Как ЮФУ помогает в решении глобальной проблемы дефицита микросхем

ЮФУ готовит кадры для производителей микроэлектроники, которые пользуются особым спросом не только в России, но и за рубежом. Как это сможет помочь в условиях мирового полупроводникового кризиса, рассказали в вузе.

Начавшийся в 2020 году глобальный дефицит микросхем затронул многие отрасли экономики. Особенно остро это отразилось на производстве автомобилей, медоборудования, смартфонов, игровых приставок. Продолжительность кризиса зависит от того, насколько быстро крупные игроки рынка смогут построить новые заводы, оснастить их оборудованием и наладить производство, считает заведующий кафедрой нанотехнологий и микросистемной техники ЮФУ Алексей Коломийцев.

«Дефицит микросхем возник в результате того, что спрос значительно превысил предложение, но причиной этого стало стечение нескольких факторов. Мощный удар по отрасли нанесла пандемия, которая вызвала остановку производств во всём мире. Сначала резко снизилось потребление изделий микроэлектроники автопроизводителями. Продажи и производство автомобилей упали, соответственно потребность в такой электронике снизилась. Параллельно с этим резко возрос спрос на персональную электронику: с переводом многих специалистов на работу онлайн возросли продажи веб-камер, микрофонов, планшетов и многого другого. В результате многие производители электроники переориентировали производство на другие типы микросхем. Но автомобильная промышленность неожиданно быстро восстановилась и ей понадобились те ресурсы, которых у производителей микроэлектроники уже не было», — объяснил Алексей Коломийцев.

Крупнейшие производители интегральных микросхем сегодня сконцентрированы в странах Юго-Восточной Азии. Поэтому существенный вклад в ситуацию на рынке внесла региональная специфика: во-первых, повлияла рекордная засуха на Тайване в 2020 году, когда крупнейшим заводам не хватало воды для охлаждения промышленных установок фотолитографии, что не позволило нарастить объёмы производства в соответствии с запросами рынка, во-вторых, резко выросли цены на морские контейнерные перевозки – основного способа доставки грузов между континентами. Также на развитие кризисной ситуации на рынке повлиял рост сектора майнинга криптовалют, в результате чего возник дефицит высокопроизводительных процессоров и видеокарт.

«Аналитики прогнозируют преодоление кризиса в течение 2-3 лет при условии, что не будет никаких «скачков» - например, резкого роста или падения спроса. Но сложность в том, что цикл производства микросхем достаточно долгий и включает в себя длинные производственные цепочки от выращивания кремниевых кристаллов до монтажа готовых микросхем в корпус», — пояснил специалист.

Кроме того, в условиях кризиса и необходимости наращивания производственных мощностей производители электроники во всём мире как никогда нуждаются в высококвалифицированных кадрах. Выпускники кафедры нанотехнологий и микросистемной техники Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ являются одними из наиболее востребованных в данной отрасли.

«Наша кафедра как раз готовит специалистов в области микроэлектроники. Традиционно выпускники трудоустраиваются не только в России, но и в крупнейших компаниях Европы и Северной Америки, а в последнее время многие уезжают в Азию. Мы активно занимаемся целевой подготовкой инженерных кадров, сотрудничаем со многими российскими предприятиями. Некоторые из них направляют к нам своих ведущих специалистов для обучения в магистратуре», — рассказал Алексей Коломийцев.

Эксперт напомнил, что в Южном федеральном университете существует ведущая научная школа по микроэлектронике и есть хороший опыт по разработке и созданию микросхем. Первая в СССР полупроводниковая интегральная микросхема была создана в ТРТИ ещё в 1960-е годы под руководством Леонарда Колесова. Он и его ученики, в частности Дмитрий Сеченов и Юрий Блинов – это люди, которые стояли у истоков микроэлектроники не только в ТРТИ, но и во всём Советском Союзе. В 1990-е годы сотрудники кафедры основали в США компанию, которая занималась производством микроэлектронных приборов на основе карбида кремния. Разработка вызвала глобальные изменения в мировой индустрии полупроводников: так, появились первые светодиоды на основе карбида кремния.

Сегодня учёные университета занимаются исследованиями и разработками в сфере микроэлектроники нового поколения.

«Важное научное направление нашей кафедры — синтез полупроводниковых гетероструктур на основе А3В5. Эксперты связывают дальнейший прогресс в микроэлектронике именно с этим направлением. Речь идёт об элементной базе сверхбыстродействующих систем — например, связи, радиолокации и навигации, элементной базы квантовых компьютеров, нанофотоники и оптоэлектронных систем. На кафедре успешно реализуются проекты по разработке и созданию элементов микроэлектромеханических систем – гироскопов и акселерометров для навигационных систем. Ведутся разработки в области углеродных наноматериалов, прежде всего нанотрубок и графена. Результатом исследований и разработок, которые ведутся в нашем университете, может стать создание новых высокотехнологичных отраслей экономики и глубокая модернизация существующих производств. Самое главное – мы готовим инженеров, которые сегодня очень востребованы в индустрии», - отметил Алексей Коломийцев.