50 років в мікроелектроніці. Інженер Олександр Чечков про радянське минуле і шанси збудувати завод чипів в Україні сьогодні
Олександру Чечкову 71 рік. Понад 50 років він працює у сфері мікроелектроніки. Не кидав роботу в лабораторії навіть у
Олександр розповів DOU, якою була галузь мікроелектроніки пів століття тому, чи всі тогочасні схеми були копіями західних і як він із командою зменшив площину чипа на 40%. Також ми поговорили про перспективи розвитку мікроелектроніки в Україні, зокрема про шанси збудувати свій завод із виробництва чипів.
Вибір спеціальності: «Тоді не було інтернету, щоб вивчити всі нюанси, і я купився на слово „лазер“»
— Олександре, де ви навчалися? Як обрали цей напрям ще в студентські часи?
Я народився в робітничому містечку з населенням 15 тисяч людей. Від Кривого Рогу нас відділяв завод. У 1972 році закінчив школу й поїхав до Києва вступати до Київського політехнічного інституту на факультет радіоелектроніки (зараз просто електроніки). За рейтингом він був другим після радіотехнічного. Насправді я хотів на радіотехнічний, але побоявся, бо конкурс був шалений. Вчився я добре, але все ж таки у хлопців і дівчат із міста підготовка була кращою.
Я обрав спеціальність «електронні та йонні прилади» — це вакуумні лампи, кінескопи... Вибір був невдалим. Тоді не було інтернету, щоб вивчити всі нюанси, і я купився на слово «лазер». Як виявилось, предмет мене зовсім не зацікавив. Тому до четвертого курсу я просто добре навчався. А ось мої друзі були на схемотехнічній спеціальності «промислова електроніка». Шкодую, що не пішов туди.
Недалеко від нас, на площі Космонавтів, був магазин «Учтехприлад». Біля нього тусувалися «спекулянти», зараз би їх назвали бізнесменами. Такий собі неформальний, заборонений ринок. Мій друг, який навчався на промисловій електроніці, купив там інтегральну схему — операційний підсилювач. Універсальна цеглинка. Її внесок у розвиток електроніки того часу не можна переоцінити. Я подивився їхні конспекти, розібрався, що це таке. Це був перший крок, який сформував мій подальший шлях. А потім семестр чи два у нас читали курс мікроелектроніки, і мені це «зайшло».
— Ви зрозуміли, що хочете займатися саме цим?
Так, але був ще один момент. У рік, коли я вступив до КПІ, почалося будівництво 9 доменної печі. В той час гналися за рекордами, тож планували, що це буде найбільша в світі доменна піч обсягом 5 тисяч кубічних метрів. Запланували її у 150 метрах від мого будинку. Тому містечко знесли, а мої батьки почали будувати дім у Кривому Розі. Я всі канікули проводив у батьків, допомагав із будівництвом. Якось у вільний час мені трапилась книжка з мікроелектроніки Алана Гребена. Її випустило видавництво «Мир», яке перекладало зарубіжну літературу. Ми, звісно, відставали в мікроелектроніці: у них вона була видана у 1972 році, а в нас — у
Це та сама книжка, яка вплинула на мій вибір
Після університету я повинен був піти в науково-дослідний інститут «Сатурн», який займався дальнім космічним зв’язком, у відділ «Параметричні підсилювачі». Заступник декана накинув на мене оком, хотів, щоб я писав кандидатську. Але коли я захопився мікроелектронікою, то чесно сказав йому про це. Тому у 1977 році потрапив на практику у «Кристал» — київське науково-виробниче об’єднання Інституту мікроприладів і заводу «Квазар».
Мікроелектроніка зазвичай ділиться на аналогову і цифрову. Наша лабораторія займалась розробкою аналогових інтегральних мікросхем: операційних підсилювачів і аналогових перемножувачів. У той час був бум у цій царині. Лабораторія «Кристалу» була однією з найкращих у Союзі, розробляла відому 140 серію мікросхем прецизійних операційних підсилювачів. Я легко пройшов співбесіду, щоб попасти в цю лабораторію. Потім захищав диплом на тему реальної проблеми, яка в них була: покращення параметрів латеральних PNP-транзисторів. А в 1978 році прийшов туди на роботу і пропрацював там 23 роки — до
Про кар’єрний шлях: «Іноді роботодавці все ж таки розуміють, що головне — це результат, а не вік»
— Коли ви зрозуміли, що хочете залишитись саме в цій сфері?
Деякі з моїх колег десять разів міняли роботу. Багато хто пішов у бухгалтери й досягнув там успіху, тому що підготовку фізмату не проп’єш. Хтось у
Пізніше я знов почав заробляти. Змінилася стратегія:
Я зайнявся мікросхемами для автомобільної електроніки «АвтоВАЗу»
Тоді більшість авто, які випускалися в росії, використовували електронні реле з моїми мікросхемами. Я мав і інші пропозиції роботи, в тому числі від компаній, які торгували західними компонентами. Наприклад, «Квазар-Мікро». Також мене звали в харківське підприємство «Хартрон». Там була проблема нерівномірних поставок елементної бази, яку вони використовували, тож вони хотіли зробити заміну. Я добре орієнтувався в цій темі, тому мені пропонували перейти до них «на моїх умовах». Але я залишався в «Кристалі»: мені соромно було кидати старших колег, які колись мене навчали. Коли людині 60, її не дуже хочуть наймати. Щоправда, ситуація частково змінилася. Мені 71, і я досі працюю. Тож іноді роботодавці все ж таки розуміють, що головне — це результат, а не вік.
— Де ви працюєте зараз?
У 2000 році був створений київський підрозділ бельгійської компанії Melexis, яка розробляє й виготовляє мікросхеми для автомобільної електроніки. Директором призначили одного з колишніх начальників відділу НДІ «Мікроприлад», і він запросив кількох інженерів, яких знав по «Кристалу». Я вагався, тому що «приростаю» до місця. До того ж фірма англомовна: вся документація, спілкування — англійською. На той час я читав технічну літературу англійською, але читати — одна справа, а говорити — зовсім інша. Так у 46 років мені довелося підтягнути мову. Я зміг, і цього року буде 25 років, як я тут працюю.
Нині на кожен випущений у світі автомобіль у середньому припадає 11 мікросхем нашої фірми. А ще донедавна було 7. Це машини європейські, американські, японські... Китай також закуповує їх у великих кількостях.
Зараз у компанії близько 2000 працівників. Два дизайн-центри в Бельгії, два — у Франції, три — у Німеччині, по одному в Болгарії, Швейцарії й у нас. Зараз у київському відділенні працюють близько 50 людей, до повномасштабної війни було 70: хтось зараз у війську, деякі виїхали.
Про унікальний досвід: «На землі була дублююча космічна станція — у величезному ангарі розклали блоки, які реально були на орбіті в той час»
— Яким був ваш перший справжній інженерний досвід?
Тоді ми приходили на роботу у статусі «молодого спеціаліста», зарплатня була 110 карбованців. У цеху робітники заробляли вдвічі чи втричі більше, але ми вважали, що все ще попереду.
З чого складається цикл розробки й виробництва мікросхеми? Спочатку розробка — це схемотехніка. Потім робиться топологія. Ви точно бачили друковані плати, там роблять розводку. Тут усе дещо складніше, але ідея та сама: створюється топологія, за якою роблять фотошаблони для виготовлення перших зразків. Потім ці зразки потрібно верифікувати, виміряти, побудувати графіки, таблиці... Ще проводяться досить тривалі складні випробування. Вибірка з сотні підключених мікросхем ставиться на температурний режим, і через певний часовий інтервал (наприклад, 128, 256, 512 годин) вимірюються їхні параметри. Мікросхеми повинні продемонструвати, що не виходять за межі специфікацій.
Якщо є відмова хоча б однієї специфікації, це скандал
Далі комісія замовника ухвалює рішення щодо виробництва. Звісно, замовником усіх мікросхем, які ми тоді розробляли, був військово-промисловий комплекс. А далі йшов важкий процес: запуск виробництва з жорсткими правилами й умовами експлуатації. Могло йтися про мільйони мікросхем на рік. Але на виробництві не завжди виконують усі вимоги щодо тієї ж вакуумної гігієни, тому там бувають відмови й низький відсоток виходу. Тож треба в такі речі вникати, розбиратись.
Я як молодий спеціаліст одразу включився. Тоді була актуальна мікросхема 140 УД14, аналог мікросхеми LM108 американської фірми National Semiconductor. Це була крута фірма, яку потім поглинув Texas Instruments. LM108 була досить передовою на той час, використовувала так звані «супербета транзистори» (до речі, ніхто в Союзі їх зробити не зміг). У наших аналогів було слабке місце: в американців воно працювало, а ми мали проблему. Мозковим штурмом нам вдалося знайти причину і, підкоригувавши топологію, її виправити.
— Чим найцікавішим доводилося займатися за ці роки?
Наприклад, у 1982 році мене викликали в Москву на нараду, коли не відкрилась сонячна панель на космічній станції. Це була катастрофа. Створили робочу групу, серед членів якої була пара академіків. На землі була дублююча космічна станція — у величезному ангарі розклали блоки, які реально були на орбіті в той час. Виявили, що після модифікації одного з блоків інженери зробили заміну, яка призвела до проблеми. І таки знайшли рішення. Хтось навіть отримав за це ордени.
На фото — Володимир Ткаченко
Після роботи над 140 УД14 я мав розмову з начальником відділу. Мене не влаштовувала зарплатня. Поруч були люди, які займались не зрозуміло чим (партійною і профспілковою роботою, питаннями продуктових наборів тощо) й отримували набагато більше. Я сказав, що, можливо, шукатиму іншу роботу. І начальник мені відповів: «Ну, якщо ти такий серйозний хлопець, то давай. Якщо ти зможеш відтворити нашу версію мікросхеми, буде тобі підвищення». Йшлося про серію BiFET, яку американці випустили пару років тому. До того в нас була суто біполярна технологія, а там був додатковий елемент — Junction FET, польові транзистори.
Я взявся за справу. Звісно, значна заслуга в успішному виконанні цієї задачі належала технологу: саме він створив елементи на кремнії. І ми разом розробили радянську копію мікросхеми LF-355 фірми National Semiconductor. Вона стала дуже популярною. Її замовником був не ВПК (хоча всі так чи інакше працювали на військових), а московський інститут, який займався аналоговими обчислювальними машинами. Я думав, що це вимерла гілка еволюції. Проте Сергій Шельпук після нашої розмови поцікавився цією сферою і сказав, що там зараз «ренесанс». До речі, підвищення я таки отримав.
Про копіювання західних мікросхем: «Витрачаєш кремній, час, людську працю, а потім усе — на смітник»
— Чи всі наші мікросхеми були тільки нелегальними копіями західних зразків?
Більшість мікросхем у той час були клонами американських операційних підсилювачів. Іноді закидають: «А ви все копіювали, нічого свого!» Але коли ми пропонували: «А що, якщо ми вам зробимо трохи краще, наприклад, збільшимо швидкодію?», відповідь завжди була: «Ні-ні, повинно бути не гірше, а рівно таке, як треба». Тобто специфікація була на аналог.
Це мікросхема інтегрального операційного підсилювача: стадії від цілої до розкритої мікросхеми. Друге фото зроблене під мікроскопом, третє — відтворена електрична схема після реверс-інжинірингу. Нам не було потрібно нічого шліфувати. Головна складність — серійне виробництво
Також часто кажуть: «Ви там пошарово зняли всі параметри й відтворили один в один». Можу точно сказати, що ніколи жодна мікросхема один в один не пішла. Отримати робочі зразки можна, але сенс мікроелектроніки — в масовому випуску, іноді по
Тобто проблема була більше в технології. Можна було скопіювати топологію, зробити фотошаблони, отримати зразки, але серійно випускати — це вже вищий пілотаж. Якщо вдавалось налагодити нормальний процес, ми теж отримували вищий процент виходу. Але це вимагало набагато більше зусиль і часто вирішувалось за рахунок розробки, як була стійкішою до недоліків технологічного процесу.
— А чому такий низький показник?
По-перше, чистота матеріалів. Краще за американців їх могли робити тільки японці. Коли японці вирвались на ринок мікросхем пам’яті у
У нас були гірші матеріали, брудніший кремній. Після Другої світової війни Штати отримали величезний людський капітал. У них була найкраща в світі база: наукова, технологічна, технічна. До того ж, у США рушієм була конкуренція. Безліч компаній займалися мікроелектронікою.
Поясню на прикладі. У Союзі випускали жигулі — копію Fiat 124. Для їхнього виробництва італійці збудували завод у Тольятті. В цих машин була слабка деталь — хрестовина. Роками їх критикували за це, але завод далі випускав такі автівки. У Штатах вони би збанкрутували і зникли. Мікроелектроніка такої розхлябаності не прощає. Я це особливо відчув, коли почав працювати в бельгійській компанії.
Якщо тут процент виходу менше як 98%, це вже криза
Є правило Zero PPM (part per million) — це частка відмов на мільйон випущених схем. Звичайного користувача побутової електроніки, який звик, що телевізор або фен може поламатися, це не дивує: ну, не пощастило. У мікроелектроніці такого немає. Ми можемо випустити 10 мільйонів мікросхем — і жодної відмови.
Є два американські космічні апарати, які вже фактично покинули Сонячну систему: «Вояджер-1» і «Вояджер-2». Їх запустили в 1977 році. Зараз вони на відстані 24 мільярди кілометрів від Землі й досі передають інформацію. Це дивовижно: вся мікроелектроніка, яка на них є, досі працює! Скоріш за все, будь-яка електроніка будь-якої країни — може, крім японської, — стільки б не пропрацювала. Адже там усе під впливом космічної радіації, гамма-випромінювання, швидких нейтронів...
Цей напис — послання «ламаною» російською на одній з мікросхем компанії DEC, яку копіювали радянські інженери із Зеленограду
Взагалі такі картинки — справжній «цифровий фольклор» епохи становлення мікроелектроніки. Вони називаються Silicon Art (кремнієве мистецтво) або Chip Graffiti. The Silicon Zoo (Molecular Expressions) — найвідоміша та найповніша галерея у світі, створена Флоридським університетом. Вони використовували потужні оптичні мікроскопи, щоб знайти сотні малюнків. Наприклад, Міккі Мауса на чипах Intel або малюсіньку гоночну машину на чипах ARM.
— В одному зі своїх дописів ви порушували тему авторського права та написали, що з ним не все так просто. Чи можете розповісти про це?
Так, на межі 1970–1980-х на арену вийшли мікропроцесори й мікроконтролери. До цього електроніка будувалась на операційних підсилювачах — мікросхемах не дуже великого ступеня інтеграції. Якщо виходила вдала модель, її випускали, мабуть, пів сотні компаній. Пізніше я з’ясував, що топологію почали патентувати тільки в 1984 році. Наприклад, наприкінці
Була ще одна причина, якщо основним замовником були військові. У них є поняття «другого постачальника»: це компанія, яка може забезпечити поставку таких самих мікросхем. Для них небезпечно, коли хтось має монополію.
У 1987 році головний конструктор заводу «Квазар» зустрів мене в коридорі:
«Ваша мікросхема 140 УД-22 отримала сертифікат Alсatel, ми почали поставки за кордон»
На той час це була потужна міжнаціональна телекомунікаційна корпорація. Ми були другим постачальником мікросхеми MAL356 фірми SGS-Thomson (зараз вона називається STMicroelectronics). Ця мікросхема використовувалась для лінійки автоматичних телефонних станцій System 12 (S12). Дві такі станції були на Троєщині. MAL356 — внутрішнє маркування виключно для Alcatel, тому в офіційному каталозі компанії такої позиції не було. А оригінальна схема взагалі була LF356 від National Semiconductor. Тобто раз ми отримали сертифікат, значить, усі юридичні питання якось були вирішені. Тому тут усе не так однозначно. Часи були іншими.
У дописі, про який ви питаєте, я посилався на цікаву канадську компанію. До речі, я міг би там працювати: вони пропонували повний пакет із переїздом родини. Але через літніх батьків я відмовився від цієї пропозиції. Ця компанія займається реверс-інжинірингом. Тобто ви можете замовити аналіз будь-якого чипа, і вони відновлять його до електронних схем, проаналізують технологію, допуски тощо. Це коштує недешево. Йшов спір, наскільки це законно. Вони доводять, що так. Ти ж можеш розібрати будь-який пристрій, розібратися, як він працює. Але, якщо він запатентований, не маєш право його скопіювати й виробляти. І на цьому будується західна система цінностей. Тому Melexis у деяких випадках використовує процесорне ядро від ARM і платить їм роялті.
Інша справа, коли компанія не хоче патентувати своє ноу-хау, відкривати його для загалу. Тоді, замовивши такий аналіз, хтось може скопіювати їхню розробку.
Українська мікроелектроніка в радянські часи: «Наша лабораторія була на голову вищою»
— А власні розробки з мікроелектроніки таки були?
Наприкінці
Тут уже копіювати було нічого. Звичайні зразки «операційників» із бортової апаратури якось доставали. Наприклад, свого часу у В’єтнамі збили винищувач Phantom, «роздербанили» його, ми все розкрили й проаналізували. А для радіаційно-стійких такої можливості не було: все було надто секретно. Тому ми створили свої мікросхеми.
Отже, я їздив на випробування, які проводили під Москвою. Робили навіть імітацію ядерного вибуху, й апаратура повинна була «вижити». Ось так з’явилася спеціальна серія радіаційностійких схем 1417.
Тому проблема була не в тому, що ми дурніші, а в бажаннях замовника
Так, коли ви йдете коридорами Лувра, то бачите на картинах Діву Марію, святих мучеників тощо. Може виникнути питання: «А чому так багато сюжетів на релігійну тему?» А тому, що церква платила. А ось під час Золотого віку голландського живопису на полотнах з’явились буржуа, тому що замовник змінився.
Наприкінці
Ми часто стикались із нерозумінням, що таке мікроелектроніка. Наприклад, коли від нас хотіли обсяг виробництва 200 штук. Наша галузь так не працює: зазвичай ідеться про кілька мільйонів на рік. Інакше це нерентабельно: дуже дорогий процес підготовки, багато спеціального обладнання, безперервний цикл триває більше двох місяців, кожного дня відбуваються нові операції.
Для розуміння: зараз комплект фотошаблонів — це спеціальне, дуже прецизійне скло — коштує десь близько
Це інженери-розробники інтегральних мікросхем нашого відділу: зліва направо Віталій Іларіонович Філь, Валерій Миколайович Тімонтєєв, Валентин Сергійович Рисін
— Наскільки потужним було виробництво інтегральних мікросхем у тогочасній Україні? Ви казали, що лабораторія «Кристалу» була однією з найкращих у Союзі...
У багатьох речах наша лабораторія була на голову вищою за інші того часу. В нашому інституті була сильна технологічна школа. Серед розроблених лабораторією операційних підсилювачів можна виділити серію 140, а саме унікальні 140УД12-ОП з наднизьким струмом споживання, 140УД14 з наднизькими вхідними струмами, що не залежать від температури за рахунок супер бета транзисторів, суперпрецізійниий 140УД21 з періодичною компенсацією дрейфу нуля тощо. Це були одні з найкращих операційних підсилювачів, що може підтвердити будь-який тогочасний розробник аналогової техніки.
Я читав звіти ЦРУ про стан радянської мікроелектроніки, які розсекретили в 2000 році. Їхня оцінка: відставання приблизно на десять років. Але саме рівня технології, а не рівня розробок.
Тоді відбувалась гонка озброєнь, космічних розробок, і без мікросхем Радянський Союз просто нічого б не досягнув. Тому в цю галузь вкладали багато грошей.
Наша суттєва відмінність від США полягала в тому, що у Союзі в цій галузі працювало більше людей, але ефективність була значно меншою. В американській компаній штат міг складатися з двохсот людей, і вони щороку випускали чудові мікросхеми.
У нашому інституті працювало понад 2000 людей, і велика частка з них займалась незрозуміло чим
Наприклад, була «Лабораторія № 9», яка прослуховувала ефір, стежила, щоб не було шпигунства. Ще був відділ, який займався проблемами соцзмагання. Потрібно було до якоїсь дати, наприклад, чергової річниці Жовтневої революції, взяти певне зобов’язання. Були комітет комсомолу, партком, які часто розв’язували проблеми, які зараз розв’язуються самі собою.
Ще у нас була слабенька обчислювальна техніка. У США вже тоді були хороші комп’ютери, а ми моделювали на БЭСМ-6 із перфокартами. ЄС-1061 (копія IBM370) була не дуже надійна й часто виходила з ладу. Згодом правдами й неправдами вдалося добути американську VAX 11/780. Її купили через Південну Африку, потім хитрим чином перевозили через Угорщину... Тоді ми побачили, як має виглядати справжня обчислювальна машина.
— А чи була культура командної роботи? Або все трималося на окремих інженерах?
Наша лабораторія була як єдиний організм. Я був одним із наймолодших: прийшов у 23. Провідні інженери в моєму розумінні були старими, років по 35. Тому я навчався багатьох речей у старших товаришів. Проблеми ми розв’язували, як зараз говорять, «брейнштормінгом» у курилці.
Хоча я не був у колективі людиною з найвищим IQ, але був ініціативнішим за інших: багато читав, у тому числі профільні англомовні матеріали, замовляв через спеціальну інститутську службу найновіші зразки мікросхем за нашим профілем тощо. Наприклад, нашому інституту вдалось отримати хороші зразки американської вимірювальної техніки (осцилографи, мультиметри). Вони потрапили в інший відділ, від невмілого користування вийшли з ладу і просто стояли без діла на складі. Я випадково натрапив на них, розібрався з англомовною документацією, зі схемами, відремонтував... Так ми отримали апаратуру, на голову краще за радянську.
Були, так би мовити, рок-зірки в мікроелектроніці. Наприклад, ми відтворювали клон операційного підсилювача OP-07 американської компанії Precision Monolithic (у нас він називався 140УД-17). Це неперевершена розробка, її автор — Джордж Ерді, який втік із Угорщини після приходу до влади комуністів. Ми стежили за ним: кожен його витвір був шедевром. У нашій лабораторії також були яскраві особистості. Наприклад, начальник Валентин Рисін написав монографію разом із професором Віталієм Сігорським — архітектором наукової школи, яка вивела факультет електронної техніки КПІ на світовий рівень у 1970–80-х. Начальники відділів, які займались мікропроцесорами й пам’яттю, теж не були «сіренькими мишками». З ними було дуже цікаво працювати, хоча іноді і не легко.
Робота у 1990-ті: «Коли вдається зменшити площину на 5–10%, це вже хороший виграш у ціні, тому 40% було рекордом»
— У фейсбуці ви згадували, як зменшили площу чипа на 40% без переходу на новий технічний процес. Як це вдалося?
Зменшення площі — це завжди мета. Наприклад, зараз одна пластина-вейфер (wafer) коштує 900 євро. Ви можете зняти з неї 1000 мікросхем. Уявімо стовідсотковий вихід. Вартість однієї мікросхеми — 0,9 євро. А якщо чип зменшити, і можна буде зняти 5000? Вартість зменшується в п’ять разів, отже, зростає прибуток.
Так виглядає пластина (wafer)
Але зменшити площу на 40% дуже непросто. Це було в середині
Одним із наших замовників було підприємство «Автоелектроарматура» з російського Пскова. Вони тиснули на нас, щоб ми знижували ціну, а це було можливо тільки за умови зниження собівартості. Тут є декілька шляхів, один з основних — зменшити розмір кристалу. Проаналізувавши мікросхему ХП 24, ми її оптимізували та трохи спростили. Потім мій технолог Сергій Васильович Сапон запропонував модифікувати технологічний процес. Ми використали прийом під назвою «зустрічна розподільча дифузія» і зменшили розміри елементів. А інженер-розробник Георгій Данилович Шельпук (дідусь Сергія Шельпука, про якого він нещодавно писав) упакував настільки щільно, що не було куди розмістити лейбл, який зазвичай є на мікросхемі.
Коли вдається зменшити площу на
— Раз ми заговорили про 1990-ті... Що ми надбали і що втратили у сфері мікроелектроніки з Незалежністю?
Це болюче питання. Можна сказати, що втратили все. У мікроелектроніці передусім має бути замовник. Коли є промисловість, інфраструктура, тоді є і потреба в мікросхемах. Після 1991 року ми за інерцією рухались на багажі, який залишився після Союзу. Приладобудівні підприємства втратили замовників, пов’язаних із ВПК, космосом тощо. Деякі перейшли у приватні руки, розпались на дрібні приватні підприємства. Те, що існувало за Союзу, навряд чи могло вижити в нових умовах, але, на жаль, нового на заміну теж не виникло.
На заводі ще була можливість виготовляти мікросхеми, але обладнання було зношеним. А люди, які відповідали за виробництво, почали купувати собі будинки під Києвом, автомобілі, але перестали вкладати гроші в обладнання. А це значить пиляти гілку, на якій сидиш.
На задньому плані — облуплена будівля лабораторного корпусу НДІ мікроприладів, із якого почалася й де закінчилась історія інституту. Приблизно 2016 рік
Про плани побудувати в Україні завод з виготовлення чипів: «Якщо не буде комерційної складової, таке підприємство не виживе»
— Як багато компаній в Україні зараз займаються мікроелектронікою?
У Києві є дві компанії, які розробляють інтегральні мікросхеми: підрозділ Melexis і напівпровідниковий підрозділ Bosch.
Є команда, яка працює на ізраїльський завод Tower Semiconductor, розробляє цифрові бібліотеки. Ще є цікава команда, яка займається реверс-інжинірингом. Колись вона належала Motorola (зараз, здається, NXP). Їхнє завдання — розкривати й аналізувати мікросхеми конкурентів на предмет порушення авторських прав. Знаю, що є ще хтось у Львові, але без деталей. Тобто в нас тут не пустеля, є фахівці.
— У стратегії Мінцифри є план побудувати завод із виробництва чипів до 2030 року. Наскільки це важливо, у тому числі для оборонної промисловості?
Надзвичайно важливо. І, можливо, це наша ніша. Тому що, з одного боку, війна — це, звісно, страждання для всіх нас. А з іншого, ми стали передовими в деяких технологіях, випробовуємо їх на полі бою. А експорт озброєння — прибутковий бізнес. Ізраїль це демонструє: там є розробки, яким немає рівних. Через «Залізні куполи» вони мусили виготовляти власні мікросхеми. Ми могли би бути не гіршими.
Україні потрібне власне напівпровідникове виробництво для військових цілей
Тому що не можна купувати мікросхеми подвійного призначення. Але завод не виживе тільки на військових замовленнях: потрібна комерційна складова. Тому завод потрібно завантажити замовленнями.
Я вважаю, що повний цикл виробництва зараз неможливий. Нам потрібні команди, які можуть проєктувати мікросхеми, а виготовлятимуть їх інші фабрики.
Звісно, це було б набагато легше, якби ми були в Євросоюзі. Наприклад, Melexis — це так звана феблес (безфабрична) компанія: у нас немає свого виробництва вейферів. Тут нема нічого дивного. Apple розробляє мікросхеми, а виготовляє їх тайванська компанія TSMC. Для Melexis це робить німецький завод
Коли об’єдналися дві частини Німеччини, постало питання реорганізації. По-перше, західні експерти провели експертизу обладнання, значною мірою радянського. Їхній висновок був: «Усе на брухт». По-друге, там працювало від 15 до 18 тисяч робітників. Залишили 400, а потім скоротили до 200. Приватизували. Муніципальна влада землі Тюрингія дала їм гроші, щоб стати на ноги, і вони почали шукати, де себе застосувати. Знайшли нішу, почали рости, об’єдналися з фабрикою в місті Кучинг. Це була досить сучасна фабрика з резолюцією 0,13 мікрона, яку побудував уряд Малайзії. До речі, це розвинена в цьому плані країна.
У світі зараз лише декілька компаній, які розробляють програмне забезпечення для дизайну й моделювання мікросхем: Mentor Graphics, Synopsys. Melexis користується універсальними засобами для проєктування від Cadence Design Systems. Ці компанії фактично контролюють ринок, тому мережеві ліцензії надзвичайно дорогі: кожна коштує більш ніж мільйон доларів на рік. У нас цих ліцензій штук 50. Є дешевші варіанти для університетів.
Щоб проєктувати, потрібно купити таку ліцензію й організувати команду, яка займатиметься розробкою. Але в тебе повинен бути замовник і можливість потім десь виготовити чип. Комерційне замовлення може виконати той же
Якщо рухатися в цьому напрямку, декілька років може піти на те, щоб підготувати команду, яка би могла розробляти мікросхеми. Тут є багато нюансів. По-перше, потрібна інфраструктура. По-друге, в наших умовах відключень світла, обстрілів це нереально. Можна було би використовувати виробництво за кордоном. Але тут теж є ризики. Сьогодні якась держава — наш союзник, а завтра відносини можуть зіпсуватись. Але розумні люди, команди існують і працюють на західні компанії. Вони могли би стати центрами кристалізації.
Не можна просто купити завод і думати, що цього досить
Це не фабрика фасування спецій. Тут усе набагато складніше: потрібна школа. На жаль, у нас зараз немає готової школи мікроелектронного дизайну.
Зараз розробка в складних пристроях від початку до першого зразка триває пів року або рік. Потім — випробування, тобто загалом два роки. Швидко запустити потрібні мікросхеми — нереальна справа. На колінці такі речі не робляться.
Мені здається, що зараз обговорення відбувається на рівні людей, які досить далекі від цієї справи. Наша сфера дуже складна. Наприклад, нещодавно я виклав посилання на класний матеріал, де візуалізований увесь ланцюжок виробництва передових інтегральних чипів.
Є ще поняття Design House: розробка мікросхеми для будь-кого. Це подібно до розробки програмного продукту: ви наймаєте команду програмістів і вони розробляють продукт за вашими вимогами. У нашому випадку це група дизайнерів із досвідом у потрібному напрямку, яким ви даєте специфікацію, домовляєтесь про терміни, оплату, критерії заліку готової роботи. При цьому вони можуть і не знати, що це за кінцевий продукт. У Melexis через велику кількість замовлень і брак людських ресурсів ми іноді користуємось таким рішенням.
— І все ж таки, що реалізувати буде найскладніше, якщо таки цей завод спробують побудувати?
Я думаю, що зараз це просто неможливо, тому що один ракетний обстріл — і всі мільярди просто...
— А якщо будувати під землею?
Це несерйозно. Виробництво мікросхем — надзвичайно складний процес. Прецизійне обладнання будується таким чином, щоб амортизувати будь-які вібрації. Потрібна інфраструктура, чисті матеріали, спеціальні гази тощо. У нас у тисячі разів чистіше, ніж у найстерильнішій операційній кімнаті. Одна пилинка може все зіпсувати.
— Мінцифри планує зосередитися на виробництві чипів 110–180 нанометрів, які є оптимальними для військової, промислової електроніки, аерокосмонавтики. Як ви ставитесь до цього рішення?
Це логічно. Часто є можливість купити вживане обладнання. І це не принизливо. Росіяни колись купили французьку фабрику з лінійкою виробництва чипів для платіжних карток.
Не потрібно гнатися за одиничними нанометрами. Це інша сфера. Наприклад, Melexis працює з резолюцією 180 нанометрів. А зараз найпередовіші мікросхеми — вже 3 нанометри. Просто космос! Melexis це не потрібно, але у нас є свої переваги. Наприклад, високовольтні схеми, які використовують для управління двигунами або як інтерфейси датчиків тиску. Вони працюють в умовах високої напруги, некомфортних для передових мікропроцесорів.
Зараз усе це можна купити. Є доступ до оригінального кремнію, фоторезисту, фотошаблонів... Між країнами є конкуренція й співпраця. Наприклад, нідерландська компанія ASML контролює найкращі фотолітографічні машини й виробляє установки для всього світу. Китайці дуже хочуть це зробити, але поки не можуть.
Україні логічно вливатися в це коло, ставати частиною загального процесу й зайняти свою нішу.
Ми ще вміємо готувати інженерів. А є країни, де і цього вже немає
На ринку ніхто вас не чекає, навіть навпаки. Але можна досягти успіху за рахунок інноваційного продукту, якісного дизайну, високої надійності, масового виробництва, низької ціни тощо.
Звісно, я просто інженер. Є речі, які більше стосуються організації виробництва. Можливо, люди, які говорять про будівництво заводу, з’ясували всі питання і знають нюанси, але у мене є сумніви. Я вважаю, що це радше лозунги.
Підготовка фахівців із мікроелектроніки: «За весь час моєї роботи в компанії ми не змогли взяти людину, яка прийшла до нас „із вулиці“»
— А якої ви думки про сучасний рівень підготовки інженерів у вишах?
Melexis має лабораторію в КПІ. Ми платимо студентам стипендію, більшу, ніж державна. Університетський викладач працює з ними за програмою, узгодженою з компанією. Періодично вони складають тести. Не склав — до побачення. І щороку ми беремо одного-двох студентів на роботу (раніше бувало і більше). Тут важливий рівень англійської хоча б Intermediate, а краще Upper Intermediate. Але для теперішніх молодих людей це трошки легше: часто вони мають знання ще зі школи.
Я мав справу зі студентами бельгійських університетів. Можна сказати, що ми відстаємо з точки зору навчальної бази. Коли Melexis створювали лабораторію в КПІ, то передали їм деяке обладнання, яке вони б самі ніколи не змогли купити.
Отже, я працюю з молодими, знаю їхній рівень. Так, зараз ситуація складна: онлайн-освіта, війна... Але все одно є розумні хлопці й дівчата. І знайти роботу з нашою спеціалізацією, можливо, навіть простіше, ніж айтівцям, у яких висока конкуренція. Наприклад, у нас працювала інженерка, яка прийшла в компанію ще студенткою. Зараз вона переїхала до Австрії і працює дизайнеркою з розробки аналогових блоків мікросхем в Infineon Technologies.
Але є ще один момент. Щоб взяти до себе на практику, ми проводимо зі студентом співбесіду. І мене дивує, що в порівнянні з тими ж бельгійцями в українців слабка мотивація, відчувається інфантильність. Наприклад, я питаю в одного хлопця: «А чого ти взагалі пішов сюди навчатись?» — «Ну, тато з мамою сказали». Як на мене, несерйозна відповідь для двадцятирічної людини. Далі з’ясовується, що він живе з батьками, згоден працювати за маленьку зарплату, «але щоб було цікаво», а на кафе з дівчиною гроші йому дає мама...
Як хобі проводжу для моїх молодих колег презентації з історії живопису. Вони чомусь називають це лекціями, хоча це не так. Технарі теж люблять мистецтво
Університети досі не готують тих, хто міг би прийти і взятись до праці. Коли ми беремо на роботу, то хочемо, щоб людина за два тижні вникла в суть справ. Є певний перелік вимог, у першу чергу знання з мікроелектронного дизайну (схемотехніка, але специфічна), знання засобів розробки й моделювання, розуміння технологічного процесу виробництва інтегральних схем, знання з фізики напівпровідників, теорії надійності матеріалів.
— А як було раніше?
З мого випуску кілька людей могли запросто влитись у колектив одразу. Зараз бувають досить підготовлені студенти, але в них немає фокусу.
У середині
Зараз по-іншому. За весь час моєї роботи в компанії ми не змогли взяти людину, яка прийшла до нас «із вулиці». Звісно, люди відгукувались на вакансії, але не могли пройти співбесіду через брак знань і досвіду.
Як варіант є внутрішня перепідготовка. У нас є розробники мікросхем, лейаутери роблять розводку, «залізячники» працюють з обладнанням. А є фахівці, які займаються тестуванням і верифікацією. І ось були випадки, коли після досвіду роботи тест-інженером людина переходила в розробники.
Перекваліфікуватися з електроніки майже неможливо
Є специфіка, яка відрізняє звичайну дискретну електроніку від мікроелектроніки. Наприклад, немає точних резисторів, які людина може купити й поставити в свою схему. У нас резистори мають розкид плюс-мінус 30%. Скажи це розробнику апаратури, він відповість: «Ні, це неможливо». А я можу десятьма транзисторами замінити резистор, і це буде дешевше. Наша схемотехніка докорінно відрізняється від звичайної схемотехніки, з якої люди працюють на друкованих платах.
Деякі люди міняють амплуа: скажімо, був аналоговим дизайнером — став цифровим. А цифровий дизайн — це зараз щось на кшталт програмування. Деякі йдуть, наприклад, у софт: там ти вільніший, можеш працювати з дому. У нас, до речі, також гібридний режим: ми лише частину часу працюємо в офісі.
Тому простіше підготувати студента, який приходить до нас на практику. Він уже вміє працювати з потрібним софтом, розуміє специфіку. Є молоді викладачі, ентузіасти, які проходили у нас практику. Ми з ними співпрацюємо, вони починають пристосувати свої курси під деякі з наших вимог. Звісно, якби в Україні було більше осередків розробників мікросхем, то готували б набагато більше фахівців.
— Повернімося до теми заводу, який хочуть будувати. Уявімо, що його таки запускають: чи достатньо в нас фахівців, які б могли працювати на такому підприємстві?
Завод — це інженери з певним досвідом. Не обов’язково в мікроелектроніці, але і роботі з обладнанням, зі знанням технологічних процесів. Таку людину можна підготувати. Якщо ви купуєте завод, то зазвичай це пакет, який може включати підготовку спеціалістів на іншому заводі цієї ж компанії.
Коли Радянський Союз купив фабрику, яка виготовляла автоматичні телефонні станції, її співробітники стажувались на заводі у французькому Греноблі. Поки будується підприємство, група інженерів має інтенсивний курс підготовки для виробництва. Але тут ідеться радше про операторів, інженерів супроводу, які виконують функції в стандартному технологічному процесі.
Про перспективи української мікроелектроніки: «Потрібні освіта, розуміння нашого місця й закони, які б захищали інвесторів»
— Що би ви взяли з досвіду минулого, а чого б не брали?
Іноді питають, чи хотів би я хоча б на хвилинку повернутися в минулі часи. Я ж був молодшим, здоровим, були живі мої батьки, друзі... Однозначно ні. Те, що було тоді, зараз неможливо. Це історія. Знати її треба, щоб розуміти, що ми не безрідні.
Була гонка озброєнь, яка стимулювала розвиток. Дуже неефективно витрачались гроші. Коштом нафтодоларів уся країна важко працювала на оборонку. Мій батько — на металургійному заводі, що не додало йому здоров’я. Це було за рахунок усього народу. Зараз повторити цей досвід не вийде. Але галузь цікава. За певного підходу можна працювати в ній.
Це фото зробив колега, коли ми повертались із відрядження через Париж. Я запропонував зайти на каву в легендарне кафе Deux Moulin, де знімали фільм «Амелі»
— На чому б ви робили наголос у розвитку української мікроелектроніки?
По-перше, коли війна закінчиться і якщо до влади прийдуть більш прагматичні, розумні люди, потрібно буде передусім думати про освіту. Вона в нас іще залишилася, і якщо ми її втратимо, то це вже буде точка невороття.
По-друге, потрібно, щоб було розуміння, де наше місце в промисловості. Наприклад, Південна Корея змогла знайти нішу. Колись із їхніх машин усі сміялися. Свого часу моя дружина була співробітницею лабораторії, яка займалися розробкою телевізійних мікросхем. Її колеги їздили у відрядження у підрозділ Samsung, який виробляв телевізори. Тоді вони ще були не пласкими, а з електронно-струменевими трубками. Там вони побачили плакат на пів стіни: «Наша ціль — догнати й перегнати Японію». У
На ринку тебе ніхто не чекає, але є певні сфери, де держава може забезпечити протекцію
Наприклад, Інститут фізики напівпровідників свого часу мав цікаві розробки сенсорів радіації, інфрачервоних сенсорів. У КПІ — хороша школа з п’єзодвигунів: є міжнародні патенти в цій сфері, тож могли би бути розробки мікросхем для керування такими двигунами. Але цим питанням потрібно займатися: у Melexis для пошуку перспективних напрямків працює спеціальний відділ.
Інколи кажуть: «Навіщо нам той Європейський Союз?». Але є приклад Болгарії і Румунії. У Melexis є потужне виробництво в Софії. Коли його відкривали, там був прем’єр-міністр, патріарх їхньої церкви, представники міської влади... Вони вважали, що це підприємство допоможе болгарам. Коли в Україні відкривали філію, був бельгійський посол і дрібний клерк із районного відділу, який одразу спитав: «А фуршет буде?»
Отже, болгари й румуни прогресують. У них дешева робоча сила, вони пропонують хороші умови, пільгове оподаткування, і західні компанії розміщують там виробництва. А це підтягує рівень усього іншого.
Третя річ, яка потрібна — це закони, які захищають інвесторів.
Мені дуже приємно працювати в компанії з європейською ментальністю. Свого часу в нашої компанії був девіз No bosses. Наприклад, коли я приїжджав до головного офісу в Бельгії, співвласниця компанії Франсуаз Шомбар могла побачити мене в коридорі і сказати: «О, Олександре, ти тут? А ну, заходь до мене, розкажи, як там у вас справи!» Вона має найбільшу частку акцій компанії, але ти можеш спокійно з нею поговорити. Вона молодша за мене років на
Або такий був випадок. У Парижі працює наша команда з розробки цифрових процесорних ядер. Вони відібрали собі двох хлопців. І ось вони щось не поділили й побилися. Їх сказали звільнити. Я б дав їм шанс, враховуючи, що до того вони проходили двомісячне оплачуване стажування. Але Франсуаз сказала, що це не вкладається в європейські цінності, коли одна людина підняла руку на іншу, тож нам такі не потрібні.
У 2015 році я був на конференції з твердотільних мікросхем у Сан-Франциско. Тоді я здійснив одну зі своїх мрій: побував біля офісу компанії National Semiconductor (тепер Texas Instruments). На фото я з колишнім колегою
А це навпроти Intel — теж знакова для мене компанія і будівля
— Як розвиток технологій штучного інтелекту впливає на мікроелектроніку?
Я експериментував зі штучним інтелектом, ставив йому задачі, і часто він видавав неправильні результати. Ми не використовуємо його як інструмент розробок, оскільки займаємось аналоговими інтегральними схемами, а не цифровими.
Я боюсь ситуації, яка була з доткомами на початку
— Що цікавого відбувається зараз у сфері мікроелектроніки?
У сфері аналогового дизайну, де я працюю, є цікаві напрямки. Наприклад, зараз актуальна проблема — загоряння літій-іонних акумуляторів. Є датчики, які контролюють температуру, але зазвичай вони спрацьовують, коли вже запізно. Наша компанія займається датчиками виділення водню: це рання діагностика, яка дозволить запобігти загорянню.
Мені завжди доводилось освоювати щось нове. Моя дружина іноді говорить: «Ти постійно сушиш мізки... Ще не втомився?» Я кажу: «Ні, я відчуваю задоволення, я живу цим». Так, були складні часи, але мені вистачало на нормальне життя, на те, щоб купити квартиру... Я жодного дня не шкодував, що обрав цю спеціальність. Без мікросхеми не було б інтернету, смартфонів і ще купи речей.
Нині я працюю над проєктом для американської компанії Sensata Technologies, яка контролює 60% світового ринку датчиків тиску в дизельних двигунах, гідравліці гальм тощо. Як хлопець, який виріс у робітничому містечку біля Кривого Рогу, я навіть мріяти не міг, що буду займатися таким.
