Ведь вся российская электроника ориентирована в основном на заказчиков по оборонной тематике или на специализированные направления.
Российские предприятия имеют хороших технических специалистов, но этого мало. Необходимы также грамотные маркетологи, финансисты, управленцы. Важно изучать спрос и уметь своевременно на него реагировать, причем время вывода продукции на рынок становится одним из важнейших конкурентных преимуществ.
Основные проблемы, сдерживающие рост российского рынка электроники, заключаются в том, что отсутствует цивилизованный рынок, включающий восстановление цепочек поставок оборудования и материалов. К сожалению, существующая инфраструктура далека от совершенства.
Одной из основных проблем является сложность при прохождении таможенных процедур.
В стране нет нормативной базы для создания полупроводниковых производств, а также проектных организаций, имеющих опыт проектирования современных микроэлектронных фабрик, в том числе с учетом энергосберегающих технологий. Еще одна характерная сложность - отсутствие современных материалов для строительства электронной фабрики. На Тайване и в Китае более 50% материалов поставляются местными компаниями, представителями малого и среднего бизнеса. У нас же необходимо будет импортировать порядка 90—95% от общего объема материалов.