Перспективы развития микроэлектроники в РФ

Развитие микроэлектроники

 

Я бы начал с фундаментального вопроса: какую именно микроэлектронику нужно производить и для чего? Какие потребности имеются в настоящем или могут возникнуть в будущем? Нужно ли ставить цель выхода на потребительский рынок и создание собственного альтернативного решения или нужно сосредоточиться на узкоспециализированном сегменте военной продукции? Нужно ли завоёвывать мировые рынки и создавать собственный стандарт или эта затея изначально обречена на провал?

Обзор отрасли полупроводников

Для начала попробуем оценить масштаб отрасли полупроводников которые являются решающей частью продукции микроэлектроники: в 2018 году объём продаж полупроводниковой продукции составил 463,41 млрд. долларов США. За 30 лет с 1987 года отрасль выросла в 14 раз с 33 млрд. долларов. Если привести 33 млрд. долларов к стоимости 2018 года то приведенная стоимость составит 72,94 млрд. долларов. Всё равно рост получается внушительный, среднегодовые темпы роста отрасли составили 9,9%. Значительно выше, чем экономический рост в среднем по миру или в среднем по индустриально развитым странам, которые в основном и пользуются плодами достижений микроэлектроники. Как раз конец 1980-х это начало кризиса, когда в СССР вовсю бушевали разрушительные силы и руководству страны было не до развития микроэлектроники, не хватало самого необходимого.

 

Год	Продажи млрд.  долларов США	Рост %
1987	33
1988	45	136,36%
1989	49	108,89%
1990	51	104,08%
1991	55	107,84%
1992	60	109,09%
1993	77	128,33%
1994	102	132,47%
1995	144	141,18%
1996	132	91,67%
1997	137	103,79%
1998	126	91,97%
1999	149	118,25%
2000	204	136,91%
2001	139	68,14%
2002	141	101,44%
2003	166	117,73%
2004	213	128,31%
2005	227	106,57%
2006	247,7	109,12%
2007	255,6	103,19%
2008	248,6	97,26%
2009	226,31	91,03%
2010	298,32	131,82%
2011	299,52	100,40%
2012	291,56	97,34%
2013	305,58	104,81%
2014	335,84	109,90%
2015	335,17	99,80%
2016	338,93	101,12%
2017	412,22	121,62%
2018*	463,41	112,42%
2019*	483,72	104,38%

 

При этом нужно понимать, что рынок микроэлектроники неоднороден, условно для целей данного мини-исследования его можно разделить на несколько составляющих:

- микропроцессоры;

- жёсткие диски;

- оперативная память;

- флэш-накопители.

В каждом из вышеозначенных сегментов доминирует свой производитель и нельзя сказать чтобы например Intel доминировал во всех. К тому же начиная с 1987 года значительно изменилась структура бизнеса и корпорации, которые доминировали в конце 1980х ушли в другие отрасли, как например IBM, который ушёл из производства и теперь занимается облачными решениями и прочими сервисами. Samsung, который является безусловным лидером в производстве и продажах ОЗУ, не производит микропроцессоров, как Intel и AMD. На рынке жёстких дисков три крупных игрока: Seagate, Western Digital и Toshiba, а Samsung занимает скромные 5%. Каждый из сегментов монополизирован малым количеством крупных игроков, который имеет соответствующие компетенции в производстве и развитии именно своего узкоспециализированного товара и подвинуть доминирующих там конкурентов будет очень непросто. Для примера можно вспомнить Стива Джобса, который после увольнения из Apple попробовал основать собственную фирму по продаже компьютеров, но у него ничего не получилось, так как рынок уже сложился и даже его имя и навыки не помогли ему завоевать хоть сколько-нибудь значимую долю рынка ПК.

	Доля рынка
Intel	18,9
TSMC	9,9
SK Hynix	9,8
Qualcomm	7,5
Broadcom	6,3
Micron	6,2
Sony	3,6
nVidia	3,5
Прочие	34,3

 

Из диаграммы можно сделать вывод о том, что рынок относительно конкурентный. Хотя нужно сделать оговорку что процессоры могут сильно различаться по назначению: для мобильных устройств, для ПК и прочих более специализированных целей. Тем не менее тут имеется возможность входа на рынок и получения технологий, так как барьеры для входа ниже чем при меньшем количестве игроков.

		продажи, млн. долл	Доля рынка
1	Samsung	10 066	46,30%
2	SK Hynix	6 291	28,94%
3	Micron Group	4 652	21,40%
4	Nanya	558	2,57%
5	Winbond	173	0,80%
	Итого	21 740

 

В данном сегменте доминируют корейские и американские производители.

Отправка жёстких дисков в мире по производителям, 2013 - 2016 годы (млн. штук)
	Seagate	Toshiba	WDC
2013	221,89	84,31	245,76
2014	223,9	90,73	249,31
2015	188,51	75,75	204,47
2016	155,01	93,55	175,51

 

Рынок производителей жёстких дисков высокомонополизированный. Вход на рынок трудный и возможности кооперации и заимствования технологий минимальные. Все стандарты утверждены так что необходимо подстраиваться под существующие.

 

В каком направлении двигаться

Рынок микроэлектроники России в 2016 году составлял примерно 0,7% от мирового. При этом критическая зависимость от импорта интегральных схем, 93% которых импортируется из США и американских фирм, производящих продукцию за пределами США. Для наращивания компетенций в данной сфере критически необходим выход на уровень массового производства, что в нынешнее время отсутствует. Из-за кризиса рынок микроэлектроники после 2014 года даже сократился. 77% заказов на продукцию микроэлектроники формируют предприятия оборонной и космической промышленности, энергетики, здравоохранения. То есть удельный вес заказов ассоциированных с государственным сектором очень высок. Эти 93% импортируемых интегральных схем являются резервом роста и импортозамещения с которых можно было бы начать формирование собственной микроэлектроники. Правда не исключено, что спрос может сильно разниться в зависимости от требуемых характеристик и в реальности нужно осваивать производство множества видов интегральных схем значительно между собой различающихся. В этом случае задача по импортозамещению усложнится.

Кадры в России имеются, однако критическим недостатком является неумение их организовать. Средние и мелкие фирмы более-менее крупный проект не потянут, а крупные отсутствуют. Скорее всего необходимо создание крупных предприятий, специализирующихся на каком-то отдельном продукте из вышеперечисленных. В которых будут сосредоточены НИОКР, продвижение готовых продуктов и которые будут самостоятельными и не превратятся в бездонную дыру поглотителя государственных дотаций. Эти корпорации могут осуществлять проектирование, а производство можно размещать по крайней мере на первых порах на мощностях на Тайване и Корее. Эти предприятия вправе рассчитывать на государственную поддержку, однако она не должна быть безусловной, а должна опираться на конкретный результат и не прикрывать неэффективность и бесхозяйственность. Правда при этом нужно держать в уме пример китайских корпораций – для слишком успешных как ZTE и Huawei припасены в рукаве санкции и силовое давление как мы видели. В дальнейшем необходимо определить будет ли Россия создавать и продвигать собственные ПК на потребительский рынок, чтобы удешевить производство и получить передовые компетенции или будет склонять иностранных производителей компьютеров к покупке собственных изделий микроэлектроники, и если сотрудничать то с кем и как – на каких условиях можно склонить иностранных производителей с устоявшимися связями с поставщиками? Как показывают научные исследования для переключения покупателя от одного поставщика к другому необходима разница в цене 10-15%, чем более эксклюзивный товар, тем больше должна составлять эта разница. Смогут ли российские производители обеспечить такую разницу в цене? Не потребуют ли российские производители компенсировать разницу для того чтобы продвинуть товар? Это только немногие вопросы которые приходят на ум.

 

Но может быть имеет смысл сосредоточиться только на военной и космической промышленности? Если мы говорим о применении в космической и военной промышленности, то очевидно потребуются не только микропроцессоры, но и остальные компоненты микроэлектроники, по которым имеется серьёзная зависимость от импорта. Что будет, если Россию отрежут от этих видов технологической продукции? Конечно, мелкие массовые компоненты невозможно будет просто так взять и запретить продавать в Россию или российским фирмам, но запрет на продажу критических компонентов отследить легче и восполнить нехватку микропроцессоров определённого вида вряд ли будет возможно.

 

Вероятнее всего без активного взаимодействия с потребителями, без множества ошибок и неудач не получится создать сколько-нибудь серьёзное производство продукции микроэлектроники. В каком формате производство будет создаваться? Государственная корпорация или создание частных компаний при государственной поддержке?

 

Первое – необходимо создавать компетенции по производству продукции микроэлектроники, например процессоров. Задача не на один-два года вперёд. Для того, чтобы начать производить конкурентоспособный в данной сфере продукт необходимо затратить годы и в любом случае процесс построения репутации и завоевания аудитории продлится не один год. Задача сложна, потому что в настоящее время рынок продукции микроэлектроники, устоявшийся и потребители имеют чётко выраженные привычки и ограничения. Так что переманивание одной только ценой, демпингом в случае с процессорами или жёсткими дисками скорее всего не поможет.

 

Кто обладает на данный момент компетенциями по производству продукции микроэлектроники?

В одном из интервью, опубликованных на сайте, Системник говорит, что такими знаниями обладают скорее не государства, а транснациональные монополии. Тут можно согласиться только отчасти. Для начала приведу мнение, с чем можно согласиться:

Да, в основном ТНК сегодня обладают компетенциями в сфере микроэлектроники. Причём монополии эти максимально стараются усложнить вход на рынок потенциальных конкурентов. Каким образом это достигается? Это достигается несколькими путями. Например, Intel, Apple, IBM прочие технологические фирмы масштабом поменьше постоянно выделяют солидные средства на поддержание исследовательских лабораторий при университетах где студенты и преподаватели трудятся над исследованием связанных с компетенцией Intel задач. С одной стороны экономятся деньги на подготовку специалистов, с другой стороны такой подход позволяет отбирать талантливую молодёжь ещё на студенческой скамье. То же самое американский бизнес практикует в отношении новичков: каждый год появляются новые проекты и фирмы из которых технологические гиганты выбирают кажущиеся им наиболее перспективные и скупают, тем самым приобретая новые знания и уничтожая потенциальные точки роста вне их контроля. Таким образом, для потенциальных конкурентов просто не остаётся кадров – все самые талантливые и многообещающие уже были завербованы.

Помимо поддержки исследовательских лабораторий и скупки стартапов организовываются постоянные конференции, встречи и.т.д где инженеры технологических гигантов встречаются с коллегами-конкурентами, представителями научного сообщества и делятся своими идеями и видениями. Нередко идеи, полученные в ходе такого рода полуформальных и неформальных контактов, вырастают затем в большой проект.

Ещё одним способом развития, который практикуется технологическими гигантами, являются своего рода мобильные группы из инженеров, маркетологов которые путешествуют по миру и принимают участие в конференциях, выставках где также собирают необходимые данные и получают новые идеи.

Все эти методики позволяют резко повысить эффективность собственных разработок, сэкономить силы и ресурсы.

 

При этом нужно понимать, что в настоящее время технологии приблизились к тому пределу что даже богатые монополии не всегда могут себе позволить тратить необходимый объём средств на НИОКР. В технологической среде западного бизнеса распространён обмен патентами на определённые виды технологий, а также всё более узкая специализация, как например, поступил Intel, приняв стратегическое решение в середине 1980-х сосредоточиться на разработке процессоров.

 

Почему с этим тезисом можно поспорить?

Самое главное – практически все лидеры мировой микроэлектроники это американские компании а также компании стран, являющихся тесными союзниками США. Для преуспевающих противников имеется пример Huawei и ZTE, которых выдавливают с рынков различными методами, зачастую просто силовыми. Крупные американские монополии практически всегда связаны с оборонным ведомством. И далеко не всегда это достигается угрозами или прямым принуждением со стороны спецслужб США. Просто многие технологические фирмы работают на оборонную промышленность, как например Xerox, который за счёт заказов американского Министерства обороны умудряется оставаться на плаву, даже проигрывая в конкурентной борьбе японским и европейским производителям копировальной продукции. То же самое можно сказать о Boeing который сознательно сохраняет тесную вовлечённость в оборонный комплекс, чтобы знания, полученные в ходе разработки военной продукции затем применялись в гражданском строительстве. А военные разработки зачастую щедро финансируются американским правительством.

Условием предоставления финансирования при этом является доступ к разработкам. Так что в любом случае все самые крупные игроки в США в той или иной мере сотрудничают с американским правительством – это просто является вопросом их выживания.

Также на рынке оперативной памяти больше 75% доли занимают два корейских производителя Samsung и Hynix. Исторически в Корее крупные корпорации имеют тесные связи с властью, так что тут вполне можно говорить о том, что компетенциями по производству оперативной памяти обладает в основном Корея а также США как стратегический союзник, который даже командует армией Кореи в случае войны.

 

Конечно, могут быть фирмы поменьше, которые могут запатентовать некую прорывную технологию и при этом не участвовать в государственных проектах в силу своего маленького размера или по другой причине.

Но и на этот случай правительство США подстраховалось принятием Закона «О государственном использовании патентов» (Government patent use) согласно которому правительство США «имеет право использовать запатентованные изобретения без разрешения правообладателя патента за разумную и всеобъемлющую компенсацию, которая составляет как правило 10% объёма продаж или меньше. Право является безусловным и не требует предварительного проведения переговоров с правообладателем».

 

Таким образом, по сути, правительство США в любой момент по щелчку пальцев может получить доступ к любой интересующей разработке.

 

Кадры

Частично эту проблему я уже описал в предыдущем пункте: мало просто подготовить специалистов по микроэлектронике, нужно организовать систему так, чтобы специалисты работали с опережением технического прогресса, а не копировали морально устаревшие разработки или чужие бизнес-модели, тем более что зачастую мотивы создания именно таких моделей неизвестны. А добиться этого можно только теснее работая с потребителями: выясняя их предпочтения и нужды, а также анализируя ещё не возникшие потребности и прогнозируя куда пойдёт развитие отрасли или куда её нужно направить. Это как с истребителем Миг-25, создатели которого не замыкались в опыте использования авиации корейской или вьетнамской войны, а проектировали каким должен быть истребитель и какие задачи он должен решать. Хотя можно было бы конечно ограничиться улучшением характеристик самолётов предыдущего поколения с учётом военного опыта.

Причём чем большая потребительская база имеется и чем интенсивнее протекает конкурентная борьба тем больше знаний можно получить о том что в самом деле нужно делать и как. Здесь нужна сильная система маркетинга, которая в России развита всё ещё слабо. Многие до сих пор ошибочно воспринимают маркетинг как «впаривание и убалтывание». На самом деле речь идёт о выяснении текущих потребностей и прогнозировании будущих, многие из которых или только-только начали возникать и ещё даже толком не идентифицированы. Либо ещё не возникли, но возникнут в будущем. Конечно деятели типа Грефа козыряли знаниями второкурсника бизнес школы о том что сейчас торгуют не товаром, а состязаются бизнес-системами. Но на самом деле и такая концепция устарела: в действительности идёт соревнование в том кто лучше спрогнозирует будущее, а создать под неё оптимальную бизнес-систему это уже дело техники.

Однако что же касается персонала, приведём следующие цифры: численность персонала ведущих мировых производителей микропроцессоров. Данные нужно брать с оговоркой, так как разбивки на персонал, занимающийся НИОКР и вспомогательных служб как например бухгалтерии и логистики получить не удалось, однако их можно в любом случае взять. Так как все службы предприятия работают на один результат:

Ведущие производители микропроцессоров

		Доля мирового рынка %	Численность работников (тыс. чел)	Страна
1	Intel	18,9	104,0	USA
2	TSMC	9,9	46,9	Taiwan
3	Hynix	9,8	22,5	Korea
4	Qualcomm	7,5	35,5	USA
5	Broadcom	6,3	14,0	USA
6	Micron	6,2	31,4	USA
7	Sony	3,6	77,4	Japan
8	NVIDIA	3,5	11,5	USA
9	Прочие	34,3
		100,0	343,2

Безусловно, главными службами являются инженеры и маркетологи, выявляющие что именно нужно производить.

Однако таблица приводит только производителей процессоров, если мы возьмём производителей прочего железа, то они окажутся на порядок выше. Очевидно, что

Утечка кадров

Для России проблема утечки кадров актуальна: я думаю если предложить альтернативу специалисту по микроэлектронике поработать на Apple, Texas Instruments или Cisco или остаться на российском предприятии то большинство предпочтёт уехать за бугор. И дело далеко не всегда только в зарплате, дело ещё и в желании участвовать в чём-то действительно масштабном, в возможности реализоваться как специалисту. С текущим уровнем развития микроэлектроники в России это конечно в разы сложнее чем в крупной американской корпорации.

 

Эти и прочие проблемы нужно иметь ввиду принимая решение об импортозамещении в микроэлектронике. Ввязываясь в драку двумя ударами не обойдёшься,- там уже нужно или идти до конца или принимать то, что имеется сейчас и не лезть.