Глава РАН Геннадий Красников: Россия должна стать суверенной и в микроэлектронике

Президент Российской академии наук (РАН), руководитель приоритетного технологического направления "Электронные технологии" и председатель программного комитета российского форума "Микроэлектроника" Геннадий Красников рассказал в интервью "Российской газете" о том, из чего складывается технологический суверенитет и почему микроэлектроника является ключевой индустрией.

С момента приостановки работы западных компаний и прекращения официальных поставок микроэлектроники в Россию прошло уже три с половиной года. Как за это время изменились российская электроника, микроэлектроника и наука, которая обеспечивает эту отрасль новыми разработками и идеями? Где мы были 3,5 года назад и где находимся сейчас?

Геннадий Красников: Для нас, людей, непосредственно работающих в этой сфере, ситуация не стала принципиально иной. Мы и раньше строили чистые комнаты на 180 нанометров, а во времена, когда не было санкций, - и на 90 нанометров (чистая комната - специально оборудованное помещение, где создается контролируемая среда с минимальным количеством пыли, микроорганизмов и других загрязняющих частиц, что необходимо для высокоточного производства электронных компонентов. - Прим. "РГ"). Однако даже тогда все было под запретом - это была иллюзия, что никаких ограничений нет.

Микроэлектроника всегда находилась под ограничениями, еще в Советском Союзе. Бывали периоды послаблений, но в целом запреты были всегда. По всему оборудованию, которое к нам поступало, мы включали в договоры пункт о том, что поставщик самостоятельно гарантирует отсутствие запретов со стороны госдепа США. Это всегда было жесткое ограничение. А наш институт, НИИМЭ, например, одним из первых подпал под американские санкции - еще в 2016 году. Так что мы, можно сказать, первыми прошли через эти сложности. Поэтому для нас, профессионалов, за эти три с половиной года ничего кардинально не поменялось. Изменилось лишь одно: у государства и части общества наконец появилось ясное понимание того, что нужно развивать собственные ключевые технологии. Если страна претендует на суверенитет, она не может зависеть от импорта в стратегических сферах.

Сегодня много говорят о российских разработках в этой области. Но, например, модели крупных российских компаний обучаются на процессорах NVIDIA. Получается, мы по-прежнему зависим от одной компании? Или все же существуют отечественные решения для обучения и использования искусственного интеллекта?

Геннадий Красников: Здесь важно не путать понятия. На самом деле речь идет не столько об искусственном интеллекте, сколько о машинном обучении. А оно требует обработки огромных массивов данных - языковых моделей, изображений и т.д. В основе лежат тензорные вычисления. Универсальные процессоры (например, от Intel) для таких задач не столь эффективны. Оказалось, что графические процессоры от NVIDIA наиболее пригодны для подобных задач. Однако с точки зрения компьютерной архитектуры это все еще фон-неймановская модель, где команды и данные передаются по одной "шине".

Сегодня во всем мире, включая Россию, идут разработки новых, более эффективных архитектур - не фон-Неймановских. У нас, например, активно развиваются проекты нейроморфных процессоров, которые гораздо лучше подходят для задач машинного обучения. Есть и отечественные разработки - например, NeuroMatrix и других молодых российских компаний. Однако, помимо архитектуры, нужны современные технологические процессы. Поэтому в области обработки больших данных мы еще какое-то время будем ориентироваться на импортные микропроцессоры Российские разработки пока находятся на уровне дизайн-центров: архитектура и проектирование - наши, а изготовление - за рубежом. Мы ждем, когда наши производства достигнут уровня ниже 28 нанометров.

Кроме архитектуры есть еще два важных направления: уменьшение топологических норм (переход к 3-2 нм и далее) и математические методы оптимизации.

В России есть сильная научная школа - академика Евгения Тыртышникова и его ученика Ивана Оселедца, которая разрабатывает методы понижения ранга матриц (так называемый тензорный поезд). Это позволяет на порядки повысить производительность даже на традиционных процессорах. Сегодня мы вынуждены использовать импортные чипы, но параллельно развиваем собственные архитектуры, математику и производственные технологии.

Какие, на ваш взгляд, главные достижения российской микроэлектроники на сегодняшний день? И какие барьеры мешают ее развитию?

Геннадий Красников: Микроэлектроника - это одна из самых капиталоемких и наукоемких отраслей. Современные чистые комнаты стоят десятки миллиардов долларов и должны работать 24 часа 7 дней в неделю. Но для этого нужны не только мощности, но и сотни особо чистых материалов - химикатов, фоторезистов и т.д. В СССР мы производили все по полному циклу, но потом решили: "Зачем нам это? Купим все самое лучшее". Это было ошибкой.

Сегодня государство наконец осознало это и запустило масштабные программы: по производству особо чистых материалов (уже есть первые результаты); по созданию отечественного электронного машиностроения - оборудования для производства чипов; по разработке систем автоматизированного проектирования (САПР); по освоению новых технологий, включая германий-кремниевые структуры для повышения быстродействия.

Финансирование этих направлений выросло в десятки раз по сравнению с 2020-2021 годами. Премьер-министр Михаил Мишустин, первый вице-премьер Денис Мантуров прямо заявляют о стратегической важности микроэлектроники - это качественный сдвиг. Однако три с половиной года - слишком короткий срок для прорыва. Мы сейчас в фазе накопления. Через несколько лет, думаю, станут видны реальные результаты.

Эти проекты требуют огромных ресурсов - финансов, оборудования, специалистов. Можно ли справиться с этим в одиночку или необходима международная кооперация? Например, недавно был анонсирован совместный проект с Беларусью.

Геннадий Красников: Безусловно, кооперация полезна, где это возможно. Мы сотрудничаем с Беларусью - у минского "Планара" отличные заделы в фотолитографии. Также ведем переговоры с Китаем, Индией, Ираном. Но важно понимать: не все партнеры могут предложить реальные технологические компетенции. Например, почти никто в мире не может создать качественный фоторезист для 193-нанометровой литографии, несмотря на колоссальные инвестиции, - это требует глубокой научной базы.

Главное - мобилизовать внутренние ресурсы. За годы "все купим" произошел разрыв между фундаментальной наукой и промышленностью. Ученые стали ориентироваться на публикации, а бизнес - на закупки зарубежных решений.

Сегодня мы активно восстанавливаем эти связи - между наукой и высокотехнологичным бизнесом. Например, при создании фоторезистов мы объединили усилия АО "НИИМЭ", Института проблем химической физики и медицинской химии РАН (ФИЦ ПХФ и МХ РАН), НИОПИК, Нижегородского университета, компании "Поликетон". Такие кооперации уже дают эффект.

На форуме "Микроэлектроника 2025" много обсуждали и искусственный интеллект, и квантовые технологии. Но если 10-15 лет назад обе эти технологии казались будущим, то сегодня ИИ уже внедряется в бизнес, а квантовые компьютеры все еще остаются в перспективе, - почему так получилось?

Геннадий Красников: Это разные вещи. Прорыв в ИИ стал возможен благодаря росту вычислительной мощности. За последние 30 лет производительность компьютеров выросла в миллиард раз! То, что раньше решалось годами, теперь делается за долю секунды. Принципиальной революции не произошло - была эволюция, в основе которой лежит развитие микроэлектроники.

Что касается квантовых и фотонных вычислений - это другая история. У них есть принципиальные преимущества, но и серьезные ограничения: ошибки, сложность масштабирования. Последние теоретические работы показывают: квантовые компьютеры не станут универсальными. Они займут свою нишу - например, в криптографии или моделировании химических веществ.

В ближайшие 5-10 лет основой останутся кремниевые технологии. Квантовые и фотонные системы будут использоваться как сопроцессоры для специфических задач. Но ядро - это все еще кремний.

Как вы оцениваете роль вузов и научных центров в подготовке кадров для микроэлектроники? Говорят не только о нехватке специалистов, но и о том, что учебные программы отстают от реальности.

Геннадий Красников: Это действительно проблема. Но решать ее нужно комплексно. Во-первых, работодатели должны участвовать в подготовке кадров, как это было в СССР. У нас, например, студенты МИЭТ и Физтеха приходят к нам (в АО "НИИМЭ". - Прим. "РГ") на практику с 4-го курса, работают в лабораториях, защищают магистерские и кандидатские диссертации по нашим задачам.

Во-вторых, не все вузы могут позволить себе чистые комнаты и современное оборудование. Поэтому важно увязывать образовательные учреждения с отраслевыми центрами, где есть реальная инфраструктура.

И наконец, нужно понимать: кадры бывают разные - от техников до ученых. Для квантовых технологий, например, нужны единицы, но эти люди должны быть высочайшего таланта и квалификации. А для производства нужны сотни инженеров и технологов. Подход должен быть дифференцированным.

И последний вопрос - о мировых трендах. Куда движется мировая микроэлектроника? Над чем сегодня работают лучшие умы?

Геннадий Красников: Есть четкие "дорожные карты". Сейчас осваивается 2-нм техпроцесс, в перспективе - 1,6, 1,4 и даже 0,2 нм к 2037 году. Но важно понимать: эти цифры - условные. После 22 нм транзисторы стали трехмерными (FinFET, затем GAAFET). Однако есть фундаментальные физические проблемы - отвод тепла, утечки тока и RC-задержки в межсоединениях интегральных микросхем. Эти вызовы остаются вечными. Но человечество их решает - шаг за шагом.