Микроэлектроника в авиастроении: непростой путь к импортозамещению

Санкции Запада против самых разных промышленных отраслей не обошли стороной и микроэлектронику. Положение на сегодня складывается действительно серьезное, поскольку ни одна страна в мире не может обеспечить полную автономность в этой сфере, однако далеко не настолько катастрофическое, как любят расписывать в некоторых СМИ.

Текст: Филипп Хорват

МС-21 перед посадкой. Фрагмент демо-полета на авиашоу МАКС. Фото: Виктор Карасев /Фотобанк Лори

Российская микроэлектроника: игра в догонялки

Ограничения экспорта высоких технологий в РФ со стороны США и ЕС ощущалось с середины десятых годов, тогда же под давлением оказалась и отечественная микроэлектроника. Российская власть в ответ начала предпринимать шаги по поддержке всей радиоэлектронной промышленности.

Постепенно нарастающее давление привело к осознанию того, что пора отстраивать полностью автономную систему: так, Минпромторг запланировал только на этот год выделение 1 млрд рублей субсидий разработчикам новейших технологий. Поставленная цель довольно амбициозна: к 2030 г. в стране должно быть запущено не менее 100 центров проектирования микроэлектроники, что в более отдаленной перспективе позволит перейти к полноценному импортозамещению в отрасли с выводом продукции на другие рынки.

Очевидно, что на этом пути возникнет немало препятствий хотя бы в силу того, что Россия в области микроэлектроники традиционно находится в списке отстающих. Не хватает и квалифицированных ученых кадров, которые способствовали бы массовому развитию отрасли.

Есть проблемы и с логистикой недостающих комплектующих, которые раньше поступали с Запада. Сейчас многие участники рынка ищут выходы на Китай и Тайвань, но и обойтись без западных деталей тоже не получается: их приобретают в рамках параллельного импорта и других, более сложных цепочек. Усложненная логистика автоматически повышает затраты на доставку, и тут тоже никакой экономии: закупка дорогого оборудования на перспективу в микроэлектронике не работает, так как новые технологии появляются ежегодно.

Проблема санкций в микроэлектронике в том, что западное оборудование работает на основе лицензионных ключей, которые по мере необходимости заново генерируются у производителей. Запрет на использование западных технологий включает и прекращение лицензионной поддержки.

Полноценному развитию отрасли препятствует и международная конкуренция. К примеру, если российская компания в рамках импортозамещения возьмется за разработку инновационной американской электронной детали, нет никакой гарантии, что ее не опередит Китай, внешними ограничениями сейчас не стесненный.

С учетом всех сложившихся проблем в микроэлектронике, очевидно: локализация производств – непростая и долгосрочная задача даже в том случае, если финансирование со стороны государства увеличится в разы. Промышленным индустриальным гигантам – Китаю и Тайваню – для выхода на передовые позиции понадобилось десятки лет. Нам же в последние 20 лет приходилось начинать едва ли не с самого начала, восстанавливая все советские наработки, запуская простые вещи вроде передовых литографических комплексов и оборудования ионного легирования.

При этом многие отрасли хозяйства, тесно связанные с микроэлектроникой, требуют современных наработок в промышленных масштабах прямо сейчас. Среди прочих сфер – гражданская авиация, которая в последние 10 лет тоже переживает непростые времена.

К взлету готовы: SSJ-100 и МС-21 на отечественной электронике

На Западе весь комплекс бортового самолетного оборудования принято обозначать словом «авионика». В России чаще всего это оборудование называется БРЭО (бортовое радиоэлектронное оборудование), к базовым элементам которого относятся системы навигации, коммуникации и управления. Помимо этого, на микроэлектронике в авиации держится и оборудование управления, в том числе поисковые прожекторы и современные радары. Вся авионика в целом отвечает за навигацию, радиообмен, управление компонентами и агрегатами летательного аппарата, а также за обеспечение безопасности на самолетах и вертолетах.

Активно развиваться авионика начала в 70-х годах прошлого века, когда электронные системы стали внедрять на борты летательных аппаратов. К этому же времени относится и начало использования автоматических систем контроля и управления в авиаотрасли. Сегодня на авионику отводится примерно 20% от общей стоимости всего самолета.

Проблемы с микроэлектроникой для авиационной отрасли начались после 2014 г., когда стало очевидно: санкционное давление на Россию будет вестись по всем фронтам. Взятый на импортозамещение курс не позволяет полностью решить все проблемы: под ударом оказались прежде всего отечественные производители процессоров. В наши дни в России продолжают работать несколько предприятий по производству процессоров: АО «Байкал Электроникс», НТЦ «Модуль», АО «МЦСТ». До февраля 2022 г. все они при изготовлении продукции использовали проектировочные и производственные лицензии на ПО от иностранных компаний, однако в связи с секторальными санкциями оказались отрезанными от западных технологий. Ушедшая с российского рынка тайваньская TSMC ранее также экспортировала российские процессоры «Байкал», «Эльбрус» и продукцию других производителей микроэлектроники на внешний рынок.

Важность развития собственной микроэлектроники в авиационной сфере заключается в том, что с начала нулевых Россия реализует несколько крупных проектов гражданского самолетостроения. Так, с 2000 г. конструкторское бюро имени Сухого занимается разработкой регионального авиалайнера SSJ-100. Уже к 2005 г. в Комсомольске-на-Амуре была запущена сборочная площадка для производства лайнера, а первый полет самолета состоялся в 2008 г. А в 2011 г. первый серийный «Суперджет» был передан армянской авиакомпании «Армавиа». К 2020 г. на базе авиазавода в Комсомольске-на-Амуре было собрано около 200 ближнемагистральных лайнеров «Сухого», и это единственный самолет российского серийного производства на то время.

Проблема SSJ-100 в том, что он на три четверти состоит из западных комплектующих. При проектировке и запуске в производства конструкторы руководствовались благими намерениями: все крупные мировые авиастроители работают на основе международной кооперации. Играла свою роль и экономика: большое количество зарубежных комплектующих упрощало сертификацию и выход на международный рынок. Однако расчет на сотрудничество с мировыми гигантами сыграл злую шутку в момент ухудшения отношений с Западом. Выяснилось «внезапно», что SSJ-100 на 20% состоит из американских запчастей. Возникли проблемы и с авионикой французского происхождения: был отмечен низкий ресурс силовой установки «Сухого», причина которого крылась в неэффективности деталей, поставляемых из Франции.

В последние годы велась довольно масштабная работа по замещению основных узлов, агрегатов и систем лайнера в проекте скооперировавшихся российских предприятий радиоэлектронной отрасли во главе с концерном КРЭТ (входит в состав госкорпорацию «Ростех»). В частности, в БРЭО третьего поколения были интегрированы передовые наработки бортовых вычислительных систем, разработанных специалистами жуковского филиала Раменского приборостроительного конструкторского бюро.

Сейчас уже готовятся документы для сертификации всего бортового радиоэлектронного оборудования российского производства. На запланированный выход в серию до 20 машин в год авиастроители планируют выйти в следующем году.

Трудности с микроэлектроникой иностранного производства возникли не только у SSJ-100. Не повезло и другому нашему самолету – среднемагистральному лайнеру МС-21. Выпуск этой модели изначально планировался с внедрением ряда инновационных решений. Одно из них – внедрение так называемого «черного крыла» из композитных материалов (использование композитов снижает массу лайнера, увеличивая при этом полезную нагрузку и топливную эффективность).

Согласно разработанному проекту, всю авионику МС-21 предполагалось реализовать на БРЭО зарубежного производства: его доля должна была составить 48%. К примеру, электронные планшеты летчика, многофункциональные дисплеи и системы дополненного видения поставлялись компании Honeywell, Elbit Systems, Thales, боковые джойстики управления конструировал для МС-21 американский концерн UTC Aerospace.

Проблемы с поставками иностранных комплектующих для МС-21 начались после 2014 г. Западные поставщики готовых электронных систем фактически полностью отказались от сотрудничества в сфере авиастроения. Поэтому отечественным производителям пришлось ускориться, и уже в 2019 г. КРЭТ на авиасалоне МАКС представил многофункциональный измеритель воздушных данных (МИВД), прошедший испытания как раз в составе авионической системы МС-21.

Как бы там ни было, первый МС-21-300 полетел весной 2017 г., а в декабре 2021 г. самолет с американским двигателем ПД-14 получил базовый сертификат. К концу 2023 г. ожидается сертификация МС-21 с полностью импортозамещенным оборудованием, после чего борты среднемагистрального лайнера начнут поступать авиакомпаниям.

Официальный прогноз по серийным поставкам SSJ и МС-21, озвученный министром Минпромторга Денисом Мантуровым, довольно оптимистичен: количество поставляемых «Сухих» в 2024-2025 годах будет составлять 20 бортов в год, а для МС-21 запланирован постепенный выход 72 новых самолетов ежегодно.

Взгляд в будущее с робкой надеждой

Несмотря на санкционное давление, гражданское авиастроение в России продолжает развиваться, хоть и не без трудностей. Едва только наметился разрыв в логистических цепочках импорта/экспорта, российские производители постарались закупить впрок большие объемы необходимых электронных комплектующих, и это сгладило шок от дальнейшего полного отказа от поставок оборудования. Но на старых запасах организовать серийное производство МС-21 и «суперджетов» не получится – приходится думать о полноценном импортозамещении.

Масштабный переход на отечественную микроэлектронику вот уже несколько лет лоббирует «Ростех». Дорожная карта расписана, определено соответствующее финансирование в размере 798 млрд рублей с локальной целью: выпуск в 2024 г. чипов с топологическими нормами 65 (55) нм, 28 нм и 14 нм, которые будут использоваться в том числе в процессорах авиастроительной отрасли. Однако и эта цель в случае достижения в лидеры на мировом рынке выбиться не позволит, поскольку технически такая микроэлектроника соответствует поколенческому уровню 2015 г.