Проблемы импортозамещения электронных компонентов

Немного истории

Как многие знают, в стародавние времена, когда еще существовал СССР, последний производил почти всю свою электронную аппаратуру, как бытовую, так и специального назначения, самостоятельно и полностью из своих электронных компонентов. За рубежом (в капстранах) закупались лишь отдельные образцы и то, по большей части, лишь для их изучения и последующего освоения выпуска аналога также полностью на отечественных электронных компонентах и из отечественных материалов. После развала СССР выпуск всей аппаратуры существенно сократился, соответственно и выпуск компонентов тоже. Но до 2000-х, все же, какая-никакая электронная жизнь теплилась. Даже еще выпускались некоторые виды сложной бытовой аппаратуры – телевизоры и магнитофоны. В 2000-е и 2010-е развал производств и заводов электронной техники не только не прекратился, а еще и многократно ускорился. Возникла существенная проблема, когда собирать современную электронную технику стало просто не из чего. И тогда, в святая святых, в технику специального назначения стала все шире и шире проникать импортная элементная база. И это логично, ведь лучше делать хоть что-то и хоть как-то, чем не делать ничего. Импортная элементная база очень подкупала своим качеством, ценой, доступностью информации и удобством использования. Со временем все к ней привыкли и проблемы с отечественной элементной базой вспоминали как страшный сон.

Но тут настали новые времена, санкции, стали раздаваться вопли про импортозамещение и началось бурление. Мне примерно в то время была поставлена задача переделать одно из выпускавшихся у нас изделий полностью на отечественную элементную базу. И первая проблема, с которой сталкивается разработчик, который хочет применить у себя отечественный компонент, это

1. Отсутствие информации

И это очень существенная проблема. Если, например, о таких производителях как BOURNS, ANALOG DEVICES, TEXAS INSTRUMENTS, ON SEMICONDUCTOR и т.д. знает любой разработчик электроники и знает не понаслышке, то, например об ОАО «РЕЗИСТОР» или АО «Псковский завод радиодеталей» не знает никто, кроме, может быть, только тех людей, кто там работает. Я собирал информацию о заводах, производящих электронные компоненты, можно сказать, по крупицам, шарясь по различным околоэлектронным сайтам, группам и тому подобным форумам. Потратил на все это кучу времени. С импортной элементной базой, конечно же, гораздо проще. Там давно существуют огромные сайты-каталогизаторы, глобальные дистрибьюторы, которые объединяют огромное количество производителей электроники. Например, небезызвестный многим, сайт mouser.com.

Упомянутый выше ОАО «РЕЗИСТОР» там не только не представлен, но даже не имеет собственного сайта! И где же узнать, что производит этот завод? А нигде. Некоторое время назад для производителей электронной техники специального назначения по спецподписке распространялся так называемый «Перечень МОП», там хотя бы можно было посмотреть номенклатуру изделий и узнать производителя, чтобы можно было поднять трубку телефона и туда позвонить. Приводимая там информация особой актуальностью не отличалась, я сталкивался с тем что упомянутый в перечне компонент по факту уже не производился.

Но, даже если у предприятия и есть сайт, его информативность и актуальность приведенной там информации зачастую просто нулевая. Вот, например, сайт того же АО «Псковский завод радиодеталей», раздел с перечнем выпускаемой продукции.

Всего 6 типономиналов. По сравнению с тысячами типономиналов, которые выпускает даже самый завалящий иностранный производитель, это не просто бедненько, это просто позор.

Если щелкнуть по ссылке, то перейдем на страницу с параметрами этих «изделий».

Уже несколько десятков лет есть общемировая практика – публиковать параметры компонента в виде отдельного документа, так называемого даташита (datasheet – досл.: лист с данными). У именитых фирм даташиты – это многостраничные документы даже по самым простым и понятным компонентам, из которых про компонент можно узнать не только все что нужно, но и вообще ВСЕ, что только может присниться в самом дурном сне. У меня никогда не было случая, чтобы я не находил в даташите необходимую мне информацию. Там указаны все режимы, приведены графики, расписаны назначения выводов (микросхем), есть полное и подробное описание как это использовать со схемами включения, чертеж посадочного места для разводки печатной платы, информация для заказа со всеми вариантами исполнений, в общем, все!

То, что приводит на сайте Псковский завод – ну, это просто ни о чем. Такую бедную информацию допустимо помещать лишь для предварительного ознакомления в какой-нибудь сборный каталог. Но, кроме этой информации на сайте ничего полезного больше нет. Некоторые мне скажут, что есть вездесущий гугл, и можно загуглить недостающую информацию там. Да, можно, многие поставщики компонентов намного более клиентоориентированы, чем сами производители отечественной продукции и часто делают за них их работу и выкладывают более подробные описания компонентов. Но, эти описания тоже, скажем так, крайне бедноваты по сравнению с зарубежными аналогами, и, кроме того, часто изобилуют ошибками. Буквально недавно был случай: я, опираясь на подобное описание, заказал компонент, внес его в библиотеки предприятия, но, как оказалось, с ошибочным обозначением. С этим ошибочным обозначением компонент вошел в утвержденные документы, которые поправить уже очень сложно. Спасибо, блин, отечественному производителю, создал проблему на ровном месте. С импортными компонентами таких проблем, естественно, в принципе не бывает и быть не может.

После того как разработчик определился с выбором отечественного компонента, для возможности его использования и для получения дополнительной информации о нем он должен приобрести у производителя на этот компонент основной документ - технические условия (ТУ). Именно приобрести! За денежки. Если иностранные производители распространяют информацию о своих компонентах совершенно бесплатно, то у отечественных производителей ее необходимо покупать. Порядок цен – в среднем несколько десятков тыс. рублей за документ. Если в изделии используется сотня различных типов компонентов, будь добр, выложи миллион только за то, чтобы узнать чуть более подробную информацию о них и получить возможность их использовать. Это же касается и материалов (клеев, красок, проводов и пр.) Вообще говоря, технические условия – это документ, по которому изделие (компонент) сдается заказчику или ОТК и полезной информации для разработчика или того, кто будет этот компонент использовать, там с гулькин нос и, по сути, никакой особой необходимости, кроме бюрократической, в покупке техусловий нет.

Покупать за кучу денег ТУ – это еще полбеды. У нас, например, есть одно предприятие, которое вообще всю документацию и средства разработки на свою микросхему продает исключительно за ощутимые деньги. И ладно бы эти средства разработки были собственного производства, нет, это только плагин к средству разработки на аналогичную микросхему импортного производителя. Контраст с импортными производителями, которые тебе абсолютно бесплатно предоставляют всю документацию, а также часто и средства разработки, оказывают информационную поддержку – просто разительный. Но потребителям отечественных производителей деваться некуда, приходится давиться, но жрать то что дают.

Но, давайте будем объективны, не на всех заводах такая отвратительная ситуация с получением информации, некоторые все же выкладывают в общий доступ более-менее удобочитаемые описания на свою продукцию и даже, иногда, технические условия!

Но все равно, при ознакомлении с этими описаниями не покидает мысль, что оформлялись они по остаточному принципу и как бог на душу положит. Есть стойкое ощущение, что эту неблагодарную работу поручают недавним студентам, только устроившимся на работу на это предприятие. Иначе как объяснить просто элементарнейшие ошибки, когда, например, в описании путают милливольты и милливатты. Общий стиль изложения текста намекает на то, что его перевели с описания импортного аналога компонента с помощью переводчика Мэджик Гудди. Эту версию, кстати, подтверждают и графики режимов, которые просто скопипастили из импортного описания с помощью Принт Скрина. Не потрудившись даже поправить иностранные подписи величин на русские. Иногда отечественное описание бывает настолько невнятное, что, чтобы понять, как вообще эта микросхема работает, приходится гуглить с какого иностранного аналога ее содрали, качать даташит на этот импортный компонент и спокойно его изучать на английском языке.

2. Вторая серьезная проблема - проблема с закупкой отечественных компонентов

Если связанные с этим проблемы бюрократического и бухгалтерского характера, описания которых потянут на еще одну такую статью, меня, как разработчика, волнуют слабо, то проблема со сроками поставки касается меня непосредственно. А сроки поставки не просто огромные, чудовищные – до полугода и года. В иные, досанкционные времена, по рассказам старожилов, можно было заказать любой импортный компонент и через неделю, максимум две, он уже лежал на твоем рабочем столе. Сейчас с этим стало посложнее, сроки поставок стали побольше, в основном из-за того, что предприятий разработчиков специальной техники заставляют закупаться только у специальным образом сертифицированных поставщиков, которые, видя что покупателям деваться некуда, не торопятся делать свою работу.

И все равно, это не идет ни в какое сравнение с тем, сколько приходится ждать поставки отечественных компонентов. На поставку некоторых компонентов, например, необходимо записываться за год, писать письмо с просьбой включить предприятие в план поставок на следующий год. Это мало того, что затягивает сроки разработки, но и вынуждает закупать заранее и с запасом, что приводит к тому, что дорогостоящие детали потом просто лежат мертвым грузом на складе.

Но, по некоторым слухам, вроде бы что-то начало делаться в этом направлении. Насколько я слышал, изготовителей теперь начали дрючить за слишком большие сроки поставок, вроде бы теперь должны поставлять не более чем за 3 месяца.

Также есть существенная проблема, связанная с тем, что многие позиции в каталогах и перечнях есть, а по факту не производятся. Как-то я хотел импортозаместить микросхему FRAM-памяти, она как раз была в перечне перспективных разработок, ОКР по которой как раз недавно был закрыт. Но я нигде не смог найти информацию, как ее заказать. В конечном итоге, позвонил на этот завод, меня соединили с разработчиком, у которого я и спросил, мол, как заказать ваше изделие, хотя бы опытные образцы? На что мне просто ответили, что они честно пытались эту микросхему сделать, но у них ничего не вышло и заказать эту микросхему не получится, потому что ее нет. Вот так, на ОКР государство выделяет деньги, деньги осваиваются, а микросхему сделать – «у нас не получилось». Но, вообще говоря, это ОКР, для нее отрицательный результат хоть и неприятен, но допустим.

3. Третья существенная проблема – цена

Отечественный компонент, в среднем, стоит в 20-100 раз (!!!) дороже качественного импортного аналога именитой фирмы. Да, я не ошибся, именно в 20-100 (прописью: двадцать - сто). Пруф. Почему такая неадекватная цена? Мне совершенно непонятно. Ну пусть бы компоненты стоили в 2, в 3, в 5 раз дороже, еще можно было бы как-то понять и простить. Но когда в 20, в 50, в 100 - это за гранью моего понимания. Из объективных тут, на мой взгляд, несколько факторов. Производители электронных компонентов, по сути, работают только на производство спецтехники. Поставок компонентов на гражданку практически нет из-за того, что эти компоненты давным-давно устарели и даже китай уделывает их по всем параметрам, в т.ч. и по цене. Соответственно, производство получается мелкосерийное, считай что штучное. Также, для аппаратуры специального назначения необходимо закупать компоненты с военной приемкой (она же приемка «5», приемка ПЗ). Военная приемка также требует денег за свою работу. Ну и, наверное, банальная жадность – хапнуть здесь и сейчас.

Из-за ограниченного рынка сбыта производство специальной аппаратуры – всегда мелкосерийное, поэтому стоимость разработки в пересчете на единицу продукции высока, поэтому и конечная стоимость аппаратуры довольно высока. Применение отечественной элементной базы увеличивает ее стоимость еще сильнее. А оплачиваете все это удовольствие – все вы, из своих налогов.

Если вы считаете что за такие космические деньги вы получите товар отличного качества, вы ошибаетесь. И это

4. Четвертая проблема – ужасное качество

Проблему с качеством можно условно разделить на две части – отвратительное качество, связанное с общей технической и технологической отсталостью компонента и качество, связанное с культурой производства.

Ни для кого не будет секретом, что производимые сейчас отечественные электронные компоненты по уровню параметров примерно 20-30-летней давности и имеют соответствующие тем годам ограничения и паразитные параметры. Эти параметры могут стать большим сюрпризом для разработчика, который не сталкивался с отечественными компонентами или долгое время работал лишь с современными импортными. Если при использовании импортного компонента часто достаточно лишь по диагонали прочитать даташит, отметить несколько ключевых параметров и можно впаять в плату и все будет работать. С отечественными компонентами такое не прокатывает, у них необходимо самым внимательнейшим образом вчитываться в каждый параметр, осознавать его смысл, что, как я писал выше про документацию, весьма затруднительно. Иначе потом могут ожидать крайне неприятные сюрпризы. Хотя, впрочем, если связываться с отечественными компонентами, сюрпризы будут в любом случае. Простой пример: решили заменить импортное оптическое реле на такое же отечественное. По всем параметрам оба реле полностью совпадают, поскольку одно явно сдувалось с другого, по габаритам и посадочным местам тоже (что радует, ибо бывает редко). Вроде бы, все хорошо, в чем может быть проблема? С отечественными компонентами собранное изделие проверку не прошло. Стали разбираться. У обоих оптореле был одинаковый параметр – ток утечки, у обоих в описании – до 1 мкА. Но если у импортного указано до 1 мкА, а по факту – да почти что ноль, то у отечественного указано до 1 мкА, а по факту почти 0,7-0,8 мкА, то есть, буквально еще чуть-чуть и компонент был бы забракован по этому параметру. При проверке используются современные высокочувствительные измерительные приборы, у которых огромный ток утечки отечественного компонента просто вызывал ложные показания. Поскольку на работу схемы ток утечки не влияет, пришлось изменять методику измерений, подгонять ее под отвратительное качество отечественных компонентов.

Технологическая отсталость сказывается и на размерах отечественных компонентов, они, как правило, намного крупнее современных импортных аналогов. С ними ни о какой плотной компоновке на печатной плате речи не идет. Тут, скорее, приходится думать как бы впихнуть это добро на 2-3 печатных платы.

Отечественные компоненты, за очень редким исключением, не предназначены для автоматизированного монтажа. И их, реально, сидит и паяет монтажница вручную, при этом совершая множество ошибок. Кстати, интересный факт, отечественные резисторы для поверхностного монтажа поставляются без маркировки (!!!), за поставку резисторов с маркировкой необходимо еще доплатить к той космической цене. При пайке таких резисторов тоже совершается множество ошибок, которых не было, если бы производитель не экономил краску и наносил на них маркировку. За поставку резисторов в ленте для автоматизированного монтажа также требуется доплатить.

Отечественные микросхемы, за редким исключением (и тоже да, за дополнительные деньги), поставляются с несформованными выводами. Монтажница еще ко всему прочему должна вручную сформовать все выводы микросхемы, а их бывает под сотню.

Про качество, связанное с культурой производства, проще сказать, что отечественные производители не стесняются поставлять откровенный брак. И этих примеров у меня не один, не два, а множество. Вот несколько из них.

Понадобился как-то для одного блока кварцевый резонатор, копеечная деталь, для тех кто не знает. Цена в чип-дипе около 20-30 р. Но, честно скажу, не на самую ходовую рабочую частоту. Заказали его у одного нашего отечественного производителя. Цена отечественного компонента – см. пункт про цены. Их что-то очень долго делали, чего то там у них не получалось, но, наконец, прислали. Запаяли их в платы, собрали блок – не работает. Программист неделю разбирался, почему на старой отладочной плате все работает, а на новой нет. Он и подумать не мог, что такая простая и тупая деталь как кварцевый резонатор может косячить. Оказалось что резонатор в реальности возбуждался на другой частоте. И это была не погрешность, у резонаторов она относительно небольшая, это была именно другая частота. Когда это выяснилось, встал вопрос, что с этим делать. На платы пока для отладки напаяли резонаторы с радиорынка, а я занялся общением с заводом и бумажной волокитой чтобы вернуть бракованные детали назад и получить исправные. Все таки, они стоят недешево. За пару десятков шт можно купить какой-нибудь ВАЗ 2107 в хорошем состоянии. Как оказалось, это существенная бюрократическая проблема. С горем пополам, потратив кучу времени и нервов мне удалось таки отправить детали назад на завод. Вы, вероятно, думаете что они извинились и за свой счет прислали новые и исправные? Нет, это в существующей системе невозможно. Поскольку если они признают, что поставили откровенный брак, то и их и их приемку вздрючат, а этого допустить ну никак нельзя. Поэтому нам просто прислали коробочку с неисправными деталями обратно и бумагой за несколькими подписями, что, дескать, у них все хорошо, у них все в полном соответствии с ТУ. А то, что у вас там не работает, это вы сами виноваты. После нескольких звонков с руганью и предложением их специалистам приехать и разобраться здесь на месте, что же мы можем делать не так с такой простой деталью как резонатор, они предложили прислать и действительно прислали, причем бесплатно, такое же количество деталей, изготовленных по «новой технологии», но с приемкой «ОТК». А для изготовления этих же деталей, но с приемкой «ВП» предложили к заказу приписывать дополнительное требование, что-то типа «ослабление нежелательных резонансов не менее 5 дБ». К слову сказать, резонаторы с радиорынка за 20 р почему то работают на нужной частоте безо всяких дополнительных требований. Прописать эту дополнительную приписку во все базы и документы это был тот еще бюрократический геморрой, но, вроде, получилось.

И вот у меня лежат на столе две коробочки с радиодеталями стоимостью с подержанный автомобиль, которые можно только выбросить в помойное ведро. Первую я не могу применить по назначению, потому что это брак, а вторую – потому что там детали не с приемкой «5».

Еще история, покороче. Заказал я как-то для исследования возможности применения несколько различных типов электретных микрофонов. В двух разных конторах с одинаковым названием. Одна контора мне прислала образцы совершенно бесплатно, за что им респект и уважуха, другие попросили денежку, цена микрофона – см. пункт про цены. Что интересно, бесплатно присланные образцы все оказались рабочие и из них я таки и выбрал подходящий экземпляр. А вот образец, купленный за большую денежку пришел неисправным. На что рассчитывали эти господа, непонятно. Я не поленился и снова прошел весь бюрократический квест с отправкой неисправной детали назад на завод. Кстати, было уже попроще, чем в первый раз. Через некоторое время, когда я уж и забыл про него, с завода прислали исправный образец. Я его проверил, написал письмо что все ок и забросил микрофон в недра тумбочки.

Совсем недавняя история. Заказали пару отечественных оптических модулей – приемопередатчиков. Цена, к слову сказать, не космос, а примерно одного порядка с такими же импортными. Модули отечественные, но внутри, конечно, компоненты все импортные, о чем производитель честно сообщает в информационном письме. И этот факт, нужно отметить, больше радует, чем огорчает. Модули прислали практически полностью рабочие, за исключением того, что у одного модуля оказался неисправен выход сигнала детектора – пробит на корпус. Поскольку блок был опытным, а данная неисправность на работу не особо влияла, разводить снова бюрократию по возврату я не стал.

Еще одна история. Заказали мы как-то для одного опытного блока отечественные электролитические конденсаторы. Для тех кто не знает – тоже простая и копеечная деталь. Через некоторое время нам звонят с завода и сообщают следующее: мол, мы вам его изготовили, но он, к сожалению, немного не получился. Деталь по каким то параметрам не проходила по ТУ. Мол, вы не будете возражать, если эту деталь мы вам поставим не с приемкой «ВП», а с приемкой «ОТК», причем совершенно бесплатно? У меня блок был опытный и я не возражал. Но факт того, что наше отечественное производство уже не может изготовить такую простую вещь как электролитический конденсатор, причем, по своей же собственной утвержденной документации, меня очень сильно удивил. Ладно бы там микросхема какая навороченная, а то – конденсатор! На мой взгляд, это уже за гранью, дальше падать некуда.

Какие еще интересные приколы бывают с «отечественными» компонентами?

Перемаркировка! Некоторые заводы не стесняются покупать импортные компоненты, а затем просто наносят на них свою маркировку и вуаля! компонент становится отечественным. Лично видел разъем, у которого с одной стороны нанесена отечественная маркировка, а по всему разъему название и логотипы одной известной иностранной фирмы. Это какой то... позор! Единственный плюс от этого – то, что по бумагам это отечественный разъем и при его применении нам меньше едят мозг по вопросу импортозамещения.

Еще сильно усложняет жизнь какой-то нестерпимый зуд у наших конструкторов электронных компонентов сделать все не так как «у них». Например металлокерамический корпус КТ-28а, который по внешнему виду очень похож на ТО-220, но длиннее него на 2,5 мм.

А поэтому на посадочное место для ТО-220 он не встает и наоборот, на посадочное место для КТ-28а не встанет компонент в корпусе ТО-220. Зачем надо было так делать? Почему бы не сделать их одинаковыми по габаритам? Или вот еще: у всех импортных диодов в корпусе SOT-89 (КТ-47) общепринятая конфигурация выводов – 1-анод, 2-катод, а вот наши решили пойти другим путем – 3-анод, 2-катод. И корпус КТ-99-1 (он же 4601.3-1) опять же похож на SOT, но чуть чуть не подходит. Зачем так делать?

Кстати, о корпусах. Это просто кошмар, сколько же их уже наплодили... Они там соревнуются что ли? И все, за редким исключением, нестандартные, не совпадающие не только с импортными прототипами, но и со своими же многочисленными реинкарнациями. К чему это ведет? К необходимости разработки и изготовления десяток и сотен приспособлений для формовки выводов (как я писал выше, они все поставляются несформованными), и к ручному монтажу. Поскольку приспособить весь этот зоопарк под автоматизированный монтаж крайне трудноосуществимо, если вообще возможно.

Я начал повествование с того, что мне была поставлена задача – переделать одно из изделий полностью на отечественную элементную базу. Эту задачу я выполнил, но дальше разработки схемы работа не пошла когда посчитали во сколько все это обойдется и какая будет цена готового изделия. Но работа не была бесполезной, если какой-нибудь заказчик начинал заикаться об отечественной элементной базе, ему показывались расчеты и выкладки, яркими красками расписывались все проблемы и перспективы и он переставал настаивать.

Какой же тогда смысл в таком импортозамещении? Менять хороший годный импорт на отечественное, я извиняюсь, говно? Да ладно бы отечественное, так оно же еще и не отечественное нихрена. Материалы – импортные, станки, на которых это делается – импортные, компьютеры, на которых все это проектируется и ПО – импортные. Не продадут проклятые капиталисты материал – все, процесс встал. Сломалась деталь в импортном станке, не продадут запчасть – процесс встал. Не продадут компьютеры, заглючит импортное ПО – процесс встал. У большинства «отечественных» микросхем из отечественного – только корпус и надпись на нем. Кристаллы все изготавливаются за рубежом, на Тайване и в Сингапуре, зачастую и корпусирование происходит там же.

Ну, и несмотря на все «успехи» импортозамещения, по прежнему множество импортных компонентов заменить просто нечем. Например, динамическое ОЗУ, без которого не может работать ни один процессор, ни один компьютер, ни одно любое другое цифровое устройство. Этой памяти нет вообще никакой, ни FPM, ни EDO, ни SDRAM, ни DDR. Технология производства динамической памяти была утеряна с распадом Союза и так никто не может ее возродить. Взамен предлагается статическая память в огромных многоногих корпусах и объемом максимум в несколько МБ. Нет современных ПЛИС, АЦП/ЦАП, операционных усилителей, микросхем преобразователей источников питания, элементов защиты и пр. Да даже элементарных дросселей нет с широким рядом номиналов и токов.

По прежнему непонятна стратегия импортозамещения, к чему мы, все-таки, идем и что, в итоге, хотим получить. Ясно как день, что заместить все и полностью, как это было в СССР – невозможно. Тем более, что в текущих реалиях полного развала многих отраслей промышленности в этом нет нужды, ибо производить электронику просто уже не для кого. Что делать с чудовищным отставанием – тоже непонятно. Вряд ли сегодня кого-то обрадует компьютер с процессором 20-летней давности. Вон, даже полугосударственный Сбербанк не хочет юзать отечественное поделие .

Согласно постановлению правительства РФ №719, с 1 января 2022 г. чтобы изделие считалось отечественным, оно должно содержать не менее 90 процентов от общего количества указанных электронных компонентов. Учитывая проблемы, описанные выше, я просто не представляю как это вообще будет выглядеть и что с этим делать.