В России задумали возродить производство аналоговых чипов широкого назначения на опыте СССР и Беларуси

Российская микроэлектроника может получить второе дыхание за счет возрождения технологий, заложенных еще в советский период. Речь идет о производстве базовых матричных кристаллов (БМК) и базовых структурных кристаллов (БСК) — полуфабрикатов для создания аналоговых микросхем. По оценкам разработчиков, запуск такого производства обойдется в сумму менее 100 млн рублей и закроет критическую потребность в дешевых чипах для управления двигателями беспилотников, промышленной электроники и систем сбора данных. Этот подход может стать альтернативой дорогостоящим ПЛИС и позволит быстро наладить выпуск микросхем для оборонного и гражданского секторов.

Суть технологии: от заготовки до готового чипа за один шаг

БМК и БСК представляют собой кремниевые пластины с набором транзисторов и других элементов, не соединенных в единую схему. Разница между ними — в степени готовности. БМК — это «сырая» матрица, требующая глубоких знаний для проектирования конечного продукта. БСК — более продвинутая заготовка, где часть соединений уже выполнена, что упрощает работу для инженеров без узкой специализации.

Ключевое преимущество таких кристаллов — финальная настройка осуществляется на заводе-изготовителе путем нанесения последнего слоя металлизации. Это кардинально отличает их от ПЛИС (программируемых логических интегральных схем), которые пользователь может перепрограммировать самостоятельно, но которые стоят значительно дороже при мелкосерийном выпуске. В случае с БМК и БСК стоимость изготовления партии из 10 чипов будет лишь ненамного выше, чем партии из 1000.

Белорусский опыт как мост к возрождению

В Беларуси сохранились компетенции и производственные линии по выпуску БМК и БСК, которые можно адаптировать для российских нужд. Ученые из Института проблем проектирования в микроэлектронике РАН (ИППМ РАН) и Донского государственного технического университета (ДГТУ) предлагают перенять этот опыт. По словам руководителей проекта Николая Прокопенко и Алексея Попова, на подготовку технологии уйдет не более трех лет, а инвестиции в первый год составят от 20 до 50 млн рублей — средства пойдут на оплату труда команды из 7–10 разработчиков.

Основным барьером сейчас является законодательство: белорусская микроэлектроника пока не признана локализованной в России, что затрудняет трансфер технологий. Однако, по мнению экспертов, этот вопрос решаем на уровне межправительственных соглашений.

Где пригодятся «советские» чипы

Возрожденные аналоговые кристаллы найдут применение в самых востребованных сегодня направлениях:

• Управление двигателями БПЛА — массовый сегмент, где требуется огромное количество недорогих контроллеров.
• Системы сбора данных — чипы для обработки сигналов с датчиков температуры, давления, вибрации.
• Силовая электроника — управление токами и напряжением в зарядных устройствах, блоках питания и промышленных сетях.

В России уже налажен выпуск цифровых и цифро-аналоговых микросхем. Производство аналоговых заготовок станет логичным дополнением, позволяющим закрыть полный спектр потребностей отечественной электроники.

Ранее отечественная микроэлектроника столкнулась с жесткими санкционными ограничениями на поставку зарубежных чипов и оборудования. В ответ правительство запустило ряд программ по импортозамещению, однако производство аналоговых микросхем малой и средней степени интеграции оставалось «серой зоной». Предлагаемый подход с использованием БМК и БСК решает эту проблему без строительства дорогостоящих фабрик с нуля.

Возрождение технологии БМК и БСК способно кардинально изменить структуру рынка микроэлектроники в стране. Вместо закупки дорогих универсальных ПЛИС или заказных микросхем с длинным циклом разработки, предприятия получат возможность быстро и дешево создавать специализированные чипы под конкретные задачи. Это особенно критично для оборонно-промышленного комплекса, где требуется высокая степень локализации и независимость от внешних поставок. При успешной реализации проекта Россия может не только закрыть внутренние потребности, но и создать задел для экспорта базовых кристаллов в дружественные страны.