Современная электроника №2/2023

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 49 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 2 / 2023 щей логики в компьютерах и промыш - ленной электронике . Развитие технологий процессоров и контроллеров приводит к вытесне - нию микросхем логики программи - руемыми решениями , но нишей логи - ки остаются применения , где важны надёжность и время задержки , а так - же многочисленные функции , не тре - бующие сложной обработки сигна - ла и вычислений . На сегодня ниша имеет стабильные размеры , и рынки между логикой и микрокомпонентами стабильно разделены . На рис . 3 пред - ставлена динамика мирового рынка микросхем стандартной логики . Совокупный среднегодовой темп роста мирового рынка микросхем логи - ки за период 2016–2021 гг . составляет 6,4%. При этом , по данным IC Insights, для всего мирового рынка микросхем тот же показатель почти вдвое выше – 11,0% за 2016–2021 гг . [4]. Таким образом , спрос на микросхе - мы логики устойчив , но исторически сложившееся значительное разнообра - зие типономиналов ставит под вопрос экономическую эффективность разви - тия такого направления в силу малой серийности . Развитие продукции микроэлек - троники осуществляется двумя спо - собами : ● снижение проектных норм – умень - шает площадь кристалла микросхе - мы при одновременном повышении энергоэффективности ; ● переход на пластины большего диа - метра – позволяет одновременно об - рабатывать большее число кристал - лов микросхем . Эти способы влекут за собой следу - ющее : ● повышение стоимости пластины с кристаллами ввиду удорожания тех - нологических процессов ; ● с увеличением числа кристаллов на пластине – снижение цены отдель - ного кристалла ; ● увеличение числа кристаллов на пла - стине означает уменьшение выпуска пластин при сохранении спроса на одном и том же уровне . В табл . 1 продемонстрировано , как переход на новые технологии влияет на выпуск пластин . Таким образом , переход на новые технологии при сохранении спроса приводит к следующим последствиям : ● при переходе на новые технологии цена кристалла существенно сни - жается ; ● но при сохранении объёмов потре - бления чипов на уровне 1 млн шт . объём выпуска пластин также су - щественно снижается – с серийно - го производства на единичный вы - пуск пластин . Единичный выпуск пластин явля - ется существенным ограничением для запуска производства , так как в этом случае возникают дополнитель - ные скрытые затраты , которые трудно идентифицировать : ● корректировка технологического процесса под выпуск единичной партии ; ● замена оснастки ( мишеней , фотоша - блонов ); ● корректировка программ и методик испытаний ; ● затраты , связанные с временем про - стоя оборудования . В связи с этим становится невы - годно выпускать единичные партии пластин – многие фабрики откла - дывают производство малых пар - тий на неопределённый срок или отказывают в размещении подоб - ных заказов . Таким образом , переход на новые технологии производства интеграль - ных схем не является оптимальным решением для развития продуктовых групп в случае микросхем стандарт - ной логики . Универсализация микросхем стандартной логики Для универсализации микросхем логики и их импортозамещения пред - лагается разработать многофункцио - нальные базовые кристаллы ( далее – МБК ). Проверка концепции МБК реа - лизуется на микросхемах логики двух типов : с 14 и 16 выводами . Доказатель - ство концепции на практике позволит использовать метод МБК на широком ассортименте микросхем логики и ана - логовых микросхемах низкой интегра - ции типа операционных усилителей и массивах транзисторов . Разработка МБК выполняется в рам - ках комплексного проекта « Создание высокотехнологичного производства функционально конструктивных ана - логов микросхем малой и средней сте - пени интеграции », который поддер - жан Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в рамках постановления Правительства Российской Федерации от 09.04.2010 № 218 « Об утверждении Правил пре - доставления субсидий на развитие коо - перации российских образовательных Рис . 3. Объём мирового рынка микросхем стандартной логики [3] Таблица 1. Влияние новых технологий на выпуск пластин Диаметр пластин , мм 100 150 200 300 Цена пластины , $ 427,39 528,37 1043,42 2473,97 Проектные нормы , нм 2000 1000 500 90 Ширина кристалла , мм 3,0 2,1 1,5 1,0 Длина кристалла , мм 3,0 2,1 1,5 1,0 Площадь кристалла , мм 2 9,0 4,4 2,2 1,1 Число кристаллов на пластине 600 3095 11 061 55 924 Объём потребления чипов 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 Объём производства пластин 1667 323 90 18 Цена кристалла ( не включает стоимость корпусирования ) 0,712 0,171 0,094 0,044