Репортаж с родины российских телеприставок
«Телеcпутник» рассказывает о предприятиях инновационного кластера «Технополис GS».
ПО ДОРОГЕ ИННОВАЦИЙ
Десять минут неспешным шагом по ухоженной пешеходной дорожке от НПО «ЦТС» и взгляду открывается современный административно-производственный корпус GS Nanotech — одного из ведущих в Европе предприятий по разработке, корпусированию и тестированию микроэлектронной продукции. С фасада административной части здания, где располагается руководство GS Nanotech и сотрудники R&D-подразделения, открывается прекрасный вид на широкое поле. Всего 10 лет назад на месте крупнейшего в России частного инновационного кластера «Технополис GS» было такое же чистое поле.
Объясняя роль предприятия в составе кластера, генеральный директор GS Nanotech Евгений Масленников сразу переводит разговор из абстрактной плоскости в сугубо практическую.
«Все предприятия “Технополиса GS” создавались исходя из экономических и производственных задач. Вместе они образуют мощный комплекс, оснащенный высокотехнологичным оборудованием. Кооперация была заложена в концепцию кластера изначально, поэтому мы можем говорить о синергии: эффект от совместной работы всех производств “Технополиса GS” намного выше простой суммы показателей, — рассказывает Евгений Масленников. — Первое построенное предприятие кластера, ЦТС, занималось сборкой устройств. На тот момент комплектующие покупали у сторонних поставщиков. Потом мы запустили “Пранкор”, который на тот момент производил в основном корпуса для ТВ-приставок. GS Nanotech стал той составляющей кластера, которая занялась непосредственно компонентой базой, в том числе и производством микрочипов».
Предприятие начало работу в 2012 году и постоянно развивается, внедряются новые технологии, выпускаемая продукция усложняется, осваиваются новые направления. GS Nanotech, начинавший с производства только однокристальных модулей, освоил и многокристальные чипы.
«Мы создали свою команду R&D, и на текущий момент GS Nanotech не только корпусирует и тестирует микроэлектронику, мы также занимаемся разработкой самих компонентов, узлов, блоков и конечных устройств», — уточняет Евгений Масленников.
Отвечая на вопрос, почему производство полупроводниковых пластин остается за периметром предприятия, глава GS Nanotech объяснил это экономической целесообразностью.
Если производство кремниевых пластин будет запущено, то, исходя из нынешнего положения дел, для выхода на рентабельность GS Nanotech придется делать 500 больших 300-миллиметровых полупроводниковых пластин в неделю. Однако на данном этапе это нереалистичный объем.
«За несколько недель мы обеспечим годовой внутрихолдинговый заказ по всем микроэлектронным продуктам. Более того, такими темпами за год мы произведем такой объем продукции, который превысит годовой внутрироссийский спрос всей микроэлектронной отрасли», — объяснил генеральный директор GS Nanotech.
Выходит, что запуск внутри холдинга GS Group рентабельного производства кремниевых пластин означал бы по факту создание микроэлектронного бизнеса уровня Micron, если говорить о модулях памяти, или Intel, TSMC и Toshiba, если речь идет о процессорных системах.
«Некоторые наши коллеги в России декларируют, что имеют производство микросхем по техпроцессу 90 нм. Рынок позволяет существовать 15—20 таким производителям. В потребительской электронике используют микросхемы 45 нм и 28 нм. Так вот, в мире всего 4 производителя для техпроцесса 28 нм и 6 для 45 нм. Появление нового глобального игрока возможно, если только ему удастся очень серьезно кого-то “подвинуть”, — рассказал Евгений Масленников. Он добавил, что для требуемых GS Nanotech объемов рентабельного производства вполне удобно закупать продукцию у того же тайваньского TSMC, сосредоточившись на разработке самих модулей.
Перед тем как отправиться в производственную зону, глава предприятия объясняет, что большая часть технологических операций совершается внутри автоматизированных машин, поэтому, в отличие, например, от сборочного производства ЦТС, невозможно воочию увидеть основные стадии превращения сырья в законченное изделие. Более того, даже само описание микроэлектронного производства в традиционных промышленных терминах представляет определенную сложность.
Сырьем для GS Nanotech при корпусировании SiP служат кристаллы, подложки (печатные платы высокой степени интеграции, на которые монтируется сам кристалл), проволока, MOLD-компаунд (специальный полимер, защищающий микросхему), клей и флюс.
Евгений Масленников объясняет, что кристаллы выбирают специалисты GS Nanotech исходя их запросов производства. А вот подложка полностью разрабатывается внутри компании, но производится также сторонними заводами в Китае, поскольку именно они, в отличие от европейских производителей, способны обеспечить требуемые GS Nanotech объемы продукции стабильного качества.
«В России интеграцию 6-7 класса печатной платы не делает никто», — уточнил глава GS Nanotech.
Основной объем продукции в рамках внутрихолдингового заказа выпускают по технологии wire-bond (проволочное соединение подложки с кристаллом). Евгений Масленников демонстрирует один из модулей, в котором для соединения кристалла с подложкой используется около тысячи проволочных контактов.
Для контрактных заказчиков GS Nanotech выполняет значительный объем заказов по flip-chip-технологии. В этом случае контактная площадка специально подготовленного кристалла выполняется из микроскопических шариков, которые соединяют его с подложкой.
«Две наши основные технологии производства — это wire-bond и flip-chip. Остальные решения выбирают в зависимости от того, что хочет заказчик, и что будет оптимальным с точки зрения цены», — рассказал Евгений Масленников.
Важное направление работы GS Nanotech — блоки памяти. Их используют в SiP-модулях и как основу для твердотельных накопителей. Микросхемы NAND-памяти от GS Nanotech со стандартной распиновкой могут устанавливать в компьютерах, смартфонах, ноутбуках и других устройствах.
«Мы делаем NAND-память, разрабатываем и производим SSD-накопители», — уточнил глава GS Nanotech.
Евгений Масленников также описал роль R&D-подразделения внутри предприятия. По словам топ-менеджера, оно занимается разработкой подложек SiP-модулей, плат SSD-накопителей, а также тестовыми и отладочными решениями.
Гендиректор GS Nanotech рассказал об особенностях работы с внешними заказчиками. Как правило, у них уже есть разработанный микропроцессор и понимание, что необходимо получить от контрактора. В этом случае взаимодействие клиента и исполнителя осуществляется по стандартным схемам. Это отлаженный процесс.
Ситуация, когда заказчик не до конца понимает, что ему надо, тоже является вполне рабочей. В этом случае подключаются подразделения R&D и маркетинга самого GS Nanotech, чтобы адаптировать не до конца сформулированные потребности к возможностям производства. Работать с такими клиентами помогает обособленная проектная команда GS Nanotech, базирующаяся в Санкт-Петербурге. У этого подразделения налажены отношения с поставщиками кристаллов, оно фактически ведет все ключевые процессы общения с заказчиками микроэлектронных модулей, ставит задачи другим подразделениям, причастным к выполнению заказа.
«Как правило, контрактный проект стартует с предпроектной работы, когда технологи помогают понять, что нужно заказчику, какой ресурс для него необходимо задействовать. Заказчик получает обоснованную цену, при этом мы показываем, какие технологии будут задействованы для выполнения его заказа. Речь идет, например, об элементах оснастки, чтобы заказчик понимал, за что он платит один раз при изготовлении очередной партии, а что будет постоянными операционными расходами при повторении заказов», — объяснил Евгений Масленников алгоритм выполнения заказов.
В МИРЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Надеваем защитный халат, шапочку, бахилы и в сопровождении главы GS Nanotech отправляемся в так называемую «серую» производственную зону. «Чистую» зону — площадку, на которой размещено производственное оборудование предприятия, от «серой» отделяет толстое стекло. Это оправданная мера предосторожности, так как в «белой» зоне высочайшие требования к концентрации в воздухе различных частиц. Однако, находясь за стеклом, можно составить представление о технологическом процессе.
Провожатый по «серой» зоне обращает внимание на машину, в которой происходит первичная резка кремниевых пластин.
«Резка происходит с подачей специально подготовленной воды. Она в данном случае используется для охлаждения, уменьшает трение, а также удаляет отходы резки», — комментирует Евгений Масленников.
Дальше за стеклом видны две установки Attach Print, на них кристаллы устанавливают на подложку, разработанную под технологии сборки wire-bond или flip-chip. Разглядеть, что происходит внутри аппаратов, невозможно. Инженеры рассказали, что в случае wire-bond автоматически разматывается и нарезается проволока, соединяющая сваркой кристалл и подложку. В одной микросхеме, которую GS Nanotech производит для телеприставок General Satellite, может использоваться до трех метров медной проволоки.
Евгений Масленников показал пластину с кристаллами. Пластина поступает от специализированного производителя с картой годности, на которой показаны отобранные при тестировании для дальнейшего передела участки кристаллов — их по карте годности определяет уже оборудование самого GS Nanotech. Конкретно на этой пластине до 40 тыс. годных кристаллов, рассказал Евгений Масленников.
На заключительном этапе производства отдельное устройство заливает MOLD-компаундом заготовку из подложки и кристаллов, формируя таким образом законченное изделие. Такое можно увидеть на электронной плате.
Дальше зона тестирования, которое осуществляется на специализированном оборудовании Teradyne UltraFLEX. «На предприятии мы сами пишем специализированные программы для тестирования и проверяем с их помощью 100% функций изготовленного модуля», — объясняет гендиректор предприятия.
Затем остается промаркировать модули, еще раз их проверить, после чего микросхемы поступают на упаковку.
Производство максимально автоматизировано. За стеклом в «чистом» помещении всего четыре инженера — каждый из них в комбинезоне с капюшоном, перчатках, респираторе и особой обуви. Если каким-то образом посетитель из «серой» зоны в бахилах, халате и шапочке попадет в «чистую» (что на практике, конечно, исключено), ничего ужасного не произойдет. Евгений Масленников рассказал, что за чистотой воздуха в производственных помещениях следят очень строго, и умные системы смогут справиться с таким вторжением.
«В воздухе “чистого” помещения сейчас порядка тысячи пылинок размером 0,5 мкм на кубометр. В воздухе вне его — миллионы на кубометр. Такой показатель достигается многостадийной фильтрацией воздуха. Если зайти туда без необходимой подготовки, то всю принесенную извне грязь с большой долей вероятности за счет высокого давления вытолкнет наружу — она не попадет на продукцию. Но воздушный фильтр при этом загрязнится. Другими словами, зайти в “чистую” зону в теории можно в чем угодно, но дорогостоящий фильтр придется менять», — объяснил гендиректор GS Nanotech.
НА ПУТИ К УМНЫМ ГОРОДАМ
«Пранкор» заработал в 2009 году как часть инновационного кластера «Технополис GS». Основное направление деятельности завода — производство корпусов для электронных устройств. Однако в последние годы здесь быстрыми темпами осваивают новые изделия.
Производство «Пранкора» расположено в отдельном корпусе, соседствующим с основным производственно-административным комплексом НПО «Цифровые телевизионные системы». Это обусловлено производственной кооперацией — корпуса приставок, собираемых в ЦТС, изготавливают буквально рядом. Мастер смены Александр Давыдов на «Пранкоре» практически с момента запуска производства. Он рассказал, что поначалу корпуса спутниковых ресиверов делали из металлического листа, для чего был создан штамповочный участок. Небольшие объемы таких корпусов предприятие выпускает и сейчас, однако основную массу продукции изготавливают по иной технологии — литьем пластмасс.
Развивая производство пластиковых деталей, «Пранкор» заказывал новые литформы для уже имеющегося оборудования. Но наряду с литьем пластмасс на предприятии действует хорошо оснащенное и отлаженное металлообрабатывающее производство, которое позволяет выполнять заказы на изготовление прецизионных металлических деталей для самых разных отраслей. Например, один из недавних заказов «Пранкора» был на производство офисной мебели — завод делал детали кронштейнов офисных кресел.
«Обеспечение потребностей в корпусах ресиверов — наша первоочередная задача. Выполняя заказы ЦТС, по мере возможностей работаем и со сторонними заказчиками. Но мы никогда не берем больше заказов, чем можем выполнить без потери качества», — объяснил Александр Давыдов.
Также он рассказал и об относительно новой для предприятия продукции — современных умных светодиодных светильниках, которыми сейчас активно заменяют морально устаревшие газоразрядные уличные фонари в населенных пунктах Калининградской области в рамках программы модернизации системы уличного освещения. В 2018 году в регионе зажглось более 4000 новых умных светильников GS Group, изготовленных на «Пранкоре».
Как выяснил «Телеспутник», помимо самих светильников нового поколения, «Пранкор» выпускает для них крепления и электроустановочные элементы. Мощности предприятия позволяют ежемесячно производить до 10 тыс. готовых изделий, которые можно использовать на промпредприятиях, при подсветке и освещении общественно-административных зданий, торговых комплексов, стадионов и спортзалов, учреждений соцкультбыта, в школах и на городских улицах.
Важно, что энергоэффективные светильники производства «Пранкора» снижают расход электроэнергии на 40% и более. Кроме того, они подходят для использования в системах умного города. Например, оснащенные датчиками интеллектуальные светильники, зажигающиеся при снижении естественной освещенности ниже определенного запрограммированного порога. Комплексные проекты умного освещения «Пранкор» способен реализовывать в партнерстве с разработчиками интеллектуальных решений, интегрированных с системами управления заказчика.
Как пояснил мастер смены Виктор Хрущ, участвующий в реализации проектов умного освещения на базе светильников холдинга, под каждого заказчика смарт-решений разрабатывается отдельный профессиональный проект. При разработке таких проектов учитывают параметры естественной освещенности с изменением в зависимости от времени суток и сезона, а также требуемый уровень света. В проект закладывается число светильников, их мощность, требования к местам установки, а также интеллектуальная составляющая: виды и количество датчиков, управляющих драйверов, коммуникационных модулей (проводных или беспроводных).
Есть на «Пранкоре» и набор типовых проектов городского смарт-освещения, уже апробированных на практике и готовых к внедрению в наиболее распространенных городских средах.
СТРУКТУРИРУЯ НАНОМАТЕРИАЛЫ
Компания «Наноуглеродные материалы» (НУМ) была создана в 2012 году. И в кластере «Технополис GS» она занимает особое место — ее уникальную продукцию не только используют для производства корпусов телеприставок, но и в больших объемах поставляют сторонним заказчикам из других отраслей. Площадка НУМ примыкает к корпусу «Пранкора», однако технологические циклы двух производств различаются принципиально. Генеральный директор НУМ Владимир Кохия объяснил, что, по сути, речь идет о самостоятельном инновационном бизнесе в составе холдинга, цель которого — создавать как для уже сложившихся, так и для только формирующихся рынков новые продукты с уникальными свойствами. В частности, предприятие довело до стадии коммерческого продукта разработку специальных добавок для хромирования на основе наноуглерода.
«Добавка применяется при производстве на гальванических линиях электрохимического покрытия, которое можно видеть, например, на хромированных сантехнических кранах. Наноуглеродные добавки позволяют производителю ускорить процесс хромирования, особенно там, где хромом покрывают большие площади. Сам хром отличается повышенной твердостью, а наноуглерод в составе нашей добавки снижает трение и повышает устойчивость к термоударам», — объяснил выгоды использования наноматериалов Владимир Кохия.
Компания «НУМ» уже доказала, что ее продукция по своим свойствам не хуже иностранной. И это при том, что все сырье у компании местное, из города Гусева. Владимир уточнил, что потенциальные потребители наноуглеродных добавок для хромирования пока в массе своей еще должны провести тестирование и апробацию нового материала для своей продукции. И в этом смысле рынок находится на начальной стадии и имеет большой потенциал для роста.
Еще одна перспективная область применения наноуглеродных материалов — выпуск проволочного корда для автопокрышек. Корд с наноуглеродными добавками стоит практически столько же, зато покрышки с ним становятся более прочными и долговечными.
Владимир Кохия рассказал и о перспективных разработках предприятия. В 2018 году холдинг представил линейку решений для электроэнергетики под брендом GS Electric. Ее флагманским продуктом стал инновационный накопитель энергии на основе уникального наноуглеродного материала в виде углеродной ткани.
«Разработали новую технологию производства, оборудовали специальный цех, — говорит гендиректор. — Сделали новые суперконденсаторы, которые показывали на Санкт-Петербургском международном экономическом форуме. Они могут использоваться в конденсаторных установках для регулирования реактивной мощности в электронном оборудовании. Можно также использовать наши суперконденсаторы для бесперебойных источников питания».
Учитывая огромную емкость, особенно востребованы они будут при обеспечении бесперебойной работы больших серверных кластеров, а также в электромобилях. Кроме того, суперконденсаторы GS Electric заряжаются практически мгновенно, а скорость отдачи электроэнергии значительно выше, чем у аналогичных решений на рынке. При этом разработчик гарантирует, что электрические параметры (напряжение и ток) конденсаторов будут полностью соответствовать требованиям потенциального заказчика.
По словам Владимира Кохии, в настоящее время предприятие работает над увеличением времени отдачи электроэнергии и улучшением соотношения «киловатт/килограмм» в экспериментальных образцах суперконденсаторов GS Electric.
На этом мы заканчиваем рассказ о единственном в России частном инновационном кластере «Технополис GS». В прошлом году кластер отпраздновал свой первый юбилей — 10 лет. Инновационные предприятия в Гусеве были построены холдингом GS Group практически в чистом поле. А сейчас это комплекс связанных высокотехнологичных производств, которые способны создавать и массово выпускать сложную современную продукцию. Именно здесь можно наглядно увидеть, чего можно добиться при правильной мотивации, достаточном объеме инвестиций, высококлассном менеджменте и продуманной стратегии.
