Содержание
СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
РАЗДЕЛ 1. ИНФОРМАЦИЯ ОБ ОРГАНИЗАЦИИ-ИСПОЛНИТЕЛЕ КОМПЛЕКСНОГО ПРОЕКТА
4.3.1. Рыночная перспективность
4.3.2. Экспортный потенциал продукции
Разработка серии современных микросхем управления электропитанием микропроцессоров, микроконтроллеров, и других электропотребителей с динамической нагрузкой большой мощности; организация их серийного выпуска в малогабаритных корпусах; разработка метода их крупносерийного выпуска в безвыводных корпусах типа QFN
2.2. Цель комплексного проекта
Целью Комплексного проекта является завоевание предприятием дополнительной доли Российского и зарубежного рынка электронных компонентов за счёт проведения разработки, организации серийного производства и продажи серии современных микросхем и компонентов управления электропитанием. Все новые электронные компоненты должны функционально соответствовать мировому уровню и в перспективе заместить импортные аналоги на Российском рынке. Разрабатываемые микросхемы, в том числе, должны решать вопросы разработчиков аппаратуры, использующих отечественные микропроцессоры и микроконтроллеры, в части их стабильного и качественного электропитания и устранения критической зависимости от импорта.
Возможность выбора корпусировки электронных компонентов, как в классические выводные корпуса типа SO, SOT, так и в безвыводные типа QFN должна дать возможность отечественным разработчикам аппаратуры, как проводить прямое замещение импортных элементов, так и разрабатывать новую аппаратуру с уменьшенными массогабаритными характеристиками.
Планируется освоить самые современные технические решения, такие как высокоэффективные топологии преобразования энергии в импульсных стабилизаторах напряжения с синхронным выпрямлением, в импульсных стабилизаторах напряжения с активным демпфированием, в резонансных преобразователях, в инверторах напряжения, в корректорах коэффициента мощности (ККМ) и другие, для повышения энергоэффективности конечных устройств.
Предполагается освоение серийного производства разработанной продукции и продажа её в объёмах не ниже 950 622 000 рублей (с НДС, накопленным итогом) к 30.09.2028 г.
2.3. Актуальность комплексного проекта
Актуальность комплексного проекта связана с решением задач, поставленных в «Стратегии развития электронной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года», утверждённой распоряжением Правительства РФ №20-р от 17.01.2020. И касается выполнения пункта: Раздел V. «Цели, задачи, приоритеты и целевые индикаторы реализации Стратегии», подраздел 2. «Мероприятия и целевые индикаторы реализации Стратегии» - В части ключевого направления "Научно-техническое развитие" предусматривается разработать и промышленно освоить:
Также проект направлен на решение задач Плана мероприятий Стратегии по ключевым направлениям:
- I. Ключевое направление "Научно-техническое развитие"
- IV. Ключевое направление "Кадры"
- IХ. Ключевое направление "Экономическая эффективность"
Также, проект направлен на достижение установленного государственной программой РФ «"Развитие электронной и радиоэлектронной промышленности" показателя «увеличение объема отгруженной продукции радиоэлектронной промышленности, произведенной на территории Российской Федерации».
Продукцией, разрабатываемой в проекте, являются электронные компоненты, которые соответствует следующим продуктовым группам и кодам Общероссийского классификатора продукции по видам экономической деятельности ОК 034-2014 (КПЕС 2008): 26.1 Компоненты электронные и платы 26.11.21.110 Диоды 26.11.21.120 Транзисторы 26.11.22.100 Приборы полупроводниковые и их части 26.11.30 Схемы интегральные электронные
2.4. Задачи комплексного проекта
№ Описание задач комплексного проекта
- Создание базовых технологий и ключевых технических решений
- 1.1 Разработка конструктивно-технологических решений проектирования микросхем электропитания уменьшенных габаритов и повышенной интеграции за счёт использования многоуровневой (2, 3 и более) металлизации при топологических нормах до 0,5мкм.
- 1.2 Создание научно-технического задела по технологии многоуровневой (2, 3 и более) металлизации с топологическими нормами до 0,5 мкм у интегральных схем, включая организацию нужной технологической инфраструктуры на предприятии и дооснащение необходимым технологическим оборудованием кристального производства для нужд НИОКР и Комплексного проекта. Освоение технологии многоуровневой металлизации.
- 1.3 Разработка и освоение современных технических решений и высокоэффективных топологий преобразования энергии:
- в импульсных стабилизаторах напряжения с синхронным выпрямлением,
- в импульсных стабилизаторах напряжения с активным демпфированием,
- в резонансных преобразователях,
- в инверторах напряжения,
- в корректорах коэффициента мощности (ККМ)
- и др.
- 1.4 Разработка метода крупносерийного выпуска микросхем управления электропитанием в безвыводных корпусах типа QFN.
- 1.5 Разработка подходов к проектированию и изготовлению матричных выводных рамок для QFN корпусов, для обеспечения последующей гибкости и многономенклатурности их производства под нужды заказчика.
- 1.6 Разработка, освоение и внедрение в производство технологии корпусирования «мощных» микросхем электропитания в малогабаритные корпуса, в том числе в корпуса типа SO, SOT, QFN, обеспечивающие их полноценное функционирование по электрическим параметрам и тепловыделению.
- 1.7 Освоение производства мощных МОП транзисторов с рабочим током более 1А в малогабаритных корпусах типа SOT-23
- Организация производства
- 2.1 Организация серийного производства микросхем электропитания уменьшенных габаритов, включая микросхемы с повышенной интеграцией за счёт использования технологии многоуровневой (2, 3 и более) металлизации и сниженных топологических норм до 0,5мкм.
- 2.2 Организация серийного производства микросхем электропитания использующих современные технические решения и высокоэффективные топологии преобразования энергии.
- 2.3 Освоение производства «мощных» микросхем электропитания в малогабаритных корпусах.
- 2.4 Модернизация производства микросхем в безвыводных корпусах типа QFN до уровня возможности их многономенклатурного и крупносерийного выпуска.
- 2.5 Организация серийного производства МОП транзисторов с рабочим током более 1А в малогабаритных корпусах типа SOT-23
- Сопутствующие задачи
- 3.1 Обеспечить запланированный объём производства и реализации продукции, включая экспорт, в соответствии с финансовой моделью
- 3.2 Обеспечить выполнение целевых показателей проекта по количеству созданных РИД в соответствии с финансовой моделью
- 3.3 Обеспечить выполнение целевых показателей проекта по количеству вновь создаваемых и (или) модернизируемых высокотехнологичных рабочих мест в соответствии с финансовой моделью
2.6. Перечень продукции, планируемой к созданию в рамках комплексного проекта, с указанием технических характеристик, и ее декомпозиция
В рамках проекта планируется разработать несколько серий микросхем, которые будут являться, как продолжением линеек ранее выпускаемой продукции, таких как линейные и импульсные стабилизаторы, преобразователи напряжения, драйверы затворов МОП транзисторов, супервизоры питания и источники опорного напряжения, так и освоением нового класса приборов – корректоры коэффициента мощности, направленные на повышение коэффициента мощности источников питания вплоть до 99%.
Все вновь разработанные микросхемы будут нацелены на замещение импортных аналогов, которые сейчас массово используются отечественными разработчиками аппаратуры в силу отсутствия их производства в России. Часть микросхем, которые будут переведены в безвыводные корпуса типа QFN должны дополнительно стимулировать разработчиков аппаратуры их применять в силу лучших массо-габаритных, мощностных (тепловых) и функциональных характеристик. Освоение технологии крупносерийной матричной сборки в безвыводные корпуса позволит наладить изготовление в России в нужных объёмах тех импортных аналогов, которые массово потребляются на российском рынке электронных компонентов,
- Микросхемы корректоров коэффициента мощности
Краткое описание :
В классическом импульсном сетевом источнике питания, где сетевое переменное напряжение выпрямляется диодным мостом и сглаживается высоковольтным электролитическим накопительным конденсатором ток потребляется из сети пиками с частотой 100 Гц. В блоке питания с ККМ с помощью микросхемы контроллера, дросселя, высоковольтного транзистора и диода выпрямленное диодным мостом переменное напряжение преобразуется в постоянное без накопительного конденсатора по принципу повышающего импульсного преобразователя, Соответствующая, реализуемая микросхемой контроллера ККМ, модуляция ширины импульса накопления энергии в дросселе позволяет сделать ток потребляемый источником питания от сети переменного тока синфазным синусоидальному напряжению сети. Блок питания в этом случае для сети эквивалентен резистору, то есть представляет собой чисто активную нагрузку и, следовательно, реактивные потери отсутствуют. Это, в свою очередь, значительно снизит реактивные потери в сети переменного тока предприятий крупных потребителей электроэнергии и при массовом внедрении источников с ККМ позволит полностью отказаться от выполнения мероприятий по повышению cos ?.
Назначение: Микросхемы корректоров коэффициента мощности (ККМ), предназначенны для построения, в первую очередь, сетевых (переменного тока) источников питания для аппаратуры средней и большой мощности Особенности (уникальность): Интерес к ККМ возрастает последние годы в связи с широким внедрением светодиодного освещения. Дело в том, что в схемах питания – драйверах светодиодных светильников используется традиционно схема с диодным мостом и конденсатором большой емкости и возникает проблема низкого cos ?, если требуется освещать большие площади. Питание драйверов светодиодов через ККМ позволяет решить эту проблему и заодно убрать пульсации с частотой 100 Гц в интенсивности светового потока, характерные для некоторого типа светильников. Анализ полезности для потребителей с указанием целевой аудитории: Интерес к микросхемам контроллеров ККМ проявляли многие отечественные разработчики блоков питания: ОАО «Авангард, г. Санкт Петербург; АО «ГК «Электронинвест», г. Москва; ООО «АЕДОН», г. Воронеж и др. - Микросхемы импульсных преобразователей напряжения Краткое описание: Микросхемы импульсных преобразователей напряжения используются для преобразования различных уровней постоянного напряжения (понижающий преобразователь, повышающий преобразователь, инвертирующий преобразователь, преобразователь на нессимметричной первичной обмотке, преобразователь Кука и тд). В основе каждого из них лежит принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ), основанной на управлении полупроводниковыми ключами с помощью периодических импульсов. Назначение: Преобразование энергии для питания разноуровневых по напряжению потребителей, снижение массогабаритных показателей по сравнению с классическими выпрямителями и увеличение КПД. Особенности (уникальность): Возможность регулирования уровня выходного напряжения с помощью ШИМ, реализация защит по току и напряжению, высокий КПД при преобразовании энергии. Анализ полезности для потребителей с указанием целевой аудитории: Интерес к микросхемам импульсных преобразователей может быть проявлен со стороны отечественных разработчиков блоков питания, сложной электроники, производителей бытовой, мобильной и компьютерной техники.
- Микросхемы линейных стабилизаторов Краткое описание: Линейный стабилизатор - устройство, имеющее вход и выход по напряжению, предназначенное для поддержания выходного напряжения в узких пределах, при существенном изменении входного напряжения и выходного тока нагрузки. Назначение: Линейный стабилизатор напряжения представляет собой делитель напряжения, на вход которого подаётся входное (нестабильное) напряжение, а выходное (стабилизированное) напряжение снимается с нижнего плеча делителя. Стабилизация осуществляется путём изменения сопротивления одного из плеч делителя: сопротивление постоянно поддерживается таким, чтобы напряжение на выходе стабилизатора находилось в установленных пределах. Особенности (уникальность): Возможность стабилизации выходного напряжения для критически важных нагрузок в условиях нестабильного входного напряжения, низкие токи утечек, маленький спад выходного напряжения (dropout) при изменении мощности нагрузки. Анализ полезности для потребителей с указанием целевой аудитории: Интерес к микросхемам линейных преобразователей может быть проявлен со стороны отечественных разработчиков блоков питания, сложной электроники, производителей бытовой, мобильной и компьютерной техники.
- Микросхемы драйверов затворов Краткое описание: Драйверы затвора являются связующим звеном между двумя частями любого импульсного преобразователя электрической энергии: схемой управления и силовой частью. В общем случае эту задачу можно решить с помощью схем на основе дискретных компонентов, однако использование специализированных микросхем позволяет не только снизить затраты времени на разработку, но и упростить схему, уменьшить размеры печатной платы, а также сократить общий список компонентов преобразователя. Немаловажным фактором при выборе готового решения является наличие интегрированной изоляции с гарантированной электрической прочностью, что особенно важно для высоконадежных приложений. Назначение: На сегодняшний день в качестве силовых ключей в импульсных преобразователях могут использоваться биполярные (IGBT) или полевые (MOSFET) полупроводниковые приборы, в том числе появившиеся относительно недавно карбид-кремниевые полевые транзисторы с изолированным затвором (SiC MOSFET). Очевидно, что для каждого типа приборов лучше всего использовать специализированный тип драйверов, учитывающий специфику управления ими и позволяющий максимально полно использовать их положительные свойства. Кроме того, требования к драйверу зависят и от места установки транзистора в схеме преобразователя. Например, для драйверов верхнего плеча необходимо учитывать плавающий относительно общего провода схемы управления потенциал истока/эмиттера транзистора – этой проблемы при управлении транзисторами нижних плечей нет. Особенности (уникальность): Проблема подачи на затвор требуемого напряжения решается благодаря использованию драйвера затвора, который функционирует как схема сдвига уровня напряжения. Впрочем, наличие емкости затвора не позволяет изменить это напряжение мгновенно. То есть МОП-транзистор или IGBT имеет ненулевой конечный интервал переключения. Во время переключения через устройство может протекать сильный ток и к нему может быть приложено высокое напряжение, что приводит к рассеиванию мощности в виде тепла. В связи с этим переход от одного состояния к другому должен быть достаточно быстрым, чтобы минимизировать время переключения. Для того чтобы заряд и разряд емкости затвора происходил максимально быстро, требуется высокий ток неустановившегося режима. Драйвер, который обеспечивает затвор более высокими токами в течение более длительного времени, минимизирует время переключения и, таким образом, снижает потери мощности при переключении в транзисторе, которым он управляет. Анализ полезности для потребителей с указанием целевой аудитории: Интерес к микросхемам драйверов затворов может быть проявлен со стороны отечественных разработчиков блоков питания, высокомощных преобразователей, гибридных и электромобилей.
- Микросхемы супервизоров питания
Краткое описание:
Супервизоры питания — интегральные микросхемы, которые изменяют состояние своего выходного цифрового сигнала, если уровень напряжения питания оказывается ниже определенной пороговой величины напряжения.
Назначение:
Супервизоры предназначены для работы в микропроцессорных системах и формируют сигнал RESET при падении напряжения ниже допустимого уровня.
Доминирующей сферой использования таких устройств являются микропроцессорные системы, особенно если в них используются энергонезависимые запоминающие устройства. Применение супервизоров питания в таких системах позволяет устранить следующие проблемы:
- несанкционированное поведение микропроцессора/микроконтроллера при подаче питания и снятии питания, т.е. когда существуют интервалы времени, когда напряжение питания находится на недостаточном уровне для корректной дешифрации и исполнения кода команды;
- как следствие из первого пункта, инициация самопроизвольной записи в энергонезависимую память за счет сбоя в выполнении программы;
- инициация процесса записи в энергонезависимую память, когда напряжение питания заведомо находилось на уровне недостаточного для корректного завершения процесса записи.
- Микросхемы источников опорного напряжения Краткое описание: Источник, или генератор, опорного напряжения (ИОН) — базовый электронный узел, поддерживающий на своём выходе высокостабильное постоянное электрическое напряжение. ИОН применяются для задания величины выходного напряжения стабилизированных источников электропитания, шкал цифро-аналоговых и аналого-цифровых преобразователей, режимов работы аналоговых и цифровых интегральных схем и систем, и как эталоны напряжения в составе измерительных приборов. Точности измерения, преобразования и стабильность этих устройств определяются точностными параметрами используемых в них ИОН. Назначение: Микросхемы источников опорного напряжения предназначены для формирования прецизионного малошумящего напряжения известной величины с минимальными температурными и временными дрейфами в устройствах, от которых требуется высокая точность, предсказуемость и малые шумы. К таким устройствам относятся: источники эталонного напряжения для АЦП, ЦАП, для источников питания, источников эталонного тока, составных частей программируемых логических контроллеров и т.д. Особенности (уникальность): Миниатюрный корпус, позволяет использовать данные микросхемы в малогабаритных приборах и устройствах. Стабильность работы устройства не зависит от внешних факторов, благодаря инновационным схемотехническим и конструктивно-технологическим решениям. Универсальность конструкторско-технического решения, позволяющая изготавливать приборы на различные выходные уровни напряжения. Анализ полезности для потребителей с указанием целевой аудитории: Интерес к микросхемам источников опорного питания может быть проявлен со стороны отечественных разработчиков источников эталонного тока, измерительных приборов, составных частей программируемых логических контроллеров.
- Полупроводниковые приборы дискретные. Краткое описание: Диоды Шоттки (ДШ) – полупроводниковые приборы, принцип работы которых основан на явлении взаимодействия металлов и полупроводников. Одним из важных параметров ДШ является величина контактной разности потенциалов, образующейся на границе металл-полупроводник. Для обеспечения необходимой величины контактной разницы потенциалов могут быть использованы разные металлы: Ag, Au, Pt, Pd, W, которые специальным образом наносятся на полупроводник или на вспомогательные подслои и дают величину требуемую величину потенциального барьера в эВ. Другим важным параметром ДШ является время обратного восстановления, которое определяет время возврата диода из проводящего в непроводящее состояние и от его значения зависит быстродействие ДШ. МОП транзисторы – полупроводниковые приборы, принцип работы которых основан на изменении проводимости токопроводящего канала от величины управляющего напряжения (электрического поля). По конструктивно-технологическому исполнению силовые МОП транзисторы могут выполняться как в планарном, так и в вертикальном исполнении, одиночном или модульном, обеспечивая тем самым требуемые параметры по отводу излишнего тепла от кристалла. Назначение: Диоды Шоттки (ДШ) находят широкое применение в выходных каскадах импульсных источников питания и DC/DC-преобразователей, высокочастотных выпрямителей, демодуляторов, используемых в системах электропитания различных линейных и нелинейных нагрузок. Использование ДШ в схемах управляемых преобразователей энергии для различных электроприводов обеспечивает минимальное прямое падение напряжение на диоде при выключении силовых ключей, а также переключение силовых ключей с малыми коммутационными потерями и помехами. МОП транзисторы находят свое применение в различных электронных преобразователях: коммутаторах, импульсных преобразователях напряжения и тока, усилителях сигналов, высокочастотных генераторах, устройствах периферийного назначения для информационной электроники. В устройствах преобразовательной техники они используются в качестве силовых ключей, обеспечивающих коммутацию (модуляцию) электроэнергии между источником и нагрузкой. Варьируя конструкцию и технологию изготовления МОП транзистора, возможно получать транзисторы с различными электрофизическими характеристиками. Особенности (уникальность): Особенностью предлагаемых полупроводниковых приборов заключается в возможности изготовления их в малогабаритных корпусах для поверхностного монтажа, что позволяет им легко вписываться в чрезвычайно тонкие прикладные среды, такие как портативная электроника, карты PCMCIA, беспилотные летательные аппараты и пр, требующие снижение массогабаритных показателей при сохранении требовании к электрическим нагрузкам и энергоэффективности. Анализ полезности для потребителей с указанием целевой аудитории: Интерес к дискретным полупроводниковым приборам может быть проявлен со стороны отечественных разработчиков блоков питания, сложной электроники, производителей бытовой, мобильной и компьютерной техники, компактных устройств с беспилотным управлением.
- Демонстрационные платы.
В дополнение к позициям «Микросхемы корректоров коэффициента мощности» и «Микросхемы импульсных преобразователей напряжения» будут разработаны и выпущены демонстрационные платы, которые будут помогать реализации и внедрению основного продукта – электронных компонентов. Потребители демонстрационных плат — это те же самые потребители самих электронных компонентов.
В связи с предполагаемыми малыми объёмами выпуска и реализации Демонстрационных плат, так как потребители их покупают всего один раз для тестов, - демонстрационные платы не будут являться отдельным продуктом
Описывая назначение, необходимость и востребованность демонстрационных плат можно указать следующее. В номенклатуре выпускаемой продукции практически всех лидирующих мировых производителей микросхем присутствуют так называемые оценочные платы (Evaluation Board). Они разрабатываются и ориентируются на ту или иную микросхему или комплект микросхем (Chipset) из каталога выпускаемой продукции. Эти платы предназначены для того, чтобы потенциальные потребители могли быстро опробовать микросхемы в работе, оценить все преимущества и заявленные производителем параметры и характеристики микросхем, не прибегая к паяльнику и макетным платам. В России такие изделия называют демонстрационными (оценочными или реже настроечными) платами. Несмотря на высокую стоимость, их приобретают в интернет- магазинах, специализирующихся на поставке электронных комплектующих, так как они позволяют реально сократить сроки разработки, и избежать ошибок при проектировании конечного продукта. Российские производители микросхем последнее время тоже начали разрабатывать и выпускать демонстрационные платы под свои микросхемы. Демонстрационная плата это чаще всего печатная плата, на которую установлена микросхема со всей необходимой «обвязкой» для реализации конкретного электронного узла, выполненного по типовой схеме применения микросхемы. Печатная плата, как правило, оборудована клеммами и разъемами для подвода питающих напряжений и подключения нагрузки. Могут быть установлены переключатели для изменения режимов работы и контрольные точки для подключения осциллографа и других измерительных приборов. Для примера ниже приведена фотография демонстрационной платы LM25117EVAL/NOPB от Texas Instruments для микросхемы LM25117. Стоимость такого рода плат начинается от нескольких тысяч рублей до десятков.
Предполагается провести разработку и наладить выпуск демонстрационных плат (другие употребляемые названия: оценочные платы, отладочные платы, настроечные платы), приобретая которые потребители смогут быстро, не изготавливая собственный макет, оценить параметры электронных компонентов, преимущества той или иной топологии в одном или нескольких типовых применениях.
Также, для ускорения и облегчения этапов разработки конечными потребителями источников электропитания на базе электронных компонентов проекта, предполагается разработка поведенческих SPICE-моделей изделий, что позволит проводить моделирование разрабатываемой аппаратуры в современных САПР, не прибегая к паяльнику. Это повысит привлекательность продукции и позволит увеличить объем продаж.
5.1. Общий бюджет комплексного проекта. Источники финансирования Общая стоимость комплексного проекта: 1 761 500 000 рублей 00 копеек Основные источники финансирования комплексного проекта:
- 330 000 000 рублей - собственные средства организации;
- 1 431 500 000 рублей - привлеченное финансирование.
5.5. Показатели финансовой и социально-экономической эффективности реализации комплексного проекта на дату окончания реализации комплексного проекта
| Дисконтированный срок окупаемости (PBP) | лет | - |
| Чистая приведенная стоимость (NPV) | тыс. руб | - |
| Внутренняя норма рентабельности (IRR) | % | - |
| Коэффициент бюджетной эффективности: | 0,35 |
5.6. Результат предоставления субсидии и целевые показатели (индикаторы) эффективности реализации комплексного проекта, необходимые для достижения результата, нарастающим итогом на дату окончания реализации комплексного проекта
- Объем производства и реализации продукции, создаваемой в рамках комплексного проекта (с НДС, накопленным итогом) 950 622 000 рублей;
- Количество вновь создаваемых и (или) модернизируемых в рамках реализации комплексного проекта высокотехнологичных рабочих мест (накопленным итогом) - 50;
- Количество создаваемых результатов интеллектуальной деятельности, охраняемых патентами или иными охранными документами (не менее одного) и (или) охраняемых в качестве секретов производства (ноу-хау) (накопленным итогом) - 33;
- Объем экспорта продукции, созданной в рамках реализации комплексного проекта (накопленным итогом) – 220 000 долларов США: