Между ракетой и смартфоном: зачем России нужна доверенная микроэлектроника

Российской микроэлектронике не обязательно конкурировать с мировым масс-маркетом, участвуя в гонке по выпуску новых моделей смартфонов.  И недостаточно уметь создавать уникальные малосерийные микросхемы. Между этими сегментами есть крупный рынок — критическая гражданская инфраструктура: энергетика, промышленность, транспорт, связь и другие отрасли. Доктор технических наук, заместитель директора Центра экстремальной прикладной электроники НИЯУ МИФИ, профессор Александр Никифоров считает, что именно здесь может сформироваться спрос на новую категорию — доверенную электронику, которая сочетает надежность и безопасность с экономикой серийного производства.

Первоначально интервью опубликовано на портале «Техносуверен»

 «Микроэлектроника начинается со спроса»

— В чем сегодня главная проблема российской микроэлектроники?

— Кадры — одна из главных проблем. Можно сколько угодно обсуждать оборудование, технологии и деньги, но любое дело существует только тогда, когда есть кому его делать. Количество квалифицированных специалистов сокращается, при этом требования к инженеру постоянно растут. Электронику трудно развивать фрагментарно. Сейчас много говорят об искусственном интеллекте, раньше были бум IT, виртуальной реальности. Но без аппаратной части — электроники — ни компьютер, ни сервер, ни системы искусственного интеллекта работать не смогут. Поэтому специалисту уже недостаточно глубоко знать только свой участок. Электроника требует инженерного кругозора и понимания всего жизненного цикла изделия — от разработки и производства до испытаний и эксплуатации. Есть и позитивный сигнал: в этом году мы видим рост интереса абитуриентов НИЯУ МИФИ к электронике. Хотелось бы, чтобы это был устойчивый тренд.

— Почему сегодня недостаточно просто выпускать отечественные микросхемы?

— Потому что производство само по себе не создает отрасль. Если никто не покупает продукцию, производство нежизнеспособно. Нужно ответить на вопрос: кто и зачем будет покупать российские микросхемы в объемах, которые позволят производству существовать и быть рентабельным? Когда одновременно формируются производство и спрос на него, возникает полноценная цепочка: появляются потребители, разработчики и изготовители, нарабатываются знания и опыт, формируются специалисты, создается следующее поколение продуктов. Поэтому развитие микроэлектроники начинается не только с фабрики. Оно начинается со спроса.

— Где сегодня находится потенциальный рынок для российской микроэлектроники?

— Исторически у нас сформировались два полюса. Первый — специальная, военная и космическая электроника. Там очень высокие требования к надежности и условиям эксплуатации: широкий температурный диапазон, радиационная стойкость и другие характеристики. Но тиражи небольшие — от сотен до тысяч изделий в год каждого типа. При таких объемах можно создавать уникальные компоненты, но трудно обеспечить стабильное производство и нормальную экономику. Стоимость единицы продукции получается очень высокой. Второй полюс — потребительская электроника. Здесь совершенно другая экономика: рентабельность обеспечивают огромные тиражи — миллионы изделий. Телефоны, бытовая электроника, потребительские устройства — глобальный рынок с жесткой конкуренцией и постоянным снижением стоимости компонентов. Поэтому стратегия «давайте сделаем свой смартфон и победим мировой рынок» для российской микроэлектроники крайне сложна. Получается парадокс: специальная электроника слишком малосерийна, а масс-маркет требует таких объемов и уровня цен, которые сегодня трудно обеспечить.

— Но между этими двумя сегментами есть еще один рынок?

— Да. Это критическая гражданская инфраструктура: энергетика, атомная отрасль, нефтегаз, металлургия, транспорт, связь, промышленная автоматизация, системы управления технологическими процессами, центры обработки данных, банковская сфера, государственное управление и другие регулируемые рынки. Здесь не нужны сотни миллионов одинаковых микросхем, как в массовой потребительской электронике. Но и тысячи штук недостаточно. Речь может идти о сотнях тысяч, миллионах и десятках миллионов компонентов и устройств. При этом цена отказа здесь совершенно другая. Если сломался микроконтроллер в кофеварке, это гарантийный случай. Отказ контроллера технологической установки может привести к аварии и остановке производства. В энергетике — нарушить производство и поставку электроэнергии. Поэтому компонент стоимостью, условно, $10 в критической системе нельзя выбирать только по принципу «у кого на пять центов дешевле».

«Доверенная электроника — это не дешевая военная микросхема»

— Что такое доверенная электроника и чем она отличается от обычной?

— Это отдельная категория качества изделия, оптимизированного под конкретную сферу критической инфраструктуры. Доверенная электроника должна иметь подтвержденное соответствие требованиям по качеству — работоспособности, надежности, стойкости к условиям эксплуатации — и безопасности, включая информационную, технологическую и функциональную безопасность. Это не «дешевая военная микросхема» и не «дорогая гражданская». Если перенести на промышленный контроллер все требования, предъявляемые к изделию для космоса, получится прекрасная микросхема, которую потребитель не сможет массово покупать. Если же взять обычную коммерческую микросхему и просто написать на коробке «для промышленности», необходимых гарантий не появится. Нужен баланс стоимости, тиража, качества и безопасности.

— Насколько эта категория уже оформлена нормативно?

— Пока доверенная электроника для критической информационной инфраструктуры не введена как официальная нормативная категория. Соответствующие стандарты находятся в стадии создания. При этом сама концепция уже сформулирована и обсуждается отраслью. В 2025 году была опубликована концепция доверенной электронной компонентной базы для регулируемых рынков КИИ как возможной новой категории качества и безопасности наряду со специальной и народнохозяйственной ЭКБ. То есть содержательно отрасль уже движется в эту сторону.

— Можно ли считать российскую микросхему доверенной только потому, что она произведена в России?

— Нет. Российский компонент сам по себе не становится доверенным только потому, что произведен внутри страны. И иностранный компонент автоматически не становится недоверенным из-за страны происхождения. Потребитель должен понимать, где изделие разработано и изготовлено, кто и чем гарантирует его свойства, какие стадии жизненного цикла контролировались, какие изменения вносились, как изделие тестируется, какова его надежность в конкретной модели эксплуатации, кто управляет встроенным программным обеспечением и как обеспечена цепочка поставок. Если коротко, локализация отвечает на вопрос «где сделано?». Доверенность отвечает на другой вопрос: насколько подтверждено, что изделие соответствует заданным требованиям качества и безопасности в конкретных условиях применения.

— Почему сейчас эта проблема стала особенно заметной?

— Раньше значительная часть критической инфраструктуры обеспечивалась готовыми системными решениями мировых производителей. Вместе с оборудованием потребитель получал документацию, гарантию, сервис и поддержку. После 2022 года многие российские предприятия столкнулись с прекращением поставок, ограничением технической поддержки, проблемами с запчастями, обновлениями и обслуживанием. И стало очевидно, что владеть установленным оборудованием и владеть технологией его жизненного цикла — не одно и то же. Поэтому доверенная электроника — это еще и суверенность эксплуатации. Не обязательно производить внутри страны каждый атом кремния. Но критическая система не должна терять способность эксплуатироваться, диагностироваться, ремонтироваться и модернизироваться из-за решения внешнего поставщика.

«Нужно строить не только фабрики, но и рынок»

— Чем промышленная электроника принципиально отличается от потребительской с точки зрения жизненного цикла?

— Она работает значительно дольше. Для смартфона несколько поколений процессоров за десять лет — нормальная ситуация. Для атомной станции, производственной линии или энергетического объекта сообщение «этот микроконтроллер снят с производства, просто поставьте новый» может означать повторное проектирование, испытания и сертификацию огромного программно-аппаратного комплекса. Поэтому для доверенной электроники необходим управляемый жизненный цикл. Производитель должен заранее сообщать об изменениях, сохранять документацию, обеспечивать прослеживаемость технологического процесса, объявлять сроки гарантированной доступности изделия и идентифицировать его ревизии. Замена компонента не должна превращаться в инженерную лотерею.

— Почему требования информационной безопасности сегодня необходимо учитывать уже на уровне микросхемы?

— Потому что современная микросхема сама является сложной программно-аппаратной системой. Внутри нее — процессорные ядра, память, встроенное программное обеспечение, интерфейсы отладки, загрузчики, средства самотестирования и аппаратные механизмы безопасности. Поэтому вопрос доверия постепенно опускается с уровня информационной системы на уровень самого изделия. Мировые стандарты промышленной автоматизации уже рассматривают безопасность как процесс, который начинается с формирования требований и проектирования и продолжается на этапах верификации, управления уязвимостями, обновлений и завершения поддержки. Нельзя добавить доверенность в готовую систему последним пунктом технического задания. Ее необходимо закладывать уже в исходный проект.

— Есть ли международные примеры, на которые можно ориентироваться?

— Хороший пример — автомобильная промышленность. Она столкнулась с тем, что обычной коммерческой квалификации компонентов стало недостаточно, а требования военной категории были экономически неадекватны массовому автомобилю. В результате появилась собственная система квалификации компонентов, в частности стандарт AEC-Q100 для интегральных схем. Автомобильная отрасль не стала выбирать между обычным коммерческим процессором и микросхемой для ракеты. Она создала собственный класс требований. Критической информационной инфраструктуре, возможно, пора сделать то же самое.

— Может ли критическая инфраструктура стать тем рынком, которого сейчас не хватает российской микроэлектронике?

— Несомненно. Оборонной отрасли нужны уникальные компоненты, но относительно небольшими партиями. Масс-маркету нужны огромные объемы и минимальная стоимость. Критическая инфраструктура дает другой профиль спроса. Здесь компоненты могут стоить дороже массовых, поскольку к ним предъявляются дополнительные требования по качеству и безопасности. Но при этом они нужны уже не тысячами, а миллионами. Это серьезные серийные объемы. Кроме того, у нас есть необходимые компетенции. Опыт работы в сложных условиях эксплуатации, методики испытаний, обеспечение надежности, системная инженерия десятилетиями развивались в космической и специальной электронике. Теперь эти компетенции нужно не механически перенести, а адаптировать к экономике критической гражданской инфраструктуры. И вот это действительно может стать драйвером развития.

— Что в таком случае должно измениться в подходе к развитию отрасли?

— Нужно строить не только фабрики, но и рынок. Если невозможно определить, для кого производится микросхема, какой набор ее свойств потребитель готов оплачивать и какой объем рынка позволит окупить разработку, строительство еще одной производственной линии само по себе проблему не решит. У критической инфраструктуры есть и заказчики, и потребность, и высокая цена зависимости от внешних технологий. Есть отечественные компетенции специальной электроники, которые можно использовать как фундамент. Не хватает связующего элемента — единой системы требований, квалификации и гарантированного рынка. Поэтому главный вопрос сегодня, на мой взгляд, уже не в том, сможет ли Россия создавать собственные микросхемы. Вопрос в другом: сможем ли мы создать широкую номенклатуру изделий микроэлектроники и комплексов на их основе, которую потребителям будет выгодно применять, а производителям — выгодно выпускать серийно? Если доверенная электроника для критической инфраструктуры станет такой категорией, то название здесь вторично. Важно другое: это должна быть электроника, которой страна может доверять.