Российская микроэлектроника для космоса: кто и что производит

Материал с http://habrahabr.ru/post/217427/  , автор - amartology

В связи с известными событиями в новостях появились сообщения о том, что США запретили поставки микроэлектроники для российских спутников и военной техники. 

Такое развитие событий может негативно повлиять на состояние российской аэрокосмической и оборонной промышленности, ведь ежегодный импорт электроники для космической промышленности составляет два миллиарда долларов, и это чипы, критически важные для работоспособности спутников. Некоторые чиновники (смотрите статью по ссылке) уже начали предаваться панике и разговаривать о покупке электроники в Китае, который якобы наладил у себя производство всего необходимого. Я же хочу немного рассказать о том, какие микросхемы разрабатываются и производятся для космической отрасли в России. Сразу скажу, что этот обзор никоим образом не претендует на полноту и будет касаться именно микросхем (причем кремниевых), тогда как потребности космоса ими не ограничиваются – нужны еще пассивные компоненты, СВЧ-приборы, силовые дискретные элементы и многое-многое другое, что тоже частично импортируется, а частично разрабатывается и производится в России. Описать это все – задача совершенно непосильная, да и не очень нужная, потому что цель этого обзора – не описать все, что есть, а показать, что не все так плохо, как кажется паникерам. Специфика отрасли такова, что почти вся действительно важная информация закрыта, но кое-что интересное накопать все равно удалось.

Небольшое отступление-напоминание: микросхемы для работы в космосе должны быть устойчивыми к воздействию радиации. О том, почему это так и как именно радиация влияет на электронные приборы, можно почитать здесь и здесь.

Главная проблема использования импортных комплектующих в аэрокосмической и военной промышленности – то, что эти комплектующие обычно не предназначены для работы в таких условиях (то есть являются обычным ширпотребом, изначально предназначенным для утюгов и холодильников). Эта ситуация сложилась в девяностые годы, когда ничего другого просто не было, а то, что было, стоило больше, чем разработчики космической аппаратуры могли себе позволить. Именно поэтому сроки активного функционирования российских спутников до сих пор очень серьезно отстают от американских или европейских. Например, прекрасный американский бортовой компьютер RAD750 (стоящий на марсоходе Curiosity) в Россию не продавали никогда, а своих его аналогов в России не было до последнего времени. Так что проблема с импортом возникла не вчера, и решать ее начали довольно давно. В 2007-м году была принята федеральная целевая программа «развитие электронной компонентной базы и радиоэлектроники» на 2008-2011 годы. Дальше финальный год программы стал 2015-м, и уже скоро мы с вами должны увидеть ее результаты, которыми в том числе является замещение импортных комплектующих в космической и оборонной промышленности российскими разработками.

Существуют списки микросхем, подлежащих замещению, но они, к сожалению, засекречены. В открытых источниках можно найти информацию (линк на скачивание pdf) о том, что количество позиций в этих списках – сотни или даже тысячи (и это только микросхемы, не говоря о пассивных элементах типа высокоточных резисторов, которых еще больше). Ситуация осложняется тем, что разработчики аппаратуры в подавляющем большинстве случаев хотят, чтобы им сделали «точно такое же, но российское» (то есть речь идет копировании зарубежных разработок вплоть до пин-совместимости), тогда как список наверняка можно сократить в несколько раз за счет разработки набора систем на кристалле, единых для всех разработчиков и настраиваемых под нужды конкретных пользователей. Сюда же идут унификация интерфейсов передачи данных (которой сейчас нет) и другие достаточно очевидные меры. Работа в этом направлении, насколько я знаю, ведется, но вы же понимаете, что разрабатывать бортовую аппаратуру с нуля может оказаться еще дороже, чем разрабатывать большее количество микросхем, чем необходимый минимум.

Фабрики

Собственно обзор разработчиков и производителей микросхем для космической промышленности (и частично военной, так как они достаточно сильно взаимосвязаны) стоит начать с производств, потому что их в России существенно меньше, чем разработчиков, и именно в этой области отставание от заграницы катастрофическое. Я не буду подробно останавливаться на фабриках с проектными нормами более полумикрона, потому что они безнадежно устарели, и какие-то новые разработки на них ведутся разве что от безысходности. Тем не менее, на них делается очень много всего, в первую очередь – микросхемы малой степени интеграции, силовая электроника, СВЧ и т.д. А вот заводов с более-менее современными проектными нормами всего четыре. 

ЗЫ Вот тут, кстати, можно почитать отвлеченный от космоса взгляд двухлетней давности.

Зеленоградский завод «Микрон» (вот пост с красивыми картинками) заявляет на своемсайте наличие технологий:

1) 180 нм объемная технология с EEPROM – уже хорошо известная разработчикам технология, на которой работают практически все, кто имеет такую возможность. По ней же сделаны, например, чипы для билетов московского метро. Наличие EEPROM полезно для таких применений, как встраиваемые микроконтроллеры, нужные не только для космоса, но и для «гражданских» применений. Дизайн-киты доступны разработчикам.

2) 250 нм кремний на изоляторе (КНИ) – по этой технологии уже ведутся отдельные разработки, но о готовых продуктах я еще не слышал. Технология, по-видимому, представляет собой частичный порт 180 нм на пластины кремния на изоляторе. Дизайн-киты доступны разработчикам. 

3) 180 нм КНИ – заявлена 2012-м годом, на практике о ней уже достаточно давно ничего нового не слышно. То есть она в разработке, но когда именно будет готова для проектирования – не очень понятно. Во всяком случае, я нигде не нашел такой информации.

4) 90 нм объемная. Совсем недавно «Микрон» лицензировал у Cadence софт для физической верификации для этой технологии. Никаких упоминаний о конкретных разработках по ней пока найти не удалось, только общие слова о том, что они ведутся.

5) Совсем недавно в новостях появились упоминания технологии 65 нм, но там все пока что на уровне тестовых кристаллов. Серийное производство обещают уже в этом году.

Важная вещь, которую стоит отметить – это цитата с микроновского сайта: «Поставщиками оборудования и материалов, партнерами по созданию инфраструктуры выступили более 50 компаний из 12 стран мира». Это то, что частенько упускают, говоря о преодолении запрета импорта на отечественном производстве – огромное количество запчастей и расходных материалов тоже импортируется, и запрет на их импорт может быть эффективнее запрета импорта готовых микросхем. Надеюсь, что этого не случится в ближайшее время, и что найдутся деньги и ресурсы на то, чтобы организовать производство расходников в России.

«Ангстрем» (и «Ангстрем-Т»), Зеленоград

1) 1,2 мкм кремний на сапфире (КНС) – технологии тысячи лет, но она до сих пор востребована (видимо, консервативными военными заказчиками для микросхем с высокой радиационной стойкостью, для которых надежность и проверенность решений важнее их своевременности).

2) 0,6 мкм, объемный кремний, кремний на сапфире, кремний на изоляторе, возможность изготовления EEPROM, BiCMOS, IGBT. Видимо, хороший процесс для силовой электроники.

3) «Создаваемые» технологии с проектными нормами 350-250 нм. 

4) «Создаваемые» технологии с проектными нормами 130, 110 и 90 нм.

История «создания» технологий на «Ангстреме» долгая, трудная и пока не разрешившаяся. Процесс и оборудование 130 нм были куплены у AMD, 90 нм – у IBM. Каждый год уже лет пять говорят, что вот-вот все будет, но пока что никак.

По поводу радиационной стойкости на сайте «Ангстрема», кстати, написан отборнейшийбред на тему того, что их кремний на сапфире – единственный подходящий техпроцесс в России и что практика показала невозможность изготовления радиационностойких схем на технологиях меньше 250 нм. Посмотрим, что будет, когда они запустят 130 и 90 нм :-) Физику вряд ли выучат, а вот наличие практики производства может положительно сказаться на понимании того, что в штатах чипы для космоса уже проектируют на 45 нм, а в России – на 65 (правда зарубежном).

НИИ системных исследований РАН, Москва

Фабрика НИИСИ РАН находится на территории Курчатовского института в Москве и обладает технологиями с проектными нормами 500, 350 и 250 нанометров на пластинах объемного кремния и КНИ. Изначально не предназначена для крупносерийного производства и позиционируется как «исследовательская фабрика Академии наук». Большинство производимых здесь микросхем разработаны самим НИИСИ, однако фабрика работает и с внешними заказчиками, например, с воронежским НИИЭТ, который производит здесь свои радиационностойкие микроконтроллеры.

Других подробностей нет, а последние открытые публикации о фабрике датируются чуть ли не временем ее открытия.

«Интеграл», Минск

Минский «Интеграл» считается нашими военными и прочими инстанциями отечественным предприятием со всеми вытекающими обстоятельствами. Занятно, не правда ли?

Основные технологии «Интеграла» – старые, с проектными нормами 0,8 мкм и больше, однако в последние несколько лет белорусы самостоятельно спроектировали и запустили технологии 0,5 и 0,35 мкм на объемном кремнии и КНИ. У них всего три металла (что мало для микропроцессора), однако «Интеграл» разрабатывает на них микросхемы SRAM с емкостью 1 Мбит и высокой радиационной стойкостью, а также аналоговые микросхемы.

В докладах с научных конференций фигурируют также технологии 0,18 мкм и 0,5-0,25 мкм BiCMOS, флэш-память (единственная на территории СНГ?) и FRAM.

Подавляющее большинство (если не все) разработок на своих технологиях «Интеграл» ведет самостоятельно.

На этом все. Выглядит немного печально, не находите? Да, радиационностойкой электронике для космоса не всегда требуются такие же проектные нормы, как обычной, и отставание в несколько поколений не очень страшно (марсоход Curiousity на 250 нм прекрасно работает), но все же новые радстойкие процессоры BAE systems разрабатываются по технологии 45 нм, а у нас пока что до промышленного освоения 90 нм дело не дошло. С другой стороны, еще пять лет назад практически ничего этого не было, а сегодня у российских заводов есть вполне реальные возможности обеспечить космонавтику микроэлектроникой собственного производства.

Разработчики

Теперь о разработчиках. Их намного больше, чем производителей, но до недавнего времени было нормальной практикой изготавливать разработанные в России микросхемы где-нибудь за рубежом, например, на Тайване (TSMC), в Германии (XFAB) или в Израиле (Tower). Во времена, когда ничего лучше 0,8 мкм в России не было, на это закрывали глаза даже военные, считая, что «разработано в России» = «российское». Сейчас времена несколько изменились, и российские разработчики все больше изготавливают свои продукты на «Микроне» (то есть там не только чипы для метро делают).

Необходимо также отметить тот факт, что подавляющее большинство российских разработчиков микроэлектроники так или иначе завязаны на бюджетные деньги и крупные заказы, особенно космические или военные, а сугубо коммерческих заказов немного. С другой стороны, существенную долю прибыли нескольких предприятий (например «ВЗПП-Микрона» и «Ангстрема») составляет экспорт. Впрочем, я отвлекаюсь от основной темы обзора, так что ограничусь замечанием, что представленные ниже продукты – это далеко не все, что производится, а для многих компаний космическая тематика не является основной.

«Миландр», Зеленоград

ЗАО ПКК «Миландр», базирующийся в Зеленограде – компания с двадцатилетней историей и, что более важно для нас, с самым подробным среди всех российских микроэлектронных компаний сайтом. На нем удалось найти вот что:

1645РУ2Т – статическое ОЗУ (SRAM) емкостью 64 Кбит. В серийном производстве с 2008 года.

1645РУ5У – статическое ОЗУ (SRAM) емкостью 4 Мбит. ОКР заканчивается в 2014 году.

Судя по годам выпуска, первая микросхема выпускается на какой-то совсем старой технологии, вторая – 180 нм (наверняка на «Микроне»).

По ссылке (осторожно, трафик) можно найти фотографии радиационностойкого 8-битного микроконтроллера 1886ВЕ10 (аналог PIC17), информации о котором на сайте почему-то нет.

Технология – микроновские 180 нм, по радстойкости полный фарш из кольцевых транзисторов и многотранзисторных запоминающих элементов. Точных данных в открытом доступе нет, но микросхема с такими методами защиты должна выдерживать ядерный взрыв, не то, что долговременный полет в космосе.

1645РТ2У – однократно программируемое ПЗУ (antifuse) емкостью 256 кбит. ОКР сдан в 2013 г.

Вот здесь можно посмотреть, как она выглядит. Проектные нормы, судя по вскрытому кристаллу, 680 нм.

5576РТ1У – однократно программируемое ПЗУ (antifuse) емкостью 1 Мбит. ОКР сдан в 2013 г. Проектные нормы, скорее всего, 180 нм (технология «Микрона»).

Для других микросхем «Миландра» радиационная стойкость не заявлена, однако например в новостях на сайте можно найти такую строчку: «Обновлены параметры стойкости к спецфакторам для микросхемы 1310ПН1У (значительно улучшены)». 1310 – это индуктивный преобразователь питания, для которого радиационная стойкость не заявлена. Если все микросхемы, поставляемые с пятой приемкой, имеют хотя бы какую-то стойкость к радиации, то у «Миландра» есть еще довольно широкий набор микросхем интерфейсов, управления питанием и АЦП/ЦАП.

Перспективная разработка «Миландра» – их первый радиационностойкий и сбоеустойчивый микропроцессор. Он пока что не имеет собственного обозначения и презентуется на различных конференциях под именем «Обработка-13». (ссылка на скачивание pdf) По ссылке – презентация об устройстве процессора и его проектировании в части обеспечения радиационной стойкости. Там есть интересные и спорные решения, но выглядит впечатляюще (за исключением совместной работы ядер, пожалуй).

Процессор – двухъядерный ARM Cortex-M4F с режимами раздельной работы ядер и аппаратным дублированием. Тактовая частота – 100 МГц, SRAM 32 кбайт, ПЗУ 128 кбайт, широкий набор интерфейсов и аналоговой периферии.

Производиться «Обработка-13» будет на немецкой фабрике XFAB. 

НПЦ «Элвис», Зеленоград

«Элвис» в настоящее время активно продвигает собственную продукцию в космическую отрасль, активно сотрудничая с заводом «Микрон» в части технологии и с НИИ «Субмикрон» в части производства космической аппаратуры. Также «Элвис» участвует в международной рабочей группе по разработке стандарта передачи данных SpaceWire, на который в ближайшей перспективе переходит Европейское космическое агентство и, возможно, Роскосмос.

Пробная ласточка «Элвиса» в части аэрокосмических применений – микросхема памяти1657РУ1У (SRAM 4Мбит), изготовленная по зарубежной технологии 250 нм. 

Не хотелось бы язвить, но на подробной страничке с информацией о микросхеме (побольше таких бы) в параметрах радиационной стойкости можно найти вот что: «суммарная накопленная доза 330 крад, КТЗ 500 крад», а в параметрах, записанных в факторах согласно ГОСТ (внизу таблицы), цифра другая. Какая именно – не скажу, потому что этот ГОСТ – секретный, в отличие от аналогичных стандартов наших американских заклятых друзей. Кроме того, ходят слухи, что испытания первых микросхем проводились по каким-то специально обученным методикам, так что в том, что все работает действительно хорошо, есть некоторые сомнения.

1892ВМ8Я – двухъядерный процессор с ядром общего назначения (совместимо с MIPS-32) и ядром цифровой обработки сигналов. Тактовая частота 80 МГц, 480 MFLOPs при вычислениях с плавающей точкой, широкий набор интерфейсов – итого достаточно серьезная машина получается. Технология, как и предыдущей схемы памяти, 250 нм КМОП (зарубежная).

Сейчас «Элвис» разрабатывает несколько аналогичных процессоров на микроновских технологиях 180 нм и 250 нм КНИ, но результаты еще не пошли в серию. Разрабатываемый комплект микросхем «Мультиборт» был на днях представлен на выставке «Новая электроника», а на сайте «Элвиса» я нашел вот этот документ (ссылка на скачивание pdf)

В комплекте обозначено более двадцати микросхем с годом начала выпуска вплоть до 2014-го: микропроцессоры, АЦП, контроллеры внешних устройств и коммутаторы, позволяющие полностью организовать сеть передачи данных на борту космического аппарата.

После отработки решений на зарубежных фабриках «Элвис» делает все перспективные микросхемы полностью в России на «Микроне» (проектные нормы 180 и 90 нм).

НИИСИ РАН, Москва

НИИ системных исследований Российской академии наук (НИИСИ РАН) имеет самый большой опыт среди российских разработчиков процессоров для космоса (с 2001 года) и выпускает серию микропроцессоров с системой команд «КОМДИВ» (имеющей определенное сходство с MIPS32). (Ссылка на википедию, читать источники внизу страницы).

5890ВЕ1Т (КОМДИВ32-С) – 32-битный микропроцессор с встроенным интерфейсным контроллером, 33 МГц, технология 500 нм КНИ. Судя по открытым источникам, давно и успешно летает в системах управления космических аппаратов.

5890ВМ1Т (КОМДИВ-32Р) – 32-битный микропроцессор с повышенной стойкостью к одиночным сбоям. 33 МГц, 500 нм КНИ. Вот статья про него в американском научном журнале Transactions on Nuclear Science

5890ВГ1Т – двухканальный интерфейсный контроллер интерфейса MIL-STD-1553.

1900ВМ2Т (Резерв-32) – 32-битный микропроцессор с аппаратным троированием на уровне составных частей ядра и защитой от одиночных сбоев. Тактовая частота 66 МГц, технология 350 нм.

Статическое ОЗУ (SRAM) 1 Мбит, время обращения 30 нс. Технология КНИ 350 нм.

Четыре процессора, указанных выше, производятся серийно, а на 2014 и 2015 год заявлено начала выпуска еще четырех процессоров.

1907ВМ014 – 32 бита, частота 100 МГц, технология 250 нм. На кристалле системный контроллер, SpaceWire, Ethernet и интерфейс MIL-STD-1553.

1907ВМ038 – 32 бита, частота 125 МГц, технология 250 нм. На кристалле интерфейсы SpaceWire и Serial RapidIO.

1907ВМ044 – 32 бита, 66 МГц, 250 нм, встроенный системный контроллер, троирование ядер и повышенная стойкость к одиночным сбоям, SpaceWire.

1907ВМ028 – 64 бита, 150 МГц, 250 нм, встроенный системный контроллер, два уровня кэш-памяти (у остальных – один), Serial RapidIO, Ethernet.

У всех процессоров НИИСИ, выполненных на технологии КНИ, стойкость к полной поглощенной дозе, достаточная для космических применений, отсутствует тиристорный эффект, а также применены (у всех, кроме 5890ВЕ1Т) специальные меры для повышения стойкости к одиночным сбоям (коды Хэмминга в кэш-памяти, специальные ячейки SRAM, аппратное троирование на уровне составных блоков ядра процессора).

Кроме того, у НИИСИ есть еще вот такой ОКР: «Разработка 128-разрядного высокопроизводительного микропроцессора на структурах КНС/КНИ 0,25 мкм, совместимого с архитектурой КОМДИВ, для систем цифровой обработки сигналов», шифр «Схема-10». То есть это уже не 32 или 64 бита, а целых 128. Работа начата в 2012-м году.

НТЦ «Модуль», Москва

«Модуль» производит DSP процессоры с собственной оригинальной архитектурой и вычислительные модули на основе своих и чужих процессоров, в том числе для космических применений.

Главная собственная микросхема «Модуля» DSP Neuromatrix (Л1879ВМ1). Тактовая частота 40 МГц, технология 0,5 мкм (Samsung).

Микросборка 2605ВГ1Т – логика и приемопередатчик интерфейса MIL-STD-1553 со встроенной памятью.

1895ВА1Т – логическая часть контроллера канала интерфейса MIL-STD-1553

1879ВА1Т – интерфейсный контроллер для связи вычислительного процессора с интерфейсом MIL-STD-1553

НИИМА «Прогресс», Москва

НИИМА «Прогресс» является одним из головных разработчиков приемников и передатчиков ГЛОНАСС.

5512БП2Ф – система на кристалле с микропроцессорным ядром и базовым матричным кристаллом, программируемым под нужды пользователя. Технология 180 нм («Микрон»), рабочая частота процессора 150 МГц, арифметического сопроцессора 50 МГц. Процессорное ядро – «Кварк» компании КМ211

«СБИС с МП ядром СнК Алмаз-9» – тот же самый набор периферии с другим ядром и на технологии КНИ 240 нм («Микрон») для повышения радиационной стойкости. Завершение ОКР в 2014 году.

Дизайн-центр «Союз», Зеленоград

ДЦ «Союз» разрабатывает аналого-цифровые базовые матричные кристаллы на базе «микроновской» технологии КНИ 0,24 мкм. Завершение ОКР намечено на 2014 и 2015 год

5400БК1Т, 5400БК2У – общего назначения. 110к цифровых вентилей, 50к «аналоговых» транзисторов, 56 ОУ, 56 компараторов, 6 АЦП, 6 ЦАП, источник напряжения и другие блоки

5400ТР014 – прецизионный. 110к цифровых вентилей, 10к «аналоговых» транзисторов, 3- ОУ, 2 АЦП, 2 ЦАП, 2 УВХ, источник напряжения и т.д.

P.S. Базовый матричный кристалл — это микросхема из базовых ячеек без нескольких верхних слоев металлизации, при помощи которых ячейки можно соединить нужным заказчику образом. Этакий допотопный аналог ПЛИС. До сих пор востребованы, что характерно.

НПК «Технологический центр» МИЭТ, Зеленоград

НПК «Технологический центр» МИЭТ работает с «Микроном» и имеет собственную фабрику с проектными нормами 1,5 мкм, на которой они успешно делают радиационностойкие микросхемы малой степени интеграции и базовые матричные кристаллы, а также полузаказные СБИС на основе этих БМК – контроллеры интерфейсов, внешних устройств, приемопередатчики и т.д.

«Мультиклет», Екатеринбург

Уральская компания «Мультиклет», развивающая собственную оригинальную процессорную архитектуру, анонсировала выход в 2015-м году радиационностойкого четырехъядерного микропроцессора. Других подробностей пока нет, производство, насколько я понимаю, планируется за границей. Пост о существующих процессорах — вот.

КТЦ «Электроника», ВЗПП-С, ВЗПП-Микрон, Воронеж

Воронежские предприятия – осколки огромного некогда НПО «Электроника» и Воронежского завода полупроводниковых приборов (ВЗПП). Его отдельные части продолжают работать и сейчас, но разделить, кто чем занимается, довольно сложно, потому что информации очень мало, а данные в даташитах частично пересекаются. Дабы не распыляться, перечислю три предприятия – КТЦ «Электроника» и две инкарнации Воронежского завода полупроводниковых приборов – ВЗПП-С (с – это сборка) и ВЗПП-Микрон.

Основную продукцию всех трех предприятий составляют ПЛИС и микросхемы малой степени интеграции. Со вторыми все более-менее ясно: это производимые, наверное, еще с советских времен (на соответствующих проектных нормах) дискретные элементы силовой электроники и логические микросхемы серий 1504, 1505 и т.д. Удивительно, но факт: основная статья доходов ВЗПП-Микрон, судя по микроновскому сайту – это экспорт, а сайт самого ВЗПП-Микрон вообще англоязычный.

С ПЛИС все интереснее, потому что они очевидно предназначены для импортозамещения продукции компании Altera, с которой они программно совместимы. Разрабатывает их, судя по всему, КТЦ «Электроника».

Емкость двух обозначенных на сайтах ПЛИС составляет 50к и 200к вентилей, производятся они на немецкой фабрике XFAB. Еще несколько ПЛИС, стойких к воздействию радиации сейчас разрабатывается на базе технологий «Микрона». 

НИИЭТ, Воронеж

Еще одно воронежское предприятие, работающее для космической промышленности – ОАО «НИИ Электронной техники» (НИИЭТ).

НИИЭТ разрабатывает широкий набор микроконтроллеров (8-бит MCS-51, AVR, 16-бит MCS-96, C166), DSP (аналоги Texas Instruments), АЦП/ЦАП и других. Производство, судя по заявленным возможностям предприятия – на XFAB.

В каталоге предприятия три радиационностойких микросхемы:

1830ВЕ32У/1830ВЕ32АУ – 8 бит, 12/16 МГц, 256 байт ОЗУ (аппаратно троированного!), ПЗУ нет, функциональный аналог Intel 80C51FA

1874ВЕ05Т – 16 бит, 20 МГц, 488 байт SRAM, функциональный аналог Intel 196

Все радиационностойкие микросхемы, в отличие от обычных аналогов, производятся в России, на фабрике НИИСИ РАН по технологии 0,5 мкм КНИ.

В таблице перспективных радиационностойких разработкок на ближайшие два года почти десяток позиций, самые интересные из которых – семейство ЦАП, два DSP и микропроцессор с архитектурой SPARC (аналог широко применяемых как в Европе, так и в России процессоров LEON3, поставки которых в Россию совсем недавно прекратились). Удивительно кстати то, что этот процессор делает НИИЭТ, а не например Московский центр SPARC-технологий (МЦСТ). Видимо опыт проектирования радстойких изделий оказался важнее опыта проектирования SPARC.

И последнее предприятие в списке – минский завод «Интеграл»

В линейке продукции специального назначения «Интеграла» — статическая и динамическая память (самая большая – 1 Мбит, как SRAM, так и ПЗУ), небольшие микроконтроллеры, интерфейсные микросхемы, БМП и ПЛИС, а также силовые и дискретные приборы. Подавляющее большинство – на старых технологиях. Вот пара примеров:

1655РР1Т – 256 кбит флэш-память, время выборки 150 нс, время записи 10 мс.

1659РУ1Т – SRAM 256 кбит, время выборки 50 нс. КНИ технология.

1666РЕ014 – FRAM 1 Мбит. 

1881ВГ4Т – 8-битный микроконтроллер (AVR) с встроенной флэш-памятью, SRAM и аналоговой периферией. Тактовая частота 4 МГц.

1880ВЕ1У – 8-битный микроконтроллер (MSC-51) со встроенным 10-битными АЦПю Тактовая частота 24 МГц.

1451БК2У – аналоговый базовый матричный кристалл.

5577CX3T – однократно программируемая ПЛИС на 2000 эквивалентных вентилей. 

Выводы

Все не так плохо, как кажется (и как могло бы быть). Работ по созданию отечественной электроники для военных и космических применений идет много, и обойтись без американских чипов в обозримой перспективе вполне можно. 

Отстаем все равно сильно, хотя и не так катастрофически, как в «обычной» микроэлектронике. Сейчас, правда, вопрос ставится не о том, чтобы догнать и перегнать, а о том, чтобы не остаться у разбитого корыта.

Ситуация осложняется тем, что потребители электроники не хотят переходить на отечественные разработки (и их можно понять, потому что, к сожалению, по качеству и особенно по техподдержке и документации российские разработки рядом не лежали с импортными), а когда переходят – хотят получать копии, что сильно раздувает количество микросхем, которые надо разработать. Для того, чтобы российские разработчики микросхем смогли обеспечить разработчиков бортовых систем всем необходимым, нужно еще очень много работать.

Постскриптум

На этом можно завершить обзор, но у меня есть небольшой постскриптум относительно того, что еще ждет нас в ближайшие годы. Подавляющее большинство работ, представленных в обзоре, финансируются из бюджета, а значит информацию можно найти на сайте госзакупок. Если погуглить его на предмет работы под названием «Обработка-13», то найдется крайне любопытный документ от мая 2012-го года (ссылка на скачивание файла).

В нем очень много всего интересного, например закрытый конкурс департамент промышленности обычных вооружений боеприпасов и спецхимии, где у работ нет формулировок, а есть только названия. Есть там работа «Расширенные экспериментально-морфологические и медицинские исследования композиционных костнопластических материалов для эффективной регенерации костной ткани» и есть несколько десятков работ по радиационностойкой элементной базе, которые должны закончиться в 2014-м и 2015-м годах. И это, напомню, одна госзакупка за май 2012.

Нас интересуют лоты закупок 110/11-ФЦП1-12.04ок, 111/11-ФЦП1-12.04ок, 112/11-ФЦП1-12.04ок, 117/11-ФЦП1-18.04ок.

ОКР «Разработка радиационно-стойкой СнК, реализующей сбое и отказоустойчивый 32-разрядный RISC-процессор с резервированием на кристалле и набором интерфейсов», шифр «Обработка-10».

ОКР «Разработка радиационно-стойкой трехядерной микросхемы сигнального микропроцессора с шестью портами SpaceFibre», шифр «Обработка-11». Видим SpaceFibre – говорим «Элвис»

ОКР «Разработка высокопроизводительного 32-разрядного процессора архитектуры SPARC V8 с повышенной стойкостью к СВВФ, четырьмя портами SpaceFibre, двумя портами CAN 2.0 B, интегрированными контроллерами PCI 2.2, Ethernet и USB 2.0», шифр «Обработка-12» – а вот и LEON от НИИЭТ. 

ОКР «Разработка спецстойкого 32 разрядного RISC процессора на основе архитектуры ARM для аппаратуры спецстойкой телеметрии, бортового вычислителя, радиолокационного корректора систем автономной навигации КМОП-КНИ с проектными нормами 0,25…0,3 мкм», шифр «Обработка-13» — это «Миландр», о процессоре я писал выше.

ОКР «Разработка радиационно-стойкого DSP-микроконтроллера для управления электроприводом», шифр «Обработка-14» — вот это, кажется, НИИЭТ.

ОКР «Разработка комплекта радиационно-стойких СБИС для построения аппаратуры КИС, телеметрии служебных систем космических аппаратов», шифр «Обработка-15».

ОКР «Разработка и изготовление на отечественном производстве микросхем спецстойкого масочного ПЗУ емкостью 8...16 Мбит», шифр «Засечка-6».

ОКР «Разработка и изготовление на отечественном производстве радиационностойкой СБИС СОЗУ информационной емкостью 4 Мбит с повышенным быстродействием», шифр «Засечка-8».

ОКР «Разработка и освоение БИС ОЗУ с сегнетоэлектрическими (FRAM) элементами памяти емкостью до 1 Мбит», шифр «Засечка-9». Ого какая. Интересно, кто делает? Сегнетоэлектрики вообще не восприимчивы к радиации и могут работать в космосе очень долго. Жаль только, что очень медленно.

ОКР «Разработка 128-разрядного высокопроизводительного микропроцессора на структурах КНС/КНИ 0,25 мкм, совместимого с архитектурой КОМДИВ, для систем цифровой обработки сигналов», шифр «Схема-10». КОМДИВ – это НИИСИ.

ОКР «Разработка конструктивно-технологического базиса и библиотеки стандартных элементов с технологическими нормами 0,25 мкм КНИ, обеспечивающей достижение экстремальных уровней радиационной стойкости не менее 6Ус», шифр «Схема-12».

ОКР «Разработка СФ-блоков серийно выпускаемых микропроцессоров и микроконтроллеров серий 1867, 1830, 1874 для радиационно-стойкой КНИ технологии», шифр «Схема-13». Это контролеры НИИЭТ, копии интеловских. Значит будут делать на «Микроне» или в НИИСИ радстойкие версии.

ОКР «Разработка энергонезависимой радиационно-стойкой однократно программируемой пользователем логической матрицы ёмкостью 30-50 тыс.вентилей», шифр «Алмаз-5».

ОКР «Разработка ряда радиационно-стойких БМК: БМК-400 и БМК-1000», шифр «Алмаз-6». Это дизайн-центр «Союз» почти наверняка. Те самые два БМК выше.

ОКР «Разработка ряда радиационно-стойких БИС цифрового синтезатора частоты», шифр «Цифра-16».

ОКР «Разработка микросхемы аналогового ключа с полосой частот не менее 1…2 ГГц», шифр «Цифра-17».

ОКР «Разработка и освоение спецстойких DC-DC преобразователей напряжения», шифр «Питание-7». А вот два примера, очень далеких от микропроцессоров. То есть разрабатывается и другая элементная база, что очень хорошо.

ОКР «Разработка радиационно-стойкого квадратурного модулятора для диапазона рабочих частот 30-40ГГц», шифр «Высотка-13».

ОКР «Разработка мощных радиационно-стойких быстродействующих СВЧ переключателей, модуляторов, фазовращателей и защитных устройств на pin-диодах на SiC для дм- и см-диапазонов длин волн», шифр «Высотка-14».

ОКР «Разработка модельного ряда специализированных СБИС для применения в унифицированных узлах служебной аппаратуры КА», шифр «Схема-11». Это не «Мультиборт» ли?

ОКР «Разработка серии оптоэлектронных приборов, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях, на основе широкозонных полупроводниковых структур, многослойных гетероструктур и их соединений», шифр «Оптрон-4». Вот такое совсем не знаю кто делает, в обзоре выше точно нет. Может быть «Светлана»?www.svetlanajsc.ru/index.php/ru/

ОКР «Разработка сложнофункциональной СБИС 16-разрядного микроконвертера со встроенной аппаратной реализацией алгоритмов кодирования/декодирования информации», шифр «Сложность-12».

ОКР «Разработка комплекта СБИС типа «система на кристалле» для навигационного приемника Глонасс/GPS с низким энергопотреблением», шифр «Сложность-13». Это почти наверняка НИИМА «Прогресс».

ОКР «Разработка комплекта микросхем управления взрывательными устройствами малокалиберных боеприпасов», шифр «Сложность-14». А вот чисто военная разработка. 

ОКР «Разработка микросхемы контроллера периферийных интерфейсов КПИ-2 для многоядерных микропроцессоров с архитектурой «Эльбрус» с суммарной пропускной способностью ввода/вывода не менее 16 Гбайт/с», шифр «Процессор-8». 

МЦСТ и их собственная архитектура «Эльбрус». К космосу отношения не имеет, но попало в ту же самую программу закупок.

На этом, пожалуй, всё.

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈