Критическая информационная инфраструктура (КИИ) – это совокупность систем и объектов, обеспечивающих надежное функционирование государства. В частности, КИИ включает в себя информационные системы, сети передачи данных и автоматизированные системы управления, функционирующие в сферах здравоохранения, науки, транспорта, энергетики, банковской и иной финансовой деятельности, топливно-энергетического комплекса, атомной энергетики, обороны страны. Обеспечение устойчивости КИИ требует использования доверенной электронной компонентной базы (ЭКБ) – компонентов, спроектированных и произведенных под контролем Российской Федерации.
Введение
Глобальная геополитическая ситуация последних лет существенно изменила приоритеты в развитии национальной микроэлектроники как стратегического ресурса государства. Экономические санкции, торговые ограничения и ограничение доступа к передовым технологиям привели к необходимости переосмысления подходов к обеспечению электронной компонентной базой критической инфраструктуры Российской Федерации.
Как отмечал в своей статье В. В. Шпак, «условием развития электронной промышленности в рамках консолидации макроэкономических зон является создание собственных суверенных, в том числе экспортоориентированных, решений. [...] Мы не сможем построить суверенную отрасль, базируясь на иностранных стандартах и регламентах. Собственные открытые стандарты и архитектуры могут дать дополнительный импульс для прогрессивного движения отрасли и сформировать спрос в смежных отраслях и странах» [1].
Технологическая суверенность стала признаваться не просто желаемым преимуществом, а императивом национальной безопасности. В этом контексте развитие отечественной микроэлектроники для объектов КИИ представляет собой одну из наиболее острых и актуальных задач государственной экономической политики.
В настоящем исследовании рассматриваются три взаимосвязанные проблемы:
- разработка воспроизводимой и прозрачной методики расчета спроса на доверенную ЭКБ для КИИ;
- предоставление объемных ориентиров в натуральных единицах для планирования инвестиций;
- создание информационной базы для диалога между государством, производителями и потребителями о реалистичности целей по локализации и импортозамещению электроники.
Выбор натуральных единиц расчета – количества кристаллов, числа пластин различного диаметра – обеспечивает инвариантность результатов, которые не зависят от волатильности валют и цен, а также гарантирует полную прозрачность методики. Исследование предоставляет перечень объектов КИИ, типовые наборы компонентов для каждого класса оборудования, коэффициенты обновления, параметры производства и сценарное разложение с вариацией параметров.
Методология исследования
Доверенность в контексте ЭКБ для систем КИИ определяется следующими ключевыми критериями:
1) Качество и надежность компонентов означают соответствие их фактических характеристик установленным электрическим параметрам, отсутствие преждевременных отказов, предсказуемое поведение в условиях эксплуатации и совместимость с остальными компонентами.
2) Технологическая безопасность производства охватывает физическую безопасность помещений, информационную безопасность, кадровую безопасность и прослеживаемость каждого выпущенного компонента. Это подразумевает отсутствие криптографических «люков» и независимую верификацию для критических компонентов.
3) Российское происхождение означает разработку проекта микросхемы в России, производство кристаллов на российских фабриках и сборку в России, хотя сырье может закупаться на международном рынке. Стандарты и сертификация требуют соответствия установленным нормам и прохождения независимого тестирования и аудита производственного процесса. По технологиям полупроводникового производства, недоступным в РФ в настоящее время, российское происхождение в некоторой степени может быть обеспечено за счет прослеживаемой и верифицированной разработки микросхем российскими компаниями, а также за счет выполнения отдельных этапов техпроцесса на российских фабриках (как минимум, корпусировки микросхем).
В понятие КИИ включаются как технические системы с определенными характеристиками, так и социально значимые объекты, от которых зависит функционирование критически важных для страны процессов. Перечень критических отраслей и секторов, включаемых в КИИ и проанализированных в настоящем исследовании, охватывает ряд областей [2], описание которых приведено ниже.
Здравоохранение: включает учреждения первичной медико-санитарной помощи, региональные и федеральные центры специализированной помощи, органы управления здравоохранением, системы санитарно-эпидемиологического надзора. Критичность этого сектора очевидна: сбой информационных систем в больнице может иметь прямое влияние на жизнь и здоровье людей. В исследовании определялось количество федеральных и региональных медицинских центров, больниц, поликлиник, аптек и их потребность в радиоэлектронной аппаратуре (РЭА); а также количество и состав систем медицинского учета и диспетчеризации. Для каждого типа учреждения определены основные информационные системы (электронная история болезни, лабораторный учет, аптечные системы управления запасами, системы видеонаблюдения, системы жизнеобеспечения оборудования).
На примере сферы здравоохранения можно продемонстрировать примененный в исследовании алгоритм определения количества объектов:
1. Исследовались открытые данные о количестве лечебных и аптечных организаций в РФ, а также уровень их оснащенности электронной аппаратурой:
- количество больниц в России: 5,2 тыс. учреждений, в среднем каждое насчитывает 64 рабочих места врачей [3];
- количество поликлиник: 21,6 тыс. учреждений с 14 автоматизированными рабочими местами врачей в среднем [4].
Таким образом, общее количество автоматизированных рабочих мест (АРМ) составило: 5 200*64+21 600*14 = 635 200 устройств.
2. Распределение общего количества АРМ по типам (первому, второму и третьему) в лечебных учреждениях принято для целей исследования как 60%/30%/10%. Исходя из этого, рассчитано количество АРМ соответствующих типов: 381 тыс. АРМ первого типа, 190 тыс. АРМ второго типа, 63 тыс. высокопроизводительных АРМ третьего типа.
3. Количество аптек – 81,7 тыс. аптечных пунктов с одним АРМ второго типа [5].
В результате за основу расчета количества объектов КИИ в сфере здравоохранения приняты данные, представленные в табл. 1.
Кроме того, учтено необходимое количество серверов и систем хранения данных (СХД) для функционирования единой государственной информационной системы медицинских учреждений.
Энергетика охватывает электроэнергетические системы (генерирующие, передающие и распределяющие компании), газораспределительные и нефтепроводные системы, системы теплоснабжения. Сбой энергетической инфраструктуры влечет каскадные последствия: без электричества не работают больницы, школы, промышленность, жилые дома. В рамках анализа определялось количество генерирующих станций ТЭС/ТЭЦ, гидроэлектростанций, распределительных подстанций, систем учета и контроля. Для каждого типа объекта определены типовые системы управления (АСУТП различных типов сложности).
Транспорт включает гражданскую авиацию, железнодорожный, речной и морской транспорт, а также автомобильные дорожные магистрали и системы управления дорожным движением. Отказ систем управления транспортом может привести к масштабным авариям и человеческим жертвам. В рамках исследования определялось количество аэропортов, авиакомпаний, систем управления воздушным движением, железнодорожных вокзалов и диспетчерских центров, портов, грузовых терминалов и т.д. Для оценки потребности в доверенной РЭА в сфере автотранспорта определялось количество систем управления дорожным движением, светофоров, систем дорожного мониторинга.
Наука представлена крупными научными и исследовательскими центрами, организациями, имеющими стратегическое значение для развития страны. Компьютерные системы используются в фундаментальных исследованиях, разработках новых технологий, обработке больших данных.
Инфраструктура связи (электросвязь и почтовые системы) необходима для координации всех остальных критических систем и для взаимодействия государства с обществом. Современная система связи – это не столько голосовые каналы, сколько интегрированная информационная инфраструктура. В исследовании определялось количество базовых станций, ретрансляторов, региональных центров коммутации, систем фиксированной связи, систем учета и биллинга.
Несмотря на тот факт, что в настоящее время ФСТЭК не относит к элементам КИИ сим-карты, используемые в потребительских устройствах, по мнению авторов исследования, этот сегмент полностью отвечает критериям КИИ. Так, сбои в функционировании сотовой связи, вызванные использованием сим-карт, не отвечающим критериям доверенности, безусловно окажут негативное влияние на жизнь и здоровье граждан, нормальное функционирование государства. Масштаб такого влияния трудно переоценить. По этой причине в периметр исследования также включались потребляемые сим-карты.
Финансовая система включает кредитные организации (банки), центральный банк, системы расчетов и платежей, страховые компании, биржи. Сбой в финансовой системе парализует экономику в целом.
Руководствуясь той же логикой, по которой в исследование включены сим-карты, авторы включили в фокус микросхемы для банковских карт. Сбои в системе проведения платежей с использованием банковских карт повлекут значительные негативные последствия.
Для определения количества объектов использовались открытые данные Росстата, органов власти, таможенные данные и экспертные оценки.
В состав КИИ также включаются системы ядерной безопасности (атомные электростанции, хранилища), космической деятельности, органы государственной власти различных уровней, учреждения обороны и безопасности, органы регистрации прав на недвижимое имущество. Однако объекты из «закрытых» сфер не рассматривались в рамках настоящего исследования ввиду недоступности надежной информации о количестве и параметрах потребляемой РЭА.
Технологический ландшафт разделен на следующие четыре уровня, соответствующих текущим и прогнозируемым возможностям российской микроэлектроники, а также технологиям, недоступным в РФ в ближней и среднесрочной перспективе.
Первый уровень (уровень 1) – топология 90 нм и выше на пластинах 200, 150 и 100 мм – российские фабрики имеют опыт массового производства по таким технологиям, и компоненты полностью соответствуют требованиям большинства систем КИИ.
Перспективный уровень (уровень 1П) – переходные технологии (60–45 нм, пластины 300 мм) – это перспективная локализация до 2030 года. Россия не имеет серийного производства по этому техпроцессу, однако ряд проектов находится на различных стадиях разработки. Освоение этого уровня рассматривается как критическая задача на период 2025–2030 годов и требует инвестиций в новые производства на уровне 250–500 млрд рублей.
Второй уровень (уровень 2) – передовые технологии (≤28 нм, пластины 300 мм) – остается импортом. Готовые компоненты или пластины с кристаллами этого уровня будут закупаться за рубежом в ближайшие 10–20 лет.
Отдельную категорию (уровень AIIIBV) представляют полупроводниковые приборы на основе нитрида галлия (GaN), арсенида галлия (GaAs) и других материалов группы AIIIBV. Эти материалы используются для СВЧ-приборов, оптоэлектроники. Россия имеет исторический опыт производства таких приборов, и дальнейшее развитие этого направления рассматривается как стратегическое.
Используемая радиоэлектронная аппаратура подразделяется на несколько типов. АРМ и персональные компьютеры используются сотрудниками органов власти, медицинских учреждений и научных центров. Серверы и СХД работают 24/7 с избыточностью питания и охлаждения. Кроме того, АРМ, серверы, СХД входят в состав автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУТП). В свою очередь, АСУТП дифференцируются по количеству и сложности входящих в них компонентов. В табл.2 представлены компоненты, которые входят в усредненный состав АСУТП в зависимости от масштаба систем.
Смарт-карты обеспечивают идентификацию и криптографические функции. Базовые станции и ретрансляторы сотовой связи дифференцируются по поколениям технологии.
Для каждого класса РЭА определен типовой состав электронных компонентов с привязкой к технологическому уровню (уровни 1, 1П, 2 и AIIIBV). Например, в табл.3 представлены компоненты, входящие в состав типового АРМ облегченного типа.
Требуемое количество пластин рассчитывается на основе площади кристалла, количества кристаллов на пластине с учетом полезной площади и дисконтируется с учетом процента выхода годных микросхем (для целей исследования ПВГ принят на уровне 80%). Оценка требуемого количества кристаллов смещена в консервативную область – фактически требуемый объем может кратно превышать расчетную величину, однако авторы исследования стремились избежать завышенных значений потребности, полученных по итогам анализа.
Результаты исследования
Общее количество микросхем первого уровня, ежегодно потребляемых объектами КИИ, составляет 161 млн шт., или 44 тыс. пластин. Наибольший вклад в структуру потребления внесли сферы связи (66,6 млн шт. или 18,2 тыс. пластин), банковский сектор (62,1 млн шт. или 15,3 тыс. пластин) и защищенная полиграфия (12,5 млн шт. или 2,7 тыс. пластин). Это связано главным образом с потребностью в смарт-картах: банковских картах, SIM-картах и микросхемах для идентификационных документов.
Количество зарегистрированных SIM-карт в РФ составляет порядка 275 млн шт. [6], при этом ежегодное потребление консервативно оценивается в 60 млн шт., что составляет 37% от общего объема потребления ЭКБ. Количество ежегодно эмитируемых банковских карт также составляет не менее 60 млн штук и 37% от общего объема ЭКБ [7]. Суммарно потребность в смарт-картах составляет более 133 млн шт. в год, или 82%.
Все прочие сферы КИИ суммарно потребляют около 27 млн микросхем (18%), что составляет 16 тыс. пластин (15%). Структура потребления в требуемом количестве пластин по отраслям показывает, что энергетика требует 1,4 тыс. пластин первого уровня (42% потребности в ЭКБ для АСУТП), тяжелая промышленность требует 1,2 тыс. пластин, транспорт требует 2,8 тыс. пластин, здравоохранение требует 1,9 тыс. пластин, топливно-энергетический комплекс требует около 300 пластин в год.
По типам применяемых в различных сферах устройств структура следующая: смарт-карты потребляют 29 тыс. пластин первого уровня (65%), АСУТП потребляют 3,3 тыс. пластин (8%), серверы и системы хранения данных потребляют 8 пластин (18%), базовые станции и ретрансляторы потребляют 2,8 тыс. пластин (6%), автоматизированные рабочие места потребляют 1,3 тыс. пластин (3%).
Наибольший объем потребления компонентов для АСУТП приходится на энергетику – 1,4 тыс. пластин в год. Современная электросетевая подстанция оснащена системой управления и контроля, которая обеспечивает мониторинг параметров сети, защиту от перегрузок, синхронизацию с соседними подстанциями, ведение журналов и отчетность, дистанционное управление. За счет большого количества подстанций в стране формируется значительный спрос на микроконтроллеры и интерфейсные компоненты.
Анализ структуры спроса по типам РЭА выявляет дифференцированную стратегию локализации. Преимущественная локализация возможна для АСУТП первого и второго типов, счетчиков и АРМ, которые основаны на компонентах первого уровня и могут быть локализованы на существующих мощностях. Частичная перспективная локализация возможна для сложных АСУТП, серверов и СХД, где локализация сборки и некоторых компонентов может быть реализована на горизонте 2030–2035 годов, а другие компоненты остаются импортными. Специальная локализация возможна для инфраструктуры связи и криптографии, требующей отдельных инвестиций. Долгосрочный импорт сохранится для компонентов второго уровня, которые останутся импортными как минимум до 2040 года.
Сценарии и анализ чувствительности
В исследовании приведен сценарный анализ изменения количества кристаллов на пластине и интенсивности обновления оборудования. Базовый сценарий (M) предполагает коэффициент обновления РЭА на уровне 14%. Сценарий низкого спроса (S) предусматривает увеличение количества кристаллов на пластине на 10% и коэффициент обновления 10%, что дает потребность в 36 тыс. пластин – на 18% меньше показателя базового сценария. Сценарий высокого спроса (L) предполагает снижение количества кристаллов на пластине на 10% и коэффициент обновления 18%, что дает потребность в 54 тыс. пластин – на 22% больше показателя базового сценария.
Совокупная годовая мощность всех российских полупроводниковых фабрик на 2025 год составляет около 100 тыс. пластин в эквиваленте 200 мм в год. В базовом сценарии совокупный спрос составляет 44 тыс. пластин с компонентами первого уровня, что примерно соответствует мощности одной фабрики. Спрос на компоненты уровня 1П составляет 2,5 тыс. пластин и требует создания новых мощностей со значительными инвестициями. Базовый сценарий показывает, что текущие мощности могут покрыть совокупный спрос при условии полной их переориентации на КИИ, однако, учитывая текущую загрузку фабрик государственными заказами, это маловероятно.
Важно подчеркнуть, что расчеты являются консервативной оценкой вследствие исключения оборонно-промышленного комплекса, ракетно-космической отрасли и атомной промышленности. Учет данных секторов в совокупности может удвоить оценку предполагаемого спроса на компоненты всех уровней. Таким образом, максимальный спрос на ЭКБ первого уровня может достигать 100 тыс. пластин ежегодно.
Резюмируя итоги исследования, можно утверждать, что емкость рынка доверенной ЭКБ первого уровня составляет 36–54 тыс. пластин (в эквиваленте 200 мм) в год, а при учете закрытых отраслей КИИ этот показатель может превышать 100 тыс. пластин. Компоненты такого уровня могут производиться на существующих фабриках или на новых производствах по освоенным технологиям до 90 нм. Инвестиции в расширение мощностей экономически обоснованы. Гарантированный государственный спрос позволит спланировать и реализовать расширение производств с окупаемостью 7–10 лет.
Емкость рынка перспективного уровня (65–45 нм) составляет около 3–5 тыс. пластин 300 мм ежегодно, что не обеспечивает загрузку современной фабрики в коммерческих условиях, но может быть обусловлено стратегической необходимостью. Сохраняется долгосрочная зависимость от импорта сложных компонентов второго уровня с потребностью 108 тыс. пластин.
Настоящее исследование предоставляет количественное обоснование для принятия решений в отношении развития производственного и технологического потенциала страны и может быть использовано для координации усилий государства, производителей, инвесторов и заказчиков критической инфраструктуры при выработке стратегии укрепления технологического суверенитета и локализации производства доверенной электронной компонентной базы.
___________________________________________
Цветников Михаил, заместитель генерального директора по работе с крупными корпоративными заказчиками
Францышин Давид, ведущий специалист
Февраль 2026
____________________________________________
Подписывайтесь на наш канал на Яндекс.Дзен
#ЭКБ #КИИ #микроэлектроника