ПУТЬ СТАНОВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СФЕРЫ ПРОЦЕССОРОВ В РОССИИ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

ПУТЬ СТАНОВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СФЕРЫ ПРОЦЕССОРОВ В РОССИИ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Авторы публикации

Рубрика

Технические науки

Просмотры

48

Журнал

Журнал «Научный лидер» выпуск # 9 (159), Март ‘24

Дата публикации 10.03.2024

Поделиться

В статье приведена история становления технологической сферы микроэлектроники в период СССР по наши дни. Разобрана мировая практика, выделены проблемы современных российских технологий и приведено возможное решение и перспективы для дальнейшего развития.

Технологическая сфера в наше время — это несомненно двигатель прогресса. Невозможно себе представить жизнь без технологий. Ведь каждый из нас пользуется мобильным телефоном и даже не подозревает о том, что лежит в основе этого устройства. Компании соревнуются каждый год своими изобретениями и преподносят потребителю уже готовую продукцию, которая была проверена и сертифицирована. В основе каждого такого телефона/планшета (или если шагнуть дальше, то и компьютера) лежит использование плат, процессоров и микрочипов.

Оценить успех России в разработке высокотехнологичной продукции представляется сложной задачей. Тем не менее, следует отметить, что тема технологий приобрела особую актуальность в контексте введения санкций. Этот момент становится ключевой точкой отсчета, которая может определить направление развития страны, аналогично тому, как это было в период создания нового государства после распада Советского Союза, когда внимание уделялось развитию отечественного производства, но резко изменилось в сторону зарубежных ценностей.

CCСР был на передовых планах в разработках и делал все возможное, чтобы устоять в гонке лидеров индустрии технологий. В конце 70-х ИТМиВТ*[1] выпустил суперкомпьютер — «Эльбрус». Одним из инженеров, проектирующих ЭВМ, стал Борис Арташесович Бабаян, а базовый язык для него написал Владимир Мстиславович Пентковский. В основе ЭВМ были процессоры с суперскалярной архитектурой, позволяющей выполнять две и более независимых команд за такт. Похожую технологию применяли еще в американском суперкомпьютере CDC 6600, выпущенном в 1963 году, но широкой общественности об этом принципе первыми рассказали советские учёные. То, что СССР опередил конкурентов, подтверждает и один из разработчиков первого западного массового суперскалярного процессора Motorola MC88100 Кит Дифендорфф в февральском выпуске журнала Microprocessor Report за 1999 год. По его словам, аналогичную «Эльбрусу» схему на западе применили только спустя почти 15 лет.[2]

Ученые занимались передовыми исследованиями, но наступил период, так называемой "утечки мозгов". В конце 1980-х в СССР началась эпоха перестройки, когда страна переживала непростые времена. Финансирование наших проектов постепенно сокращалось и, наконец, иссякло. В таких жестких условиях коллектив ученых из ИТМиВТ продолжал упорно трудиться над улучшением новых моделей "Эльбрус" и "Эль-90", используя доступные ресурсы. А после распада Советского Союза железный занавес исчез, сопровождаемый разрушением стен секретности. Советские разработчики теперь могли свободно взаимодействовать с зарубежными компаниями, открывая новые перспективы сотрудничества.

Появился выбор в пользу западных, стоит подчеркнуть, коммерческих компаний, когда в СССР финансирование процессоров было только за счет государства. И такой выбор послужил причиной переезда ученых, ведь компании могли выплачивать достойную зарплату уже своим ученым. В том же Intel коммерция доведена до идеала, в связи с этим появляется возможность для ученого не только продвигать свои идеи, но и зарабатывать деньги.

После распада СССР переехал в США Пентковский, которого уже приглашали двумя годами раннее сотрудники Intel в Москве. В Соединенных Штатах Пентковский стал одним из ведущих инженеров Intel. Такое сотрудничество. Согласно официальной исторической документации, Пентковский формально присоединился к корпорации Intel в 1993 году, совпадающем с выпуском процессора Pentium. Хотя его прямое участие в разработке оригинальной модели может быть доказано лишь косвенно, впоследствии он фактически руководил разработкой архитектуры Pentium III, о чем свидетельствует подпись компании Intel на его руководящей роли в этом процессе. Существует также миф, согласно которому процессор получил свое название в честь российского ученого; однако официальная версия Intel утверждает, что название произошло от "Penta", что переводится как "пять". Pentium был назван так в связи с его позиционированием как процессор пятого поколения.

Бабаян же поступил иначе и после распада СССР основал компанию МЦСТ, в которой продолжил разработку собственных процессоров. В 1991 году он заключил соглашение о сотрудничестве с американской компанией Sun Microsystems, чтобы вместе заняться разработкой чипов, основанных на архитектуре SPARK, используемой Sun. Часть средств, полученных от этого сотрудничества, была направлена на разработку совершенно нового процессора - 64-битного "Эльбрус-2000" или E2k. Параллельно с этим Intel, сотрудничая с Hewlett-Packard, начала разработку своего продукта - Itanium (кодовое название - Merced). Процессор Itanium имел проектную частоту 800 МГц, объем кэш-памяти третьего уровня от 2 до 4 МБ и тепловую мощность TDP на уровне 60 Вт.

В 2004 году 500 сотрудников МЦСТ вместе с Борисом Бабаяном перешли в корпорацию Intel. До этого американская компания на протяжении 12 лет работала в России. Однако после интеграции персонала МЦСТ в структуру Intel, штат сотрудников российского подразделения увеличился вдвое. Совместно с этим переходом Intel получила возможность воспользоваться более чем ста патентами США, защищающими архитектурные решения, разработанные для процессоров серии «Эльбрус».

Проблема массовых увольнений и переезд в другие страны и компании обусловлен недостаточным финансированием разработок, и такая тенденция к технологиям продолжает наблюдаться на протяжении длительного времени. Для примера стоит взглянуть на топ стран по инвестированию в высокие технологии:

График 1. Топ-15 стран по объему инвестиций в высокотехнологичные компании и Россия: 2021 (млрд долл. США)*[3]

Если переводить в рубли на конец 2021 года инвестиции в высокие технологии составили 59,6 млрд. рублей. В тоже время мы говорим о стране, в которой расходы на тюрьму в 3,5 раза больше (207 млрд. рублей), на содержание чиновников в 30 раз больше (1,8 трлн рублей) и в 54 раза больше расходы на финансирование армии (3,2 трлн рублей). И это речь идет про 21 год, что же касается 2022 года, то здесь будет явный, увеличившийся в объеме, разрыв

Это несомненно важные структуры в стране, в которые стоит вкладывать деньги, особенно это касается расходов на армию, ведь применение высоких технологий в оборонной промышленности просто необходимо для новых условий ведения боя. Минус таких технологий в обороне – они неприменимы в гражданских условиях. А развитие страны возможно лишь при условии полной благополучности сфер как гражданской, так и военной.

Но что, если не будет возможности привлекать денежные средства в должном количестве от лица государства? Решением в таком случае будет обращение к инвесторам, которые будут заинтересованы в развитии высоких технологий в России. А для их привлечения в технологическую сферу, потребуется усовершенствовать меры поддержки государства бизнесу. И это могут быть не только отечественные, но и иностранные.

Стимулирование притока долгосрочных иностранных инвестиций в экономику, особенно в инновационные сферы экономики, стало одним из основных вопросов экономической политики и ускорения развития как для индустриально развитых, так и для развивающихся стран.

Казалось бы, задача по стимулированию иностранных инвестиций была актуальна еще в десятые годы, но даже сейчас наблюдаются старые проблемы. Что говорить про иностранные инвестиции, если даже для отечественных компаний до сих пор остались пробелы в законодательстве. Любая страна, которая будет кидать вызовы наукоемкой экономики, должна иметь надлежащее правовое регулирование. И Россия пока не может выйти на передовую полосу со своим правовым статусом, так как, в частности, наблюдается фрагментарность норм права, регулирующих научно-технологическую сферу, дефекты системности правовых средств и иные явления, способные негативно влиять на развитие науки и техники, несмотря на усилия, предпринимаемые в направлении модернизации правового регулирования.

Важно, чтобы всё было проработано до мельчайших подробностей. Есть проблема с взаимопониманием заказчика и производителя. Одна из причин заключается в том, что некоторые понятия не закреплены и не утверждены. Так, IT-компании при получении технического задания от заказчика могут столкнуться с терминами, которые не прописаны в законе. По итогу приходится выходить на каждого заказчика и уточнять у него, что он подразумевает под конкретным термином.

Компании, которые занимаются инновационными строительными материалами, также высказываются не очень оптимистично. Дмитрий Панов, председатель Санкт-Петербургского регионального отделения Общероссийской общественной организации "Деловая Россия", рассказал, что компании говорят одно и тоже – на сегодняшний день не представляется возможным прозрачно, быстро и просто зарегистрировать новый инновационный материал, стоимость которого отличается от цены на материалы, которые используются на стройке. В такой ситуации приходится продавать свои материалы на зарубежных рынках.

Можно увидеть и решение данной проблемы, но это всё в теории. Предполагается, что определенный вклад в решение обозначенной проблемы внесет разработка юридической методологии познания процессов правового регулирования общественных отношений в научно-технологической сфере, которая решает двуединую задачу: аналитически такая методология позволяет всесторонне рассмотреть специфику правового регулирования интересующей нас сферы, а прогностически – задать вектор дальнейших научных исследований.

Надежду в такое время приносит разработка собственной фабрики по производству отечественных процессоров размеров в 28нм. Строительство в Зеленограде планируется завершить к 2030 году. Государство планирует вложить в этот проект 3,19 трлн руб. Это первый шаг к импортозамещению и, к слову, Intel такую технологию освоил в 2003 году, сейчас зарубежные производители ставят цели реализовать разработку чипов 3-нм и 2нм техпроцессу. Для России такие высокоточные показатели не так важны. То, что будет производиться в 2030 году, в основном будет идти на нужды государства, а именно на вычислительные машины, хранение данных и финансов.

Главное преодолеть проблемы, которые встанут на пути. Кроме финансовых и кадровых здесь появляется новая – импортозамещение. Ни одна страна мира не производит у себя на территории полностью отечественные технологии. В этом просто нет смысла, когда можно на бартерной основе обмениваться технологиями между странами. У России же такой привилегии нет, и в таком случае решением проблемы будет являться закуп китайским оборудованием, и хотелось бы верить, чтобы к 2030 году не ухудшились отношения с КНДР.

Один из основных производственных центров мира – Китай. Страна, находящаяся в процессе расширения своих производственных мощностей по производству полупроводников. Китай является крупнейшим в мире рынком полупроводников, отчасти благодаря своему огромному производственному сектору. Тем не менее, китайское правительство намерено расширить производственные возможности страны до такой степени, чтобы Китай стал самодостаточным, производя необходимое количество полупроводников внутри страны, без необходимости импорта. Ожидается, что к 2030 году Китай будет производить до 25% полупроводников в мире.

И этой мощи не хватит, чтобы стать лучшей страной по производству полупроводников. На данный момент 50% Китайская Республика, либо просто Тайвань. В отличие от производителей полупроводников, таких как Samsung или Intel, которые производят полупроводники для использования в своих собственных продуктах, TSMC производит полупроводники для многих других компаний, включая Apple, AMD, Nvidia, Qualcomm и другие. По своей сути, в Тайвани производят полупроводники все именитые бренды. И объяснить такую тенденцию очень просто.

Промышленность полупроводников на Тайване в настоящее время извлекает выгоду из развитой и надежной инфраструктуры поставок полупроводников, что делает эту территорию ключевым центром для тысяч компаний, специализирующихся на данной отрасли. Эти компании способны совместно обрабатывать каждый аспект процесса производства полупроводников, начиная с формирования первоначальной интеллектуальной собственности и разработки схем, и заканчивая изготовлением, тестированием и выпуском конечной продукции.

На Тайване также находится ряд передовых производственных предприятий, способных производить полупроводники, которые не могут быть реализованы нигде еще в мире. Эти факторы делают тайваньскую промышленность полупроводников привлекательным выбором для компаний, нуждающихся в данной продукции, но лишенных средств или желания вложиться в строительство собственных заводов, стоимость которых может превышать миллиарды долларов.

Однако значимый вклад Тайваня в мировую промышленность полупроводников также означает, что любые сбои в его производстве могут оказать серьезное воздействие на глобальный рынок.

Очень важно поддерживать деловые отношения сейчас с Китаем и это связано в первую очередь с необходимостью получать поддержку от одного из лидеров в этой области. Однако важно также помнить о разнообразии источников технологий и бизнес-партнерств. Вместе с развитием сотрудничества с Восточной Азией, России следует также продолжать работу по укреплению связей с другими регионами, чтобы обеспечить свою конкурентоспособность и диверсификацию в сфере полупроводниковой промышленности.

Первая концептуальная идея заключается в том, чтобы достичь баланса между методами регулирования и саморегулирования в научно-технологической сфере. Этот баланс представляет собой своего рода динамическое равновесие и является ключевым аспектом функционирования этой сферы как открытой динамической социальной подсистемы.

Стремительный прогресс науки, технологии и техники, а также открытость научно-технологической сферы для обмена информацией и ресурсами с другими сферами общества, определяют нелинейность и непредсказуемость ее развития. В частности, создание беспилотных транспортных систем и систем искусственного интеллекта поднимает вопросы о характере возникающих правовых отношений, о правовом статусе объектов регулирования, о субъектах юридической ответственности и других проблемах, на которые невозможно заранее дать ответ.

В настоящее время действующая система правового регулирования не отражает объективную реальность и не содержит правовых норм, регламентирующих указанные выше вопросы.

Проблема заключается в том, что правовое регулирование имеет ограниченное воздействие на свободу научного и технического творчества из-за его внутренней принадлежности к духовному миру человека. Эта проблема усугубляется потенциальной опасностью для человека и окружающей среды, вызванной результатами научно-технологической деятельности.

В этом контексте считается важной концепция тесной взаимосвязи между правовыми принципами и нормами, которые регулируют общественные отношения в научно-технологической сфере, и другими социальными регуляторами. Необходимо определить границы правового регулирования, разработать научно обоснованные рекомендации по ограничению свободы научного и технического творчества, а также создать эффективные механизмы взаимодействия права и других социальных норм в регулировании общественных отношений.

Важен баланс между свободой научного и технического творчества и правовым регулированием в научно-технологической сфере. С учетом быстрого развития полупроводниковой индустрии в мире, включая Россию, важно создать эффективные механизмы взаимодействия между правовыми нормами и инновационной деятельностью, чтобы обеспечить безопасность и этичность в развитии новых технологий.

Принципы и нормы правового регулирования должны быть гибкими и адаптивными к быстро меняющимся условиям в сфере полупроводниковых технологий. Это позволит не только упорядочить общественные отношения в этой области, но и содействовать инновационному развитию, защищая интересы общества и обеспечивая безопасность внедрения новых технологий.

В контексте России это может способствовать формированию благоприятной инвестиционной среды для развития полупроводниковой промышленности, привлечению талантливых специалистов и созданию инфраструктуры, способствующей инновационному прогрессу в этой области. Кроме того, подобные исследования и регулирование могут стать основой для создания механизмов сотрудничества между государством, бизнесом и научным сообществом для устойчивого развития полупроводниковой отрасли в стране.

В заключение, следует отметить, что существующая ситуация в России, несмотря на первоначальное впечатление о ее неблагополучии, отличается активным сопротивлением и значительными усилиями, направленными на достижение технологического прорыва. Важно отметить, что в стране реализуются собственные проекты, и область микроэлектроники имеет потенциал для развития. Однако для этого необходимо урегулировать правовые аспекты, постепенно внедряя законодательные инициативы, которые ясно описывают и руководят в нужные моменты.

 

[1] * Открытое акционерное общество «Институт точной механики и вычислительной техники имени С. А. Лебедева Российской академии наук» — российская научная организация, бывшее федеральное государственное унитарное предприятие, преобразованное в ОАО 3 августа 2009 года.

[2] Кирилл Русаков / «От «Эльбруса» к Pentium. Как Intel делала свой первый ЦП и при чем тут советские ученые» / Москва 17 окт 2018 / URL: https://www.cybersport.ru/tags/other/ot-elbrusa-k-pentium-vklad-sovetskikh-uchyonykh-v-liderstvo-intel (дата обращения 27.11.2022).

[3] *При расчетах учтены только высокотехнологичные компании, зарегистрированные на территории РФ. Рисунок взят из журнал «Наука. Инновации. Технологии» института статистических исследований и экономики знаний. «Глобальные полюса инвестиций в хайтек». Дата публикации 03.08.2022

Список литературы

  1. Гумеров Л. А. Правовое регулирование общественных отношений в научно-технологической сфере: к методологии научного познания. Научная статья по специальности «Право» 2020 №2 С. 22-26
  2. Кирилл Русаков / «От «Эльбруса» к Pentium. Как Intel делала свой первый ЦП и при чем тут советские ученые» / Москва 17 окт 2018 / [Электронный ресурс] Режим доступа: URL: https://www.cybersport.ru/tags/other/ot-elbrusa-k-pentium-vklad-sovetskikh-uchyonykh-v-liderstvo-intel (Дата обращения: 01.03.2024)
  3. Деловой Петербург/ Инновации и регуляторы ли законы развитию новых технологий? https://www.dp.ru/a/2020/06/29/Innovacii_i_reguljatori__M (Дата обращения: 01.03.2024)
  4. Хабр / В России начали строить фабрику для выпуска 28нм чипов. Но все не так просто / 10 мая 2022/ [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://habr.com/ru/company/selectel/blog/664260 (Дата обращения: 02.03.2024)
  5. Производство полупроводников по странам в 2024 году / [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://worldpopulationreview.com/country-rankings/semiconductor-manufacturing-by-country (Дата обращения: 08.03.2024)
Справка о публикации и препринт статьи
предоставляется сразу после оплаты
Прием материалов
c по
Осталось 5 дней до окончания
Размещение электронной версии
Загрузка материалов в elibrary
Публикация за 24 часа
Узнать подробнее
Акция
Cкидка 20% на размещение статьи, начиная со второй
Бонусная программа
Узнать подробнее