рейтинг стран по электронике
Какие страны производят самую надёжную технику и почему она столь высокого качества?
Специфика отрасли
Бытовая техника и электроника – неотъемлемая часть жизни современного общества, и от нее требуется многофункциональность, долговечность, простота эксплуатации и эстетичность.
Обычно добротность подобных изделий определяется прочностью сборки, безопасностью, эргономичной конструкцией, компактностью и широтой функционала. Ранее считалось, что зарубежные образцы лучше, но сейчас же неплохо себя зарекомендовала та же украинская бытовая техника или белорусская, но есть все же неоспоримые лидеры качества в данном сегменте, то есть мировые бренды из стран Европы, Азии, Северной Америки.
Солидные приспособления, девайсы и гаджеты разрабатываются в Германии, Италии, США. Следует отметить, что даже если «прописка» торговых марок техники европейская, американская или японская, то выпускаются они преимущественно в Китае и соседних державах. Это объясняется тем, что здесь присутствуют сравнительно дешевые, но квалифицированные трудовые ресурсы, а также правовые особенности, способствующие развитию производства.
Флагманы в мире электротехники
В КНР действуют льготные тарифы на электроэнергию для предприятий, постоянно совершенствуется логистика, транспортная инфраструктура, телекоммуникации, энергетика. Потому китайские производители могут предлагать потребителям продукты с идеальным соотношением цены и качества.
Но в Японии или Скандинавии выше производственные стандарты, зарплаты, оптимальны условия труда, а, следовательно, и морально-психологический климат среди рабочих. Техника их этих регионов дороже, но служит дольше, в ней реже встречается брак. Ее считают престижной и закупают не только частные лица, но и магазины, отели, заведения общепита.
Новые «игроки» на рынке бытовой техники
В зоне бывшего СССР тоже меняется хозяйственный механизм и подход к промышленности, включая приборостроение. Модернизируются системы управления качеством в фирмах, и техника из России, Украины и Белоруссии обретает конкурентоспособность благодаря:
Упомянутые компании преуспевают в области климатической техники, оборудования для кухонь (газовые и электроплиты, вытяжки). Часто они сотрудничают с заграничными партнерами, в т.ч. из Поднебесной или выполняют обязанности местных представителей, дистрибьюторов иностранных корпораций.
15 самых технологически развитых стран в мире
В прошлом технологические новинки встречались только в домах самых богатых людей мира. Но сегодня все изменилось – технологические новинки есть практически в каждом доме.
Развитие технологий со временем привело к росту спроса потребителей, что сделало IT-индустрию одной из самых прибыльных в мире.
В 2016 году 24% всех мировых исследований приходились на сектор компьютерных технологий и электроники, а расходы на программное обеспечение и интернет-сектор составили 12%.
Во многих странах развиваются технологии, которые экспортируются в другие страны. Это приводит к росту ВВП, а также к тому, что страны получают репутацию самых технологически развитых стран мира.
Наша страна оказалась в то-15 самых технологически развитых стран мира. Ниже мы подробнее расскажем о них.
15. Малайзия
В этом году стоимость акций Vitrox выросла на 24%. Эксперты прогнозируют, что к 2020 году на цифровой сектор будет приходиться до 20% ВВП Малайзии.
Частично это будет связано с программой поддержки стартапов, которая была недавно запущена в этой стране.
14. Франция
Эта страна регулярно занимает высокие места в рейтинге Deloitte «Technology Fast 500», в который входят самые быстро растущие компании в Европе, на Ближнем Востоке и Африке.
В 2016 году в этот список попали 96 компаний из Франции, включая занявшую 5 место компанию Horizontal Software, которая за три предыдущих года продемонстрировала рост на 8 339%.
Кроме того, Франция привлекает квалифицированных специалистов со всего мира, предлагая визы любому, кто готов основать или инвестировать в технологический стартап.
13. Израиль
Международные компании стараются не упустить возможности, которые предлагает Израиль и его молодое и хорошо образованное население.
Более 300 международных компаний открыли исследовательские центры и представительства в этой стране.
12. Россия
Теперь молодые предприниматели и олигархи стремятся развивать потенциал IT-сектора в нашей стране. И ситуация меняется очень быстро.
Помимо того, что многие компании заинтересованы прежде всего в нефтегазовом секторе России, по состоянию на 2013 год, IT- компании занимали два места в топ-10 самых быстро развивающихся компаний.
Кроме того, все чаще Россию обвиняют в хакерских атаках.
Обвинения, конечно, ничем не подтверждены, однако сам факт демонстрирует, что нашу страну считают технологически продвинутой и развитой.
Важно отметить также и развитие технологий в области вооружения — здесь Россия остается традиционным лидером на мировых рынках.
11. Финляндия
Крупный производитель мобильных телефонов Nokia расположен как раз в Финляндии.
В последнее время его обгоняет iPhone, однако именно инновации, которые совершила финская компания в 80-х и 90-х, проложили путь для дальнейшего развития смартфонов.
В настоящий момент стартапы в Финляндии направлены на разработку программного обеспечения, а не аппаратов.
Многие из самых продаваемых мобильных игр были разработаны в Финляндии, включая популярную игру Angry Birds.
10. Австралия
Среди технологических достижений этой страны можно выделить Sportstec, цифровой инструмент, анализирующий достижения спортсменов, который приобрел технологических гигант Hudl.
Многие крупнейшие технологические компании мира также рассматривают потенциал австралийского рынка и открывают там свои представительства и исследовательские центры, которые также подходят для выхода на азиатские рынки.
9. Швеция
Фактически Швеция стала одной из немногих стран, которые смогли добиться роста экономики после финансового кризиса 2008 года, во многом благодаря успеху технологических компаний.
Такие производители, как Ericsson, который доминировал на рынке, теперь вынуждены делить роль лидера с новичками Spotify, Skype и Torrent—компании, которые используют гибкость интернета для улучшения коммуникаций и развития возможностей делиться информацией, идеями и музыкой.
8. Канада
Наверное, для самой Канады удивительно ее попадание в этот рейтинг, особенно после того, как исследование 2016 года показало, что именно сектор технологий обгоняет как финансовый сектор, так и страхование.
В Канаде есть даже собственная «Кремниевая долина» в пригородах Торонто, где расположены компании, производящие аппаратуру и программы.
Многие стартапы стремятся воспользоваться возможностями, которые предоставляет им развитие технологий мобильных приложений.
7. Великобритания
Тем не менее, здесь по-прежнему размещены успешные технологические компании, а большинство крупных международных компаний по-прежнему хотят иметь офис в Лондоне.
Одна из крупнейших британских технологических компаний Sage разрабатывает бухгалтерские программы, которые продаются по всему миру и позволяют пользователям выполнять комплексные операции на iPad.
6. Индия
Однако ее экономика действительно предоставляет огромные возможности и развивает технологический сектор.
И успех Индии связан не только с аутсорсингом кол-центров, которые также являются крупным источником занятости для молодых индийцев.
5. Китай
Такие компании, как Huawei, начали свое наступление на рынок смартфонов, а Baidu, китайский Google, продолжает доминировать на внутреннем рынке, имея свыше 70 млн активных пользователей.
Возможно, самым известным китайским экспортером стал Alibaba, ритейлинговый гигант, который продает фактически все, от электроники до услуг в области недвижимости.
4. Германия
Siemens, который раньше был известен как производитель мобильных телефонов, теперь занимается самыми разными технологическими разработками, включая инновации в области возобновляемой энергетики.
3. Южная Корея
Уже в 2015 году она стала 14 крупнейшей экономикой мира, и во многом этот рост связан с развитием технологического сектора.
Южная Корея поддерживает стартапы, здесь много успешных технологических компаний.
2. Япония
Не так давно было объявлено о том, что планируется инвестировать дополнительный 1% ВВП каждый год в развитие технологического сектора.
Это эквивалентно около 26 трлн иен в течение 5 лет. В частности, планируется направлять эти деньги в развитие инноваций и небольших стартапов.
Среди технологических гигантов Японии – такие компании, как Sony, Toshiba, Mitsubishi, и Panasonic, и многие другие.
1. США
6,7 млн человек работают в этом секторе.
Согласно исследованию 2015 года, 6% ВВП принесла США только интернет-экономика, не говоря уже о технологическом секторе.
Несомненно, это связано с успехом таких компаний, как Apple.
Помимо этого, в США есть множество других компаний, а также именно здесь сложилась неповторимая обстановка, которая благоприятна для развития стартапов.
Главными поставщиками микроэлектроники в Россию оказались три страны Азии
Крупнейшими источниками импорта в Россию электронных компонентов (микросхем, полупроводников, транзисторов, резисторов, диодов и т.п.) являются страны Восточной и Юго-Восточной Азии, выяснил РБК на основе базы данных Федеральной таможенной службы (ФТС).
Эта же тройка — Китай, Малайзия, Тайвань — остается лидером по поставкам интегральных микросхем, диодов, транзисторов, резисторов и конденсаторов в Россию за первые пять месяцев 2019 года (см. инфографику).
Поводом разобраться в основных направлениях импорта электроники в Россию стала недавняя новость о том, что правительство может отказаться от серийного производства космических аппаратов ГЛОНАСС-К из-за ограничений на импорт иностранных компонентов и невозможности оперативно изготовить российские аналоги. Министр промышленности Денис Мантуров говорил в августе 2018 года, что Россия завозит недостающие компоненты из стран Юго-Восточной Азии, но не называл, откуда конкретно.
Как мы считали
В Товарной номенклатуре внешнеэкономической деятельности (ТН ВЭД) такой категории, как «электронные компоненты», нет. В многообразии товарных кодов РБК выбирал следующие группы товаров:
Электронные компоненты не имеют самостоятельного применения. Данная классификация была заимствована из документа «Деловой России» 2016 года (.pdf), ее применимость в общем виде подтвердил РБК собеседник в российской отрасли электронной промышленности. Данные по импорту в стоимостном выражении были выгружены из базы ФТС. Эти данные доступны только за последние три года, поэтому анализ был ограничен 2016–2018 годами и пятью месяцами текущего года.
В российской внешнеторговой статистике импорт учитывается по стране происхождения товара, даже если товар поставлен с территории других стран.
Азия конкурирует с американцами и белорусами
Структура импорта электронных компонентов за последние три года не претерпела существенных изменений.
«На мой взгляд, США — действительно важный поставщик на мировой рынок новейших технологий. Если таковые трудно сегодня заменить чем-либо сопоставимым, то представляется логичным, например, для производителей конечных космических систем стремиться использовать эти новейшие технологии», — сказал РБК исполнительный директор Ассоциации предприятий компьютерных и информационных технологий Николай Комлев.
Тренд на увеличение импорта электронных компонентов из Восточной Азии, особенно из Китая, был заметен еще до начала санкционного противостояния в 2014 году, утверждает Конноли. Однако этот тренд резко ускорился после 2014 года, указывает он. И это произошло за счет падения продаж в Россию со стороны традиционных поставщиков — Германии, Франции, Италии.
При этом высокие позиции Малайзии и Вьетнама в списке поставщиков электронных компонентов для России могут объясняться тем, что это места конечной сборки компонентов (специальной упаковки микросхемы), а сами микросхемы производятся в том же Китае или на Тайване. Поэтому, возможно, фактическая роль Китая и Тайваня еще больше, чем показывает статистика.
Санкционные ограничения
Разумеется, далеко не вся импортируемая микроэлектроника представляет собой «чувствительные» поставки для ракетно-космической или оборонной отраслей. Например, под кодом 8542 могут проходить микросхемы как для космоса, так и для обычных онлайн-касс, объясняет собеседник РБК в электронной отрасли.
Санкционные и экспортные ограничения западных стран пока не коснулись производства чисто гражданского электронного оборудования. А военно-промышленный комплекс в основном уже работает на российских комплектующих, говорит источник РБК.
Сложности возникают с поставками продукции двойного назначения, которая может использоваться как в гражданской, так и в оборонной промышленности. Евросоюз и США после 2014 года ограничили экспорт в Россию такой продукции. Заказчики пока находят возможности закупать такие технологии в обход авторизованных каналов, но при этом сталкиваются с серьезными проблемами контрафакта, рассказывает собеседник РБК.
В космических проектах отказы в поставках импортных комплектующих приводят к приостановкам производства. Главным образом это связано с тем, что используются специальные радиационно-стойкие комплектующие, которые выпускаются под конкретный заказ — их нельзя перекупить на открытом рынке. Российские компоненты имеют невысокое качество — особенно если речь идет о космических технологиях; отечественный рынок отстает от мирового на 15–20 лет, считает собеседник РБК.
Другой источник, близкий к российскому производителю микроэлектроники, подтверждает, что для спутников нужны радиационно стойкие микросхемы, которые невозможно приобрести на открытом рынке. «Подобными технологиями обладают в основном США или дружественные им страны», — отметил он. С этим согласен региональный вице-президент спутниковой компании Eutelsat Николай Орлов. Он добавил, что российские компании до санкций были ориентированы на кооперацию с Европой, которая была выстроена с 1990-х годов. «Европейские и азиатские компоненты могут значительно различаться. Переход с одних на другие требует полной смены дизайна устройства, выстраивания кооперации с поставщиками, а на это требуется время», — говорит он.
Недооценили риски
Если говорить о спутниках ГЛОНАСС, то при их проектировании, вероятно, были недооценены риски санкционных ограничений, поскольку изначально ГЛОНАСС не рассматривался как система, угрожающая национальной безопасности США, говорит исполнительный директор Ассоциации разработчиков и производителей электроники Иван Покровский. Разработчики использовали комплектующие, поставки которых требуют лицензирования, а лицензии на поставки исправно выдавались.
Но теперь, после санкций, перейти на другие комплектующие означает полностью перепроектировать блок или систему и снова провести весь комплекс необходимых испытаний. Требуется совместная работа с разработчиками микросхем и модулей по созданию новых комплектующих — это затраты времени и денег, при этом бюджет, как правило, ограничен, подчеркивает Покровский. «При этом если в системе используются сложные уникальные комплектующие, то чаще бывает, что проще разработать новое решение, чем воспроизвести зарубежную микросхему для замены», — рассуждает он.
Эта проблема носит глобальный характер, говорит Покровский: «Вы закладываете определенные микросхемы, а потом они вдруг становятся недоступны, и причина не только в санкциях». Например, ряд популярных у российских разработчиков микросхем компании Altera был снят с производства после того, как эту компанию в 2015 году приобрела Intel. А эти схемы использовались в космической, военной промышленности, в промышленных системах управления и телекоммуникационном оборудовании, указывает эксперт.
При подготовке этого материала РБК направил запрос в Минпромторг, который ответственен за план мероприятий по импортозамещению в радиоэлектронной промышленности (.pdf).
Рейтинг стран мира по объему промышленного производства 2020
Здравствуйте, уважаемые читатели проекта Тюлягин! Сегодня мы с вами поговорим о промышленном производстве и промышленности. В статье вы узнаете что такое промышленное производство и промышленность, а также какова их роль в современной экономике. Кроме этого в статья я приведу рейтинг стран мира по объему промышленного производства по последним доступным данным на 2020 год. Вы узнаете какова доля промышленности в ВВП США, Китая, России и других стран мира.
Содержание статьи:
Что такое промышленное производство и промышленность
Промышленное производство — это производство компонентов, деталей, полуфабрикатов при помощи специального промышленного оборудования (машин, инструментов) и привлечением рабочей силы из исходного сырья и последующую сборку этих компонентов в готовую продукцию. Процесс промышленного производства может происходить под воздействием разных видов обработки — химической, термической, механической и других. Как правило промышленное производство носит массовый характер, для удовлетворения массовых потребностей.
Отличие промышленного производства от индивидуального ремесла и кустарного производства заключается в большей степени автоматизации и механизации всех процессов производства, что значительно сокращает зависимость качества продукции от мастерства и умений рабочей силы.
Совокупность всех предприятий, занятых промышленным производством принято называть промышленностью. Промышленность — это различные виды предприятий ( заводы, фабрики, комбинаты, станции, шахты, рудники и т.д.) который занимаются добычей сырья и других производственных ресурсов, изготовлением инструментов и орудий труда, производством энергии, различными видами обработки материалов и товаров, а также изготовлением товаров для конечного потребителя.
Значение промышленного производства в экономике государства
Промышленное производство и промышленность играют огромную роль в современной экономике. Промышленность является тем типом структур, по образу которых модернизируются все другие отрасли экономики. Промышленное производство характеризуется высокой концентрацией технологий и техники, гибкими организационными системами. Промышленность одна из немногих отраслей экономики, которая производит орудия и инструменты, которые используются в других отраслях экономики. Промышленное производство играет важную в роль в создание рабочих мест и трудоустройства населения, а затем как следствие и благосостояние населения. Благодаря промышленности ускоряется научно-технический прогресс и урбанизация населения страны. Особую роль в экономике играет тяжелая промышленность, которая служит фундаментов всего народного хозяйства.
Уровень развития промышленности в стране напрямую влияет на ее обороноспособность. В военное время большая часть предприятий имеет возможность перепрофилирования своего производства на нужды государства и армии.
Важную роль играют предприятия пищевой промышленности, которые обеспечивают потребности населения в продовольствии.
Несмотря на то, что доля промышленности в современных развитых экономиках и в их ВВП уже не такая как была в 19 веке — первой половине 20 веке, однако по-прежнему составляет около 10-20%. Так доля промышленности в структуре ВВП США — крупнейшей экономики в мире составляет около 20%. Еще большая доля промышленного производства у второй экономики мира — Китая, около 41% от ВВП приходится на промышленное производство. Доля промышленности в экономике России на 2020 год составляет около 33 %. Доля промышленности в мировом ВВП к 2020 году снизилась до 30%. Наибольшую долю производства в экономике имею развивающиеся страны с большим количеством полезных ископаемых, в первую очередь это нефть и газ. Так доля промышленности в экономиках Катара и Кувейта достигает около 60%.
Рейтинг стран мира по объему промышленного производства 2020
Ниже представлены страны лидеры по объему промышленного производства в миллионах долларов. Помимо объема промышленного производства также указана доля стран в мировом промышленном производстве, а также данные по объему промышленной продукции от Всемирного Банка. Это наиболее свежие данные, доступные на начало 2020 года. При расчете объема промышленного производства использовались данные ВВП по ППС умноженные на долю пром производства страны в ее структуре экономики.
Так лидеров в мире по объему промышленного производства является Китай, он равняется около 9,4 трлн долларов. Китай лидирует в производстве многих товаров и ресурсов, так например он лидер по производству автомобилей в мире, а также на первом месте по производству электроэнергии. Россия среди всех стран мира занимает 6 место, с объемом производства 1.3 трлн долларов? отдельно также можете посмотреть статистику роста объема промышленного производства России. Также в первую пятерку входят: 2 — США, 3 — Индия, 4 — Япония, 5 Индонезия. Полный рейтинг стран мира по пром производству доступен в таблице.
А на этом сегодня все про промышленное производство в странах мира. Добавляйте статью в закладки и подписывайтесь на новые статьи по e-mail. До новых встреч на страницах проекта Тюлягин, друзья!
Кто есть кто в мировой микроэлектронике
Типичная новость про электронику начала 2020 года: «Intel, вероятно, не будет размещать заказ на производство у TSMC, но рассматривает возможность сотрудничества с GlobalFoundries». Кто такие Intel — всем понятно, но что за GlobalFoundries и TSMC? Когда деревья были большими, каждая микроэлектронная компания самостоятельно производила свои микросхемы, а то и технику на их основе, как какая-нибудь Toshiba или IBM. С тех пор утекло много воды, производство подорожало, сложность приборов возросла, и в создании такого приземленного и распространенного девайса, как айфон, участвует несколько десятков высокотехнологичных компаний с трех континентов. Размеры мирового рынка полупроводниковых микросхем и приборов оцениваются больше, чем в 400 миллиардов долларов, но не все гиганты этого рынка имеют дело с конечными пользователями и часто появляются в новостях. Зато когда появляются — могут сбить с толку. Чтобы этого не происходило, я попробую кратко описать, кто есть кто.
Важный дисклеймер: в статье будет очень много цифр, в основном финансовых, но имейте, пожалуйста, ввиду, что я не настоящий финансовый аналитик, а только инженер, вооружившийся гуглом.
Рынок
Начнем собственно с рынка, на котором полупроводниковые компании пытаются зарабатывать. Его годовой объем по состоянию на 2019 год оценивается 400-500 миллиардов долларов годовой выручки. Такой большой разброс вызван тем, что из-за американо-китайской торговой войны вместо ожидавшегося роста произошло падение, так что, с одной стороны, к фактическому состоянию ближе нижняя оценка, зато верхняя показывает, куда рынок может попасть прямо сейчас, если геополитическая ситуация успокоится. Для сравнения, мировой рынок конечных устройств на основе электроники — более полутора триллионов долларов, в том числе смартфоны перевалили в 2018 за 480 миллиардов. Если сравнивать с не (совсем) электронным рынком, то автопроизводители всего мира получают 450 миллиардов за один квартал.
Рисунок 1. Мировой рынок микроэлектроники (выручка) по конечному потребителю.
Разделение на сегменты на этом рисунке весьма расплывчатое, но будем считать, что общее представление оно даёт. В computer наверняка включены серверы, а communications — это в основном смартфоны. Отдельно хочу отметить 1% госзаказа (российские электронщики нервно смеются) и 12% автомобильной индустрии. Эти 12% важны тем, что в отличие от более-менее устоявшихся и понятных остальных рынков, количество электроники в автомобилях стремительно растет — это и системы помощи водителю, и электропривод, и просто дисплеи вместо стрелочных приборов на панели.
Рисунок 2. Мировой рынок микроэлектроники (выручка) по типу продуктов. Источник
На этом рисунке мы видим, какие же микросхемы продаются. Обратите внимание, что это не штуки, а деньги. 5% копеечных дискретных компонентов в штуках дали бы гораздо больше, чем стодолларовые микропроцессоры. Самая большая доля — у памяти, это в основном DDR и флэш. Объемы рынка таковы, что ключевые производители заняты только памятью или почти только памятью. Этому также способствует то, что и для DDR, и для многоуровневого флэша нужны специальные опции технологии, которых обычно нет в процессах для других применений. Логика — это все цифровые схемы, которые не память и не процессоры: модемы, интерфейсы, микроконтроллеры и так далее и тому подобное. Оптоэлектронные компоненты — в основном светодиоды (активно замещающие лампы накаливания) и чувствительные элементы фото- и видеокамер. А теперь давайте посмотрим, кто же зарабатывает все эти сумасшедшие деньги.
Самые большие
Таблица 1. Топ-10 полупроводниковых компаний по выручке в 2019 году.
Что мы видим здесь? С Intel, Samsung, Toshiba и Nvidia более-менее все ясно, эти компании постоянно на слуху. SK Hynix (бывшее полупроводниковое подразделение Hyundai) и Micron специализируются на производстве памяти. TSMC — крупнейший в мире контрактный производитель микросхем (об этом чуть позже). Broadcom и Qualcomm — лидеры в коммуникационных чипах, а Texas Instruments — в аналоговых микросхемах. Стоит заметить, что эти десять компаний — это две трети всего рынка, и все остальные в основном собирают то, до чего у гигантов не дошли руки. Впрочем, оставшаяся треть рынка все ещё огромна, и на ней работает множество отлично себя чувствующих больших и маленьких компаний, многие из которых делают уникальные, хоть и нишевые решения.
Важным дополнением к таблице будет то, что в ней указана только выручка от продаж микросхем. Например, общая выручка Toshiba примерно в три раза больше, чем у их полупроводникового подразделения. Общая годовая выручка Samsung — больше двухсот миллиардов долларов. В качестве ориентиров для сравнения можно использовать Apple (около 260, из которых собственная разработка чипов соответствует примерно 7 миллиардам), Microsoft (125), “Газпром” (120). Масштабы российской электроники можно проиллюстрировать размерами “Ростеха” (28 миллиардов долларов) и “Микрона” (0.16 миллиарда долларов).
Еще одно — три компании из списка (Broadcom, Qualcomm, Nvidia) вообще не имеют собственного производства микросхем. По забавному совпадению, все трое, будучи грандами так называемой fabless-модели, аутсорсят производство своих чипов на тайваньской фабрике TSMC (хотя и не только на ней). Так же поступают и многие компании, имеющие какое-то собственное производство, но размещающие на фаундри заказы по самым маленьким и, соответственно, самым дорогим проектным нормам.
Рисунок 3. Одна из плат iphone 3G (2008).
Рисунок 4. Две платы с iphone XS (2018).
На этих двух рисунках вы можете посмотреть, как продвинулась интеграция в коммерческой электронике за десять лет. Вместо большого набора мелких микросхем и дискретных пассивных компонентов все, что можно, теперь упаковывается в сложнофункциональные системы на кристалле — ради уменьшения площади и объема платы, сокращения потребления энергии и удешевления производства. Заодно можно наблюдать, как Apple нарастила за десять лет собственную разработку чипов. А еще со времени выхода изображенного iphone XS яблочники купили команды, делавшие большую часть чипов, помеченных на рисунках как продукция Intel (модемы, основные конкуренты Qualcomm) и Dialog (чипы управления питанием). Но даже с учетом этого, можно видеть, что банальный сотовый телефон — продукт кооперации десятка микроэлектронных компаний и еще кто знает скольких фирм, являющихся их поставщиками и субподрядчиками.
Производство
Как вы могли заметить, в топе таблицы 1 компании из четырех стран: США, Японии, Кореи и Тайваня. Означает ли это, что все мировое производство микросхем сосредоточено в этих странах? И да, и нет. Про то, что минимум три компании из десятки производят свои чипы на Тайване, я уже сказал. Заводы Intel, кроме США, есть еще в Израиле и Ирландии, а заводы американской Micron — еще на Тайване, в Сингапуре и в Японии. В целом картина мирового производства выглядит вот так:
Рисунок 5. Мировое производство полупроводников по регионам, в тысячах эквивалентных двухсотмиллиметровых пластин в месяц.
Как видите, Тайвань, Корея и Япония дают больше половины мирового производства, а если к ним добавить еще Китай и занимающие большую часть “остального мира” Сингапур и Малайзию, то Юго-Восточная Азия займет три четверти мирового производства. Обратите внимание, что на этом рисунке показаны не деньги, а количество пластин. При этом пластины, произведенные по более тонким проектным нормам, дороже и прибыли обычно приносят больше. Если учесть проектные нормы, то картинка получается еще более интересная.
Рисунок 6. Распределение мирового производства микросхем по проектным нормам.
Что мы видим на этом рисунке? Первое — половина мирового производства делается по нормам 28 нм и выше (и эта половина по объему даёт больше двух третей денег). Второе — самые тонкие нормы непропорционально развиты в Японии и Корее (это следствие размещения там специализированных фабрик для памяти), тогда как нормы в основном контрактного тайваньского производства распределены более равномерно. Третье — отсутствие Индии. Парадоксально, но факт — в Индии до сих пор нет вообще никакого полупроводникового производства, и в целом микроэлектроника в ней до недавних пор была крайне отсталой. Впрочем, в последние годы знаменитые индийские программисты-аутсорсеры осваивают и дизайн микросхем тоже, и разработка в Индии растет как на дрожжах за счет отличного сочетания качества и стоимости рабочей силы. И четвертое — среди регионов, где производство микросхем все же есть, Европа в явных отстающих. В Старом свете, собственно, есть только четыре 300 мм фабрики: завод Intel в Ирландии, завод STM во французском Кролле, завод GlobalFoundries в Дрездене (это та самая фабрика AMD, старое оборудование которой купил многострадальный “Ангстрем-Т”) и завод Infineon тоже в Дрездене. Еще три фабрики в процессе строительства — STM в окрестностях Милана, Bosch в Дрездене, Infineon в австрийском Филлахе, и на этом все.
Впрочем, старые проектные нормы — это тоже многомиллиардный рынок, и при умелом использовании такие фабрики могут приносить значительные прибыли. Устаревающее оборудование перепрофилируют на производство силовой электроники, МЭМС, светодиодов, а то и дискретных компонентов. Свежий писк моды в оборудовании, предназначенном для работы с пластинами 100 и 150 мм — переход на карбид кремния, крайне востребованный в быстрорастущей силовой электронике. Так, например, поступили STM со своей фабрикой в сицилийской Катании, и она теперь вместо прозябания основной поставщик силовых транзисторов для Tesla model 3. Фабрики с пластинами 200 мм тоже уже вовсю осваивают кремниевые дискретные элементы — и тот же карбид будет для них следующим шагом.
Рисунок 7. Сравнение производства на пластинах 200 мм в 2006 и 2018 годах. Обратите внимание, что общий объем производства почти не упал, несмотря на очевидное устаревание проектных норм (200 мм — это 130 нм и больше). «Очевидность» устаревания хорошо видна на изменении доли памяти в общем объеме производства: для нее нет причин оставаться на более толстых нормах, если доступны тонкие.
Оборудование
Одна из главных проблем микроэлектронного производства — его стремительное удорожание с каждым новым шагом проектных норм. Современные фабрики стоят миллиарды, а то и десятки миллиардов долларов, а цены на технологические установки исчисляются десятками миллионов за штуку. Общий годовой объем рынка производственного оборудования — порядка 50 миллиардов долларов.
Таблица 2. Крупнейшие производители оборудования для микроэлектронного производства.
В производстве оборудования по большому счету есть только США и Япония. Выпадает из общей картины только голландская компания ASML, которая занимается относительно узкой сферой — литографией — но имеет в ней больше 80% мирового рынка (за остатки бьются Canon и Nikon). Более того, на передовых проектных нормах ASML — монополист, что, на мой вкус, весьма удивительно и что время от времени приводит к интересным последствиям. Например, совсем недавно китайская программа обновления микроэлектроники уперлась в то, что голландское правительство по просьбе американского запретило ASML поставку в Китай новейших литографических степперов. Вообще для этих целей есть ограничения ITAR, но к удивлению американцев, в продукции ASML оказалось меньше нужных 25% американских технологий, и вместо привычного хозяйского запрета пришлось идти на поклон к голландцам.
Foundry
Как я уже сказал выше, когда производственное оборудование было дешевым, все микроэлектронные компании сами разрабатывали и производили свои микросхемы, а многие производители электронной техники имели свое производство микросхем для внутренних нужд. Но уже в семидесятых порог входа начал расти, и перспективным гаражным стартапам стало очень трудно попадать на рынок. Для решения этой проблемы в южнокалифорнийском университете ISI была создана компания MOSIS, собиравшая со всех желающих маленькие заказы и размещавшая их группами на фабриках больших компаний, недозагруженных собственным производством. Хотя опыт оказался удачным и немало способствовал развитию микроэлектроники, в том числе первым опытам с RISC-архитектурами, сторонние клиенты всегда имели у фабрик более низкий приоритет, чем внутренние, что не очень помогало ведению бизнеса.
Коренной перелом в индустрии наступил благодаря тайваньскому инженеру по имени Моррис Чанг. Родившийся в 1931 году в континентальном Китае, в 1948 году он уехал из самого пекла гражданской войны учиться в США, где сделал успешную карьеру, пиком которой были должности вице-президента Texas Instruments и CEO General Instrument. В 1985 году, когда Чанг уже было собрался на пенсию, советник президента Тайваня и бывший премьер-министр Сунь Юньсюань (которого называют архитектором превращения страны в мощную промышленную державу) пригласил его на должность директора НИИ Индустриальной технологии (Industrial Technology Research Institute, ITRI). Так Чанг вернулся на родину и получил возможность воплотить в жизнь свою давнюю идею — создать фабрику, которая не будет ничего разрабатывать и продавать сама, а сконцентрируется исключительно на развитии технологии для нужд сторонних заказчиков. Эта фабрика была основана в 1987 году под названием Taiwan Semiconductor Manufacturing Company или TSMC.
Бизнес-модель TSMC оказалась крайне удачной и позволила превратить fabless-модель в огромную стабильную отрасль мировой экономики, дать небольшим компаниям со всего мира доступ к передовым технологиям, а Тайвань сделать одной из важнейших мировых экономик. Разумеется, у TSMC оказалось множество последователей, но именно эта фабрика так и осталась наиболее успешной, имея чуть больше половины всего мирового контрактного производства микросхем и активно развивая самые передовые проектные нормы. Клиенты TSMC варьируются от гигантов типа Apple и AMD до совсем небольших компаний по всему миру.
Таблица 3. Крупнейшие контрактные производства микросхем по состоянию на 2019 год. Для Samsung даны ориентировочные показатели только по контрактному производству для внешних заказчиков.
Как видите, для того, чтобы хорошо зарабатывать, не обязательно иметь самую современную технологию — хотя что-то хорошее иметь все же стоит. Хорошее, правда, не обязательно означает проектные нормы. Например, GlobalFoundries, отказавшись от борьбы с трио TSMC-Samsung-Intel в освоении норм 7 нм, необходимых для процессоров потребительского сегмента, сделала ставку на перспективные для интернета вещей и СВЧ процессы 12-28 нм FDSOI, а целый ряд оставшихся сразу за бортом десятки фабрик предлагает интеграцию на одном кристалле логики и высоковольтных силовых транзисторов, элементы для СВЧ-схем и другие “фишки”, востребованные в специализированных индустриальных и автомобильных чипах.
Рисунок 8. Сравнение FDSOI и обычного объемного транзистора. FDSOI MOSFET, будучи медленнее обычного объемного транзистора (а тем более медленнее FinFET), позволяет обеспечить очень маленькое энергопотребление и удобный контроль соотношения потребления и скорости, что хорошо подходит для чипов интернета вещей и других задач с батарейным питанием.
Рисунок 9. Технологии компании TowerJazz.
А вот так выглядит предложение израильско-американской фабрики TowerJazz (Tower — это израильская часть, а Jazz — американская). Процессорно-цифровая логика остановилась на уровне 45 нм, зато предложение активно выросло вширь, покрывая множество других применений. Три линейки радиочастотных технологий, две линейки аналоговых и силовых процессов, оптические чипы и МЭМС, а также наличие автомобильной и военной сертификации позволяют удовлетворить потребности самых разных клиентов, формируя портфолио не из нескольких больших заказов, а из большого числа маленьких.
Fabless
Таблица 4. Крупнейшие fabless-разработчики микросхем.
Из всех компаний, упомянутых в статье, участники этой таблицы наиболее понятны обычному человеку. Qualcomm Snapdragon — это де-факто стандарт процессоров для мобильников на Android; Broadcom — разнообразное сетевое оборудование (и чип в Raspberry Pi), Mediatek и HiSilicon — тоже известны как производители комплектующих для телефонов, с яблочниками и AMD все ясно и без меня. Xilinx чуть сложнее, но про них в курсе все, кто когда-то слышал термин “ПЛИС”, а Marvell и Novatek уже такие маленькие, что про них нужно знать только специалистам и биржевым игрокам.
Но как среди компаний без собственных фабрик оказалась такая старая и уважаемая фирма, как AMD? Ответ на этот вопрос довольно прост: в 2009 году, сразу после разрушительного финансового кризиса, AMD в рамках кампании по оздоровлению бизнеса выделила свое производство в отдельную фирму, названную GlobalFoundries, и продала ее инвесторам из Объединенных Арабских Эмиратов, став для новой компании якорным клиентом (по факту просто оставив все как было, но сняв с себя инфраструктурные расходы). После этого те же инвесторы купили и присоединили к GloFo крупную сингапурскую фабрику Chartered Semiconductor (тоже сотрудничавшую с AMD) и полупроводниковое подразделение IBM (включающее в числе прочего, допущенные к американской оборонке заводы в окрестностях Нью-Йорка). Получившийся конгломерат стал второй по размеру контрактной фабрикой в мире (впрочем, в пять раз меньшей, чем TSMC) с заводами в США, Германии, Сингапуре. Забавный факт: GloFo — крупнейший частный работодатель американского штата Вермонт.
Последовавшая гонка вооружений с лидерами — TSMC и Samsung — закончилась для GloFo не очень здорово, потерей крупнейшего клиента (AMD) в результате неспособности запустить нормы 7 нм. Впрочем, этот шок стал для компании благотворным и позволил запустить процесс избавления от неудобных активов и переориентацию (хоть и вынужденную) на другие рынки, в результате чего финансовое положение GloFo значительно улучшилось. Частично вернулась AMD (для I/O чипов, которым подходят нормы 14 нм), появились заказы в сферах интернета вещей и 5G. В последние недели также ходят слухи, что у фабрики есть перспектива получить вкусный контракт от Intel, которому не хватает собственных мощностей по нормам 14 нм. Если сделка состоится, и бывшие заводы AMD будут производить чипы “синих”, получится довольно иронично.
IP и САПР
Вообще IP — это интеллектуальная собственность, но в полупроводниковой индустрии активно используется понятие “IP-ядро”. Такие ядра — это законченные части дизайнов, которые разработчики не производят, а продают другим разработчикам. Подобный подход позволяет компаниям, продающим микросхемы, покупать готовые типовые блоки (например, контроллеры популярных интерфейсов), самостоятельно создавая только ту обычно небольшую часть чипа, которая составляет ноу-хау и создает основную добавленную стоимость. Подробнее про экосистему IP можно почитать вот здесь, а сейчас я скажу, что рынок этот относительно небольшой (около 3.5 миллиардов долларов), но уверенно растущий (прогнозируется удвоение за пять лет) и важный для индустрии в целом в силу того, что его существование здорово сокращает time to market и улучшает качество стандартных запчастей, которыми занимаются глубоко погруженные в тему профессионалы (ну, в теории), а не вспомогательные команды производителей микросхем.
Ключевой игрок рынка полупроводниковых IP вам наверняка хорошо знаком: это компания ARM, разрабатывающая одноименные процессорные ядра и лицензирующая их всем желающим, например практически всем производителям процессоров для мобильных телефонов. Доля ARM на рынке полупроводниковых IP — 45-50% (1.6 миллиарда долларов выручки в 2018 году), два других больших игрока — IP-подразделения производителей САПР Synopsys (629 миллионов из 3300) и Cadence (189 миллионов из 2100). Оставшаяся треть рынка почти равномерно размазана между сотнями небольших команд, специализирующихся на каких-то узких задачах.
Рынок электронных САПР, частью которого иногда считается рынок IP, составляет примерно 10 миллиардов долларов. Кроме упомянутых выше Synopsys и Cadence, в “большую тройку”, контролирующую почти весь рынок, входит Mentor, a Siemens Business (ранее известный как Mentor Graphics) с выручкой 1.3 миллиарда долларов. Интересная особенность рынка микроэлектронных САПР — то, что продукты компаний-конкурентов не только совместимы между собой, но даже могут встраиваться друг в друга, позволяя разработчикам собирать маршрут проектирования согласно специфике задачи.
Рисунок 10. Окно программы Virtuoso компании Cadence и одна из вкладок, являющаяся на самом деле программой Calibre разработки Mentor Graphics. Как видите, ничего не выдавало Штирлица, кроме более теплого серого цвета. И да, современный софт для проектирования микросхем выглядит именно так. Это тут еще графический интерфейс, а не командная строка.
Если не кремний, то кто?
Несмотря на огромные деньги, вкладываемые в развитие альтернатив кремнию, очевидно упершемуся уже даже не в экономический и технологический, а в физический потолок, ничего существенного в ближайшие годы ожидать не приходится. Кандидаты, кажущиеся “материалом будущего”, приходят и уходят (арсенид галлия, углеродные нанотрубки, графен и так далее и тому подобное), а кремниевые МОП-транзисторы никуда не деваются. Впрочем, существует достаточно много рыночных ниш, в которых другие материалы успешно составляют кремнию конкуренцию, а то и вовсе вытесняют его. Эти ниши, с одной стороны, составляют в лучшем случае единицы процентов от всего рынка, а с другой стороны, мы говорим о миллиардах долларов.
Почти в миллиард долларов оценивается рынок излучателей для полупроводниковых лазеров, представляющих собой сложные гетероструктуры из GaAs, AlGaAs, InGaAs и так далее и тому подобное. Кстати, за открытие этих гетероструктур получил нобелевскую премию по физике Жорес Алферов. Или например, светодиоды, тоже изготавливаемые из гетероструктур на основе материалов A3B5, стремительно проникающие в наш быт; пока что рынок светодиодов составляет единицы миллиардов, а вот мировой рынок диодных осветительных приборов уже перевалил за пятьдесят, и ожидается, что он продолжит расти по крайней мере до тех пор, пока совсем не исчезнут лампы накаливания.
Другая интересная история — рынок мощных высоковольтных приборов, на котором кремниевые МОП-транзисторы и IGBT начали стремительно уступать МОП-транзисторам на основе карбида кремния (SiC) и транзисторам с высокой подвижностью электронов (HEMT) на основе нитрида галлия (GaN). И те, и другие новички за счет свойств материала позволяют добиться лучших параметров, чем кремний может обеспечить даже теоретически. Те же самые новые приборы отбирают часть рынка СВЧ у GaAs — благодаря, например, более широкому температурному диапазону. Основные рынки, на которых внедряются новинки — это электромобили, базовые станции сетей 5G и, например, зарядные устройств для мобильных телефонов.
А еще в новостях регулярно пишут о том, что какие-нибудь ученые добились прорыва в использовании нового полупроводника. Все эти сообщения, разумеется, надо делить на десять, но даже с учетом этого множество новых интересных материалов действительно на подходе: оксид галлия (Ga2O3), алмаз, новые варианты соединений A3B5 и A2B6, перовскиты — это только то, что я видел в новостях за последнюю пару месяцев. Никто из них не заменит кремний, но они сделают наши солнечные батареи эффективнее, интернет быстрее, а лазеры — пригоднее к установке на огромных человекоподобных роботов.
Немного разного
Рисунок 11. Панорама Бургхаузена.
Микросхемы, в свою очередь, служат сырьем для триллионной электронной промышленности, охватывающей сегодня вообще все сферы человеческой жизни. При этом выпуск конечной продукции почти всегда оказывается более прибыльным, чем создание универсальных запчастей. С другой стороны, если речь идет не о запчастях, а о чем-то специфичном, то став лучшими в своей нише, вполне можно построить миллиардную компанию — как мы можем видеть на примерах Xilinx, Qualcomm или, например, Skyworks — которые размером почти как AMD, продукция которых стоит в огромном количестве смартфонов, но о которых вы наверняка ничего не знаете.
С другой стороны, конкуренция на рынке приводит к тому, что производители конечной продукции пытаются подгребать под себя основные ключевые компетенции, не отдавая их на аутсорс — этакий частичный возврат к вертикальной интеграции. Разумеется, о постройке IT-компаниями собственных заводов речи не идет, но Google, Amazon и Facebook занялись созданием серверных микропроцессоров, Huawei все расширяет и расширяет свою микроэлектронную “дочку” HiSilicon, а в случае с Apple мы можем видеть (например на рисунках 3 и 4), как в дизайне микросхем они прошли путь от полностью внешних компонентов до одних из лучших процессоров на рынке, после чего начали активно скупать соответствующие подразделения своих поставщиков — Intel и Dialog, а с графикой вообще не стали заморачиваться и переманили сотрудников Imagination в соседнее здание. Впрочем, в последнем случае шалость не совсем удалась, и уже в 2020 году стороны после многочисленных обоюдных угроз судами объявили о подписании нового лицензионного соглашения. Тем не менее, рынок становится все конкурентнее и конкурентнее, так что желание IT-гигантов обеспечивать свое превосходство на хардверном уровне вполне понятно.
На этом статью можно было бы закончить, если бы не одно “но”.
А что в России?
Мне хотелось обойтись без этого раздела, потому что он слишком грустный, но это было бы нечестно по отношению к читателям. Итак, объем российского рынка микроэлектроники составляет 0.7% от мирового, и большую часть этого объема обеспечивают предприятия ВПК. Крупнейший производитель микросхем (“Микрон”) по итогам 2019 года имел выручку около 10 миллиардов рублей (160 миллионов долларов или 0.5% от TSMC) и впервые за десять лет (!) не оказался убыточным. Для сравнения, выручка “Яндекса” за 2018 год — 126 миллиардов рублей.
В 2007 году «Микрон» лицензировал техпроцессы 180 и 90 нм у франко-итальянской компании ST Microelectronics. Процессы “Микрона” с нормами 180 нм заточены под производство радиочастотных меток (RFID), которые вы уже можете встретить в билетах на общественный транспорт, а в будущем — вообще во всем, что можно пометить — шубах, паспортах и даже умных стаканах. По 90 нм есть только опытное и мелкосерийное производство. Параллельно «Микрон» работает как фаундри (по нормам 180 и 240 нм) для множества российских fabless-компаний, являясь одним из главных центров импортозамещения попавших под санкции микросхем двойного назначения. При этом номенклатура производимых чипов двойного назначения очень широкая, а тиражи маленькие, поэтому для поддержания фабрики ей обязательно нужны гражданские крупносерийные заказы — которые и обеспечивают билеты на метро.
Рисунок 12. Пластина с изготовленными по нормам 90 нм процессорами “Эльбрус”, стоящая в фойе АО “НИИМЭ”.
Второе по размерам микроэлектронное производство в России — это… нет, не зеленоградский “Ангстрем”, как многие могли бы подумать, а брянская “Группа Кремний Эл”, обладающая производством с проектными нормами 700 нм (и недавно объявившая об освоении 500 нм и планах на 350 нм). Выручка компании в 2017 году — 3 миллиарда рублей, в 2018 — 2.6 миллиарда рублей, продукция — дискретные компоненты (транзисторы и диоды), силовые модули на их основе, а также аналоговые и силовые чипы небольшой сложности, почти полностью ориентированные на нужды ВПК. А еще у них на сайте вывешиваются свежие номера заводской газеты “Кристалл”, на производстве регулярно проходят “недели без турникетов” и ведется активное сотрудничество с местным университетом. В общем, со всех сторон молодцы.
Рисунок 13. Пластина производства “Кремний Эл” под микроскопом.
Находящийся на почетном третьем месте «Ангстрем» — извечный конкурент «Микрона» — в 2018 году показал выручку от производства 2.17 миллиарда рублей (и ещё 600 миллионов дали НИОКР) — и, впервые за несколько лет болтания около нуля, убытки. Современными проектными нормами «Ангстрем» не обладает, поэтому интересные новости с предприятия в последнее время в основном касаются дискретных мощных приборов — разработана линейка радиационностойких силовых транзисторов, проводится диверсификация на гражданские рынки, в конце 2018 года подписано соглашение с японцами об освоении карбида кремния для крайне перспективного направления высоковольтных силовых приборов.
Рисунок 14. Мощный IGBT-модуль производства “Ангстрема”. Обратите внимание, что компания создает не только сами приборы, но и конечную продукцию на их основе.
«Ангстрем-Т», не являющийся частью «Ангстрема», и обещавший запуск производства по нормам 90 и 130 нм на купленном у дрезденской фабрики AMD оборудовании, всю свою историю фигурирует в основном в новостях про кредиты и суды о банкротстве. И про то, что «Микрон» предлагал построить в его здании фабрику с нормами 28 нм. Из условно хороших новостей был только мизерный для такого предприятия контракт с китайцами на производство по нормам 250 нм, представляющих собой, видимо, отрезанные от 130 нм технологии транзисторы для схем ввода-вывода.
Ещё какое-то серийное производство есть Воронеже (“ВЗПП-Микрон”, учтенный в результатах материнского предприятия), а остальное — опытные и мелкосерийные фабрики, ориентированные на ВПК, многие из которых фактически не обновлялись ещё с советских времён. Отдельно еще стоит упомянуть работающий почти полностью на российский рынок белорусский «Интеграл» с его выручкой в примерно шесть миллиардов российских рублей, минимальными проектными нормами 800 нм и возможностью делать приборы с рабочим напряжением до 600 В.
С Fabless-разработкой ситуация несколько лучше, чем с производством. Дизайн-центров с миллиардными (разумеется, в рублях) значениями выручки в России с десяток, ими успешно налажена кооперация как с зарубежными кремниевыми фабриками на нормах до 28-16 нм (в основном с той же TSMC), так и с поставщиками популярных IP-блоков и ядер. Есть также несколько филиалов больших зарубежных компаний, например Intel в Нижнем Новгороде, где работает больше тысячи человек. Проблема российской микроэлектроники в целом состоит в том, что, как и в производстве, в разработке тоже правит бал ВПК, и большинство разрабатываемых чипов, хоть и обладают важными достоинствами типа радиационной стойкости или расширенного температурного диапазона, в принципе не предполагаются к крупносерийному производству. У ряда компаний есть коммерческие амбиции (например, у МЦСТ, «Байкала», “Миландра” и «Модуля»), но все они находятся на ранних стадиях и все равно ориентированы на госзаказ, пусть и не военный.
Большие надежды отрасль возлагает на только что принятую государственную «Стратегию развития электронной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года», которая предполагает значительный рывок вперед, преодоление многолетнего отставания от остального мира и переориентацию российской электроники на коммерческие рельсы. Должны будут быть построены собственные фабрики по нормам 5 нм, разработано технологическое оборудование для них, российские предприятия выйдут на мировой рынок — и все это совсем скоро, буквально через пять лет после высадки российских космонавтов на Луну.
На этой беспредельно оптимистичной ноте я, пожалуй, и закруглюсь.