Кроме кризиса теоретических работ, следует вспомнить и о быстро наступившем коллапсе разработок оборудования для микроэлектроники. Полупроводниковые технологии сильнейшим образом «завязаны» на технологическое оборудование. Нынешнее наше отставание в этих технологиях многие напрямую связывают с отсутствием у нас разработчиков и изготовителей такого оборудования и нехваткой средств для приобретения зарубежного. Как решались проблемы с оборудованием? Оно частично закупалось за рубежом, частично изготавливалось по зарубежным образцам (т.е. опять-таки копировалось!) на созданном в Зеленограде специальном машиностроительном предприятии. Сегодня ничего этого нет.
К сожалению, следует отметить, что в наши дни практически повторяется ситуация, имевшая место в отечественной истории микроэлектроники, только на этот раз она связана с новыми, перспективными полупроводниковыми технологиями (нано- и гетероструктуры, твердотельные ЯМР-квантовые компьютеры и некоторые другие). До сих пор не удается организовать ни в нашем институте, ни в каком-либо другом учреждении полномасштабные экспериментальные исследования по этим направлениям. Это связано как с общими трудностями, переживаемыми Россией, с отсутствием средств на приобретение необходимого оборудования, так и с падением былого престижа научной карьеры среди молодежи. Если удастся в ближайшие годы наряду с теоретическими исследованиями развернуть отечественные экспериментальные исследования с простейшими прототипами полупроводниковых квантовых компьютеров, то наша наука получит шанс не оказаться среди аутсайдеров в начинающейся «игре». Но если эксперименты с этими приборами начнутся в России с опозданием по сравнению с другими странами, догнать, как показал опыт Зеленоградской микроэлектроники, будет уже невозможно.
Fabless notes
Эта статья представляет собой заочное интервью с Михаилом Алексеевым - ведущим инженером зеленоградского ГУП НТЦ «Элвис»[ГУП НТЦ «Элвис» - Государственное унитарное предприятие Научно-технический центр «Элвис»], участником разработки, вероятно, самых мощных в мире на сегодняшний день «систем-на-кристалле» - вычислителей серии «Мультикор».
Как давно ваша жизнь связана с Зеленоградом?
- Хотелось бы сразу предупредить читателя: все, что я скажу, является исключительно моим частным мнением.
Я получил высшее образование в свердловском УГТУ-УПИ[Уральский государственный технический университет. В прошлом - Уральский политехнический институт]. Мы - студенты - взахлеб читали ваш журнал со статьями об отечественном процессоре «Эльбрус». Читали и убеждались, что ни от кого Россия, в общем-то, не отстала; нам виделась цель, и грела надежда на реализацию замыслов…
На зеленоградский «Ангстрем» в 1998 году я пришел сразу после института, получив образование радиоинженера. Работать пришлось не по специальности, хотя представление о том, что такое транзистор и схемотехника БИС, конечно же, имел. На «Ангстреме» я попал в отдел, который занимался разработкой БМК[БМК - базовый матричный кристалл] серии 1592XMx. Сослуживцы оказались потрясающими специалистами! Небольшой коллектив разработал и довел до серии чип БМК 1592XM1, содержащий 400 тысяч транзисторов (100 тысяч эквивалентных вентилей). К сожалению, пришлось столкнуться и с технологической отсталостью. То оборудование, на котором производились наши изделия, давно устарело. Разумеется, делались попытки, и даже небезуспешные, в ключевых местах техпроцесса поставить более или менее новую технику.
Разработка и производство микросхем связаны с большой ответственностью…
- Да, цена ошибки здесь очень высока. Ошибившись, ты теряешь не только неприличную сумму денег, но и время, которое зачастую важнее, чем деньги. К счастью, у меня была возможность учиться, делать ошибки и исправлять их. Например, по моей вине однажды пришлось перезапускать партию микросхем, пусть и небольшую. Я принимал участие во всех этапах проектирования чипа - от схемотехники до разработки библиотеки стандартных ячеек, изучения своего же чипа под микроскопом, тестирования на пластине и прогонки корпусированной микросхемы на тестах, написанных самостоятельно. Все эти работы осуществлялись коллективом в девять человек, включая меня. Плюс заводские технологи, которые «вели» наш проект.
За возможность «набить шишки» и получить бесценный опыт вкупе с особым, четким стилем работы хочу поблагодарить начальника отдела Бориса Львовича Симонова. Начинающему инженеру необходима такая школа. Особую ценность такой опыт приобретает, когда проект получается. Когда специалист видит результат своего труда, и этот результат успешен. Не менее важны и необходимы (именно необходимы!) ошибки и поражения. Только прочувствовав все неприятности на собственной шкуре, вчерашний студент может превратиться в инженера, способного добиваться желаемого результата.
Что же такое завод «Ангстрем» образца 1999 года? И сегодня?..
- «Ангстрем». Краснознаменный «Ангстрем»… В 1998 году на заводе можно было разрабатывать и выпускать чипы по технологии 1,2 мкм, получив при этом достаточный процент выхода годных. В 2001 году была предпринята попытка запустить чип серии 1592XMx по технологии 0,8 мкм, но успешной ее назвать нельзя. Технология оказалась не отлажена, а оборудование - не пригодным для производства чипов по этим проектным нормам.
Вдобавок - и это основная причина, по которой «Ангстрем» не показывал удовлетворительных финансовых результатов, - мешали устаревшие принципы управления. Эта проблема завода, который в своем выступлении по зеленоградскому телевидению в 1999 году генеральный директор В. Л. Дшхунян назвал «градообразующим и социальным предприятием», естественным образом переросла в проблему города.
Что мы имеем на текущий момент? Большинство отделов, занимавшихся разработками, вышли из состава «Ангстрема» и трудятся кто на зарубежного, кто на местного заказчика. Подчиняясь законам рынка, «Ангстрем» превращается в чистое foundry (только фабрика, без собственных подразделений разработки чипов). Летом 2004 года контроль над заводом получил[Информацию о смене владельца см. на www.ione.ru/scripts/events.asp?id=16325] бывший совладелец и управляющий Межпромбанка Сергей Веремеенко. Можно надеяться, что основным направлением его усилий на новом поприще станет бизнес, а не пресловутые «социальные задачи». Думается, года через три смогу подержать в руках нашу микросхему, изготовленную по нормам 0,18 мкм. Но про возможность построения фабрики в Зеленограде - разговор особый.
Вы ушли из «Ангстрема», но остались работать в Зеленограде?
- Да. Я перешел на «Элвис» в 2001 году. Здесь нашел команду, занятую серьезным делом - разработкой собственного направления в общей концепции «система-на-кристалле» (System On Chip, SOC)[Про технологию SOC «Мультикор» можно прочесть в интервью с директором «Элвиса» Я. Я. Петричковичем (elvees.ru/news/elvis.pdf)]. Разительным отличием от «Ангстрема» была сосредоточенность руководства на достижении поставленных целей, которые были очень амбициозны.
На этой фирме пришлось наблюдать общую для всей микроэлектронной отрасли проблему - отсутствие разработчиков возрастом от тридцати до сорока лет. Почти все представители этого поколения либо уехали за рубеж, либо ушли из отрасли.
А ведь именно на этот возраст приходится пик реализации инженерного потенциала и приобретенного ранее опыта. Однако ушли не все, и во многом благодаря тем, кто остался, у нас что-то получилось.
Сегодня число работников выросло в пять раз по сравнению с 2001 годом. Пошла молодежь, приходят студенты. И в целом отрасль демонстрирует явные признаки оживления. Года через два-три (как раз к возможному появлению современной «кремниевой фабрики» в Зеленограде) можно будет говорить о формировании критической массы инженеров, способных поднять индустрию разработки заказных схем и обеспечивать заказами эту самую фабрику. Сейчас большинство зеленоградских команд «запускается» в Юго-Восточной Азии либо на европейских фабриках.
Поделитесь воспоминаниями о первых разработках на новой фирме.
- О чипах «Мультикор»? Главная трудность здесь - новизна. Приступая к разработке чипа, необходимо свести к минимуму риск получить негодный кристалл. Любое новшество - будь то архитектурное, схемотехническое или технологическое - может привести к ошибке и, как следствие, к неудавшемуся запуску. Новый тип памяти, другие принципы схемотехники или синхронизации чипа, другая библиотека стандартных ячеек - все это привносит долю риска и снижает вероятность успеха. Говоря проще, когда вы приступаете к разработке нового прибора, вероятность успеха близка к нулю. Набрав опытных инженеров, имеющих за плечами успешные проекты, вы значительно повышаете шансы на благоприятный исход. И лишь современные средства проектирования, изготовление чипа на зарекомендовавшей себя фабрике, использование только стандартных компонентов, предоставляемых фабрикой, наличие опытной команды тестировщиков-программистов позволит приблизиться к заветной цифре 99,9% вероятности получения годного чипа.