1.   Введение

Критическая информационная инфраструктура (КИИ) – совокупность систем и объектов, обеспечивающих надежное функционирование государства. Включает в себя информационные системы, сети передачи данных и автоматизированные системы управления, функционирующие в сферах здравоохранения, науки, транспорта, энергетики, банковской и иной финансовой деятельности, топливно-энергетического комплекса, атомной энергетики, обороны страны. Для обеспечения устойчивости КИИ необходимо использование доверенной электронной компонентной базы (ЭКБ) – компонентов, спроектированных и произведенных под контролем Российской Федерации.

Глобальная геополитическая ситуация последних лет существенно изменила приоритеты в развитии национальной микроэлектроники как стратегического ресурса государства. Экономические санкции, торговые ограничения и ограничение доступа к передовым технологиям привели к необходимости переосмысления подходов к обеспечению электронной компонентной базой критической инфраструктуры России.

Как отмечал в своей статье В.В. Шпак «Условием развития электронной промышленности в рамках консолидации макроэкономических зон является создание собственных суверенных, в том числе экспортоориентированных, решений. Отмечу, что мы не сможем построить суверенную отрасль, базируясь на иностранных стандартах и регламентах. Собственные открытые стандарты и архитектуры могут дать дополнительный импульс для прогрессивного движения отрасли и сформировать спрос в смежных отраслях и странах»[1].

Технологический суверенитет стал признаваться не просто как желаемое преимущество, но как императив национальной безопасности. В этом контексте развитие отечественной микроэлектроники для объектов критической информационной инфраструктуры (КИИ) является одной из наиболее острых и актуальных задач государственной экономической политики.

Важность этого вопроса обусловлена несколькими ключевыми факторами. Во-первых, ЭКБ – это фундамент для всех современных информационных систем, используемых в здравоохранении, энергетике, транспорте, финансах, научных учреждениях и системах связи. Без надежного отечественного источника доверенных компонентов национальная инфраструктура становится уязвимой перед внешними воздействиями – как технологическими, так и политическими.

Во-вторых, замещение импортной электроники на российскую в критических секторах экономики создает спрос, достаточный для обоснования инвестиций в расширение и модернизацию производственных мощностей отечественных полупроводниковых предприятий. Долгосрочное развитие российской микроэлектроники невозможно без четкого понимания того, какой объем рынка доступен и может быть окупаемым для производителя.

В-третьих, отечественная доверенная электроника обеспечивает национальную безопасность, исключая риски скрытого внедрения неавторизованных включений в критическую инфраструктуру, и призвана гарантировать непрерывные поставки в условиях, когда международные торговые отношения нестабильны и подвержены резким изменениям.

Однако до настоящего времени отсутствовала системная и количественно обоснованная оценка емкости этого рынка. Объемы спроса на доверенные компоненты не имели четких натуральных ориентиров – в единицах, которые имели бы смысл для производителя (количество кристаллов, число пластин, площадь кремния). Это создавало неопределенность при планировании инвестиций, разработке промышленной политики и оценке эффективности государственной поддержки отрасли.

Выбор натуральных единиц расчета – количество кристаллов, число пластин различного диаметра и типов технологических узлов – обеспечивает важные преимущества:

• Инвариантность результатов: производственный потенциал российских фабрик измеряется в количестве пластин в год и не зависит от волатильности валют и цен.
• Понятность: все участники рынка (разработчики и производители ЭКБ, производители оборудования, инвесторы и чиновники) одинаково понимают натуральные объемы, например, что означает «51 тысяча пластин диаметром 200 мм в год», тогда как стоимостное выражение обладает многозначностью и требует существенных оговорок.

Дополнительно возникает проблема верификации и прозрачности расчетов. Если емкость рынка заявляется без методологической ясности, невозможно отследить, как были получены цифры, что ставит под сомнение их надежность. Данное исследование решает этот вопрос, предоставляя полную прозрачность в методике: перечень объектов КИИ, типовые наборы компонентов (матрицы ЭКБ) для каждого класса оборудования, коэффициенты обновления, параметры производства (площадь кристаллов, коэффициент полезного использования площади геометрической), сценарное разложение с вариацией параметров.

Таким образом, исследование решает три взаимосвязанные проблемы:

1. Концептуально-методологическую – разработка воспроизводимой и прозрачной методики расчета спроса на доверенную ЭКБ для КИИ.
2. Практико-хозяйственную – предоставление объемных ориентиров (в натуральных единицах) для планирования инвестиций, развития производственных мощностей и формирования государственной промышленной – политики.
3. Стратегическую – создание информационной базы для обоснованного диалога между государством, производителями ЭКБ и потребителями (разработчики систем для КИИ) о реалистичности целей по локализации и импортозамещению электроники в критических секторах экономики.

2.   Методология исследования

2.1.Критерии доверенности электронной компонентной базы

Понятие доверенности в контексте ЭКБ для систем КИИ имеет конкретные критерии:

1. Качество и безопасность компонентов. Подразумевает соответствие компонентов установленным техническим характеристикам, надежность в работе, отсутствие скрытых дефектов. Для ЭКБ это означает: соответствие электрическим параметрам, указанным в техническом задании; отсутствие преждевременных отказов в течение гарантийного периода; предсказуемое поведение в условиях эксплуатации (диапазоны температуры, влажности, механических воздействий); совместимость с остальными компонентами в системе. Качество достигается не только через контроль готового изделия, но и через контроль процесса производства на всех этапах: от чистоты производственной среды до калибровки измерительных приборов.
2. Технологическая безопасность производства. Охватывает меры, предпринимаемые на производстве для исключения возможности встраивания в компоненты вредоносного кода или каналов утечки информации. Это включает: физическую безопасность производственных помещений (ограничение доступа, видеонаблюдение); информационную безопасность (контроль над программным обеспечением, используемым при проектировании и производстве); кадровую безопасность (проверку сотрудников, подписание соглашений о неразглашении); прослеживаемость (каждый выпущенный компонент должен иметь историю, позволяющую отследить все этапы его производства).

Технологическая безопасность подразумевает также отсутствие криптографических «люков» – преднамеренно встроенных функций, позволяющих третьей стороне обойти защиту системы. Для критических компонентов (особенно для криптографических модулей, процессоров управления питанием, контроллеров связи) это может включать независимую верификацию кода, проведение пенетрационного тестирования, анализ на наличие аномальных инструкций в микрокоде.

3. Российское происхождение. Это ключевой элемент доверенности для объектов КИИ. «Российское происхождение» не означает исключительно российское происхождение всех материалов и компонентов (что практически невозможно), но означает: разработка проекта микросхемы осуществлена в России; производство кристаллов осуществлено на российских фабриках; сборка и корпусирование осуществлены в России; финальное тестирование и контроль качества проведены в России. Сырье (кремний, редкоземельные элементы) может быть закуплено на международном рынке, но вся добавленная стоимость и вся ответственность остаются на российских компаниях.

Это исключает ситуацию, при которой иностранная компания поставляет готовые компоненты, просто переупакованные под российским брендом, – такая продукция не будет считаться доверенной для критической инфраструктуры. Равным образом исключаются сценарии, при которых российская компания закупает готовые пластины у иностранного производителя и лишь проводит сборку и корпусирование – в этом случае риск компрометации остается на этапе производства кристаллов, неподконтрольном России.

4. Стандарты и сертификация. Необходимо, чтобы процесс разработки, производства и контроля ЭКБ соответствовал установленным стандартам. Сертификация ЭКБ для КИИ – это многоэтапный процесс: независимая лаборатория тестирует образцы компонентов; проводится аудит производственного процесса; анализируются документация и логистические цепи; затем выдается сертификат, подтверждающий, что данный компонент может быть использован в системах КИИ. Сертификат имеет ограниченный срок действия и может быть отозван в случае обнаружения проблем.

 

2.2.  Фокус исследования (сегменты критической информационной инфраструктуры)

В понятие КИИ входят как технические системы с определенными характеристиками, так и социально значимые объекты, от которых зависит функционирование критически важных для страны процессов. Перечень критических отраслей и секторов, включаемых в КИИ и проанализированных в настоящем исследовании, охватывает следующие области [2]:

Здравоохранение: учреждения первичной медико-санитарной помощи, региональные и федеральные центры специализированной помощи, органы управления здравоохранением, системы санитарно-эпидемиологического надзора. Критичность этого сектора очевидна: сбой информационных систем в больнице может иметь прямое влияние на жизнь и здоровье людей. В исследовании определялось количество и потребность в радиоэлектронной аппаратуре (РЭА) федеральных и региональных медицинских центров, больниц, поликлиник, аптек. Количество и состав систем медицинского учета и диспетчеризации. Для каждого типа учреждения определены основные информационные системы (электронная история болезни, лабораторный учет, аптечные системы управления запасами, системы видеонаблюдения, системы жизнеобеспечения оборудования).

На примере сферы здравоохранения можно продемонстрировать примененный в исследовании алгоритм определения количества объектов:

1. Исследовались источники для поиска открытых данных о количестве лечебных и аптечных организаций в РФ и их оснащенность электронной аппаратурой:

• количество больниц в России: 5,2 тыс. учреждений, в среднем каждое насчитывает 64 рабочих мест врачей [3];
• количество поликлиник: 21,6 тыс. учреждений с 14 автоматизированными рабочими местами врачей в среднем [4].

Таким образом общее количество автоматизированных рабочих мест (АРМ) составило:

(5 200*64+21 600*14) = 635 200 устройств.

2. Распределение между АРМ первого, второго и третьего типа в лечебных учреждениях принято для целей исследования как 60%/30%/10%, в результате и определилось количество АРМ соответствующих типов: 381тыс. АРМ первого типа, 190 тыс. АРМ второго типа, 63 тыс. высокопроизводительных АРМ третьего типа;
3. Количество аптек – 81,7 тыс. аптечных пунктов с 1 АРМ второго уровня [5].

В результате за базу расчета количества объектов КИИ в сфере здравоохранения приняты следующие данные:

Таблица 1.

Расчет количества объектов КИИ в здравоохранении

 

Кроме того, учтены необходимое количество серверов и СХД для функционирования единой государственной информационной системы медицинских учреждений.

Энергетика охватывает электроэнергетические системы (генерирующие, передающие и распределяющие компании), газораспределительные и нефтепроводные системы, системы теплоснабжения. Сбой энергетической инфраструктуры влечет каскадные последствия: без электричества не работают больницы, школы, промышленность, жилые дома. В рамках анализа определялось количество генерирующих станций ТЭС/ТЭЦ, гидроэлектростанций, распределительных подстанций, систем учета и контроля. Для каждого типа объекта определены типовые системы управления (АСУТП различных типов сложности).

Транспорт, включая гражданскую авиацию, железнодорожный, речной и морской транспорт, а также автомобильные дорожные магистрали и системы управления дорожным движением. Отказ систем управления транспортом может привести к масштабным авариям и человеческим жертвам. В рамках исследования определялось количество аэропортов, авиакомпаний, систем управления воздушным движением, ж/д вокзалов и диспетчерских центров, портов, грузовых терминалов и т. д. Для оценки потребности в доверенной РЭА в сфере автотранспорта определялось количество систем управления дорожным движением, светофоров, систем дорожного мониторинга.

Наука представлена крупными научными и исследовательскими центрами, организациями, имеющими стратегическое значение для развития страны. Компьютерные системы используются в фундаментальных исследованиях, разработках новых технологий, обработке больших данных.

Инфраструктура связи (электросвязь и почтовые системы) необходима для координации всех остальных критических систем и для взаимодействия государства с обществом. Современная система связи – это не столько голосовые каналы, сколько интегрированная информационная инфраструктура. В исследовании определялось количество базовых станций, ретрансляторов, региональных центров коммутации, систем фиксированной связи, систем учета и биллинга.

Несмотря на тот факт, что в настоящее время ФСТЭК не относит к элементам КИИ сим-карты, используемые в потребительских устройствах, по мнению авторов исследования, этот сегмент полностью отвечает критериям КИИ. Так, сбои в функционировании сотовой связи, вызванные использованием сим-карт, не отвечающих критериям доверенности, безусловно окажут негативное влияние на жизнь и здоровье граждан, нормальное функционирование государства, и масштаб такого влияния трудно переоценить. По этой причине в периметр исследования также включались потребляемые сим-карты.

Финансовая система включает кредитные организации (банки), центральный банк, системы расчетов и платежей, страховые компании, биржи. Сбой в финансовой системе парализует экономику в целом.

По той же логике, по которой в исследование включены сим-карты, авторы включили в фокус микросхемы для банковских карт. Сбои в системе проведения платежей с использованием банковских карт повлекут значительные негативные последствия.

Для определения количества объектов использовались открытые данные Росстата, органов власти, таможенные данные и экспертные оценки.

В состав КИИ также включаются системы ядерной безопасности (атомные электростанции, хранилища), космической деятельности, органы государственной власти различных уровней, учреждения обороны и безопасности, органы регистрации прав на недвижимое имущество. Однако, объекты из «закрытых» сфер не принимались для настоящего исследования ввиду недоступности надежной информации о количестве и параметрах потребляемой РЭА.

 

2.3. Технологические уровни производства (уровни локализации)

Один из ключевых факторов, определяющих возможность локализации производства ЭКБ в России, – это уровень технологии кристального производства. В рамках данного исследования технологический ландшафт разделен на четыре уровня, соответствующих текущим и прогнозируемым возможностям российской микроэлектроники.

Уровень 1: топология 90 нм и выше на пластинах 200-150-100 мм – текущая локализация.

Это зрелые и широко распространенные в мире технологии производства микросхем. По техпроцессу такого уровня производятся микроконтроллеры для промышленного управления, интерфейсные микросхемы, аналоговые устройства, некритичные логические компоненты, EEPROM, NOR-Flash память и специализированные приборы.

Производственная база: Россия уже имеет опыт массового производства по таким технологиям (предприятия группы Элемент, ООО «НМ-Тех»). Компоненты, созданные по технологиям 90-180 нм, полностью соответствуют требованиям большинства систем КИИ, которые не требуют высокой производительности в расчете на ватт (как, например, мобильные устройства). Так, микроконтроллеры, спроектированные и изготовленные по технологии СMOS 90-130 нм, обладают достаточной производительностью для счетчиков, датчиков, приборов управления, базовых элементов АСУТП.

Перспективы: локализация этого уровня рассматривается как уже достигнутая на текущий момент или на грани достижения. Инвестиции требуются в основном для увеличения выпуска и расширения ассортимента, а не для разработки принципиально новых процессов.

Уровень 1П: переходные технологии (45-60 нм, пластины 300 мм) – перспективная локализация до 2030 года.

Это промежуточные технологии, которые представляют собой переход от зрелых техпроцессов к передовым. На таких топологиях могут разрабатываться и производиться более сложные микроконтроллеры, встроенная DRAM и Flash-память среднего объема, приборы с повышенной интеграцией, криптографические ускорители.

Производственная база: Россия не имеет на текущий момент серийного производства кристаллов микросхем по техпроцессу 45-60 нм. Однако на различных стадиях разработки находятся проекты, нацеленные на запуск производства именно на этих топологиях в горизонте 2028-2030 годов.

Преимущества для КИИ: компоненты, изготавливаемые по техпроцесу 45-60 нм на пластинах диаметром 300 мм, позволяют реализовать более сложные функции при меньшем потреблении энергии. Это критично для систем, где требуется высокая надежность, длительный срок службы батареи или компактный размер. Например, криптографические модули для защищенной связи, контроллеры для сложных АСУТП, приборы с интегрированной обработкой сигналов.

Перспективы: локализацию этого уровня необходимо рассматривать как критическую задачу на период 2025-2030 годов. Необходимо: (1) инвестиции в новые чистые производственные помещения (ЧПП) и производственные линии на уровне 200-300 млрд руб.; (2) трансфер технологий от иностранных фабрик; (3) подготовка специалистов; (4) развитие отечественных САПР и материалов.

Уровень 2: передовые технологии (≤28 нм, пластины 300 мм) – импорт сохраняется.

Это самые современные узлы, на которых производятся: мощные процессоры (server CPUs, GPU), высокоскоростная память (DRAM, NAND Flash), универсальные микросхемы для высокопроизводительных применений, модемы 5G, высокоскоростные интерфейсные компоненты (PCIe 5.0, Ethernet 400G), процессоры для искусственного интеллекта.

Производственная база: развитие массового отечественного производства микросхем на топологиях ≤28 нм планируется в горизонте 2030-2040 гг. Это объясняется: (1) колоссальной стоимостью разработки и внедрения (десятки миллиардов долларов на одну новую технологию); (2) необходимостью постоянного инвестирования в R&D для поддержания темпа; (3) глобальной природой рынка с доминированием компаний мирового масштаба производства и продаж: TSMC, Samsung, Intel.

Статус: компоненты этого уровня будут закупаться за рубежом в ближайшие 10-20 лет. Это объективное ограничение, вызванное технологическими и экономическими факторами.

Альтернативные решения: для снижения зависимости от импорта компонентов 2-го уровня исследуется возможность: (1) покупки готовых кристаллов на иностранных фабриках и локализации сборки и корпусирования в России; (2) разработки собственных архитектур, которые используют более старые топологии, но достигают требуемой производительности за счет инновационного дизайна; (3) использования «гибридных» решений, где высокопроизводительные ядра производятся за рубежом, а вспомогательная логика – в России.

Уровень AⁱⁱⁱB^v: Технологии производства радиоэлектроники, СВЧ-приборов на базе таких материалов как GaN, GaAs, InAs, InP и других.

Отдельную категорию представляют специальные полупроводниковые материалы на основе нитрида галлия (GaN), арсенида галлия (GaAs) и других материалов группы, родственные соединения (InGaAs, GaN, SiC).

Применение: материалы используются для приборов, требующих экстремальных условий эксплуатации или специальных свойств: (1) СВЧ-приборы (высокочастотные усилители, смесители); (2) оптоэлектроника (лазеры, фотодиоды, светодиоды специального назначения); (3) силовые приборы (силовые ключи для высокого напряжения); (4) приборы для экстремальных условий (высокая радиация, высокая температура).

Производственная база: Россия имеет исторический опыт производства полупроводниковых приборов на базе материалов группы AⁱⁱⁱB^v, активно работают научно-производственные комплексы, специализирующиеся на разработке и изготовлении радиоэлектроники специального назначения (НПП «Исток им. Шохина», НПФ «Микран», НИИ «Полюс» им. Стельмаха и множество других).

Перспективы: локализация и развитие производства полупроводниковых приборов специального назначения и связи рассматривается как стратегическое направление, особенно для применения в системах с критически высокими требованиями к надежности. Инвестиции в этот сегмент требуются как для модернизации существующих производств, так и для разработки новых приборов, соответствующих современным стандартам.

 

2.4. Типы радиоэлектронной аппаратуры

Используемая радиоэлектронная аппаратура (РЭА) подразделена на следующие основные типы:

Автоматизированные рабочие места (АРМ) и персональные компьютеры: системы, используемые сотрудниками органов власти, медицинских учреждений, научных центров. Для анализа применялись АРМы трех типов в зависимости от производительности и объема памяти.

Серверы и системы хранения данных (СХД): компьютеры, работающие 24/7, с избыточностью питания и охлаждения, хранящие критически важные данные. Для анализа также все типы серверов разделены на три категории по производительности.

Автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУТП): в исследовании использовалось четыре типа АСУТП (таблица 2), дифференцированных по количеству и сложности входящих компонентов: от простых систем для управления локальным техпроцессом с небольшим количеством параметров, до суперсложных, географически и технологически распределенных систем управления большими производственными комплексами.

Таблица 2.

Состав типовой АСУТП

 

Приборы учета: электросчетчики, счетчики тепла, счетчики газа, счетчики воды, с встроенной электроникой для дистанционного снятия показаний.

СИМ-карты и смарт-карты (включая банковские карты): встроенные микросхемы для идентификации абонентов, хранения криптографических ключей, обеспечения платежей. В настоящее время СИМ-карты и банковские карты формально не относятся к объектам КИИ, тем не менее имеют критическое инфраструктурное значение, что, по мнению авторов, диктует необходимость включения этих объектов в периметр исследования. Для банковских карт и платежных систем предъявляются повышенные требования к безопасности и надежности.

Базовые станции и ретрансляторы сотовой связи: оборудование для передачи и приема сигналов, модемы, усилители RF, контроллеры базовой станции. В исследовании дифференцированы базовые станции и ретрансляторы зрелых поколений (до 4G) и поколений 4G и выше.

 

2.5. Компонентный состав РЭА

Для каждого класса РЭА определен типовой состав электронных компонентов, с указанием технологического уровня (уровни 1, 1П, 2 и AⁱⁱⁱB^v). Например, типовой АРМ облегченного типа представлен в составе следующих компонентов (Таблица 3).

Таблица 3.

Состав типового АРМ

 

Другим примером может быть высокопроизводительный сервер для центров обработки данных (ЦОД) (Таблица 4).

Таблица 4.

Состав высокопроизводительного сервера

2.6. Расчет количества пластин

Основная единица измерения результатов исследования – это количество пластин соответствующих диаметров. Это количество напрямую соответствует нагрузке на производственные мощности фабрики и ясно отражает суммарный спрос.

Для каждого типа кристалла микросхем в разрезе рассмотренных типов аппаратуры определяется количество кристаллов на пластине (на основании площади кристалла и диаметра пластины). Расчет учитывает полезную площадь пластины с учетом величины базового среза и неиспользуемой области по краю пластины. На основании количества используемых в конкретном типе аппаратуры кристаллов и их количества на одной пластине определяется количество требуемых пластин. В Таблице 5 приведен пример расчета для различных микросхем в составе АСУТП наиболее сложного типа (АСУТП-4).

Таблица 5.

Расчет количества микросхем в составе АСУТП-4

 

Итоговое количество пластин дисконтировалось с учетом процента выхода годных микросхем (ПВГ) на уровне 80 %. Оценка требуемого количества кристаллов смещена в консервативную область – фактически требуемый объем может кратно превышать расчетную величину, однако авторы исследования стремились избежать завышенных значений потребности, полученных по итогам анализа.

 

3.   Результаты: структура спроса по сегментам

3.1. Укрупненная структура по сферам промышленности

Общее количество микросхем уровня 1 (текущие производственные возможности российских полупроводниковых фабрик на кремниевых пластинах диаметром до 200 мм), ежегодно потребляемых объектами КИИ, составило 161 млн штук или 44 тыс. пластин (количество микросхем - Таблица 6, количество пластин – Таблица 7)).

Таблица 6.

Требуемое количество микросхем по сферам промышленности

 

Таблица 7.

Требуемое количество пластин (в 200 мм эквиваленте) по сферам промышленности

 

Наибольший вклад в структуру потребления ЭКБ внесли сферы связи, банковский сектор и сфера защищенной полиграфии. Главным образом это связанно с потребностью в смарт-картах: банковских картах, сим-картах и микросхемах для идентификационных документов, формально пока не относящихся к элементам КИИ. Однако система расчетов с использованием смарт-карт и сотовая связь – это критические компоненты социально-экономической инфраструктуры. Отказ таких систем парализует розничную торговлю, доступ к деньгам, экономику в целом, жизнедеятельность граждан и государственных органов.

Общее количество зарегистрированных сим-карт в России на 2025 г. составляло порядка 275 млн шт. [6] Учитывая изменение абонентской базы и замену старых карт ежегодное потребление консервативно оценивается авторами исследования в 60 млн шт., что составляет 37 % от общего объема потребления ЭКБ. Количество ежегодно эмитируемых банковских карт также составляет не менее 60 млн шт. и 37 % от общего объема ЭКБ (по консервативной оценке [7]).

Учитывая объем смарт-карт для электронных идентификационных документов (выпускающиеся заграничные паспорта и электронный паспорт гражданина РФ [8]), суммарно потребность в этих сферах (включая микросхемы для базовых станций и ретрансляторов) составляет более 140 млн штук в год или 88 %. В терминах потребления пластин требуется выпуск около 36 тыс. пластин или 82 % от общей потребности.

Все прочие рассмотренные сферы КИИ суммарно потребляют порядка 20 млн микросхем (12 %), что составляет 8,2 тыс. пластин (18 %). В Таблицах 8-12представлена структура потребления по отдельным отраслям (в тыс. пластин).

Таблица 8.

Структура потребления в энергетике

Таблица 9.

Структура потребления в тяжелой промышленности

Таблица 10.

Структура потребления в транспорте

Таблица 11.

Структура потребления в здравоохранении

Таблица 12.

Структура потребления в топливно-энергетическом комплексе

 

Полученный результат демонстрирует, что спрос на доверенную ЭКБ не равномерно распределен между различными типами компонентов и классами оборудования, а сосредоточен в сегментах, для которых характерны массовое производство и высокая унификация.

 

3.2. Укрупненная структура по типам устройств

В Таблице 13 представлена структура по типам применяемых в различных сферах устройств.

Таблица 13.

Структура потребления по типам применяемых устройств

 

Как отмечено выше, наибольший вклад в потребление ЭКБ вносят смарт-карты с разновидностями криптографически защищенной микросхемы – 29 тыс. пластин (65 %).

Вторая по величине категория – серверы и системы хранения данных 8 тыс. пластин (18 %) первого уровня. Однако эта категория существенно отличается от предыдущей по структуре компонентов. Если в смарт-картах используются в основном достаточно зрелые технологии c возможностью локализации, то в серверах критическая роль принадлежит компонентам 2-го уровня (≤45 нм), которые остаются импортными. Каждый сервер содержит несколько кристаллов 2-го уровня, но эти кристаллы имеют существенную площадь (процессор – 300-700 мм², одна микросхема памяти – 50-100 мм²).

Третья по величине категория – АСУТП и промышленные контроллеры – 3,3 тыс. пластин (8 %). Эта категория представляет особый интерес с точки зрения локализации, поскольку в составе АСУТП существенную роль играют компоненты 1-го уровня (90-180 нм), которые уже могут производиться в России.

Внутри АСУТП спрос распределяется по различным подотраслям, каждая из которых имеет специфические требования к системам управления. Детальная разбивка показывает, где сосредоточены основные потребители (Таблица 14).

Таблица 14.

Объекты КИИ, потребляющие наибольшее количество микросхем в составе применяемых АСУТП

 

Крупнейшим потребитель компонентов для АСУТП – сфера энергетики с потреблением 1,4 тыс. пластин в год (42 % от всей потребности в ЭКБ для АСУТП). В исследования включены электросетевые подстанции, котельные, генерирующие структуры и цифровые информационные системы.

Современная электросетевая подстанция (около 1 тыс. пластин) распределяет электроэнергию, динамично трансформируя напряжение и переключая энергию между источниками. Каждая подстанция оснащена системой управления и контроля (SCADA), которая обеспечивает:

• мониторинг параметров сети (напряжение, ток, частота);
• защиту от перегрузок и коротких замыканий;
• синхронизацию с соседними подстанциями;
• логирование и отчетность;
• дистанционное управление отключением/включением цепей.

На типовой подстанции размещаются 2-3 контроллера АСУТП, каждый из которых контролирует определенный функциональный блок. За счет большого количества подстанций в стране (примерно 15-20 тысяч) они генерируют значительный спрос на микроконтроллеры и интерфейсные компоненты.

Анализ структуры спроса по типам РЭА выявляет дифференцированную стратегию локализации:

1. Преимущественная локализация: АСУТП первого и второго типов, счетчики, АРМы – основаны на компонентах 1-го уровня, могут быть локализованы на существующих мощностях[1].
2. Частичная (перспективная) локализация: сложные, нагруженные АСУТП третьего и четвертого типов, серверы и СХД – локализация сборки, некоторых компонентов, микропроцессоры, память с топологией до 45 нм могут быть локализованы в горизонте 2030-2035 г., другие компоненты, производимые по тонким технологиям, остаются импортными.
3. Специальная локализация: инфраструктура связи, криптография – могут быть локализованы, что, однако, требует отдельных инвестиций в разработку и производство специальных компонентов.
4. Долгосрочный импорт: компоненты 2-го уровня (высокопроизводительная память, передовые процессоры) – останутся импортными в горизонте как минимум до 2040 г.

Такая дифференциация позволяет реалистично планировать государственную политику и инвестиции: приоритизировать локализацию там, где она достижима и экономически обоснована, и при этом осознавать, где потребуется сохранить импорт и развивать альтернативные подходы (гибридные архитектуры, закупка готовых модулей).

 

3.3. Сценарное моделирование

В исследовании приведен сценарный анализ в зависимости от изменения двух факторов: количества кристаллов на пластине (зависит от площади кристаллов, количества микросхем в конкретных типах приборов и от ПВГ) и интенсивности обновления оборудования.

Сценарий М (базовый расчет)

Предположения:

• Количество кристаллов на пластине определенно исходя из базовых предпосылок о количестве требуемых кристаллов в соответствующих типах РЭА и о площади отдельных кристаллов.
• Коэффициент обновления РЭА: 14 % (примерно 1 раз в 7 лет).

Этот сценарий основан на статистических данных и экспертных оценках темпов обновления техники и считается наиболее вероятным. Базовый сценарий рассчитан на основе консервативных предпосылок о количестве необходимых кристаллов и их площадях и о уровне выхода годных микросхем. Изменение количества кристаллов на одной пластине и/или ПВГ обратно пропорционально влияет на потребности в объеме производства пластин. Результаты базового сценария приведены выше: потребность в пластинах первого уровня составляет 44 тыс. пластин ежегодно.

Сценарий S (низкий спрос)

Предположения:

• Количество кристаллов на одной пластине увеличено на 10 % по сравнению с базовым расчетом.
• Коэффициент обновления РЭА: 10 % (1 раз в 10 лет).

Сценарий предполагает снижение количества кристаллов микросхем в матрице ЭКБ, и/или снижение их площади, и/или увеличение ПВГ, что приведет к росту количества годных микросхем, полученных с одной пластины, и, соответственно, к сокращению количества требуемых пластин. Также сценарий предполагает замедление обновления парка РЭА. В данном сценарии потребность в пластинах первого уровня составляет 36 тыс. пластин, что на 18 % ниже емкости базового сценария.

Сценарий L (высокий спрос)

Предположения:

• Количество кристаллов на одной пластине снижено на 10 % по сравнению с базовым расчетом, следовательно, потребуется больше пластин.
• Коэффициент обновления РЭА: 18 % (1 раз в 5,5 лет).

По результатам сценария высокого спроса потребность в доверенной ЭКБ составит 54 тыс. пластин первого уровня – плюс 22 % к базовому сценарию.

Таким образом, методология исследования комбинирует качественный системный анализ (инвентаризация объектов, классификация РЭА) с количественным расчетом (матрицы ЭКБ, метрики, формулы) и сценарным моделированием (учет неопределенности), обеспечивая комплексный и надежный подход к оценке емкости рынка доверенной ЭКБ.

Помимо трех фиксированных сценариев проведен анализ чувствительности результатов по пластинам первого уровня к изменению указанных параметров: количеству кристаллов на пластине и темпу обновления РЭА (Таблица 15):

Таблица 15 Потребность в ЭКБ первого уровня, тыс. пластин (добавить ссылку на таблицу в текст)

3.4. Соотношение спроса с имеющимися мощностями

Совокупная годовая мощность всех российских полупроводниковых фабрик в настоящее время составляет около 100 тысяч пластин в эквиваленте 200 мм в год с перспективой кратного увеличения к 2030 году при условии реализации запланированных проектов.

В базовом сценарии (М) совокупный спрос составляет 44 тыс. пластин с компонентами 1-го уровня, что примерно соответствует мощности одной фабрики уровня АО «Микрон».

Спрос на компоненты 1-го уровня (2,5 тыс. пластин) требует создания новых мощностей, так как их в России на сегодня просто нет. Это, в свою очередь, требует инвестиций в новые производственные линии, оборудование, материалы, подготовку кадров – порядка 300-400 миллиардов рублей.

Таким образом, базовый сценарий показывает, что текущие мощности могут покрыть совокупный спрос при условии полной их переориентации на КИИ. Однако учитывая текущую загрузку фабрик государственными заказами, освобождение таких мощностей маловероятно, что ведет к необходимости создания новых кристальных и сборочных производств.

Важно подчеркнуть, что расчеты, проведенные в этом исследовании, представляют собой консервативную оценку вследствие исключения ВПК, ракетно-космической отрасли и атомной промышленности. Это совокупно может удвоить оценку предполагаемого спроса на компоненты всех уровней. Таким образом, максимальная оценка спроса на ЭКБ первого уровня может доходить до 100 тыс. пластин ежегодно.

 

4.   Заключение

4.1. Основные выводы

Настоящее исследование проводилось с целью количественно определить емкость рынка доверенной электронной компонентной базы для систем критической информационной инфраструктуры Российской Федерации. Задача решена на основе системного анализа объектов КИИ, типовых систем, используемых в этих объектах, и матриц электронных компонентов для каждого класса оборудования.

Емкость рынка доверенной ЭКБ 1-го уровня: 36-54 тысяч пластин в год с перспективой свыше 100 тыс. пластин, включая закрытые отрасли КИИ (ВПК, космос, атомная промышленность). Компоненты такого уровня могут производиться на существующих фабриках либо на новых производствах по освоенным в РФ технологиям до 90 нм. Таким образом, инвестиции в расширение мощностей экономически обоснованы. Гарантированный государственный спрос на 100 тысяч пластин (через режим национальных закупок, систему форвардных контрактов, создание стратегических запасов и т. д.) позволит спланировать и реализовать соответствующее расширение производств с окупаемостью 7-10 лет.

Емкость рынка доверенной ЭКБ перспективного уровня (45-65 нм) составляет порядка 3-5 тыс. 300 мм. пластин ежегодно, что не обеспечивает загрузку современной фабрики в коммерческих условиях, но может быть обусловлено стратегической необходимостью обладания технологиями, позволяющими комплектовать критическую инфраструктуру доверенными компонентами.

Сохраняется долгосрочная зависимость от импорта сложных компонентов – потребность оценивается в 108 тыс. пластинах 2-го уровня.

Настоящее исследование предоставляет количественное обоснование для принятия решений в отношении развития производственного и технологического развития страны и служит платформой для диалога между государством, производителями, инвесторами и заказчиками критической инфраструктуры.

 

 

Ссылки

 

[1]  В.В. Шпак, Векторы развития отечественной электроники в глобальном контексте, Электроника НТБ №1 2025

[2]  Перечень нормативных актов, утверждающих перечни объектов КИИ:

1. Перечень типовых отраслевых объектов критической информационной инфраструктуры, функционирующих в сфере науки (утв. Министерством науки и высшего образования Российской Федерации 1 октября 2024 г.)
2. Перечень типовых отраслевых объектов критической информационной инфраструктуры, функционирующих в сфере здравоохранения (утв. Министерством здравоохранения Российской Федерации от 1 июля 2024 г.)
3. Перечень типовых отраслевых объектов критической информационной инфраструктуры, функционирующих в сфере транспорта (утв. Министерством транспорта Российской Федерации 26 апреля 2024 г.)
4. Перечень типовых объектов критической информационной инфраструктуры Российской Федерации, функционирующих в области горнодобывающей промышленности (в части руд и камней) (утв. Министерством промышленности и торговли Российской Федерации 24 января 2024 г.)
5. Перечень типовых отраслевых объектов критической информационной инфраструктуры, функционирующих в сфере связи (утв. Министерством цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации) (по состоянию на 8 февраля 2024 г.)
6. Перечень типовых объектов критической информационной инфраструктуры Российской Федерации, функционирующих в области химической промышленности (утв. Министерством промышленности и торговли Российской Федерации) (по состоянию на 12 января 2024 г.)

 

[3]  Портал vademec.ru, статья «Росстат вновь зафиксировал сокращение стационарного коечного фонда» от 10.01.2024 г.
https://vademec.ru/news/2024/01/10/rosstat-vnov-zafiksiroval-sokrashchenie-statsionarnogo-koechnogo-fonda/

[4]  Портал «Медвестник», статья, «Число поликлиник в России сократилось за год на 1,3 тыс.» от 06.12.2022,

https://medvestnik.ru/content/news/Chislo-poliklinik-v-Rossii-sokratilos-za-god-na-1-3-tys.html

[5] https://pharmznanie.ru/news/v-rossii-za-god-otkrylos-7211-novykh-aptek

[6]  Портал forbes.ru, статья «Количество. активных сим-карт в России беспрецедентно сократилось» от 12.08.2025 г.

https://www.forbes.ru/tekhnologii/543715-kolicestvo-aktivnyh-sim-kart-v-rossii-besprecedentno-sokratilos

[7]  Портал banki.ru, статья «Сколько в России банковских карт» от 09.04.2024

https://www.banki.ru/dialog/articles/1759/

[8]  Портал kp.ru, статья материал «Электронный паспорт гражданина РФ в 2025 году

https://www.kp.ru/expert/elektronika/elektronnyj-pasport-grazhdanina-rf/

 

[1] За исключением центральных процессоров и памяти