Re: Проблемы электронной компонентной базы и пути их решения
> Проблемы электронной компонентной базы и пути их решения
Бриндиков А.Н.
(тезисы локлада на форуме "Проблемы электроники и пути их решения)
Отечественная электроника зарождалась в условиях военно-политического противостояния СССР и Запада и была ориентирована естественным образом в первую очередь на создание вооружений, а во вторую очередь (по остаточному принципу) удовлетворяла потребности гражданского сектора экономики. Однако в основу развития отечественной электроники вынужденно был положен исторически неверный принцип копирования зарубежных технических и технологических решений, воспроизведение аналогов. При переходе к рыночной экономике в российской электронике прошли глубокие и во многом кризисные преобразования. Истоки кризиса были заложены в структуру отечественной электроники еще многие годы назад. При этом кризис охватывал, в основном, все области разработки, производства и применения ЭКБ. Уже всем понятно, что политика повторения зарубежных аналогов, характерная для советской промышленности, исчерпала себя и послужила главной причиной технологического застоя. Но еще одна менее очевидная, но тоже очень важная причина кроется в самой инфраструктуре разработки. В советские времена практически вся разработка ЭКБ была сосредоточена на заводах-изготовителях элементной базы. До определенного технологического уровня воспроизводимой ЭКБ этот подход частично оправдывал себя. С ростом технологических возможностей за рубежом произошло увеличение функциональной сложности микросхем. Поэтому к настоящему времени мы получили кризис разработки - кремниевые производства уже не могут разрабатывать сложную функциональную ЭКБ, а системные фирмы еще не могут их разрабатывать.
В сложившейся ситуации единственным разумным путем решения проблемы развития ЭКБ в России является развитие функционально- сложных изделий микроэлектроники и микросистемотехники, в том числе сетевых суперкристаллов (нейрочипов) для системообразующих микро-ЭВМ, мультисистемных преобразователей физических величин и компонентов датчиков, исполнительных устройств микромеханики. Для достижения этой цели становится актуальным переход на новые технологические принципы проектирования и разработки, который может быть достигнут только за счет тесного сотрудничества разработчиков ЭКБ и радиоэлектронных систем в двух взаимосвязанных областях: технологии производства электронной компонентной базы и объединения научного и технического потенциала их изготовителей и потребителей.
Стратегия и логика развития отечественной ЭКБ имеют комплексный характер и объединяет в себя деятельность по целому ряду взаимоувязанных направлений, в том числе повышение эффективности государственной координации развития отечественной электроники и концентрация ресурсов на следующих приоритетных направлениях: микроэлектроника, наноэлектроника, микромеханика, СВЧ - техника, квантовая электроника, акустоэлектроника, магнитоэлектроника, оптоэлектроника, ИК - техника, электронное материаловедение, формирование нормативной правовой базы для создания механизмов эффективного функционирования радиоэлектронной отрасли в реальных социально-экономических условиях; создание высокоинтеллектуальных электронных компонентов, программных продуктов в выделенных приоритетных.
В этом плане в стране действует и финансируется из бюджетных ассигнований Федеральная целевая программа «Национальная технологическая база». Разработана и находится в стадии утверждения подпрограмма «Развитие технологий создания электронной компонентной базы» Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» на 2005-2006 годы. Разрабатывается также Федеральная целевая программа «Научно-технологическая база» до 2010 года. В этих программных документах предусматривается решение целого комплекса вопросов по создание в стране многоуровневой системы проектирования, разработки базовых технологий и производства сложно-функциональной ЭКБ.
Первоочередными задачами в этом направлении по нашему мнению являются:
1. Создание центров проектирования перспективной ЭКБ, в первую очередь важнейших СФ - блоков и СБИС типа «система на кристалле» (разработка проектов моделей ЭКБ на предприятиях-разработчиках электронных систем и предприятиях электронной отрасли, проектирование сертифицированных СФ-блоков по единым правилам).
2. Формирование единых отечественных правил проектирования перспективной электронной компонентной базы.
3. Создание Центра проектирования и изготовления фотошаблонов.
4. Приведение конструктивно-технологического базиса к единой нормативной документации в технологических организациях («кремниевых мастерских»),
5. Эффективное участие в международном разделении труда, использование зарубежных технологических производств, превышающих существующий уровень отечественной технологической базы, для изготовления разработанных российскими центрами проектирования электронных компонентов. Создание современных «кремниевых мастерских» в России.
Полученный опыт работы показывает, что создаваемая инфраструктура должна состоять из трех уровней:
1. Уровень системного проектирования;
2. Уровень СФ - блочного проектирования;
3. Уровень конструктивно-технологического проектирования.
При этом уровни должны в обязательном порядке включать следующие составляющие: центр проектирования и изготовления фотошаблонов; центр сопровождения работ 2-го и 3-его уровней; совершенствование производственной базы по разработке электронной компонентной базы (кремниевые - мастерские).
Первый уровень должен обеспечить выполнение следующих задач:
1. Разработка поведенческих моделей узлов и блоков перспективных радиоэлектронных систем на языке высокого уровня (\/НDLVerilog).
2. Проектирование СБИС типа «система на кристалле» узлов и блоков перспективных радиоэлектронных систем.
Исходной информацией для выполнения перечисленных задач является библиотека сертифицированных СФ - блоков.
Второй уровень должен обеспечить выполнение следующих задач:
1. Проектирование поведенческих моделей СФ - блоков на языке высокого уровня (VHDLVerilog)
2. Разработка логической схемы и топологии СФ - блоков и их сертификация.
Исходной информацией для выполнения перечисленных задач является каталог библиотек элементов и правил проектирования СФ - блоков.
Третий уровень должен обеспечить выполнение следующей задачи:
1. Разработка библиотеки элементов, правил проектирования и спайс - параметров, ориентированных на конкретную технологию предполагаемого предприятия-изготовителя (основные конструктивно технологические ограничения технологии, библиотека элементов, правила проектирования).
Центр проектирования и изготовления фотошаблонов является основной составляющей, обеспечивающей оперативное решение всех вопросов создания специализированных СБИС типа «система-на-кристалле» в ограниченное время. Центр сопровождения работ (государственная организация по формированию и сопровождению библиотек элементов и правил проектирования СФ - блоков и библиотеки СФ - блоков) является основной структурой, обеспечивающей исключение дублирования разработок, проводимых в рамках бюджетного финансирования. Наличие такого центра позволяет проводить эффективную ценовую и техническую политику при проектировании и разработке перспективной электронной компонентной базы.
Уже созданы и успешно функционируют в стране центры проектирования СФ-блоков. Эта инфраструктура включает, в первую очередь, центры проектирования ЭКБ при мощных аппаратостроительных фирмах, а также специализированные центры проектирования ЭКБ. При этом разработчики радиоэлектронных систем являются непосредственными соисполнителями проектирования ЭКБ (СФ - блоков и СБИС типа «система на кристалле»). Прорабатываются вопросы каталогизации разрабатываемых СФ-блоков и перечни приоритетных разработок. Существующий за рубежом каталог уже сейчас содержит более 2000 наименований СФ - блоков, подготовленный для широкомасштабного перехода на новые принципы конструирования радиоэлектронной аппаратуры.
