Фото: День без турникетов — «Микрон» 10.09.2014 ZELENOGRAD.RU
Цеха сборки карт для метро, чипов для загранпаспортов и универсальных электронных карт (УЭК), а также «чистые комнаты», где на кремниевых пластинах делают кристаллы 180-90 нм и готовятся запустить линию 65 нм — всё это зеленоградский завод продемонстрировал участникам открытой экскурсии «День без турникетов».

Акция привлекла не только зеленоградцев, но и москвичей — студентов, журналистов и даже школьных учителей. Помимо технологий «Микрона» обсуждали состояние отечественной микроэлектроники, её место в гонке за мировыми лидерами и зависимость от импортного сырья и оборудования.

02_MG_4275<sub><small>460</small></sub>.jpg
Заводская проходная, один из «кубиков» завода «Микрон», вытянувшихся за башней НИИ МЭ — НИИ молекулярной электроники. Этот тандем «завод-НИИ» сохранился с советских времен, один из очень немногих в Зеленограде

01_MG_4274<sub><small>460</small></sub>.jpg
В просторном фойе бюст первого директора НИИ молекулярной электроники и завода «Микрон», академика Камиля Валиева. Памятник открыли год назад, а возглавил предприятие Валиев почти 50 лет назад, основав также кафедру интегральных полупроводниковых схем в МИЭТе

«Сердце микроэлектронного производства»

Чистые комнаты расположены буквально через два коридора от проходной. Впрочем, по пути к ним нужно миновать несколько этапов одевания и много дверей с предостерегающими надписями. Площадь чистых помещений у «Микрона» — больше 3,5 тысяч кв.метров, инфраструктура вокруг них занимает еще 10-15 тысяч кв.метров: трубопроводы, кондиционеры, система вентиляции и фильтров.

03_MG_4323<sub><small>460</small></sub>.jpg
Вход на производство — обязательны бахилы и халаты, и это еще минимум предосторожностей ради чистоты

«Микрон» производит сегодня около 400 наименований различных микросхем. Нас ведут на производство кристаллов с топологическим уровнем 180-90нм по лицензии французской компании STMicroelectronics — линию официально открыли в 2007 году, на ней используются пластины диаметром 200 мм и производятся чипы для транспортных билетов, SIM-карт, паспортно-визовых документов и универсальных электронных карт (УЭК), а также RFID-метки.

От топологии 90нм завод готов шагнуть к 65нм, эту технологию разработали на «Микроне» самостоятельно, включая все библиотеки элементов проектирования (PDK). С опорой на опыт освоения технологической линейки 180-90нм на это ушло два года и около 2 миллиардов рублей, преимущественно собственных вложений «Микрона», а также государственных инвестиций. Тестовые запуски линии 65нм уже идут, технологию проверяют «в железе» и готовятся в этом году передать PDK дизайн-центрам для проектирования и размещения заказов.

14_MG_4308<sub><small>460</small></sub>.jpg
Чистые комнаты — смотреть можно только из-за стекла: внутри поддерживается постоянный микроклимат — 22 градуса по Цельсию, влажность 43%. Изменение температуры более чем на 1 градус или влажности на 3% потребует остановки производства, так как несоответствие климата — это нарушение технологии

10_MG_4282<sub><small>460</small></sub>.jpg
Технологи носят пластины в специальных SMIF-контейнерах, внутри которых абсолютно чистая среда. Учитывая наноразмеры элементов чипа, любая пылинка, которая попадёт на пластину, способна уничтожить сотни кристаллов, уменьшив важнейший производственный показатель — «процент выхода годных»

12_MG_4300<sub><small>460</small></sub>.jpg
Контейнер ставится на установку — например, ионного легирования, фотолитографии или травления — и пластины по одной попадают в аппарат, который производит с ними необходимые действия

При создании интегральных микросхем с топологией 90нм с пластиной нужно произвести около 3,5 тысяч операций длительностью от 15 минут до нескольких часов. В среднем одна пластина изготавливается два месяца, а цикл разработки чипа может длиться до года. «Фактически, мы должны уже сегодня разрабатывать продукты, которые сможем выпускать в серии года через полтора. В связи с этим в микроэлектронике очень важно понимать, в каких направлениях развивается рынок и какие микросхемы будут востребованы, чтобы просчитать ситуацию и решить, что нужно разрабатывать», — говорит Алексей Дианов, директор по корпоративным коммуникациям «Микрона».

Слева — цех измерений производства микросхем 180 нм, аппаратура тут позволяет отследить правильность выполнения разных технологических этапов. Справа — производство микросхем 90 нм, новые станки. Здесь проходит ряд операций: фотолитография, травление, измерения. Этажом выше стоят печи для ионного легирования. Чипы 180 нм идут в транспортные карты, УЭК, паспортно-визовые документы, кристаллы 90 нм — это в основном процессоры собственной разработки «Микрона».

Между цехами узкий стеклянный коридор, в который экскурсантов пускают посмотреть на технологии поближе.

08_MG_4289<sub><small>460</small></sub>.jpg
Из двери тянет сильным сквозняком — внутри чистых комнат поддерживается повышенное давление, чтобы из открывающихся дверей пыль только выдувалась наружу. Внутри коридора воздух и климат уже соответствуют всем требованиям по чистоте

15_MG_4307<sub><small>460</small></sub>.jpg


Импортозамещение или импортонезависимость?

«Всё оборудование импортное?», — спрашивают гости. Выясняется, что в России машиностроение для нужд электроники закончилось в 80-х годах. Впрочем, у «Микрона» есть еще линия производства микросхем силовой электроники на пластинах диаметром 150мм — там используется одна установка для измерений от белорусского поставщика, завода «Планар». А вот на аналогичном производстве Воронежском завода полупроводниковых приборов (ВЗПП) «Микрон» до сих пор работают в том числе и советские станки.

Материалы и сырьё, которым обеспечиваются технологические линии «Микрона» в Зеленограде, привозят из-за рубежа, за исключением простых газов, кислорода и азота, и деионизованной воды, которую «Микрон» делает сам. Её нужно очень много для промывки пластин и оборудования на разных этапах производства — это вода, в которой 1 молекула примеси приходится на 1 триллион молекул Н2О, чтобы посторонние частицы не повредили пластины. Но даже при сварке трубопроводов для деионизованной воды нужно использовать только чистейший импортный аргон, иначе примеси газа остаются на сварном шве и могут вместе с водой попасть в установку и её испортить.

«Теоретически замечательно было бы построить в России завод по производству чистых газов или материалов, но кто будет потреблять его продукцию? Два-три завода микроэлектроники в стране? Завод получится нерентабельным. — Рассуждает Дианов. — Предположим, такой завод сможет вырабатывать 50 тысяч тонн в месяц, „Микрон“ возьмет 2-3 тысячи, еще кто-то 1 тысячу, куда деть всё остальное? Экспортировать не получится, за рубежом весь рынок давно поделен. Микроэлектронных заводов-потребителей в России слишком мало. Мы ничего не можем с этим поделать и вынуждены покупать почти всю химию за рубежом. Это диктует и технология, и доступность».

С кремниевыми пластинами похожая ситуация: пластины диаметром 200 мм на «Микроне» только импортные — в Зеленограде подобные пластины делает компания «Эпиэл», но они не соответствуют определенным технологическим параметрам производственной линейки «Микрона». Наладить выпуск в России нужных пластин нереально, завод не выживет при заказе в 3 тысячи пластин в месяц от единственного зеленоградского потребителя, а других заказчиков в стране нет. С пластинами 150 мм несколько проще — на них работает ВЗПП «Микрон», у которого есть российские поставщики. Но даже это не те объёмы: для рентабельности отечественного производства пластин нужно продавать их десятками тысяч ежемесячно.

Для линии 180-90 нм не существует и отечественных фотошаблонов с нужными характеристиками — «Микрон» использует импортные. «Есть несколько компаний в мире, которые занимаются производством фотошаблонов под заказ, это нормальное международное распределение труда», — считает Дианов. Зеленоградский центр фотошаблонов, который с 2006 года действует при МИЭТе как центр коллективного пользования, технологически несовместим с производством «Микрона».

06_MG_4277<sub><small>460</small></sub>.jpg
Специальная «приёмная» для посетителей многочисленных экскурсий, которые периодически проводит «Микрон» — от студентов, журналистов и блоггеров до самых высоких гостей

07_MG_4309<sub><small>460</small></sub>.jpg
На карте — «Микрон» и его партнёры в России и за рубежом


Сборочное производство

«Микрон» выпускает около 30 миллионов транспортных чипов в месяц — на заводе реализован полный цикл от разработки микросхем до создания конечных транспортных карт. На этапе сборки пластину, на которой помещается 90 тысяч чипов, режут на кристаллы, их наклеивают на специальную плёнку и устанавливают в сборочный конвейер. Автомат с вакуумной присоской берет по одному кристаллу и ставит на карту.

Готовые билеты проходят персонализацию. Именно поэтому здесь нельзя фотографировать — по договору с заказчиками, в частности, Мосгортрансом, на производстве должна быть обеспечена защита от несанкционированного доступа к данным билетов. Скандал с подделкой карт и кражей их кодов в ИТ-службе метрополитена, который произошел несколько лет назад, уже забыт широкой публикой, но стал поводом для ужесточения норм безопасности.

16_MG_4318<sub><small>460</small></sub>.jpg
Дверь в сборочный цех — фотосъемка запрещена, зато гостей проводят по всем участкам с подробным рассказом об и операциях

Рядом находится линия по сборе чипмодулей для УЭК и для загранпаспортов, контроль и герметизация этих чипсетов.

Отдельно расположено сборочное производство банковских карт на импортных чипах: там кристалл интегрируется в чипмодуль и устанавливается в банковскую карту, на пластик наносят рисунок и магнитную полосу. Экскурсии в этот цех не водят вовсе — доступ посторонних запрещен, на входе установлены камеры, записи с которых регулярно отсматривают специальные службы. Несанкционированные посетители — основание для отзыва лицензии у завода.

«Стоимость оборудования и производства очень высока, в среднем горизонт возврата инвестиций при строительстве микроэлектронного завода — а современные заводы могут стоить порядка 5 миллиардов долларов — составляет более 10 лет при кредите на строительство под 3-5%. В России такой кредит взять нереально, поэтому у нас горизонт несколько дальше, и мы должны искать более маржинальные продукты, чтобы расплатиться за оборудование", — рассказывает Дианов.

Помимо высокотехнологичных чипов 180-90 нм «Микрон» успешно выпускает и продаёт микросхемы силовой электроники, элементы для управления питанием — преобразователи напряжения, конвертеры — на пластинах 150 мм. Это еще одно производство, где нет условий для экскурсий. Оно выдаёт 50 миллионов микросхем в месяц на экспорт, преимущественно в страны Юго-Восточной Азии, и еще 400 тысяч — на внутренний рынок. За рубежом такие чипы корпусируют и устанавливают, например, в зарядные устройства: в мире каждый десятый «зарядник» содержит микросхему от «Микрона». Разумеется, надписей «Микрон inside» на них нет — чип придётся протравить до нужного слоя, чтобы обнаружить маркировку завода-изготовителя.


Каждому чипу — своё место

На предприятии считают, что технологический уровень и востребованность микроэлектронной продукции не определяются только лишь нанометрами их топологии — этот нюанс не всегда улавливают критики «устаревших отечественных производств». Есть широкая номенклатура микросхем, которые не нужно, а иногда и невозможно делать размером в 20-22 нм или в 15-16 нм, пытаясь догнать мировых гигантов отрасли Samsung или TSMC. Вся автоэлектроника построена на микросхемах 180-130 нм, космическая электроника — на элементной базе 250-350 нм, так как защиту от космической радиации нельзя реализовать на кристаллах меньшего размера по физическим условиям. Невозможно запустить процессор из iPhone на орбиту.

04_MG_4311<sub><small>460</small></sub>.jpg

«Сколько в России предприятий занимаются производством микросхем?», — интересуется один из самых дотошных участников экскурсии. «Предприятия, которые делают микросхемы по современным технологиям, можно пересчитать по пальцам, — отвечает Дианов. — Есть микросхемы СВЧ, ими занимаются заводы Росэлектроники, там тоже есть чистые помещения. В Зеленограде работают „Ангстрем“ и „Микрон“. Воронежский ВЗПП „Микрон“ делает силовую электронику по топологии 2,5-3 микрона, это 3000 нм — тем не менее, 18 тысяч пластин в месяц там выпускают, спрос есть. Ведь в современном телевизоре, например, сотни две микросхем разных наименований, из которых нанометровая топология нужна только для одной — для чипа памяти или процессора. Всё управление питанием — это чипы 1-2 микрона или 0,6-0,8 микрон, то есть 2000-600 нм, сильные токи просто разрушат чип с меньшими топологическими размерами».

Серьёзных отечественных разработчиков в отечественной микроэлектронике тоже немного. По сути, для линии 65 нм «Микрона» пока есть один потенциальный «клиент» — московская компания МЦСТ весной этого года заявила о завершении разработки четырехъядерного микропроцессора «Эльбрус-4С», который готов к началу серийного выпуска и «будет производиться в России», как сообщало РИА Новости. По мнению Дианова, пока в стране очень мало специалистов, которые бы работали с топологиями передового уровня, по которым сейчас производят процессоры компании вроде Intel или IBM. «Опыта не хватает — его нам никто не продаст, нужно нарабатывать самим, а это время и деньги», — говорит представитель «Микрона».

05_MG_4312<sub><small>460</small></sub>.jpg

Фото — Иван Тимофеев, текст — Елена Панасенко

Станьте нашим подписчиком, чтобы мы могли делать больше интересных материалов по этой теме


Вернуться назад
На выбранной области карты нет новостей
Реклама
Реклама
Обсуждение
Иван Киров
10 сентября 2014
Поправка не технологи носят пластины а операторы
Смотрю, лоска они навели за два года. Не понятно, почему нельзя фотографировать линии сборки карточек? Какие данные, блин, какие коды можно упереть фото-видеозаписью? Совсем долбанулись. Мало того, по всем крупным ТВ-каналам давным-давно прокатывали кучу подробных сюжетов про этот цех.
Добавить комментарий
+ Прикрепить файлФайл не выбран