Содержание
Другие участники
Помимо появляющихся на полосах медиа «Эльбрусов» и «Байкалов», в постперестроечной России существуют и другие бренды.
К примеру, в 2008 году увидел свет процессор «Орхидея» с 32-разрядной RISC-архитектурой и DSP производства компании «Юникор Микросистемс». Компания безвременно сгинула, и даже домен продается очень уныло, а найти изображения процессора в Сети весьма затруднительно.
И это далеко не единственный представитель. Свои силы в новой реальности пробовал и Научно-исследовательский институт системных исследований РАН (НИИСИ), разработав еще в 1999 году семейство процессоров со смешным названием KOMDIV-32. Название неслучайно: процессор применяется в промышленных компьютерах, выпускаемых для нужд Министерства Обороны РФ и для военно-космических исследований. В 2007 году выходит 64-битный процессор KOMDIV-64 — но это опять же всё не для массового применения.
Из интересного можно еще отметить так называемые мультиклеточные процессоры. В России их производит ОАО «Мультиклет», образованное еще в 2010 году в Сколково, оно и придумало такой термин, а также и синоним «синпьютер». На самом деле это процессоры общего назначения, спроектированные на базе архитектуры MIMD. Их отличие от традиционных процессоров, по словам Николая Стрельцова, технического директора «Уральской Архитектурной Лаборатории», заключается в «аналоге многоклеточного организма, тогда как все делают сейчас только одноклеточные процессоры». Пример – «каждая клетка может напрямую работать с любой другой», в отличие от обычных процессоров, где обмен данных идет через память.
А в прошлом году ЗАО «ЭЛВИС-НеоТек» — портфельная компания известного пожирателя денег «Роснано» (но на самом деле это довольно пожилая компания, которая конструировала приборы еще в советские времена для станций «Салют») — представила однокристальную систему VIP-1 (Video Intelligence Processor), выполненная по 40-нм технологическому процессу. Формально, это опять-таки не 100% российская разработка: в основе чипа лежат два ядра ARM Cortex-A9 с тактовой частотой 1 ГГц, видеоускоритель Mali-300 (старее некуда), видеопроцессор VELCore-01A и навигационное ядро с поддержкой трёх основных систем глобальной спутниковой навигации — GPS, российской ГЛОНАСС и китайской Baidu.
Впрочем, устарелость тут тоже не первична: процессор также ориентирован на встраивание в промышленные изделия, точнее говоря, на аппаратуру видеонаблюдения; например, в видеокамеры, фиксирующие нарушителей правил дорожного движения. По предварительным оценкам, стоимость камеры составит 200–500 долларов США. Несмотря даже на очень скромную мощность, по мнению президента группы компаний «ЭЛВИС-НеоТек» Ярослава Петричковича, их процессоры могли бы использоваться в ноутбуках, планшетных компьютерах, навигаторах и другой портативной электронике.
Насчет навигаторов согласиться можем, но вот ноутбуки и планшеты… Разве что ну совсем промышленные.
Baikal T-1
Это на самом деле еще один промышленный процессор, на этот раз с архитектурой MIPS32 R5 Warrior разработки российской компании «Байкал Электроникс». У него два 32-битных ядра Р5600 с частотой до 1,2 ГГц, и предполагается создание на его основе различных роутеров (в том числе и домашних), а также устройств промышленной автоматизации и даже телефонов и тонкого клиента. Строго говоря, в России разработан только чип, а функциональные блоки процессорного ядра лицензированы у компании Imagination Technologies, а сам процессор произведен на Тайване по техпроцессу 28 нм.
Он был представлен весной прошедшего года. Представитель «Байкал Электроникс» Андрей Малафеев рассказал, что среди заказчиков компании более 100 фирм, около 20 из которых зарубежные, в том числе разработчик решений в области автоматизации «Акситех», тайваньский производитель встраиваемых компьютеров Lanner и другие.
Выпуск «Байкала» начнется в текущем квартале, планируется всего выпустить до 100 тыс. экземпляров. Стоимость чипа составит 60 долларов США в партиях от 100 штук. В мае же было показано и первое устройство на его основе: система управления станками СЧПУ «Ресурс-30».
Прямыми конкурентами Baikal-T1 являются процессоры американской компании Broadcom серии StrataGX, а также компании Freescale серии QorIQ T1020.
Какие бывают микросхемы и в чем разница
Для разных целей нужны разные характеристики микросхем. Для микросхемы в центральном процессоре важна вычислительная мощность и энергоэффективность, а микрочип в промышленной технике должен быть устойчив к температурному воздействию. В мире сейчас производят множество разных микросхем, которые очень сильно отличаются по топологии. Например, билеты для московского метро работают на чипах с топологией 180 нм, а оборудование для навигационных систем работает на микросхемах с топологией 90 нм. При этом прогресс не стоит на месте, а в передовых исследовательских центрах мира уже осваивают технологии, которые позволят производить микросхемы с топологическими нормами до 3 нм.
Что дальше?
Сейчас «Микрон» активно расширяет свой продуктовый портфель, ежегодно выпуская около 30 новых изделий и модификаций. Миллионы людей как в России, так и за ее пределами пользуются чипами «Микрона» в повседневной жизни: в проездных билетах и идентификационных документах, банковских картах, в промышленных системах и цифровой инфраструктуре, основой которой служит продукция микроэлектроники. Отечественная компонентная база — основа технологической независимости и информационной безопасности страны в условиях цифровой трансформации экономики и общества. Развитие устройств и систем на основе отечественной электронной компонентной базы является одним из ключевых направлений стратегии развития радиоэлектронной промышленности.
2020: Рост объема мирового рынка оборудования на 16,4%, до $64,9 млрд
Объем мирового рынка оборудования, используемого для производства чипов, по итогам 2020 года достиг $64,9 млрд, увеличившись на 16,4% в сравнении с 2019-м. Такие данные в августе 2021 года обнародовали в исследовательской компании Gartner.
По оценкам аналитиков, на лидирующую пятерку в 2020 году пришлось 71,6% рассматриваемого рынка. Первое место поделили между собой две компании — американская Applied Materials и голландская ASML, в активе которых 18,6% и 18,1% продаж оборудования для производства полупроводниковой продукции соответственно. Доля Applied Materials за год не изменилась, а у ASML она увеличилась на 0,1 процентного пункта.
Топ-3 вендоров замкнула американская Lam Research, занявшая 15% рынка по итогам 2020 года, что на 1,2 процентного пункта больше, чем годом ранее. Следом расположились Tokyo Electron (13,4%) и KLA (6,5%).
Объем мирового рынка оборудования, используемого для производства чипов, по итогам 2020 года достиг $64,9 млрд
По данным отраслевой организации Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI), объединяющей производителей полупроводниковой продукции, соответствующего оборудования и материалов, в 2020 году по всему миру было продано оборудование для изготовления микросхем на сумму $71,2 млрд, что на 19% превосходит показатель годичной давности в $59,8 млрд.
Впервые за все время наблюдения SEMI за рынком Китай стал крупнейшим регионом сбыта оборудования для производства чипов. В Поднебесной расходы на такую аппаратуру в 2020 году увеличились на 39%, $18,72 млрд. Продажи на Тайване, втором по величине рынке, остались на прежнем уровне — около $17,15 млрд — после сильного роста в 2019 году.
В Южной Корее зарегистрирован рост на 61% до $16,08 млрд, что позволило сохранить третье место. Годовые расходы также увеличились на 21% в Японии и на 16% в Европе, оба региона восстанавливаются после спада в 2019 году. Продажи полупроводникового оборудования в Северной Америке снизились на 20% в 2020 году после трех лет последовательного роста.
Страны-лидеры по расходам на оборудование для производства микросхем по итогам 2020 года
По прогнозам SEMI, Китай, Тайвань и Южная Корея будут лидировать по расходам на оборудование для производства микросхем. Ожидается, что крупные инвестиции в контрактное производство и разработку памяти помогут Китаю впервые достичь первого места на рынке. Однако в 2021 и 2022 годах Южная Корея, скорее всего, станет лидером за счет растущих инвестиций в логические микросхемы и восстановления сегмента памяти.
Расходы на полупроводниковое оборудование на Тайване останутся стабильными благодаря инвестициям в передовое контрактное производство чипов. В большинстве других регионов также будет наблюдаться рост в ближайшие годы, говорится в исследовании.
Мировые продажи оборудования для обработки полупроводниковых пластин в 2020 году выросли на 19%, в то время как расходы на устройства для обработки пластин (front end). выросли на 4%. Сегмент сборки и упаковки продемонстрировали значительный рост во всех регионах, что привело к увеличению рынка на 34% в 2020 году, в то время как общие продажи тестового оборудования увеличились на 20%.
Исследователи также отмечают на всплеск спроса на технику, используемую в производстве оперативной и флеш-памяти, чему во многом способствуют сильные продажи на такие изделия. Ожидается, что по итогам 2021 года глобальные затраты на устройства, предназначенные для серийного изготовления DRAM-памяти, вырастут на 46% относительно 2020-го и достигнут $14 млрд. В сегменте памяти NAND flash ожидается 13-процентный рост по итогам 2021 года (до $17,4 млрд) и 9-процентный подъем в 2022 году (до $18,9 млрд).
«Эльбрус» 2016
Подробнее про первый российский 64-битный четырехъядерник «Эльбрус-4С» вы можете прочитать в нашей отдельной статье. Здесь мы вкратце упомянем про то, что разработка SPARC-процессоров этой марки возродилась в 2001 году процессором собственной разработки R150 с нормами 350 нм под брендом МЦСТ: это был одноядерный 150-мегагерцовый чип с производительностью 150 Мфлопс. Затем, через 3 года, народился чип R500, выпускающийся по нормам 500 Мфлопс, а еще три года, в 2007, появился в семье третий – SPARC-процессор, двухъядерный с производительностью уже в 1 Гфлопс. Да, это все были процессоры SPARC, то есть для пользовательских нужд совсем непригодные. Эльбрус, конечно, и «бытовой» процессор создал: только вот 300 МГц с одним ядром и производительностью в 4,8 Гфлопс даже в далеком 2008 году было уже как-то никак.
Сегодня после громкой презентации нового процессора можно констатировать, что в ряде задач — это достойный конкурент Intel Core i7 (опять-таки, отсылаем к нашей статье с результатами тестов), но в бытовом применении они непригодны, разве что в промышленном. Да и производятся на самом деле на мощностях азиатских стран, так что это тоже нельзя назвать «100% российской разработкой».
Конечно, в этом году должен уже быть разработан и сконструирован восьмиядерник «Эльбрус-8С», но пока что ПК, производимые на его основе, даже отдаленно не конкуренты Intel и AMD в бытовом сегменте, но заказов у производителя МЦСТ в промышленном секторе более чем хватает. Есть в плане у МЦСТ и другой 8-ядерный процессор с производительностью в 1 Тфлопс на техпроцессе 16 нм – «Эльбрус-16С». Выпуск запланирован на 2018 год.
Кстати, все разработки ведутся в Зеленограде, на заводе «Микрон». А выпуск, как уже было сказано выше, на заводах в Азии – дешевле.
Есть ли будущее?
Ответить на данный вопрос можно двояко. С одной стороны, у промышленных процессоров и компьютеров потенциал большой: они с успехом используются в различных ВПК и на разнообразном производстве по всему миру.
С другой стороны, даже самые отъявленные патриоты признают, что в разработке «традиционных» процессоров для бытового и офисного применения российские разработки однозначно и безнадежно отстали от западных. И даже вроде бы революционные «мультиклеты» с учетом их немаленького финансирования не смогли пробиться дальше DSP и крипто-токенов, не смогли проникнуть в бытовую сферу вообще.
Отсюда можно сделать вывод простой. В промышленной сфере шансы есть. В бытовой — ни одного.
2019
Падение рынка на 7% до $59,8 млрд
Объём мирового рынка оборудования, предназначенного для производства полупроводниковых компонентов, в 2019 году составил $59,8 млрд, снизившись на 7% относительно 2018-го, когда продажи были рекордными и измерялись $64,5 млрд. Об этом свидетельствуют данные ассоциации SEMI, представляющей интересы разработчиков и производителей чипов.
Наибольшие расходы на оборудование для изготовления чипов в 2019 году пришлись на Тайвань — $17,12 млрд, что на 68% превосходит показатель годичной давности. На втором месте расположился Китай с заказами в размере $13,45 млрд и 3-процентным ростом.
Рынок оборудования для производства чипов в 2019 году просел на 7%
Южная Корея, которая в 2019 году занимала первое место по затратам на полупроводниковое заводское оборудование, год спустя скатилась на третью позицию из-за сокращение инвестиций на 44%, до $9,97 млрд.
Производители чипов в Северной Америке по итогам 2019 года закупили оборудование на сумму $8,15 млрд, что на 40% больше, чем годом ранее. В Японии расходы на такую технику снизились на 34% и составили $6,27 млрд. В Европе спад оказался самым сильным среди всех регионов (-46%, до $2,27 млрд).
В остальных странах вместе взятых закупки оборудования для производства чипов в 2019 году сократились на 38% в сравнении с 2018-м — до $2,52 млрд.
Согласно оценкам аналитиков SEMI, мировые продажи оборудования для обработки полупроводниковых пластин в 2019 году упали на 6%, в то время как продажи в других сегментах техники для предварительной обработки выросли на 9%.
Оборудование для сборки и упаковки чипов, а также устройства для проведения тестирования продукции в 2019 году показали снижение продаж на 27% и 11% соответственно. В Китае все сегменты рассматриваемого рынка продемонстрировали подъем, кроме решений для сборки и упаковки микросхем.
Смена лидера впервые за 30 лет
В конце ноября 2019 года аналитическая компания The Information Network опубликовала результаты исследования под названием The Global Semiconductor Equipment: Markets, Market Shares, Market Forecasts, в котором эксперты отразили ситуацию на рынке оборудования для производства полупроводниковых решений.
По предварительным оценкам аналитиков, в 2019 году на рынке впервые почти за 30 лет сменится лидер: им станет компания ASML, которая опередит Applied Materials. Доли производителей составят 21,6% против 19,4% соответственно.
The Information Network опубликовала результаты исследования под названием The Global Semiconductor Equipment: Markets, Market Shares, Market Forecasts, в котором эксперты отразили ситуацию на рынке оборудования для производства полупроводниковых решений
В 2018 году на Applied Materials приходилось 19,2% рынка оборудования для производства чипов, тогда как в активе ASML было около 18%.
По словам генерального директора The Information Network Роберта Кастелано (Robert Castellano), доля Applied Materials на рынке падает в течение трех лет. В 2015 году она измерялась 23%.
В 2020 году ASML, скорее всего, упрочит лидерство на рынке и займёт его на 22,8%, а Applied Materials останется на втором месте с 19,3-процентным показателем, ожидает Кастелано.
Аналитик приводит этот прогноз, основываясь на ожидаемых капитальных расходах полупроводниковых производителей и на том, что в 2020 году продажи оборудования для производства чипов поднимутся лишь на 5%.
Помимо Applied Materials и ASML, крупными игроками на рынке оборудования для полупроводникового производства являются компании Tokyo Electron и Lam Research, на которые в 2019 году придется 14,8% и 14,2% продаж этого оборудования соответственно. По сравнению с 2018 годом доли этих компаний сократятся. Следом за ними расположится компания KLA, которая, напротив, должна увеличить рыночную долю — с 6,2% до 6,9%, говорится в исследовании.
По прогнозам экспертов, объем мирового рынка чипов в 2019 году упадет на 13%.
Как запускали производство современных микросхем
В 2006 году стали искать партнера для запуска собственного производства микросхем по технологии 180 нм и остановились на французской компании ST Microelectronics. Запуск производства обошелся тогда в $230 млн. В ходе реализации этого проекта создали инфраструктуру, обучили кадры, наладили связи с производителями оборудования, поставщиками материалов и потребителями конечной продукции. В 2010 году начали проект по освоению топологии 90 нм совместно с РОСНАНО: на вложенные госкорпорацией 6,5 млрд руб. у той же французской STMicroelectronics закупили новое оборудование и технологию, а в начале 2012 года уже запустили производство.
