На воображаемые инвестиции - воображаемую электронику субъективные заметки по поводу парламентских слушаний на злободневную тему

О сегодняшнем состоянии российской радиоэлектронной промышленности в сравнении с предыдущими временами и относительно других стран можно судить по таким показателям.

Мировой объем продаж различных электронных систем, приборов и устройств составит в этом году около 1 трлн. долларов. Но на долю России придется лишь 140 млн. долларов, из них на экспорт будет поставлено продукции на 38 млн. долларов, а в США объем продаж электронной техники достигнет 390 млрд., в Японии - 188 млрд., Европе - 134 млрд. долларов.

Если до 1999 г. электронная отрасль создавала примерно 2% российского ВВП, то сейчас - менее 0,1%, при том, что и сам ВВП существенно сжался, а объемы НИОКР в отрасли сократились в 7-8 раз. За 10 лет "реформ" отрасль потеряла 600 тысяч специалистов, а из 400 существовавших предприятий осталось 257, на которых работают около 160 тысяч человек. В результате были утеряны многие высокоуровневые технологии и производства. А следствием всего этого явилась почти полная потеря внутреннего рынка, доля российской электронной продукции на котором не превышает сейчас 1%. Между тем, по официальным данным, объемы продаж радиоэлектронной техники в России составили в 1999 г. 20,5 млрд. долларов, в том числе телевизоров продано на 2 млрд., ЭВМ - на 5 млрд., радиоприемников - на сумму свыше 1 млрд., промышленной электроники - на 3 млрд., медтехники - на 1,5 млрд. долларов. И почти вся эта аппаратура импортная. Но помимо легального импорта существует ведь еще "теневой", оценить который трудно.

Совершенно очевидно, основной причиной катастрофического развала российской радиоэлектроники при наличии относительно большого платежеспособного спроса на внутреннем рынке явилась ее низкая конкурентоспособность. Дело в том, что еще до 1990 г., несмотря на относительно большие капиталовложения и приоритетное развитие электронных технологий, отечественная радиоэлектронная аппаратура по основным характеристикам отставала от лучших аналогичных зарубежных образцов на 5-7 лет. Из-за ее более худших, примерно на порядок, энергетических и массогабаритных показателей у нас существенно росли затраты на производство авиационной техники, которая несет в себе более энергоемкое и тяжелое электронное оборудование по сравнению с американской авионикой. Поэтому оно оказывается менее эффективным, в первую очередь, с точки зрения удельной полезной загрузки и удельного энергопотребления самолетов. А за последние 10 лет мы отстали уже на три поколения интегральных микросхем. В США и Японии освоено их производство с топологическими размерами схемных элементов 0,25 мкм и менее, а мы застыли на отметке 0,9 и лишь стремимся освоить 0,5 мкм.

Как известно, уменьшение топологических размеров элементов микросхем вызвано необходимостью увеличения их быстродействия и снижения энергопотребления. По оценкам специалистов, вряд ли мы сможем наверстать упущенное и внедрить у себя новейшие интегральные технологии, которыми сегодня владеют США и Япония, раньше чем через лет двадцать. На это нет ни денег, ни производства соответствующих материалов и оборудования - оно во многом разрушено и устарело,- ни кадров.

На парламентских слушаниях руководство отрасли представило проект федеральной программы "Развитие электронной техники в России на 2001-2006 гг.", реализация которой должна по замыслу ее авторов привести к полному обеспечению страны радиоэлектронной аппаратурой военного назначения, увеличению в 3-4 раза экспорта и "завоеванию" вновь на 50-70% внутреннего рынка радиоэлектронной потребительской продукции. Причем, к 2006 г. планируется пятикратное увеличение объемов производства.

К сожалению, эти намерения противоречат реалиям. И вот по каким причинам.

Как отмечалось выше, объем производства отечественной электронной техники в этом году составит лишь 140 млн. долларов, а объем продаж импортной электроники на внутреннем рынке в прошлом году достиг 20 млрд. долларов. Намерения отвоевать даже половину рынка потребуют увеличить объем производства до 10 млрд. долларов, а программой планируется лишь пятикратный (включая военную технику) рост, т. е. до 900 млн. долларов, что в 11 раз меньше объема продаж импорта.

Несостоятельность декларируемых будущих успехов видна также из сравнения инвестиций в радиоэлектронную отрасль в Китае и у нас. Их объемы в китайскую госпрограмму развития электронной промышленности на 1996-2001 гг. составят примерно 200 млрд., или по 40 млрд. долларов ежегодно, изкоторых государственных средств - 10 млрд. долларов, остальные - иностранные. Российскую программу ее авторы планируют реализовать за 42 млрд., но рублей, или примерно (по нынешнему валютному курсу) за... 1,5 млрд. долларов, причем государственных средств просят всего... 6%, то есть 90 млн. долларов, или около 250 млн. рублей. Что можно сделать за такие деньги, авторы программы не пожелали ответить на слушаниях. Так как радиоэлектроника - отрасль капиталоемкая, то и окупаемость вложений требует длительного времени. В Китае при его гигантских инвестициях сейчас "пока" производится микросхем примерно на 3 млрд. долларов в год. У нас объем производства изделий микроэлектроники в этом году составит почти 58% от общего объема выпуска отечественной электронной техники, т. е. примерно 81 млн. долларов. К слову, телевизоров в Китае выпускают ежегодно до 28 миллионов - первое место в мире,- а у нас примерно 270 тысяч. Если инвестиции в Китае более чем в 130 раз превосходят планируемые российские, то денег на российскую программу может не хватить даже для простого воспроизводства нынешнего состояния отрасли.

Следует заметить, что почти все перечисленные выше данные приведены в материалах, подготовленных к парламентским слушаниям Российским агентством по системам управления, и вызывает удивление, что никто в этом федеральном органе не удосужился сопоставить между собой столь противоречивую информацию.

Вызывает также большие сомнения предлагаемый руководством агентства прежний путь "догнать и перегнать Америку" за счет копирования устаревших интегральных технологий, так как новейшие нам никто не продает. Но по такому пути копирования чужих устаревших микросхем отечественная микроэлектроника волей прежнего начальства двигалась со времени ее возникновения, что и явилось основной причиной ее неконкурентности и развала. Отчасти это объясняется и недостаточными в сравнении с США капиталовложениями - разница была в десятки раз - из-за непонимания высшим руководством страны необходимости и значимости электроники как интеллектуальной составляющей современной сложной техники.

Между тем существуют другие, менее затратные, возможности реанимации российской микроэлектроники. Одна из них - производство специализированных, так называемых аналого-цифровых и аналоговых микропроцессоров, решающих определенные типовые задачи контроля, измерения и регулирования и позволяющих перевести на индустриальную основу изготовление различных радиоэлектронных систем управления. Ниша эта на мировом рынке пока не занята. Причем упомянутые специализированные микропроцессоры, при использовании для их производства одних и тех же, что и для цифровых процессоров, интегральных технологий и решении одинаковых задач, оказываются, как минимум, на порядок более быстродействующими, чем цифровые.

Дело в том, что в цифровых процессорах арифметические операции над числами выполняются "столбиком", с кодами, цифра за цифрой. А на это требуется количество поразрядных операций (тактов) и соответственно времени для их выполнения пропорционально разрядности (количеству цифр) суммируемых или перемножаемых чисел. Поэтому для увеличения быстродействия цифровых процессоров необходимо уменьшать топологические размеры элементов соответствующих микросхем и расширять их функциональные возможности за счет более плотной "упаковки" в кристалле схемы боґльшего числа элементов. Так как при этом сокращается длина путей пробега сигналов, то растет скорость вычислений. Но каждый новый этап увеличения быстродействия микросхем ведет к дальнейшему их удорожанию.

Аналого-цифровые и аналоговые микропроцессоры обрабатывают аналоговые сигналы, которые обычно в виде тока или напряжения выдают различные измерительные датчики, во множестве устанавливаемые на объектах управления. Два числа в виде аналоговых сигналов суммируются или умножаются всего за один такт без всяких там "столбиков". Кроме того, при решении одной и той же задачи аналого-цифровые процессоры в сравнении с цифровыми требуют существенно меньшего количества схемных элементов. Поэтому добиться для них идентичного быстродействия с цифровыми микросхемами можно, используя (утилизируя) старые одно- и двухмикронные технологии, что обойдется намного дешевле.

Как известно, сложные объекты управления имеют множество источников измерительной информации, размещенных в различных точках. Поэтому и системы управления такими объектами оказываются распределены в пространстве и информация в них обрабатывается, как минимум, в два этапа. Вначале микропроцессорами по простейшим алгоритмам предварительно и быстро обрабатываются данные контроля и измерений о текущем состоянии объекта. После чего процеженная и сжатая таким образом информация поступает для окончательной обработки по более сложным алгоритмам в центральную ЭВМ системы, вырабатывающую по результатам обработки данных соответствующие сигналы управления. Такое двухэтапное распределение вычислений существенно увеличивает общесистемное быстродействие.

Сегодня для первичной обработки измерительной информации используются цифровые микропроцессоры. Однако, как отмечалось, при решении относительно простых задач они оказываются менее эффективными по сравнению с аналого-цифровыми процессорами по всем основным показателям: быстродействию, энергопотреблению, габаритам, массе и стоимости. Поэтому освоение производства унифицированных рядов спецпроцессоров аналоговых сигналов позволит поставить "на поток" производство более дешевых и эффективных управляющих систем различного назначения. Причем наличие стандартных вычислительных "кубиков" позволит существенно упростить и опять же удешевить их проектирование.

Подобный качественный переход к массовому индустриальному производству произошел три десятка лет назад с ЭВМ после создания цифровых микропроцессоров и их комплектов, ставших основой современных вычислительных машин. Но системы автоматического управления изготавливают по-прежнему, "на коленках".

Следует заметить, что замена цифровых процессоров специализированными аналого-цифровыми особенно важна для систем военного назначения. Помимо существенного увеличения быстродействия, снижения энергопотребления и массы, а также стоимости, благодаря использованию старых технологий для их производства, значительно возрастет и их надежность. Во-первых, это произойдет вследствие меньшего количества элементов в спецпроцессорах. А во-вторых, и это самое главное, существенно уменьшатся возможности для несанкционированного вмешательства в их работу, так как она не программируется извне. Сейчас, к большому сожалению, из-за отсутствия отечественных аналогов в военной технике нередко используются иностранные микросхемы, которые в час X могут оказаться троянским конем. Со скрытыми в нем "взрывчаткой" и "вирусами".

Создание интегральных технологий потребовало интеграции всех этапов производства микроэлектронной аппаратуры в единый процесс. На Западе организационно это вылилось в образование крупных вертикально интегрированных компаний, производящих определенную функционально и потребительски завершенную продукцию: системы управления, телевизоры, радиоприемники, измерительные приборы и системы и пр. Вместе с тем такие фирмы продают часть своих микросхем другим потребителям.

У нас же по сути ничего не изменилось по сию пору. Производство микросхем в советские времена было сосредоточено в министерстве электронной промышленности, и они в основном предназначались для вычислительной техники. И хотя большие интегральные схемы представляли собой сложные функциональные устройства, их по-прежнему именовали и именуют элементной базой. Но ее номенклатура оторвана от потребностей радиопромышленности, приборостроения, производства средств связи, точного машиностроения и станкостроения, что и явилось причиной неконкурентности этих отраслей и такого же развала, как и самой электронной отрасли.

К сожалению, прежний местечковый отраслевой принцип хозяйствования и управления не изжит у нас до сих пор. Он проглядывается и в представленной на парламентских слушаниях программе развития электронной техники, которой хотят придать статус президентской. В ней говорится не о производстве телевизоров, радиоприемников, систем управления и др., а об "обеспечении изделиями электронной техники производства средств связи, телевидения и радиовещания, систем управления...". И это мы тоже проходили: скопированные зарубежные микросхемы у нас были, а те же отечественные телевизоры на старой элементной базе с российского внутреннего рынка вытеснены телевизионными фирмами развивающихся стран Юго-Восточной Азии.

Поэтому представляется весьма необходимым проект программы "развития электронной техники", учитывая его громадную значимость, из тиши чиновничьих кабинетов вынести на публичное обсуждение специалистов.

Моисей ГЕЛЬМАН,

кандидат технических наук