Історія напівпровідникової галузі в Україні та як її планують відродити – колонка експертної команди Мінцифри
14 січня 2025 року український Уряд затвердив Стратегію цифрового розвитку інновацій України (WINWIN) до 2030 року. Вона визначає візію України як країни інновацій та окреслює ключові напрями, принципи, цілі й завдання державної політики у сфері цифрового розвитку інноваційної діяльності. Серед таких напрямів — розвиток напівровідникових технологій і виробництво власних чипів.
Експертна команда при Міністерстві цифрової трансформації України у колонці для AIN розповідає про те, як планують розвивати напівпровідникову галузь в Україні та чому йдеться про відродження, а не побудову з нуля.
Кілька десятиліть тому напівпровідникові технології сприймали як щось із вузькоспеціалізованої галузі високих технологій, цікавої лише інженерам та академічним колам. Сьогодні вони — нервова система глобальної економіки, рушійна сила цифровізації та інновацій. Кожен чип у смартфоні, автомобілі, медичному обладнанні чи військовій системі — результат складних виробничих процесів, ланцюгів постачання й інтелектуального капіталу. В умовах поточної геополітичної турбулентності та стрімкого розвитку технологій, державні амбіції в напівпровідниковій галузі з площини «бажано» переміщуються в категорію «життєво необхідно».
Україна у 2024 році стоїть на порозі масштабної трансформації своєї технологічної інфраструктури. На тлі перебудови світових ланцюгів постачання українські візіонери та державні стратеги дедалі гучніше заявляють про нову мету: до 2035 року претендувати на 1 % світового ринку напівпровідників. Ця мета розроблена з огляду на сьогоднішні консервативні оцінки глобального ринку напівпровідників у 2035 році — $1 трлн. Для країни, історія якої багата на інженерні традиції та досягнення в суміжних галузях — від матеріалознавства до ІТ-аутсорсингу та кібербезпеки, — такий виклик водночас амбітний і реалістичний.
Україна вже була першою в Європі в найвисокотехнологічнішій індустрії. У 1969–1970 роках примітивна система автоматизованого проєктування того часу й «ручні» методи виявилися непридатними для розробки великих інтегральних схем (ВІС). У 1972–1973 роках на базі українського суперкомп’ютера БЕСМ-6 та інших ЕОМ у київському НДІ «Мікроприлад» створено нову систему автоматизованого машинного проєктування, яка скоротила час розробки ВІС до 1,5–2 місяців. Для цього наші інженери-програмісти розробили складний програмний комплекс, який автоматично з’єднував сотні тисяч компонентів ВІС, унеможливлюючи помилки, неприпустимі за такого обсягу роботи. У рекордно короткі терміни було зведено «чисті» кімнати, упроваджено власну технологію виробництва пластикових корпусів для ВІС та унікальне метрологічне обладнання. 1974 року київський завод НВО «Кристал» перший в Україні, колишньому СРСР і Європі опанував технологію виготовлення MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) і розпочав масово виробляти ВІС на базі транзисторів такого типу.
На пік своїх виробничих можливостей у напівпровідниках Україна вийшла в середині 1970-х — наприкінці 1980-х років. Тоді на території України діяло півтора десятка НДІ та підприємств мікроелектроніки, серед яких найбільші — «Кристал», «Мікропроцесор», «Родон», «Гравітон». Загалом в індустрії працювало понад 100 000 висококваліфікованих кадрів. Щорічно розробляли близько 200 унікальних дизайнів мікросхем (приблизно половина впроваджувалася у виробництво). Були опановані обсяги виробництва на понад 300 мільйонів штук інтегральних схем на рік на суму понад пів мільярда доларів (в еквіваленті вартості того часу).
Важливо визнати, що в ті роки держава активно фінансувала напівпровідникову галузь: постанова уряду від 1988 року передбачала будівництво 14 нових виробничих підприємств (у Борисполі, Києві, Запоріжжі, Херсоні та інших містах) для виготовлення виробів мікроелектроніки світового класу. Тоді відставання України від найпередовішого в ті роки техпроцесу 0,5 мкм (500 нанометрів) було всього на два технологічні кроки. На момент розпаду СРСР наприкінці 1991 року готовність нових заводів у Борисполі та Івано-Франківську була на 65 %. На жаль, зміна пріоритетних планів і відсутність фінансування для цієї програми не дали змоги молодій незалежній Україні здійснити технологічну революцію.
Після здобуття незалежності, у 1990-ті та 2000-ні роки, значна частина цього потенціалу була розпорошена або втрачена, а фокус економіки змістився в бік агросектору, металургії та аутсорсингових ІТ-послуг. Проте саме в ІТ, кібербезпеці та інженерних рішеннях Україна змогла проявити себе на міжнародній арені: десятки тисяч висококваліфікованих розробників, інженерів, датаспеціалістів стали виконувати ключові ролі для глобальних корпорацій. Цей кадровий та інтелектуальний актив — перше, на що сьогодні спираються будівничі нової української напівпровідникової екосистеми.
Світовий ринок напівпровідників продовжуватиме зростати, підживлюваний попитом на штучний інтелект, 5G, електромобілі, інтернет речей і квантові обчислення. Особливо варто звернути увагу на роль індустрії напівпровідників у розвитку технології штучного інтелекту.
Спеціалізовані пришвидшувачі для ШІ — насамперед GPU виробництва Nvidia — залишаються критично важливим компонентом технологічного прогресу. H100 та наступні покоління графічних процесорів, оптимізовані для тензорних обчислень, забезпечують необхідну продуктивність для навчання сучасних мовних моделей із сотнями мільярдів і навіть трильйонами параметрів. Nvidia досі утримує домінантні позиції на ринку завдяки технологічній перевазі, що відображається в її ринковій капіталізації та конкуренції за звання найдорожчої компанії світу.
Технологічний прогрес у галузі ШІ безпосередньо залежить від можливостей виробництва напівпровідників. Кожне нове покоління мовних моделей потребує дедалі більшої обчислювальної потужності: якщо для GPT-3 йшлося про сотні тисяч GPU-годин (навчання моделі потребувало близько 1 024 графічних процесорів Nvidia V100 і тривало 34 дні), то для найпередовіших моделей ці показники значно зростають. Згідно зі звітом Стенфордського університету 2024 Artificial Intelligence Index Report, навчання GPT-3 коштувало компанії OpenAI $4,3 млн. А навчання наступної моделі — GPT-4 — коштувало набагато більше.
Технологічні перегони у сфері ШІ створюють безпрецедентний попит на передові виробничі потужності контрактних виробників, насамперед TSMC, які прагнуть утримати лідерство в 3-нм і тонших технологічних вузлах.
Архітектурна еволюція ШІ-пришвидшувачів потребує дедалі складніших технологічних рішень. Це формує нові ніші в напівпровідниковій екосистемі, де навіть відносно невеликі компанії можуть посісти стратегічно важливі позиції в глобальних ланцюгах постачання, спеціалізуючись на нішевих рішеннях.
Після пандемії COVID-19, яка продемонструвала наслідки зупинки логістичних шляхів, та враховуючи поточну геополітичну напруженість, багато країн прагнуть локалізувати частину виробничих ланцюгів і знизити залежність від окремих регіональних гравців. США, ЄС, Японія, Південна Корея та Індія вже запустили масштабні програми субсидування й стимулювання виробництва чипів. Ураховуючи ці процеси, для України відкривається вікно можливостей.
Для того щоб зайняти навіть 1 % від світового ринку, необхідно створити повноцінну екосистему: від R&D та дизайну напівпровідників до виробництва, пакування, тестування та інтеграції з глобальними постачальниками обладнання. Потрібні мільярди доларів інвестицій, створення тисяч робочих місць, розвиток енергетичної, водної та транспортної інфраструктури, а також щільна кооперація зі світовими лідерами індустрії.
Ініціатива з розвитку власної напівпровідникової індустрії — це не лише про економіку. У контексті посилення ролі технологій в обороні та безпеці, власні виробничі потужності — важливий стратегічний актив. Можливість виготовляти критично важливі чипи для військової техніки, систем зв’язку, безпілотників, радарів, а також захищених комунікаційних вузлів — фактор, що підвищує національну стійкість і технологічний суверенітет.
Не варто забувати й про кібербезпеку. Розвиток вітчизняних центрів із розробки апаратних рішень, власних систем верифікації й тестування мікросхем — це шлях до зниження ризиків «закладок», недоброякісної продукції або прихованих вразливостей. У світі, де інформаційна безпека стала ареною прихованих битв, контроль над власними напівпровідниковими ланцюгами — стратегічний хід.
Для досягнення своїх цілей Україна активно шукає партнерів. Взаємодія з ЄС і США в межах технологічних альянсів і фондів підтримки є необхідною умовою для інтеграції в глобальний ланцюг.
Не можна оминути увагою роль стартапів і малого бізнесу. Напівпровідникова індустрія — це не лише великі фабрики, а й десятки малих інжинірингових фірм, спеціалізовані сервісні компанії з тестування, логістики хімічних матеріалів, виробництва підкладок або рідкоземельних компонентів. Чим ширший цей «фронт» інноваційних підприємств, тим стійкіша вся екосистема.
Вийти на 1% світового ринку напівпровідників — амбіція, яка потребуватиме мінімум десятиліття злагодженої роботи, мільярдів доларів інвестицій, політичну волю та гнучку дипломатичну стратегію. Проте нагорода варта того. Перетворення України на помітного гравця світової напівпровідникової індустрії підніме її технологічний статус, диверсифікує економіку, знизить зовнішні вразливості та посилить міжнародні позиції.
Сьогодні Міністерство цифрової трансформації України ініціювало та реалізувало великий трек — Стратегію цифрового розвитку інновацій до 2030 року WINWIN, у межах якої вже ведеться робота з відтворення індустрії напівпровідників. Під керівництвом Міністерства працює експертна група, завдання якої — розробити галузеву стратегію, сформувати необхідне законодавство для стимулювання інвестицій і технологічного трансферу, а також провести первинні переговори з потенційними партнерами.
За планами до кінця 2025 року експертна група представить у межах WINWIN галузеву стратегію розвитку сектору та законопроєкт, який необхідний для запуску перших великих проєктів у країні. У найближчих планах — вступ у переговори з іноземними інвесторами щодо будівництва першої напівпровідникової фабрики на українській території.
Автор: Експертна команда при Міністерстві цифрової трансформації України.
