В государственных планах КНР обозначена цель обеспечить самодостаточность страны в области ИС. Сможет ли Китай ее достичь? Обсуждению этих вопросов была посвящена недавно прошедшая конференция отраслевых специалистов. Ее организаторами стали такие отраслевые издания как EE Times China, EDN China и ESM China Electronic Business.

Недавно в КНР прошла конференция под названием «Обратный отсчет: насколько далек Китай от реализации планов обеспечения самодостаточности в области ИС порядка 40%?». Мероприятие было организовано изданиями EE Times China, EDN China и ESM China Electronic Business, входящими в издательский холдинг Aspen Core.

Китай уже стал (с 2005 г.) крупнейшим в мире потребителем ИС. В 2015 г. государственный совет КНР принял план «Сделано в Китае‑2025» (齌国薴謾2025), в котором ставятся следующие цели:

достижение самообеспеченности в области производства ИС на уровне 40% в 2020 г.;

увеличение уровня самообеспеченности до 70% в 2025 г.

План «Сделано в Китае‑2025» охватывает десять «стратегических» направлений развития, при этом собственно микроэлектроника относится к направлению «Информационные технологии» (см. рисунок). Кроме того, поскольку изделия микроэлектроники представляют собой неотъемлемую часть современных систем управления и основу создания любых электронных систем, аспекты их разработки и использования в большей или меньшей мере затрагиваются во всех стратегических направлениях.

Источник: EE Times China

Основные направления технологических прорывов в соответствии с планом «Сделано в Китае‑2025»

* Океанотехника – меры, сооружения и оборудование (береговое и судовое) для обеспечения чистоты морей и охраны морской фауны, морское строительство, охрана океанов.

Однако спустя три года после анонсирования амбициозных планов ситуация практически не изменилась. В соответствии с данными Главного таможенного управления КНР общий объем импортированных ИС составил 417,57 млрд шт. в натуральном выражении и 312 млрд долл. в стоимостном исчислении. Отмечаются два момента: во‑первых, китайский импорт ИС впервые превысил 300 млрд долл.; во‑вторых, прирост импорта ИС в 2018 г. по сравнению с 2017‑м составил 19,8%.

Можно обозначить следующие основные проблемы китайской микроэлектроники:

не определены рынки, которые надо завоевать в первую очередь;

в стране ощущается недостаток внутренних разработок в области интеллектуальной собственности по базовым изделиям;

не развита национальная инфраструктура инструментальных средств САПР;

недостаточно развито производство промышленного оборудования.

Без решения перечисленных выше вопросов задачи обеспечения самодостаточности в области производства ИС, вероятнее всего, решены не будут.

НАСКОЛЬКО КИТАЙ ПРИБЛИЗИЛСЯ К СВОИМ ЦЕЛЯМ

Как утверждают представители китайской микроэлектронной отрасли, страна становится все более независимой от зарубежных поставок. Тем не менее по-прежнему важно ставить конкретные промежуточные цели и определять их приоритететность.

Участники круглого стола 2019 China IC Leader Summit высказались о стоящих перед микроэлектроникой задачах.

Остро ощущается необходимость уточнить цели дальнейшего развития индустрии приборов памяти, где китайские фирмы, с одной стороны, добились успехов, а с другой – ​часто мешают друг другу из-за отсутствия должной координации действий.

Одна из следующих задач – ​выход на рынок микроконтроллеров, емкость которого в 2018 г. достигла 20 млрд долл. Он по-прежнему контролируется американскими фирмами – ​несмотря на то что значительная часть этих приборов изготавливается на китайских кремниевых заводах по спецификациям американских разработчиков.

Участники конференции неоднократно подчеркивали, что задача самообеспечения КНР средствами микроэлектроники примерно на 40% зависит от уровня финансирования перспективных разработок. Один из путей – ​прямая закупка иностранных перспективных технологий, но в связи с вводимыми США и их союзниками ограничениями на инвестиции в разработки этот способ становится для развивающихся стран все более проблематичным.

Китайские специалисты называют самой главной целью накопление базовых навыков. При этом, если проекты проводятся с государственным участием, важно, чтобы частные фирмы конкретнее формулировали собственные цели.

Выступавшие на конференции представители микроэлектронных фирм КНР отмечали, что уровень в 40%, на котором настаивает правительство страны, должен использоваться в большей степени в качестве ориентира. Однако у каждой фирмы вполне могут быть собственные установки, формулировка которых зависит от корпоративных планов развития и степени вовлеченности в государственные программы. Соответственно, доля самообеспеченности может начинаться с 0–10% и доходить до 60%. Главное – ​повышение конкурентоспособности.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ

Отмечается, что среди 14 крупнейших изготовителей ИС, сертифицированных ZigBee Alliance, китайская фирма только одна. Тем не менее в области телекоммуникаций китайские производители ИС добились больших успехов. Представители Шанхайской ассоциации микроэлектроники (Shanghai Integrated Circuit Industry Association, SICA) и корпорации Shanghai HH Grace Semiconductor Manufacturing отметили, что для ускорения процесса самообеспечения ИС отечественного производства необходимо укрепить сотрудничество между китайскими электронными фирмами. Цепочка поставок ИС очень длинная – ​от проектировщиков, производителей, поставщиков услуг корпусирования до изготовителей средств тестирования и материалов. Сейчас в мире нет ни одной страны, которая могла бы доминировать в сфере как разработки, так и производства микроэлектроники. Цель Китая – ​создать целостную промышленную цепочку в полностью закрытой среде. Строительство современных заводов по обработке полупроводниковых пластин (в первую очередь кремниевых заводов) значительно активизировалось с 2014 г., поэтому, как ожидается, уровень локализации производства ИС к 2020 г. существенно вырастет.

Для китайских фирм возможностью конкурировать с иностранными производителями могут стать «ничейные земли», т. е. новые рынки с несформировавшейся структурой и не выявившимися лидерами. К таким областям относятся искусственный интеллект и автономные транспортные средства – ​здесь отраслевые стандарты находятся в зачаточном состоянии. Сможет ли китайская микроэлектроника воспользоваться этим шансом для разработки и утверждения на мировом уровне собственной архитектуры ИС и соответствующей технологической экосистемы?

Возможно, есть смысл попробовать силы на «краевых» рынках, таких как смарт-аудиоприборы и беспроводные наушники (которые также могут использоваться в качестве слуховых аппаратов). Эти новые изделия пока не получили широкого распространения, но обладают хорошими рыночными перспективами с точки зрения наращивания продаж в натуральном выражении (с последующим выходом на прирост продаж в стоимостном выражении).

Также ряд экспертов отметил, что так называемый закон Мура заканчивает свое действие и в наступающей эпохе именно прикладные применения, по всей видимости, окажутся движущим фактором китайской промышленности. Огромный внутренний рынок КНР может стать средством формирования мировых тенденций и стандартов.

К перспективным направлениям развития микро- и радиоэлектроники относятся умные города и сфера здравоохранения. Страна с таким большим населением, в том числе платежеспособным, как Китай, не может не использовать столь перспективный рыночный фактор. Более того, значительная часть спроса на перспективных рынках определяется формируемыми системными требованиями (а потом и стандартами) к новым видам техники. Китаю, как одному из ведущих производителей электроники, выпадает возможность навязать миру свои стандарты и достичь мирового лидерства – ​особенно в области бытовой техники, средств управления производственными процессами и Интернета вещей. Например, в области Интернета вещей очень устойчивые позиции завоевала корпорация Huawei, а в области человеко-машинного взаимодействия быстро растет роль компаний Haier, Midea и Gree (последняя становится лидером в области бытовой техники).

Участники конференции отметили, что китайским производителям электронных систем и домашнего оборудования необходимо укреплять взаимодействие с производителями ИС с целью оптимизации систем – ​улучшения системной интеграции и снижения издержек. В этом плане китайские фирмы в последнее время смогли достичь ведущих позиций в мире. Более того, они фактически устанавливают новые стандарты – ​вопрос лишь в том, будет ли это касаться только Китая или всего мира.

Исторически сложилось так, что центральное китайское правительство участвовало в официальной деятельности по стандартизации только в сфере ИС. Однако цепочка поставок телекоммуникационного оборудования не только длиннее – ​она более рассредоточена. Следовательно, на отраслевое развитие могут влиять отдельные корпоративные стандарты. Однако односторонние действия не приводят к автоматическому лидерству на рынке. Если другие ведущие производители не согласятся с «первопроходцем», то даже хорошие технические условия не обязательно превратятся в отраслевой стандарт. Итог определит рыночная конкуренция.

В настоящее время относительно широкое распространение получил тензорный процессорный блок (tensor processing unit, TPU) корпорации Google. Мало кто сомневается в ее способности лидировать на рынке. Но в то же время небольшая фирма, предлагающая инновационный продукт, может оказаться не в состоянии его реализовать. Например, изделие не соответствует заявленным характеристикам, или же у маленькой фирмы просто не хватает ресурсов на раскрытие инновационного потенциала разработки. Отмечается, что при формировании китайских стандартов их необходимо приводить в соответствие с тенденциями международного развития. Никто в мире не верит, что китайские производители в течение ближайших 10 лет победят Apple или Google, но к этому надо стремиться – ​в соответствии с китайскими пятилетними планами.

Возможно, приведение местных стандартов в соответствие с международными аналогами – ​не вполне правильная цель. С другой стороны, курс на национальную автономию в контексте глобализации не выглядит наиболее эффективной стратегией. В закрытых системах страна или предприятие могут создать свой стандарт, но его действие будет ограничено национальной территорией, причем не всей.

Таким образом, ставится цель сотрудничества китайских и международных фирм для продвижения собственных стандартов или обеспечения прав своей интеллектуальной собственности.

Если китайские фирмы смогут достичь лидерства в определенной области, то они должны смело сотрудничать с международными компаниями или создавать бизнес-альянсы для установления стандартов и последующего формирования отношений, позволяющих поглотить перспективные фирмы.

ВОПРОСЫ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА

Было высказано мнение, что искусственный интеллект – ​просто технология, которая может использоваться в различных ИС и электронных системах. Наиболее широко она применяется в Китае – ​за счет большей емкости внутреннего рынка. О превосходстве КНР над США в области новейших разработок, касающихся ИИ, речи пока не идет.

Большой рынок потребительской электроники Китая позволяет обеспечить относительно быстрое совершенствование алгоритмов искусственного интеллекта и конструкций ИС. Это создает синергетическую ситуацию, которая помогает управлять развитием рынка средств ИИ.

Правда, китайские производители микроэлектроники по-прежнему догоняют лидеров рынка. Исключением в этой практике можно считать корпорацию Huawei и ряд других крупных фирм. В этой связи особые надежды возлагаются на развитие национального кадрового потенциала отрасли – ​от школьных программ «привлечения внимания» до углубленных университетских курсов.

Основное поле битвы в области ИС – ​не сокращающийся спрос на них со стороны изготовителей электронной техники. Особенно высоким спросом пользуются процессоры общего назначения и аналоговые приборы. Главный вопрос конкуренции между китайскими и иностранными производителями сводится к сохранению прав интеллектуальной собственности. Обвиняемой стороной, как правило, выступает Китай. Хотя в стране разработаны несколько перспективных типов ИС, Поднебесная по-прежнему сильно отстает от конкурентов.

Правда, случаются и обратные ситуации: так, в области транскодирования видео в облачных средах и сетевых ИС китайские производители смогли создать схемы, которые, при потребляемой мощности в 1/30 от американских аналогов, обеспечивают кодирование и декодирование на сопоставимом уровне. После этого ряд западных корпораций запросил лицензии на китайские разработки.

По мнению западных аналитиков, преимущества китайцам обеспечивает создание на государственные (в соответствии с пятилетними планами, планами развития провинций и крупных городов) и частные средства кластеров, нацеленных на концентрированное и эффективное развитие кадрового потенциала отрасли.

РАЗВИТИЕ ИНДУСТРИИ САПР

Фактически интеллектуальную собственность и смежные права в области инструментальных средств САПР на территории КНР на 95% контролируют иностранные фирмы. Крупнейший разработчик китайских САПР – ​компания Empyrean Software, созданная около 10 лет назад. При этом возраст мировой индустрии САПР – ​около 60 лет. Китаю предстоит преодолеть имеющийся разрыв.

Один из способов исправления сложившейся ситуации – активизация местных разработчиков САПР и контрактных производителей электроники (ОЕМ). Пример – ​сотрудничество Empyrean и Huawei. Правда, пока китайские фирмы предпочитают закупать американские средства САПР – ​более простые и отработанные в использовании. Для повышения конкурентоспособности китайских поставщиков САПР предлагаются взаимоисключающие подходы – ​государственная поддержка и отказ от нее в пользу сотрудничества с известными западными фирмами.

По оценкам, китайская индустрия САПР сможет сравняться с зарубежными конкурентами в течение 10–20 лет.

Liu Luffy. Сountdown: How Close is China to 40% Chip Self-Sufficiency? EE Times China, April 11, 2019: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1334555#