Мы используем cookie файлы, как и большинство сайтов в интернете. Гарантируем сохранность ваших персональных данных.

Геннадий Красников о состоянии отечественной микроэлектроники в интервью «Российской газете»

Российские разработчики создали новую уникальную энергонезависимую память со скоростью записи от 30 наносекунд. Есть прогресс в фоторезистах и особо чистых материалах. О состоянии отечественной микроэлектроники, о том, достижим ли технологический суверенитет, и какие процессоры нужны для искусственного интеллекта, рассказал Председатель Программного комитета Российского форума «Микроэлектроника 2024», Руководитель приоритетного технологического направления «Электронные технологии» РФ, Президент Российской академии наук, академик РАН Геннадий Красников.
Геннадий Красников: Квантовая криптография может быть востребована в российской космической низкоорбитальной группировке спутников. / Александр Корольков / РГ
Геннадий Красников: Квантовая криптография может быть востребована в российской космической низкоорбитальной группировке спутников.

Фото: Александр Корольков / РГ
– Геннадий Яковлевич, в 2023 году представители бизнеса и профильных министерств озвучили амбициозные планы по развитию российской микроэлектроники. Что удалось сделать за год?

Геннадий Красников: Мы по результатам каждого форума «Микроэлектроника», который проходит в конце сентября, делаем обобщенные предложения для правительства, для федеральных органов исполнительной власти. И когда мы в этом году проанализировали результаты, то выяснилось, что большая часть наших предложений по итогам «Микроэлектроники 2023» оказалась выполнена. Если же говорить о конкретных продуктах, то везде есть достижения, есть прогресс.

Из того, что мне ближе, НИИМЭ разработал новую уникальную энергонезависимую память со скоростью записи от 30 наносекунд и числом возможной перезаписи 10 в девятой степени. Это рекордные показатели. Можно говорить и о фоторезистах, особо чистых материалах (необходимых для производства микроэлектроники. – прим. РГ), о новых микропроцессорах и платформе для 50-кубитного квантового компьютера.

– Руководители российских компаний и чиновники в контексте развития российской микроэлектроники часто говорят о 28-нанометровых чипах, производство которых должны освоить в России к 2028-2029 году. Почему им уделяется такое внимание?

Геннадий Красников: 28 нанометров – особая технология. Если посмотреть на правило Мура, то согласно ему количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые два года. Вместе с тем себестоимость одного транзистора при переходе на новый техпроцесс падает более чем в два раза, и это всегда являлось экономическим стимулом развития микроэлектроники. И вот 28 нм – это последний топологический размер, на котором соблюдалось это правило. Дальше, так как производители перешли на «3D транзисторы», то их стоимость стала увеличиваться.

Поэтому 28 нанометров – это уникальная технология. Это и самые дешевые транзисторы и процессоры по себестоимости, и самый последний и совершенный планарный техпроцесс.

– В своих публичных выступлениях эксперты, представители бизнеса и государства не раз отмечали, что сегодня полным технологическим суверенитетом не обладает ни одна страна в мире, включая две крупнейшие экономики, США и Китай. Реально ли его достичь России и что, на ваш взгляд, является технологическим суверенитетом? В этот термин часто вкладывают разный смысл.

Геннадий Красников: Да, абсолютно правильно. Нет такой задачи все подряд у себя производить. Есть более прагматичный взгляд. Технологический суверенитет – это когда вы можете самостоятельно развивать свою промышленность и экономику вне зависимости от наличия или отсутствия санкций. И здесь есть несколько подходов.

Первый – можно взять и сделать стратегический запас на 5-10 лет вперед и не спеша его пополнять. Вас в этот период не будут сильно волновать цены, санкции и прочее, потому что у вас есть запас и время для его пополнения или перехода на новую технологию. Вместо того чтобы инвестировать миллиарды долларов в строительство заводов и потом налаживать выпуск продукции, можно закупить кремниевые пластины, скажем, на 10 лет вперед, они будут спокойно лежать. Это в десятки раз дешевле, чем строительство многомиллиардных фабрик.

Второй подход касается товаров, на которые невозможно ввести эмбарго, потому что у них настолько много производителей, что перекрыть каналы поставок невозможно. Такой товар тоже не имеет смысла делать у себя. Его много, он всегда доступен и дешев.
А есть такие позиции, как, скажем, фоторезисты (я привожу пример из микроэлектроники), где мы не можем сделать стратегический запас, потому что есть межоперационное время хранения, и со временем сложные химические соединения разлагаются, через полгода они уже непригодны.
Вместо того чтобы инвестировать миллиарды долларов в строительство заводов, можно закупить кремниевые пластины на десять лет вперед
И вот это нужно делать у себя. Здесь зачастую не так важна стоимость, потому что из-за отсутствия фоторезиста может остановиться работа многомиллиардной фабрики по производству микросхем. Поэтому нужно анализировать эти моменты и в первую очередь развивать именно эти технологии. Это не только само производство, но создание всей технологической базы. Нужны и фундаментальные исследования, и прикладные, и производство. Так создается производственная цепочка.

– Немало российских компаний разработали тензорные и даже нейроморфные вычислители, предназначенные для машинного обучения, нейросетей и искусственного интеллекта (ИИ). Это глобальный тренд или это из-за того, что графические процессоры компании NVIDIA, которые в основном используются для обучения нейросетевых моделей, недоступны в РФ из-за санкций? Им ищется альтернатива?

Геннадий Красников: Есть универсальные процессоры, а есть специальные. Скажем, у вас в смартфоне используется так называемый embedded (встраиваемый) процессор, который потребляет мало энергии. Универсальный процессор Intel в смартфон не поставишь. Он моментально разрядит аккумулятор.

Так вот, для обработки больших данных нужны так называемые тензорные вычисления, связанные с умножением матриц, чтобы обучать нейронные сети. Процессоры, которые заточены на перемножение матриц, должны отличаться от стандартной, фон-неймановской процессорной архитектуры, которая не очень подходит для работы с большими базами данных.

Изначально существовало направление вычислений, связанное с умножением матриц, и оно использовалось для обработки видео. Но впоследствии выяснилось, что графические процессоры, лидером в производстве которых является NVIDIA, лучше всего подходят для обучения нейросетевых моделей.
Нет задачи все производить у себя. Технологический суверенитет – это когда вы можете самостоятельно развивать промышленность и экономику
Однако сейчас начался настоящий бум по поиску и разработке альтернативных процессорных архитектур для работы с тем, что называют искусственным интеллектом. Создаются и специализированные нейроморфные процессоры, используемые для аппаратного ускорения алгоритмов искусственных нейронных сетей, которые еще и потребляют намного меньше энергии, чем универсальные процессоры.

Такое количество разработок новых типов процессоров связано с тем, что у компаний есть желание выйти на растущий рынок ИИ. Также быстрыми темпами развивается создание новых видов энергонезависимой памяти. Этот вид памяти должен заменить современную оперативную память в процессорах и тем самым сэкономить энергопотребление. Так что поиск альтернативы GPU (графическим процессорам. – прим. РГ) NVIDIA – это глобальный тренд.

– Разработанные отечественными компаниями процессоры и вычислители производятся в России или в других странах?

Геннадий Красников: По-разному. Каждая компания решает этот вопрос самостоятельно. Естественно, если нужны какие-то рекордные показатели и дополнительных требований к факторам внешнего воздействия, радиационной стойкости или к работе в широком диапазоне температур нет, то, скорее всего, компании ищут возможность произвести свою продукцию за рубежом.

– Каков сейчас прогресс в области квантовой криптографии и квантовых вычислений, о которых также много говорили в этом году?

Геннадий Красников: Прогресс, конечно, есть. Что касается квантовой криптографии, то она может быть востребована в российской космической низкоорбитальной группировке спутников, которая должна обеспечить широкополосный спутниковый доступ в интернет по всей России.

А в области квантовых вычислений сегодня наступает эра так называемых шумных квантовых процессоров. В России уже представили прототип 50-кубитного российского ионного квантового компьютера.

Вообще квантовые вычисления сегодня решают две главные задачи.
Первая – достижение так называемого квантового превосходства, когда квантовый компьютер начинает производить вычисления быстрее суперкомпьютера.
Вторая – это все та же экономия энергии. Квантовый компьютер потребляет на порядок меньше энергии, чем аналогичный, работающий на кремниевых процессорах.

Российская газета – Федеральный выпуск: №245(9487)