Безопасность страны находится под угрозой из-за предательской политики в области GaAs и GaN технологий
«Отечественные технологии, используемые в производстве электроники, устарели и отстают от западного уровня не менее чем на 10 лет. Поэтому процесс пересадки радиолокационного комплекса А-100 на родные, отечественные чипы столкнулся с серьезными сложностями». Об этом говорится в статье «Военно-промышленного курьера» под названием «Когда состоится премьера „Премьера“».
Речь идёт о летающем на базе Ил-76МД-90 штабе, оснащенном супер-радаром, способным, согласно заявленным в проекте ТТХ, обнаруживать истребители на дальности до 600 километров, а также выявлять малозаметные цели. Правда, для этого на борту должны быть установлены соответствующие усилительные и вычислительные системы, которым под силу «видеть далеко» и обработать в онлайн- режиме огромный массив радиоволновой информации.
А с этим, как отмечает, к примеру, индийский интернет-ресурс EurAsian Time, у русских имеются очень большие проблемы, вызванные американскими санкциями. По мнению обозревателя этого издания, важный для Москвы проект парализован.
Не факт, что сдвинутый в очередной раз срок введения в строй А-100 «Премьер» в 2024 году будет выдержан. Возможно, России ещё долго придётся опираться на советский ДРЛО А-50, хотя машина, безусловно, устарела. Такая публикация EurAsian Time, само собой, бросает густую тень и на другие отечественные системы современного вооружения, такие как истребитель 5-го поколения Су-57 и ЗРК С-500.
Есть подозрение, что ситуация в этой области гораздо хуже, чем многие себе у нас в стране представляют. В частности, для самолета ДРЛО А-100 нужны не только мощная вычислительная электроника, но также чипы и электронные устройства на основе арсенида галлия (GaAs) и нитрида галлия (GaN). Их ещё называют твердотельной сверхвысокочастотной (СВЧ) электронной компонентной базой.
Чтобы понять, что имеется в виду, логично заглянуть в американские справочные материалы о военной твердотельной электронике. Например, на сайте University Wafer поясняют, почему на американских самолетах Boeing E-3 Sentry применяют GaN технологии: «Нитрид галлия, иначе известный по своим химическим обозначениям как GaN, является идеальным веществом для усиления радиоэнергии, которое может работать для улучшения таких устройств, как радары и глушители».
Дело в том, что мощность радиочастоты GaN в пять раз выше, чем у материалов прошлых поколений, включая кремний. Транзисторы из нитрида галлия могут работать при гораздо более высоких температурах и при гораздо более высоких напряжениях, чем транзисторы из арсенида галлия. Там же сказано, что АВАКС без GaN — это самолет «каменного века».
Так-то оно так, но и здесь нужны пояснения. Сами янки сильно зависят от тайваньской компании WIN Semiconductors, которая, хоть и выпускает 9,1% всех полупроводников на основе арсенида галлия, однако контролирует в денежном выражении примерно 80% глобального рынка GaN. По идее можно было бы использовать GaAs электронику, но и она в основном выпускается на Тайване — компаниями AWSC и Wavetek.
С одной стороны, это означает, что американцы лишили Тайвань суверенитета, хотя остров де-юре входит в состав КНР. Иначе, наверняка, проект А-100 худо-бедно продвигался бы вперед, несмотря на запрет использования иностранной «начинки». Как известно, когда нельзя, но очень хочется, то можно. С другой стороны, по информации вашингтонского мозгового центра Project 2049 Institute, янки сами тупят в GaAs и GaN электронике, но, «поскольку системы вооружения требуют все более продвинутых чипов, США… придётся опереться на Тайвань для производства сложных полупроводников».
Кто-то скажет, нам-то от этого не легче. Как бы там ни было, но США имеют всё необходимое, чтобы обеспечить себя самыми лучшими самолетами АВАКС, а мы — буквально «мучаемся» с А-100, отодвигая его внедрение.
В этой связи любопытно узнать, есть ли в России вообще перспектива освоения твердотельной СВЧ-электроники до уровня, необходимого для «Премьера»? Начнём с того, что в отечественной научной литературе в последние годы отмечается множество сообщений об успехах разработок GaAs и GaN устройств, но одновременно имеется огромный разрыв по характеристикам между лабораторными образцами и серийными приборами.
Грубо говоря, проектировщики и конструкторы не успевают за «академиками», и последним приходится ломать голову над упрощением производства, насколько это вообще возможно. Когда говорят, что у нас вообще не производят наногетероструктуры на основе арсенида галлия, это неправда.
По крайней мере, в России есть две площадки, где производят пластины GaAs, хотя и на импортном оборудовании. По планам, где-то в 2023 году производители обещают закрыть «прорехи» в мелкосерийном производстве твердотельной СВЧ-электроники. Возможно, поэтому ввод в строй А-100 запланирован на 2024 год.
Почему так поздно спохватились? Это, как говорится, к Чубайсу! Именно он много болтал о пользе международного распределения труда. Мы им — сырьё, они нам — электронику. В статье «Состояние и перспективы российского и мирового рынка галлия» авторства Ларичкина и др. говорится, что «потребности России в галлии в 2015 году оценивались в 8−10 тонн в год (совсем ничего)». И поясняется, почему «в настоящее время современные устройства (компьютеры, мобильные телефоны, теле- и радиотехника и т. д.) импортируются».
А раз всё импортируется, значит — не развиваются технологии, тогда как в США, Германии, КНР, Японии и в других странах фактически имело место государственное планирование. Многие американские компании в области разработки твердотельной СВЧ-электроники тупо финансировались через военные заказы, хотя те же янки запросто могли бы покупать тайваньские или японские микросхемы.
Короче, звёздно-полосатые фирмы Analog Devices и Macom, немецкая корпорация Infineon Technologies AG, голландская фирма NXP Semiconductors и другие вчистую проиграли конкурентную борьбу тайваньскому гиганту WIN Semiconductors, тем не менее они строго по плану разрабатывали и внедряли в производство худшие по цене/качеству GaAs и GaN электронные приборы.
Это ровно тот случай, когда инженерная школа важнее коммерческого результата. С бухты-барахты, например, СВЧ-транзисторы GaN мощностью 32 Вт для станций сотовой связи, охватывающих диапазон частот от 3400 до 3600 МГц, не сделаешь.
Так, в смартфонах 2G применялось только два GaAs усилителя, в 3G — пять, а в 4/5G уже доминируют монолитные GaN чипы. И все перечисленные выше компании прошли этот путь только потому, что в США, Германии и Нидерландах не было своих «чубайсов», вешающих на уши главам государств лапшу о «невидимой руке рынка».
Теперь самое время вернуться к программе ДРЛО А-100 «Премьер». Как полагают янки, русские рассчитывали купить готовые GaN решения за кордоном с тем, чтобы обеспечить господство в небе. Причём, определенные подвижки здесь были, о чём говорит первый полет самолёта ДРЛО «Премьер» в ноябре 2017 года.
Без всякого сомнения, янки прекрасно осведомлены о наших проблемах, которые требуют «долгих и болезненных усилий по доведению [A-100] до уровня, соответствующего тактико-техническим требованиям». И это их, бесспорно, радует, хотя за океаном не верят в отставание нашей электроники от американской на 10 лет. Там говорят, что мы опоздали навсегда. Просто потому, что российским инженерным школам придётся «перескакивать через важные ступеньки», без которых легко упереться в тупик.
Очевидно одно: в стране должно быть проведено независимое расследование, чтобы в области GaAs и GaN технологий ответить на вечные русские вопросы: «Кто виноват?» и «Что делать?»
