Технологическое отставание России по микропроцессорам на основании технологического процесса в производстве

в 13:54, , рубрики: Железо, микропроцессор, МЦСТ, отставание, Процессоры, технологии
Комментарии к записи Технологическое отставание России по микропроцессорам на основании технологического процесса в производстве отключены

На фоне предстоящего серийного производства аж 3 процессоров российского производства — Эльбрус 8C (МЦСТ), Baikal (Т-Платформы) и Мультиклет R1, я решил проанализировать технологическое отставание России по микропроцессорам на основании технологического процесса в производстве процессором в России/СССР и у лидеров в этой области.

Сколько-нибудь структурирование данные для России за весь период существования микроэлектроники или хотя бы его части я не нашел.

Сбор данных

С данными по лидерам проблем не было — они есть в самых разных источниках, например, в английской Википедии или на русском языке. Так как корректность этих данных никаких сомнений не вызывает, останавливаться на этом не стоит.

С данными по России/СССР было сложнее. Использовались несколько каталогов, в частности sovietcpu.com. Даты разработки и тех процесс проверялся в разных источниках, в частности, это сайты производителей, а по советским процессорам использовались справочники, например, academic.ru и другие.

Минимальные критерии включения в список:

  1. Центральные процессоры ЭВМ
  2. Оригинальная российская архитектура
  3. Лицензированная архитектура
  4. Возможность производства в России или за рубежом
  5. Хотя бы мелкосерийное производство
  6. Включаем первое упоминание

Из этих данных можно выделить основные года переходов на новые тех. процессы
Год перехода Тех. процесс Представитель
1974 10 мкм К587–серия
1977 6 мкм К580ИК80
1982 3 мкм К1801ВМ1
1989 1.5 мкм КР1847ВМ286
1991 1 мкм Л1876ВМ1
1998 500 нм MCST R80
2001 350 нм MCST R150
2004 130 нм MCST R500
2010 90 нм MCST R1000
2014 65 нм Эльбрус-4С
2015 28 нм Baikal

П.С. Л1876ВМ1 был разработан в СССР, но выпускался в Белоруссии, поэтому в список он тоже включен.
П.С. Так же у СССР в 90-ых в Германии были мощности для производства по технологии 1 мкм.

Оказалось удобными рисовать графики по двум признакам — отсталость в годах и отсталости в кратном числовом выражении. Сразу отмечу: графики отражают возможность производить (не важно где) по нужному тех. процессу, а не количество произведенных устройств, но условием является хотя бы мелкосерийное производство.

image

График отсталости в годах отображает скорость отставания по переходу на новые технологические процессы. Переходы осуществляются редко и рывками, от чего процессоры успевают изрядно устареть. Так, в 1997 году отставание достигло своего пика, поскольку на тот момент времени Россия могла производить процессоры только по тех. процессу 1 мкм, который впервые появился в 1985 году, то есть 12 лет назад относительно 1997 года.

image

Второй график более интересен, потому что отображает отставание по тех. процессу в кратном числовом выражении. Максимальное отставание приходится не на 90-ые как можно ожидать, а на 2014 год когда выходит Эльбрус 4С с 65 нм (лидеры уже освоили 14нм), получается что российский процессор тогда был «больше» в 4,6 раз. Впрочем, уже в 2015-году с появлением 32 нм процессоров Эльбрус 8C и Baikal – отставание сокращается до 2 раз. Минимальные отрывы конкурентов приходятся на 1991-1993 годы (всего 1.3 раза) и 2004–2005 (1.4 раза).

Небольшой ракурс в историю и причины взлетов и падений

Первые советские процессоры выполненные по тех. процессу 10 мкм появились в 1974 году. Это была серия К587, которая была введена в строй на 3 года позже аналогов.

Через три года, в 1977 году выходит серия К580, клон i8080, изготовленные по тех. процессу 6 мкм. Одна из первых моделей — К580ИК80. После было выпущено множество процессоров по этому тех. процессу. Что примечательно, почти все они были клонами западных компаний.

Переход на 3 мкм был осуществлён только в 1982 году, с появлением процессора К1801ВМ1.

В 80-ых когда США ввели санкции против СССР, развитие электронной промышленности в стране сильно замедлилось. В санкциях было такое положение:

Запретить поставки технологий: ничего сложнее, чем IBM 360 (1964 год)

Тем не менее переход на 1.5 мкм был сделан в 1989 году с появлением КР1847ВМ286, копией i286, а в 1991 году перешли на 1 мкм — Л1876ВМ1 (i386). Тогда СССР уступал конкурентам по тех. процессу только в 1.3 раза. Это был лучший результат за всю историю России/СССР.

К сожалению в следующие 7 лет ситуация начала деградировать. Причины всем нам известны — экономический кризис и политическая нестабильность.

К 1997-году российские предприятия не могли производить ничего сложнее копии i386, отставание равнялось 12 годам. Самостоятельно преодолеть барьер в виде нескольких поколений процессоров только что очнувшаяся от шоков страна самостоятельно была не в состоянии, поэтому, спроектировав свой новый процессор R80 по тех. процессу 0,5 мкм на архитектуре SPARC, компания МЦСТ начала выпуск во Франции.

В больших количествах R80 и его немного улучшеная версия R100 не выпускались — но все же это был настоящий рывок для России. Уже через 3 года на этой основе был разработан более современный R150 (350 нм) — он и пошёл в серию, производство наладили на Тайване.

Далее события развивались куда более динамично — в 2004 переход на 130 нм (R500), a в 2010 — на 90 мкм (R1000). Производство перенесли с Тайваня в подмосковный Зеленоград, что очень важно поскольку до этого в России не было мощностей, способных работать по нужным тех. процессам.

В апреле 2014 года МЦСТ представила 4 ядерный Эльбрус-4С, выполненный по технологии 65 нм. И хотя это, с учетом возможности производить в России, был настоящий рывок, но все же отставший от конкурентов на 8 лет продукт.

В начале 2015 года МЦСТ представила 8 ядерный Эльбрус-8С, выполненный по технологии 28 нм. Почти тогда же компания Т-платформы представила свой 28 нм процессор Baikal, основанный на лицензионном ARM Cortex А57.

Итоги

Исходя из 2 графиков можно сделать следующие выводы относительно советской и российской микроэлектронной промышленности:
1) Несмотря на то, что темпы перехода на новые технологические процессы в России до 2014 года в сравнении с СССР, немного увеличились, отставание по тех. процессу в среднем увеличилось.
2) Технологическое отставание хоть и довольно большое, но меньше, чем многие себе представляют.
3) Если пересчитывать только с процессорами произведенными в России, то картина будет несколько хуже. Однако опыт производства своих процессоров в других странах, есть у многих стран. Кроме того производитель зарабатывает всего 10-15%.

Анализ недалекого будущего говорит о том, что отставание до 2020 по годам зафиксируется на 4-5 годах. В плане правительства по развитию микроэлектроники в России на 2018 год запланирован переход к 16 нм (14 нм уже сейчас осваивают конкуренты), к 2020 переход к 10 нм (столько же у конкурентов к 2016 году).

Вероятно, для более динамичного развития нужны куда большие инвестиции и бизнес-план, построенный не на оборонных заказах, а на рядовом потребителе.

Автор: Settler1

Источник

Поделиться новостью