Методология макроэкономического отраслевого проектирования микроэлектронной промышленности России

Задача долгосрочного макроэкономического прогнозирования развития отрасли включает в себя значимую методологическую составляющую, обусловленную необходимостью одновременного решения комплекса взаимосвязанных проблем, связанных как с самой отраслью, так и с отраслями-потребителями, отраслями-поставщиками материалов и комплектующих, а также технологическими тенденциями в области производства отраслевой продукции.

В условиях малых объемов производства и существенного технологического отставания отрасли, развитие которой является предметом анализа, задача долгосрочного макроэкономического прогнозирования [1] должна быть существенно скорректирована. В этом случае необходимо говорить не о прогнозировании, а о макроэкономическом проектировании отрасли, которая фактически создается. Макроэкономическое проектирование отрасли — предлагаемое понятие, объединяющее решение задач:

• •    технико-экономического проектирования, но не на уровне создания производственного объекта, как это обычно имеет место [2], а не уровне отрасли, как комплекса связанных производств;

• •    организационно-экономического проектирования, основанного на планировании инновационных и инвестиционных проектов, внутриотраслевой интеграции (в первую очередь высокотехнологичных и наукоемких производств) [3] и др.,

• •    межотраслевого взаимодействия и интеграции исследуемой отрасли с отраслями-потребителями и отраслями-поставщиками материалов и комплектующих [4];

• •    отраслевого научно-технического прогнозирования [5], функцией которого является выявление вероятных изменений в ключевых технологиях, определение появления новых или альтернативных технологий, способных оказать существенное влияние на технологическое развитие отрасли, предсказание формирования новых рыночных ниш и изменения спроса на рынке отраслевой продукции;

• •    кадрового проектирования отрасли [4], основанного на оценке изменений отраслевого рынка труда, выявлении спроса на новые направления деятельности и замену устаревших компетенций на более современные, а также на определении комплекса и сроков обеспечения отрасли необходимыми кадрами.

Микроэлектронная промышленность России в настоящее время — отрасль, характеризующаяся крайне малыми объемами производства и существенным технологическим отставанием от ведущих стран мира [7, 8].

Объем российского производства микроэлектронной продукции составляет всего около 25 млрд. руб. в год, объем потребления — около 150 млрд. руб. [9]. Среднемировой показатель доли микроэлектронного производства в электронной промышленности — около 17% (552,9 млрд. долл. [10] от 3,18 трлн. долл. [11] в 2021 году). В России доля микроэлектронного производства в электронной промышленности — около 1% (25 млрд. руб. от 2,42 трлн. руб. [12] в 2020 году). Российский рынок микроэлектронной продукции составляет всего 3,7% от всего рынка электронной продукции (4,06 трлн. руб. [12]).

Технологическое отставание микроэлектронной промышленности России от уровня ведущих стран мира затрагивает бóльшую часть ключевых производств. В частности, полупроводниковые пластины, пригодные для микросхем по проектным нормам менее 180 нм, отечественной промышленностью не выпускаются, пластины из полупроводниковых пластин второго поколения находятся пока на стадии освоения. Одним из немногих освоенных производств является выпуск пластин из сапфира (АО «Монокристалл», г. Ставрополь). Минимальные проектные нормы, доступные для серийного производства в России (180-90 нм), соответствуют уровню ведущих стран мира 20-летней давности.

Развитие микроэлектронной промышленности России — предельно актуальная задача, важность которой в условиях действующих санкционных ограничений и специальной военной операции многократно возрастает. Технологическая безопасность и глобальная конкурентоспособность страны напрямую зависят от наличия в ней собственного микроэлектронного производства, достаточного для производства систем управления технологическим оборудованием, авиационными и другими транспортными средствами, вычислительными машинами и другой техникой, определяющими технологический и экономический потенциал страны.

Необходимо констатировать, что, принимая во внимание текущее состояние микроэлектронной промышленности России, ее значимость для технологической безопасности и обороноспособности страны, необходима разработка плана по макроэкономическому проектированию микроэлектронной промышленности России, включающего в себя определение методологических подходов, позволяющих гармонизировать решения всего комплекса задач в условиях изменяющейся мировой экономической, политической и технологической конъюнктуры, а также предложения по необходимому для этого комплексу мероприятий, т.е. дорожную карту.

Определение методологических подходов

Начальным этапом, от успешного выполнения которого зависит решение всего комплекса поставленных задач по определению методологических подходов проектирования микроэлектронной промышленности России, является определение последовательности указанного проектирования отрасли.

Проектирование отрасли условно можно разделить на три стадии:

• I.    Формирование «образа будущего» отрасли. В основе этого образа лежит оценка перспективных (на период планирования) потребностей страны в производимой отраслью продукции: объема потребления и доли в потреблении отечественной продукции, номенклатуры продукции, отраслевой структуре потребления и др. [13, 14].

Источником данных для достоверного формирования образа будущего является анализ мирового опыта: текущего состояние микроэлектронного производства в ведущих странах мира и в мире в целом; распределения потребления по отдельным отраслям-потребителям (в частности в рамках модели межотраслевого баланса), соотношения между объемами производства всего микроэлектронного производства и отдельных групп продукции и т.д. Кроме того, при формировании образа будущего необходимо учитывать технологические тенденции развития микроэлектронного производства, которые формализованы в рамках Международной дорожной карты для устройств и систем [15], а также выявляются из наметившихся трендов развития альтернативных микроэлектронных технологий [16].

Стратегической установкой, которая должна быть положена в основу формирования образа будущего для микроэлектронной отрасли России, должен стать выбор опережающей модели развития [17].

Ориентация на преодоление технологического и производственного отставания России от ведущих стран мира по всей номенклатуре продукции и всему спектру технологий -бесперспективна, поскольку требует аккумуляции всех интеллектуальных и финансово-экономических ресурсов на повторении уже созданного в ведущих странах мира за последние несколько десятилетий с привлечением огромных инвестиций в сотни миллиардов долларов. Если даже огромная работа по повторению (а заимствование готовых решений на практике не представляется возможным) пройденного ведущими странами мира пути развития технологий и производств будет успешно выполнена (а на это потребуется не менее 15-20 лет), к этому времени ведущие страны мира уйдут далеко вперед, их микроэлектронное производство будет базироваться на технологиях, которые в настоящее время только разрабатываются или даже существуют только в виде теоретических наработок.

Опережающая модель развития микроэлектронной отрасли строиться на иных приоритетах. Очевидно, что проблему обеспечения технологической безопасности страны необходимо решать. Поэтому освоение и развитие базовых микроэлектронных технологий, повторяющих опыт ведущих стран мира, необходимы. Однако это повторение необходимо ограничить только закрытием базовых технологических потребностей страны, связанных со стратегическими отраслями, а прочие потребности удовлетворять, насколько это возможно, за счет импорта. При этом основные усилия следует направлять на развитие технологий и производств, перспективных на долгосрочную перспективу. В этом случае, через 15-20 лет Россия сможет обеспечить глобальную конкурентоспособность своей микроэлектроники, будет на равных конкурировать с ведущими странами мира, а, возможно, и достигнет преимуществ в некоторых значимых областях.

• II.    Формирование «образа будущего» отраслей-поставщиков и отраслей-потребителей микроэлектронной продукции. Микроэлектронная промышленность (как и любая высокотехнологичная отрасль) очень сильно интегрирована со смежными отраслями, ее текущее состояние и возможности развития неразрывно связаны с поставками сырья и комплектующих, а также технологического оборудования от отраслей-поставщиков (электронного машиностроения, малотоннажного химического производства, специальной металлургии и др.). Экономической базой развития микроэлектронной отрасли является устойчивый спрос на продукцию и рост платежеспособного спроса, основанный на развитии внутреннего рынка микроэлектронной продукции. Необходимо принимать во внимание, что для развития микроэлектронной промышленности недостаточно наличие неудовлетворённого спроса на ее продукцию со стороны отечественной промышленности и необходимых производственных мощностей для выпуска продукции. Обязательным условием развития является формирование системы, интегрирующей производителей и потребителей, определяющей предсказуемый спрос на продукцию, без которого невозможно кредитование и долгосрочные инвестиции в модернизацию и расширение микроэлектронного производства.

Источниками данных для формирования «образа будущего» смежных с микроэлектронной промышленностью отраслей являются существующие стратегия социально-экономического развития России, а также отраслевые стратегии развития. Достоверность запланированных в указанных стратегиях целевых показателей не всегда высокая, поэтому целесообразно верифицировать их анализом мирового опыта в обеспечении согласованного развития микроэлектронной промышленности (и других высокотехнологичных отраслей) со смежными отраслями.

• III.    Корректирование «образа будущего». Сформированный образ будущего микроэлектронной промышленности, привязанный к определенному сроку реализации (например, 2035 году или более позднему) необходимо оценить с точки зрения практической реализуемости. Указанная оценка включает в себя несколько основных составляющих:

• •    Оценить риски в отраслях-поставщиках и на мировом рынке, которые могут повлечь за собой невозможность обеспечения плановых показателей поставок сырья, комплектующих и оборудования для микроэлектронной промышленности. Эти риски могут быть связаны как с проблемами экономического развития внутри страны, так и с ухудшением внешнеэкономической или внешнеполитической конъюнктуры (особенно, пока имеет место высокая импортная зависимость по многим группам сырья, комплектующих и оборудованию). По итогам оценки данных рисков возможно корректирование «образа будущего» в сторону повышения устойчивости развития, целевые показатели развития которого менее амбициозные.

• •    Оценить риски в отраслях-потребителях, в первую очередь, в электронной промышленности (на которую в мире в настоящее время приходится более половины потребления микроэлектронной продукции). Будут ли темпы развития отечественной электронной промышленности соответствовать запланированным в Стратегии развития электронной промышленности [18]? Возможно ли в намеченные строки устранение отраслевых диспропорций в электронной промышленности (с предельно малой долей микроэлектронного производства) и в структуре потребления по отраслям (с преобладанием обороннопромышленного комплекса и очень малой долей потребления производством вычислительной техники)? По итогам оценки данной группы рисков также возможно внесение корректив в «образ будущего», либо подготовка предложений по расширению государственной промышленной политики в области электронной промышленности и других смежных с микроэлектронной промышленностью отраслей.

Контуры «образа будущего» микроэлектронной промышленности России

Комплекс аналитических исследований, необходимых для построения контуров

«образа будущего» микроэлектронной промышленности России содержит в себя три основных блока:

• I.    Блок формализации , включающий в себя:

• •    Формулирование цели проектирования отрасли исходя из ее функционального назначения и специфики России. Минимальной целью проектирования микроэлектронной промышленности России является удовлетворение потребностей в микроэлектронной продукции электронной промышленности России и других отраслей-потребителей, позволяющее обеспечить технологическую безопасность России. Перспективной целью проектирования микроэлектронной промышленности России является обеспечение глобальной конкурентоспособности страны на базе развития технологий микроэлектроники, соответствующих текущим и формирующимся трендам, в том числе на базе развития технологий, относящихся к направлениям «Больше, чем Мур» и «За пределами Мура» [15].

• •    Определение состава производств микроэлектронной промышленности России и характера их взаимодействия и интеграции при реализации функционального назначения отрасли. Обычно на рынке микроэлектронной продукции выделяют следующие сегменты [10]: логика, память, микропроцессоры и микроконтроллеры, аналоговые устройства, дискретные полупроводниковые приборы, оптоэлектроника, сенсоры. Иногда к микроэлектронной промышленности также относят производство технологического оборудования (электронное машиностроение). Насколько оправданным является такое объединение подотрасли электронной промышленности с подотраслью машиностроения - вопрос, требующий дополнительного рассмотрения. Микроэлектронная промышленность и другие подотрасли электронной промышленности, а также электронное машиностроение являются тесно связанными производствами интегрированного производственного комплекса. Поэтому на практике совмещение в рамках одного предприятия (или группы компаний) микроэлектронного производства и производства технологического оборудования для него является естественным организационно-хозяйственным решением. Это, однако, не является неоспоримым аргументом в пользу объединения отраслей.

• •    Выбор набора целевых показателей, достоверно представляющих выполнение отраслью своего функционального назначения и/или развития (улучшения выполнения своего функционального назначения). Важную роль в выборе набора целевых показателей играет определение основных направлений развития микроэлектронной промышленности, по каждому из которых целесообразно формировать группы количественных и структурных показателей.

микроэлектронной промышленности играют следующие функциональные товарные группы: интегральные микросхемы для высокопроизводительных вычислений, наиболее требовательные к быстродействию электронно-компонентной базы, уменьшению проектных норм и т.д.; интегральные микросхемы промышленного назначения (востребованные автомобилестроением, производством различного технологического оборудования, бытовой техники); различные виды памяти (динамической, статической и флеш-памяти); аналоговые устройства, применение которых в среднесрочной перспективе будет стремительно расширяться, с том числе за счет развития технологий «Больше, чем Мур», в которых аналоговые устройства являются одним из ключевых средств повышения быстродействия и производительности вычислений.

В настоящее время структура российского потребления микроэлектронной продукции из различных товарных групп существенно отличается от среднемировой. Вероятно, имеющие диспропорции в потреблении будут постепенно сглаживаться, однако определенная специфика, обусловленная более высокой (по сравнению со среднемировыми показателями) долей промышленности в ВВП России, сравнительно менее значимым сегментом в обрабатывающей промышленности производства бытовой техники (в том числе бытовой электроники) и др., сохраниться да достаточно длительную перспективу.

• II.    Блок информационного обеспечения , включающий в себя:

• •    формирование перечня групп данных, необходимых для оценки текущего состояния микроэлектронного производства и рынка в мире и России, включая ретроспективные данные (с достаточной для анализа «глубиной»): статистики отгрузки продукции по технологическим группам (проектным нормам, диаметрам и материалу используемых полупроводниковых пластин и т.д.), рыночным группам (видам товаров и услуг), отраслям-потребителям, странам, ценовым группам и т.д.; статистики инновационной деятельности (в частности, расходов на НИОКР), инвестиционной деятельности (по объемам, источниками и эффективности инвестиций) и т.д.;

• •    регламентацию порядка сбора данных, верификации и обновления с оценкой уровня их достоверности; определение «надежных» источников данных, например, национальных и межгосударственных статистических служб, государственных таможенных служб или международных торговых организаций, ведущих мировых или отечественных компаний - производителей или потребителей микроэлектронной продукции;

• •    разработку алгоритмов и методик анализа собранных данных с целью получения на их основе достоверных оценок текущего состояния микроэлектронного производства, экономических и технологических тенденций в мире и России, а также формировании обоснованных сценариев изменения объемов производства, структуры и ключевых тенденций развития микроэлектронной промышленности России. В результате должны быть сформирован предварительный (на уровне макроэкономики) образ микроэлектронной промышленности России, в котором определены объемы производства различных групп продукции, распределение реализации продукции по отраслям-потребителям, базовые технологии, направления и темпы их дальнейшего развития.

• III.    Проектный блок , включающий в себя:

• •    формирование перечня НИР и НИОКР необходимых для преодоления технологического отставания России в области микроэлектроники, с указанием потенциальных исполнителей и оценкой наличия у них необходимых компетенций, производственно-технического потенциала, источников финансирования, перспектив экономически эффективного внедрения на производство;

• •    формулирование предложений в области подготовки специалистов для микроэлектронной промышленности: рабочих, инженерных и научных кадров с учетом текущих и перспективных потребностей, с указанием возможных научных и образовательных центров, в которых такая подготовка кадров возможна и совместима с реализацией НИР НИОКР и теоретическими исследованиями в новых и перспективных микроэлектронных технологиях;

• •    подготовку предложений по созданию на базе ВУЗов и/или ведущих потребителей микроэлектронной продукции (в том числе предприятиях ОПК) научнопроизводственных центров, специализированных на отдельных группах микроэлектронной продукции; организационно-технологической интеграции таких центров для реализации совместных НИОКР и создания комплексных микроэлектронных производств.

• •    разработку комплекса дорожных карт, определяющих освоение отдельных приоритетных групп продукции, для каждой из которых формируется карта технологий, необходимых для их реализации, а также готовятся предложения по производственным площадкам, на базе которых может быть практически реализовано микроэлектронное производство и производство необходимых материалов, комплектующих и технологического оборудования.

Заключение основные выводы:

• 1.    В условиях малых объемов производства и существенного технологического отставания микроэлектронной отрасли России, задача долгосрочного макроэкономического прогнозирования должна быть переформулирована в задачу макроэкономического проектирования отрасли, которая фактически создается.

• 2.    Макроэкономическое проектирование отрасли включает в себя решение комплекса задач технико-экономического, организационно-экономического проектирования, организации межотраслевого взаимодействия и интеграции исследуемой отрасли с отраслями-потребителями и отраслями-поставщиками материалов и комплектующих, отраслевого научно-технического прогнозирования, а также кадрового проектирования отрасли.

• 3.    Макроэкономическое проектирование микроэлектронной промышленности России включает в себя три стадии: формирование «образа будущего» отрасли, формирование «образа будущего» отраслей-поставщиков и отраслей-потребителей микроэлектронной продукции, корректирование «образа будущего».

• 4.    Комплекс аналитических исследований, необходимых для построения контуров «образа будущего» микроэлектронной промышленности России состоит из трех основных блоков: блока формализации, обеспечивающего формулирование цели проектирования отрасли, определение состава производств и характера их взаимодействия и интеграции, выбор набора целевых показателей; блок информационного обеспечения, обеспечивающий формирование перечня групп данных, необходимых для оценки текущего состояния микроэлектронного производства, регламентацию порядка сбора данных, их верификации и обновления, определение «надежных» источников данных, разработку алгоритмов и методик анализа собранных данных; проектный блок, обеспечивающий формирование необходимого перечня НИР и НИОКР, формулирование предложений в области подготовки специалистов, предложений по созданию научно-производственных центров на базе ВУЗов и/или ведущих потребителей микроэлектронной продукции, а также разработку комплекса дорожных карт, определяющих освоение отдельных приоритетных групп продукции.