Инженерный корпус России: Инкубационные центры электронной инженерии Тимур Турсунович Палташев, Э-почта: Доктор технических наук, профессор СПб ГУ ИТМО и Северо-Западного Политехнического Университета (Калифорния), президент компании Gatchina Nanoelectronics LLC, Феникс, штат Аризона Гражданская инженерия России: Пилотный проект поэтапного становления

Содержание 1.Проблема инженерии в России и вертикаль мировой инженерии 2.Вызов политической элите и варианты развития страны 3.Создание Инженерного Корпуса России и концепция параллельных миров 4.Инкубация электронной инженерии в специализированных центрах развития электроники 5.Взаимодействие ключевых компонент в процессе инкубации 6.Сетевая структура инкубационных центров развития электроники 7.Характеристики ключевых компонент 8.Бизнес-процесс в инкубаторе электронной инженерии 9.Этапы и пример построения сети инкубаторов

Наука, инженерия и индустрия Традиционные заблуждения о соотношении науки (естеcтвенные науки) и индустрии еще со времен СССР и повторяемые в России –Лозунги типа «Наука должна стать производительной силой» или «Наука должна внедрять свои достижения в производство» - по сути невменяемы В современном мире каждый должен заниматься своим делом в рамках специализации, и ученые не должны общаться с производственниками в ежедневном режиме –Есть другие люди, которые работают в пространстве между наукой и производством В понятие «наука» был загнан совершенно другой тип деятельности, который во всем мире называется инженерией (отраслевая наука по-советски)

Проблема инженерии в России Инженерия – это наиболее затратная и трудоемкая часть многоэтапного пути между научным результатом и его воплощением в виде конкретных изделий массового производства в индустрии Если в стране нет собственной современной инженерии, то: –Независимость страны находится под постоянной угрозой –Промышленность не способна к саморазвитию –Вся система технического образования и академическая наука работают либо в корзину, либо на «заморского дядю» –Причем на деньги российских налогоплательщиков! Фрагментарность и несоответствие российской инженерии современным требованиям определяют нынешнее место страны, как сырьевого придатка, в мировом разделении труда

Вертикаль науки и инженерии в мировой индустрии (1) Фундаментальная наука: обеспечивает научным аппаратом, теоретическими и экспериментальными решениями прикладную науку и инженерию Прикладная наука: находит способы, создает модели и инструментарий решения насущных проблем, понятные инженерам Экспериментальная инженерия: разработка опытных образцов, макетов и прототипов изделий на основе достижений прикладной науки или идей изобретателя Продукционная инженерия: разработка продукционной версии изделия и технологии производства для гарантированного воспроизведения свойств изделий в массовом производстве (известна также как ноу-хау)

Вертикаль науки и инженерии в мировой индустрии (2) Адаптационная и оптимизационная инженерия: настройка технологии под конфигурацию конкретного завода-производителя и оптимизация производственных затрат Инженерия малосерийного, крупносерийного и массового производств: воспроизведение изделий с гарантированными свойствами и качеством на одном или нескольких заводах Сервисно-эксплуатационная инженерия: разработка и воспроизводство моделей сервиса и эксплуатации, специального оборудования и материалов, поддерживающих многолетний жизненный цикл и безопасную эксплуатацию технологически сложных изделий

Контрактное производство и мировая инженерия Глубокая специализация и производственная кооперация – специфика современной индустрии электроники и машиностроения Важно, где находится инженерия, производство может быть где угодно Современная электронная и машиностроительная индустрия состоит из небольшого числа крупных компаний и многих тысяч малых инженерных компаний, объединенных как вертикальными, так и перекрестными горизонтальными связями Три кита, несущих платформу контрактной модели производства: –Стандартизация интерфейсов и форматов технологических файлов –Эффективная логистика и электронные коммуникации –Узкая специализация компаний в вертикали инженерии и отраслях

Китайская вертикаль инженерии, она же бывшая советская Наука пока живет сама по себе, качает мышцы для будущих побед (активна больше в военной индустрии) Реверсивная инженерия: создает работающие прототипы изделий на основе полного копирования и модификации купленных, лицензированных (или украденных) образцов Продукционная инженерия: разрабатывает продукционную версию изделия и копирует технологию производства (ноу-хау) Адаптационная и оптимизационная инженерия: настройка технологии под конфигурацию оборудования производителя и оптимизация затрат (пример: замена шурупов на клей) Крупносерийное и массовое производство: как можно дешевле и больше, совершенство не самоцель Принудительная (управляемая сверху) реверсивная инженерия в комбинации с автаркией страны оказалась катастрофическим тупиком для электронной промышленности СССР –Уничтожение инженерных школ и многолетнее отставание Реверсивная инженерия для современных ультра-больших интегральных схем крайне затруднена или в принципе невозможна

Мировая электронная инженерия и индустрия (1) Маркетинговые исследования Разработка спецификаций и формальных моделей устройств/систем на языках высокого уровня Разработка экспериментальных прототипов систем с использованием ПЛИС (СБИС перепрограммируемой логики) Разработка архитектуры и точных регистровых моделей заказных или полузаказных СБИС (инженерные фаблесс-компании) Разработка топологии СБИС (GDS-файлы) для изготовления фотошаблонов (продукционные дизайн-центры) Разработка базовых элементов, библиотек и технологии изготовления СБИС (инженерия для кремниевых фабрик) Массовое производство СБИС (кремниевые фабрики) Системная инженерия встроенных систем с несколькими СБИС в конечных изделиях индустрии с разработкой всех уровней ПО (компании-разработчики встроенных систем OEM, ODM) Малосерийное, крупносерийное и массовое сборочное производство встроенных систем и электронных изделий Сервисные сети и непрерывная модернизация как программного обеспечения, так и электронных блоков в течении жизненного цикла

Мировая электронная инженерия и индустрия (2) Фундаментальная и прикладная науки намеренно не включены в состав иерархии –из-за сложности процессов разработки и производства электронных изделий, научная поддержка требуется на каждом уровне инженерии Обеспечение конкурентоспособности электронной индустрии без интенсивного взаимодействия с прикладной наукой в принципе невозможно Крупные мировые электронные компании имеют полную вертикаль инженерии разработки и производства в своей структуре (Intel, IBM, Samsung, Fujitsu, Sony) Рост использования крупных кремниевых фабрик массового производства (фаундри), выпускающих СБИС по контрактам и на основе топологий заказчиков (фаблесс-компаний) –Примеры: тайваньские фабрики UMC и TSMC, китайский SMIC, IBM, Fujitsu и другие –На рынке фаундри доминируют тайваньские TSMC и UMC (почти 60%) Известная вертикально-интегрированная фирма AMD превратилась в фаблесс-компанию, отделив кремниевые фабрики в отдельное предприятие Global Foundries

Вызов политической элите Острая необходимость осознания политической элитой проблем, критических для выживания страны как в ближайшей, так и дальней перспективе –Проблемы озвучиваются в СМИ на уровне пиар-технологий, но по факту сплошные «мыльные пузыри» и «распил» бюджетных средств –Разумность и достаточность дальнейших действий по развитию технологий и индустрии под большим вопросом –Олигархия, просто шарлатаны и борьба группировок вместо последовательной научно-технической и промышленной политики (пример Сколково-2 и другие) –Инвестиции в «бездонную бочку» в рамках сложившейся в за последние 10 лет «откатономики» Возможные варианты развития России: –Консервация текущего статуса трубопроводной державы –Африканизация страны (дальнейшая деградация) –Превращение в технотронную державу

Трубопроводная держава Безусловно, в стране есть крайне влиятельные люди, считающие более выгодным: –Продолжать «сидеть на трубе», охраняемой ядерной триадой –Хранить деньги в «западной сберкассе» и –Не создавать головной боли со строительством собственной современной индустрии, покупая все за рубежом –Однако, заявлять об этом публично нынче стало немодно Но как неоднократно отмечал мой коллега Жорес Алферов: «Пока в стране нет собственной индустрии, наука никому не нужна» –Наука и инженерия действительно будут продолжать деградировать, несмотря на бюджетные вливания –Массированная утечка лучших научных и инженерных умов в другие страны и местные филиалы ТНК будет продолжаться Страна по факту будет оставаться в статусе «интеллектуальной колонии» в комбинации со статусом «сырьевого придатка» стран Запада и ЮВА (уникальная комбинация!!) Обратный отсчет до момента очередного распада страны лишь замедлен, но не остановлен

Африканизация страны Это худший возможный вариант, распродажа природных и человеческих ресурсов имеет видимый предел, за которым - бездна К сожалению, Российская Федерация уже имеет ряд признаков, безусловно относящих ее к странам третьего мира –Сверхконцентрация властных полномочий, финансов и управления экономикой страны в одном городе, создающая «псевдорыночную экономику ручного управления» –Огромная разница доходов между олигархо-бюрократическим слоем и основной массой населения вкупе с территориальными диспропорциями –Показатель средней продолжительности жизни 67,66 года, в котором Россия занимает 142-е место в рейтинге, уступая Ираку и чуть обгоняя Белиз –Производительность труда в индустрии РФ в 4 раза ниже, чем в индустрии США (в прямом долларовом исчислении возможно еще ниже) Убыль населения в комбинации со старением и консервацией низкой производительности труда могут привести к кризису экономики и дальнейшему падению всех показателей в сторону стран Экваториальной Африки

Технотронная держава Других способов выживания у России просто не осталось из-за катастрофических потерь населения в прошлом веке и продолжающейся его убыли в настоящее время Индустрия высоких технологий и мощная гражданская электроника, как ее локомотив, являются одним из ключей для обеспечения физического выживания страны Альтернативы «технотронной державе» нет также из-за огромной территории и богатства природных ресурсов Сибирь - это лакомый кусок для «глобализации доступа», пропагандируемого крупными государствами и ТНК Защита и целостность страны могут быть обеспечены только собственным высоким уровнем индустриального развития, от которого зависит: –Высокая занятость населения в высокотехнологичной индустрии –Эффективность и прозрачность государственного управления на всех уровнях власти, обеспечивающая стабильность общества –Массовая оснащенность всех видов вооруженных сил новейшими системами вооружений, разведки и коммуникаций

Мораль и наукоемкая индустрия Без решения проблемы морального климата и стабилизации моральных ценностей в стране реальная наукоемкая индустрия невозможна –примеры провала инновационных программ в Турции и успеха в Южной Корее, Тайване и коммунистическом Китае –Конфунцианская мораль в комбинации с правопринуждением является одной из составляющих успеха стран ЮВА в развитии технологий Без жесткого контроля над аппаратом попытка массированной индустриализации может привести к тотальному разграблению страны (см. проблему «откатов», итоги реформы РАО ЕЭС) Старый римский способ борьбы с массовой деморализацией – децимация (по размеру оффшорного счета вместо жребия) Два проверенных варианта решения проблемы морального климата в аппарате: американский и китайский –Постоянный контроль доходов и расходов чиновников с последующими арестами при несоответствии (США) –Ежемесячные публичные казни коррупционеров (Китай) Что делать в России – должны решать общество и власть Но надо помнить не только о преступлении и наказании, но и об обучении аппарата, иначе движения не будет

Что делать с инженерией в РФ? Два подхода к созданию вертикали инженерии: –Использовать существующие структуры и предприятия (Ростехнологии) Где видимые для народа результаты работы этой госкорпорации? –Создать параллельный мир российской гражданской инженерии с привлечением лучших отечественных и зарубежных специалистов, а также успешных компаний Консолидировать отечественные технопарки и наполнить их реальным инженерным содержанием, решить застарелые проблемы технической отсталости страны Какая структура может создать параллельный мир? –Существующие госструктуры? Их дееспособность в технологиях под большим вопросом Необходимо создать специальный Инженерный Корпус России по аналогии с МЧС - Министерством Чрезвычайных Ситуаций Ситуация с инженерией действительно чрезвычайна

Инженерный Корпус России Чрезвычайность ситуации требует жесткого административного управления с глубокой обратной связью –Полувоенная организация с инженерно-экономическим содержанием –Существующие принципы работы МЧС РФ и его статус могут быть приняты за основу и доработаны для текущих задач Неотложные задачи Инженерного Корпуса России: –Стратегическое и системное управление развитием инженерных кадровых ресурсов –Управление экспертной деятельностью, стандартизацией и технадзором в инженерии и индустрии –Консолидация управления инженерной активностью и инкубацией предприятий в сети строящихся технопарков –Реализация проектов импортозамещения критических компонент во всех отраслях индустрии –Воссоздание уничтоженных или несуществовавших ранее критически важных отраслей инженерии и промышленности

Концепция параллельных миров Концепция параллельных миров широко используется в мировой практике –Особые экономические зоны в странах третьего мира и Китае –ЗАТО и МинСредМаш в целом, созданные Лаврентием Павловичем Берией –Академгородки в СССР в е годы –Специализированные научные и технопарки в ЮВА Основной принцип – не пытаться сразу изменить всю страну, а создать локализованную «резервацию» для решения определенной задачи или группы задач –Защита или изоляция «резервации» от существующей структуры управления наукой, образованием и индустрией –Защита от налоговой системы и существующего окружения в географическом месте расположения –Ускорение работы таможни, логистики и локализация цепей снабжения

Инкубация инженерии Проблема инкубации инженерии в рамках существующих госструктур и госкорпораций не решена –Роснанотех является обычным инвестиционным фондом –Ростехнологии являются трудноуправляемым конгломератом, не связанным с гражданской инженерией –Министерства и агентства крайне неэффективны с точки зрения реализации федеральных целевых программ Успешные инженерные компании не получают поддержки и не могут расти до уровня серьезной конкуренции с зарубежными производителями –Мировая практика показывает необходимость поддержки Инженерный Корпус России может стать критически важным инструментом при правильном его построении –Пилотный проект инкубации электронной инженерии для отработки модели стратегического и системного управления, отработки взаимодействия с федеральными и местными органами, инвестфондами и существующей индустрией

Инженерные инкубаторы Поэтапная инкубация гражданской электронной индустрии, проверенная мировой практикой Создание сети специализированных научно- технологических инкубационных центров электронной инженерии с открытой архитектурой –Сами по себе вырастают только сорняки (с) Народ Инкубация инженерных компаний –Первый этап непрерывного процесса внедрения достижений науки в производство или коммерциализации идей –В условиях жесткой конкуренции с мировыми лидерами создание настоящего инженерного бизнеса требует грамотного выращивания и многосторонней поддержки Инженерные бизнес-инкубаторы –Один из способов создания, поддержки и продвижения малых инженерных компаний, обеспечивающих коммерциализацию научных результатов

Инкубация высокотехнологичного инженерного бизнеса Выращивание компаний и научно-технологических разработок до уровня, пригодного для выхода на венчурное или государственное финансирование с последующим прорывом на рынок Ключевые компоненты процесса инкубации: Особая экономическая зона (условия) инкубации Исследовательский технический университет(ы) –источник кадров высокого качества (магистры и к.т.н.) Целевые инвесторы – госструктуры, посевные и венчурные фонды Носители инженерной компетенции – университеты, фирмы и люди Носители маркетинговой компетенции – люди и фирмы Доступ к опытному и серийному производству Логистика для совместной работы всех компонентов

Взаимодействие ключевых компонентов в процессе инкубации Носители маркетинговой компетенции Исследовательский технический университет Носители инженерной компетенции Контрактный доступ к опытному и серийному производству мирового уровня Целевые инвесторы Логистика инкубатора Особые экономические условия Виртуальная фабрика Обеспечива- ющие ирмы Инженерные фирмы Малые инженерные фирмы Сервисные службы Общие ресурсы САПР

Сеть центров электронной инженерии Базовый (федеральный) узел: Инкубационный центр электронной инженерии в Санкт-Петербурге –Ведущие исслед. университеты: СПб ГУ ИТМО и Научно- Образовательный Центр Нанотехнологий РАН –размещение в ОЭЗ «Ново-Орловская», далее в будущей ОЭЗ «Гатчинский Центр Наноэлектроники» Региональные узлы: Инкубационный центр промэлектроники в Казани –Ведущий исслед. университет КГТУ им.А.Н.Туполева Инкубационный центр медицинской и инфраструктурной электроники в Протвино –Ведущий исслед. университет МФТИ Узлы в странах СНГ: Белоруссия (Минск) и Казахстан (Алма-Ата)

Целевые инвесторы Необходима борьба с нынешним кустарным характером инвестиций в наукоемкие технологии –Покупка готовых технологий «под ключ» является чистой имитацией инновационного развития –Это чужая инженерия, которую невозможно развивать Государственные венчурные фонды РВК и Роснанотех, гранты и госконтракты, другие источники Посевные фонды для работы с университетскими мини- инкубаторами Массированная экспертная поддержка взаимодействия инвесторов и инкубируемых инженерных компаний –Ассоциация электронной инженерии как структурированное сообщество независимых экспертов

Маркетинговая компетенция Традиционно слабое место в российской инженерии Привлечение к сотрудничеству опытных и эффективных дистрибуторов зарубежных электронных компонентов и устройств –Макрогрупп (Дмитрий Велеславов), Миландр, Прософт (Сергей Сорокин) и другие компании Совместная разработка стратегии и тактики импорто- замещения, как первого шага в развитии –Разумное импортозамещение является ключом к коммерческой эффективности первых проектов СБИС Разработка спецификаций для собственных компонентов, интегрирующих функциональность нескольких популярных зарубежных СБИС

Инженерная компетенция Инженерия СБИС: –Университет МИЭТ (наиболее развитая подготовка инженеров и магистров) –МЦСТ-ИНЭУМ (Александр Ким), Элвис (Ярослав Петричкович), Ангстрем-М (Игорь Заболотнов) –Зарубежные источники (AMD, Gtnano и другие) Инженерия промышленной электроники: –Фаствел/Прософт (Сергей Сорокин), Скан Инжиниринг и другие Инженерия встроенных систем: –ЛМТ(Алексей Платунов), Транзас и многие другие Системная инженерия устройств и комплексов, информационных и инфраструктрных систем –Выбрать лучших и наиболее коммуникабельных

Виртуальная фабрика и доступ к контрактному производству Виртуальная фабрика – это специальная структура в инкубаторе, работающая с отечественными и зарубежными контрактными производителями –Унификация и упрощение доступа к удаленным производственным ресурсам для малых инженерных компаний-резидентов Наиболее сложный доступ и дорогостоящая процедура взаимодействия с лучшими кремниевыми фабриками-фаундри (TSMC, UMC, Global Foundries) Необходимо плотное взаимодействие с отечественными контрактными производителями (Ангстрем-Т, Фастеко, Альтоника) для поддержки начинающих инженерных компаний –Позиция Микрона как контрактного производителя??

Бизнес-процесс в инкубаторе электронной инженерии

Этапы создания сетевого инкубационного центра ЭИ 1.Создание ядер центров электронной инженерии в университетских мини-инкубаторах и/или базовых структурах Инженерного Корпуса России (ИКР), развертывание подготовки специалистов (1-1.5 года) 2.Расширение инкубационных центров в специализированные технопарки с режимом ОЭЗ и привлечение существующих компаний, массированная подготовка специалистов(1-2 года) 3.Массированная инкубация кластеров малых инженерных компаний и создание условий укрупнения средних инженерных компаний (2 года) 4.Привлечение филиалов и СП с зарубежными контрактными производителями (2 года)

Примерная структура инкубационного центра электроники

МСИК системный интегратор МСИК встроенные системы МСИК встроенные системы Фаблесс МСИК IP-library Фаблесс МСИК SoC Фаблесс МСИК SoC Фаблесс МСИК ASIC Фаблесс МСИК ASIC Общая структура инкубатора «А» Фаблесс компания ASIC Общие ресурсы инкубатора «А» Дирекция инкубатора Админ. служба Фаблесс компания SoC Фаблесс компания IP-library Компания системный интегратор Компания встроенные системы Техн-экспл. служба ИТ сервис и САПР Финанс. служба Финанс. сервис. Бизнес маркет. сервис Инженер. сервис Лабораторно производст. сервис Юридич. сервис Образов. сервис Инкубируемые компании-резиденты инкубатора Сервисные службы инкубатора для компаний-резидентов Экспертный комитет Наблюдате- льный совет Управление и координация деятельности

Структура инкубатора «Б» ГЦН Компания разработки техпроцессов Общие ресурсы инкубатора «Б» Компания электронных элементов ИТ сервис и САПР Финанс. сервис. Бизнес сервис Инженер. сервис Лаборатория э-измерений и э-микроскопии Юридич. сервис Образов. сервис Инкубируемые компании и исследовательские лаборатории - резиденты инкубатора Сервисные службы инкубатора Б для компаний-резидентов Управление и координация деятельности аналогична инкубатору А, либо управляется единой дирекцией Лаборатория химии, лазеров, спектроскопии Гермозона 1 п-проводниковые техпроцессы Гермозона 2 микромеханика, молекулярная электроника Компания тонких пленок, молекулярной электроники Компания магнито- оптических элементов Компания устройств микромеханики

Выводы 1.Инкубация конкурентоспособных инженерных компаний является достаточно сложным и дорогостоящим процессом, требующим централизованного стратегического и системного управления мирового уровня 2.Создание дееспособного Инженерного Корпуса России могло бы значительно ускорить создание современной российской инженерии через массированную инкубацию инженерных компаний 3.Затраты на инкубацию современной инженерии оцениваются на порядок-два ниже расходов на поддержку и модернизацию старой модели промышленности 4.Успех этапа инкубации инженерии определяет успех в развитии индустрии и общества в целом

Вопросы и ответы Пожалуйста, вопросы! Контактная информация: Тимур Турсунович Палташев, (Калифорния) (Санкт-Петербург) (Москва) (Алма-Ата) Э-почта:

Справочные слайды 1.Ситуация в российской электронике 2.Структура мировой электронной индустрии 3.Другие варианты развития электроники

Ситуация в российской электронике Есть ли в России электроника? –Если сравнивать с Россией 1913 года, то электроника в стране, безусловно, есть –Если сравнивать с мировой индустрией – то ее практически нет –$8 млрд. (данные Ассоциации производителей электронной продукции РФ) в 2008 году на фоне более $2 триллионов мировой индустрии (0.4% от мировой) –Население РФ (142 млн) составляет 2.14% населения планеты Уровень развития электроники в 5 раз ниже «порога самоуважения» нации

Структура мировой электронной индустрии в 2008 году $356 млрд Полупроводниковая индустрия $137 млрд Дисплеи всех типов $524 млрд Электронные устройства для компьютеров $247 млрд Электронные компоненты $348 млрд Электронные коммуникации $149 млрд Остальные устройства, включая промышленную электронику $276 млрд Аудио-видео оборудование $579 млрд Информационные решения $2.037 трлн Общий объем электронной индустрии $2.616 трлн Общий объем электронной индустрии вместе с ИТ решениями

Варианты развития электроники (1) Фантастический: –Приобретение крупной транснациональной электронной компании, обладающей полной вертикалью разработки и производства электронных приборов –Невозможен для РФ по политическим мотивам (страна в «сером» списке стран в Госдепе США, история с Infineon) –Можно получить проблемные активы (Altis Sem.) Бюрократический: –Создание холдинга гражданской электроники с консолидацией оставшихся в живых активов российской электроники –Кладбище «погибших кораблей» Ростехнологий??

Варианты развития электроники (2) Традиционный: –Финансирование существующих отечественных производителей электронных приборов через бюджет и государственные инновационные фонды в рамках целевых программ по развитию гражданской электроники –Традиционное дробление единых задач и проблем на лоскуты ввиду малой размерности игроков –Крайне маловероятен существенно положительный результат, (ввиду полной кадровой обескровленности игроков) Благотворительный: –Финансирование исследовательских институтов РАН и ведущих ВУЗов через РФФИ, МинОбрНауки и государственные инновационные фонды в рамках целевых программ по развитию гражданской электроники –Поможет поднять уровень системы образования и, возможно, прикладной науки Cоздать cовременную конкурентоспособную индустрию такими способами невозможно

Варианты развития электроники (3) Традиционно-благотворительный: –Комбинация предыдущих вариантов с возможной кооперацией существующих научных учреждений и производственных компаний –Похоже, пока идем именно таким путем, возможно он наиболее понятен нынешнему руководству страны и всем игрокам из обломков бывшего советского ВПК Контрактный: –Немедленное строительство крупной современной кремниевой фабрики в надежде обеспечения её госзаказами и зарубежными заказами для контрактного производства –Проекты«Ангстрема» (задержки) и Микрона/Ситроникса (вменяемость) –Кроме того, проблема загрузки стоит в полный рост, простой фабрик обычно обходится в миллионы долларов ежедневно