Импортозамещение и безопасность при реализации ГПВ

Система вооружения Вооруженных Сил Российской Федерации развивается в условиях политического, информационного и экономического давления со стороны конкурирующих стран. Экономические санкции как элемент гибридной войны, введенные с середины 2014 года, затронули все секторы экономики России. Не стал исключением и оборонно-промышленный комплекс.

 

Было ограничено предоставление длинных и средних кредитов, произошло завышение процентной ставки по кредитам, начался отток инвестиций. Прекратился доступ к технологиям создания и производства современной элементной компонентной базы для военных нужд.

Под санкции, введенные Западом, подпадает и экспорт станков в Российскую Федерацию, что осложняет модернизацию предприятий ОПК и, соответственно, затрудняет реализацию государственной программы вооружения. Одновременно произошел разрыв корпоративных связей с основными иностранными поставщиками элементной базы и комплектующих, практически полностью приостановилось военно-техническое сотрудничество с Украиной.

Все это обусловило необходимость государства взять курс на импортозамещение – снижение зависимости от поставок продукции стран НАТО и ЕС. Это решение закреплено в ряде нормативных правовых документов федерального значения. В соответствии с «Основами государственной политики в области развития оборонно-промышленного комплекса Российской Федерации на период до 2025 года и дальнейшую перспективу», утвержденными Указом Президента Российской Федерации №91 от 23.02.2017 г., одной из задач стала разработка импортозамещающих технологий и производство отечественной импортозамещающей продукции при производстве приоритетных образцов ВВСТ в соответствии с государственной программой вооружения. Кроме этого, вышли ряд постановлений Правительства Российской Федерации, в соответствии с которыми обеспечивается преимущество при осуществлении закупок отечественной продукции для государственных и муниципальных нужд.

Невозможно представить перспективный высокотехнологичный образец вооружения и военной техники без современной качественной электронной компонентной базы (ЭКБ). В условиях экономического давления приоритетной задачей становится обеспечение требуемого качества выпуска финальных образцов ВВСТ, что во многом зависит от качества используемых для их изготовления составных частей и комплектующих, РЭА и ЭКБ, сырья и материалов.

В этом году начался очередной цикл формирования государственной программы вооружения на 2024–2033 годы. Ее особенность – создание и производство высокотехнологичного конкурентоспособного вооружения в непростых экономических условиях. Справится ли государство с этой задачей, будет во многом зависеть от готовности промышленности к обеспечению производства составных частей и комплектующих для финальных образцов ВВСТ, и в первую очередь ЭКБ и материалов, необходимых для их производства.

Однако качество отечественной ЭКБ будет во многом зависеть от качества используемых для ее изготовления материалов. Например, при создании печатных плат используется фольгированный стеклотекстолит, который представляет собой армированный стеклотканью фторопласт, облицованный с обеих сторон медной электролитической гальваностойкой фольгой. При проектировании печатных плат конструктор обязан учитывать требования стандарта, на основании которого материал выпускается, и эти требования должны быть жестче, чем расчетные параметры при проектировании платы. Очень часто материал для проведения типовых испытаний приходит на производство с контролируемыми параметрами выше, чем по стандарту. Затем, при выпуске серийной продукции, параметры уже соответствуют стандарту на материал, но не требованиям изделия. Возникают проблемы с эксплуатацией.

К сожалению, можно констатировать, что сегодня государство не в состоянии в полной мере обеспечить контроль качества выпускаемых изделий в различных сферах производства: от продуктов питания до техники специального назначения. Это связано, в первую очередь, с отменой действия ряда государственных стандартов, регламентирующих требования к ключевым параметрам, выработанным на основе мирового опыта разработки, проектирования и изготовления. Вместо накопленного интеллектуального потенциала, закрепленного в государственных стандартах, предлагается система саморегулирования путем проб и ошибок при потреблении продуктов, соответствующих требованиям ТУ изготовителя и поставщика.

Таким образом, потребителю предлагается самостоятельно разобраться, подходят ли ему комплектующие, продукты и т.д. На примере продуктов питания это выглядело бы примерно так: перед покупкой колбасы покупатель должен ознакомиться с содержанием ТУ и самостоятельно оценить, не угрожает ли данный продукт его здоровью как в ближайшее время, так и в перспективе, и только после этого принять решение о покупке. Аналогичная ситуация складывается с печатными платами.

Если констатировать факты, то в середине 90-х годов прошлого века материал DE-104ML (FR-4) Isola был единственным базовым фольгированным материалом, завозимым в Российскую Федерацию. Естественно, его и пробовали использовать в качестве замены отечественным материалам СФ, СТФ, СФНС и т.д. Были попытки продаж высококачественного материала фирмы «Panasonic» немецкими компаниями, работающими в России. Однако стоимость высококачественного материала, отвечающего жестким военным стандартам, оказывалась выше стоимости дешевого стеклотекстолита, поэтому он не получил широкого распространения.

Сегодня при производстве финальных образцов ВВСТ в рамках государственного оборонного заказа в микросхемах в большинстве случаев используется как раз базовый материал импортного производства DE-104ML Isola. Однако исследования показали, что этот материал по своим характеристикам недопустим к применению в технике специального назначения, и даже сам производитель материала рекомендует его к применению в мелкой бытовой технике. У нас же в стране изделия, печатные платы которых изготовлены из DE-104ML Isola, используются для поддержания обороноспособности нашей страны. Впоследствии сами иностранцы не стали поставлять его в РФ, потому что фольгированный стеклотекстолит и препреги входят в список стратегических продуктов (теперь на эти продукты распространяются санкции, введенные Евросоюзом).

Для справки, с середины 2000-х годов компания «Isola» из немецкой стала американской. Ее перекупил инвестиционный фонд из США, и мы применяем материал, который для нас производят Соединенные Штаты, прекрасно зная, в каких целях мы его используем. Об этом свидетельствуют регулярные визиты представителей компании на семинары, проводимые поставщиком компании. Из открытых источников известно, что компанию «Isola» в январе 2018 года купил американский инвестиционный фонд «Cerberus Capital», генеральным директором которого значится 44 вице-президент США Дэн Куэйл, а председателем совета директоров – 73-й министр финансов США Джон Уильям Сноу. Основатель этого фонда – действующий председатель консультационного совета президента США по разведке Стив Файнберг. Сопоставив факты, можно констатировать явную зависимость производства отечественного вооружения и военной техники от США.

Дешевый материал DE-104ML получил распространение в Российской Федерации, хотя его назначение и электротехнические характеристики не отвечали жестким требованиям эксплуатации изделий специального назначения. Основной тест «CAF» – устойчивость к миграции меди – производитель материала на нем даже не нормирует, а учитывая, что это основной параметр, дающий прогноз о надежности готовой печатной платы, понятно, что эмбарго на такой материал не распространяется.

Для общего понимания рассмотрим, как проводится тест:

– из испытываемого материала с препрегом прессуется заготовка;

– на ней просверливаются сквозные отверстия с минимальным расстоянием друг от друга. Чем меньше расстояние между отверстиями, тем жестче тест;

– проводится «стандартная» химическая металлизация отверстий с гальваническим усилением медью;

– к соседним металлизированным отверстиям припаиваются проводники, подается напряжение 100 В и измеряется сопротивление под воздействием температуры 85 °С и повышенной влажности 85% в течение не менее 1000 часов.

В процессе сверления в области вокруг отверстий стекловолокно и связующее могут нарушать свою однородную структуру. В пустоты, трещины композитного материала за счет капиллярного эффекта проникают химические растворы, и после нанесения гальванической меди они остаются запечатанными в диэлектрике. Впоследствии эти химические вещества и вода становятся причиной образования зон проводимости и участков разрушения токопроводящих покрытий и диэлектрика под воздействием внешних факторов.

Этот тест – ускоренные типовые испытания прототипа МПП из поставляемого материала – один из основных тестов для входного контроля базового материала и препрега для продукции ответственного назначения. Учитывая, что этот тест на миграцию меди на DE-104 не проводится, можно как минимум предположить, что он его не выдержит. Если к этому добавить еще высокое влагопоглощение этого фольгированного стеклотекстолита, порядка 0,25% от массы (а для печатной платы весом 100 граммов это составит до 300 куб. см водяного пара при термоударе), то ситуация становится критической.

Однако благодаря грамотной политике продвижения материал DE-104ML получил разрешение на применение в качестве материала-заменителя в заказах Министерства обороны, и его стали широко применять при изготовлении аппаратуры. Прошло время, посыпались отказы изделий – данные поступали из сборочных цехов, от предприятий заказчиков, по результатам эксплуатации. При этом различные предприятия использовали разные методы изготовления, разные технологические растворы металлизации рисунка схемы МПП, разное оборудование. Одним и тем же во всех случаях оставался материал: DE-104.

Кратко ситуацию можно описать так: потенциальный противник знает, какой базовый материал применяется в РФ для военных целей, он же этот базовый материал для нас изготавливает. При этом поставляемый и применяемый базовый материал даже при соответствии требованиям стандарта, по которому его выпускают, не соответствует по применяемости жестким условиям эксплуатации техники специального назначения. Несмотря на все несоответствия, DE-104 применяется по сей день на основании ранее выданных разрешений.

Учитывая это обстоятельство, целесообразно на первом этапе для исключения повторения ситуации, а также обеспечения невозможности негативного воздействия на изготавливаемый материал, предполагаемый к отгрузке в РФ, не допускать утечки информации о применяемости этого материала в технике специального назначения. Информация должна быть закрыта. Также важно не допускать монополии одной-двух марок импортного материала в технике специального назначения. Кроме того, необходимо использовать при конструировании и изготовлении техники специального назначения базовые фольгированные материалы, препреги, предназначенные именно для этих сфер применения и заведомо превосходящие по электротехническим параметрам предъявляемые требования. Применять базовые фольгированные стеклотекстолиты с характеристиками не хуже «рекомендуемых параметров».

Как отмечает Комитет Совета Федерации по экономической политике по результатам проведения 1 апреля 2021 года круглого стола на тему «Совершенствование законодательного регулирования в сфере поддержки российского программного обеспечения и электроники», большая работа предстоит в обращении сырьевых компонентов и базовых материалов, в том числе в рамках Федерального закона от 29.12.2012 г. №275-ФЗ «О государственном оборонном заказе», так как именно базовые материалы обеспечивают эксплуатационные и технические характеристики печатных плат и конечных изделий, их надежности. Проблему отсутствия производства, широкой номенклатуры базовых материалов и востребованности неоднократно озвучивали отраслевые специалисты в течение последних лет, однако отечественные предприятия продолжают закупать и завозить необходимые для производства радиоэлектроники базовые компоненты из-за рубежа.

Негативно на развитии отрасти сказывается отсутствие сертификационной и учетной базы на материалы, в частности, системы каталогизации продукции для федеральных государственных нужд и соответствующей курирующей организации, которая могла бы компетентно оценивать применимость тех или иных базовых материалов микроэлектроники. Отсутствует государственная поддержка отечественных производителей материалов, в том числе, проблематично для них попадание с их базовыми материалами в перечень производителей радиоэлектронной техники. Отмечается также и отсутствие полноценной информации по механизмам секторальной помощи и производственным компаниям, в том числе, помощи частному бизнесу со стороны государства в организации серийного производства в критически зависимых областях. Во многом сказывается и то, что в различных ведомствах одинаковая продукция учитывается по разным кодам.

Сегодня предлагается ряд мер, которые могут позволить: обеспечить координацию работ по разработке и производству современных базовых материалов для радиоэлектроники; предотвратить проникновение на российский рынок некачественной продукции; разработать и внедрить стандарты, соответствующие нынешним реалиям рынка и технологической зрелости радиоэлектронной промышленности, а также вести мониторинг федеральных целевых программ и инициировать разработки новых материалов по заданию заказчиков.

Как перспективное направление развития рассматривается создание единого центра аттестации продукции электроники (радиоэлектроники) по фольгированным диэлектрикам (далее – Центр), обеспечивающего комплексное решение задач обоснованного планирования и реализации мероприятий по нормативному, научно-методическому, информационному и технологическому обеспечению создания, испытания и производства и внедрения радиоэлектронных материалов в части фольгированных диэлектриков. Направления выбраны не случайно.

Сейчас в радиоэлектронной промышленности используются преимущественно нормативные документы, ГОСТы и стандарты 25–30-летней давности. За это время радиоэлектронная промышленность перешла на более высокий уровень. Изделия стали сложнее, поменялись методики пайки, ужесточились условия эксплуатации. Выросли и требования рынка к надежности изделия, его технологичности, а также массогабаритным характеристикам. В связи с этим большинство стандартов либо требуют значительных изменений, либо вообще утратили свою актуальность.

В рамках работы Центра необходимо вести постоянный мониторинг мирового рынка радиоэлектронной промышленности и осуществлять интеграцию новых технологий в рынок российский. Для этого важно проводить изыскания для формирования актуальных требований к базовым материалам, совместно с предприятиями радиоэлектронной промышленности проводить работы по формированию требований к конечной аппаратуре, методам испытаний как материалов, так и аппаратуры в целом. Для оперативного решения проблемы предлагается взять за основу стандарты IPC и МЭК и, адаптировав их под российский рынок, выпустить их в виде ГОСТов. В дальнейшем – проводить изыскания на тему актуализации информации, представленной в том или ином стандарте. Период жизни стандарта без обновлений не должен превышать три года для фольгированных диэлектриков и пять лет для готовой продукции и методов испытаний.

Создание научно-технического задела – немаловажная задача Центра. Сегодня в новых разработках используются либо материалы из разрешительного перечня (который был выпущен более 20 лет назад), либо материалы, уже применяемые на конкретном предприятии. Конструкторы руководствуются только теми характеристиками, которые важны для них, не обращая внимания на параметры материала, относящиеся к технологичности (простоте работы с материалом) и добротности (его безотказности и пригодности к ремонту).

Приведем пример. При разработке изделия, которое должно было устанавливаться на военное судно, конструктор заложил в документацию базовый материал, обладающий необходимыми ему параметрами (диэлектрическая постоянная и тангенс угла диэлектрических потерь), однако даже не посмотрел, что у заложенного в проект материала повышенный коэффициент влагопоглощения. Из-за этого платы «сходили» с испытаний во время климатических испытаний. Ситуация была бы еще хуже, если бы изделия прошли испытания, а отказы начались уже в процессе эксплуатации.

В Центре НТР необходимо собрать представителей, обладающих компетенциями в области проектирования изделий с учетом их предназначения, класса, а также режимов эксплуатации и возможности доступа к изделию в процессе эксплуатации. Таким образом, целесообразно обязательное участие Центра в НИОКР совместно с предприятиями-разработчиками, а также корректировка КД на этапе опытных работ с учетом всех вышеперечисленных факторов.

Что касается информационного обеспечения, к сожалению, федеральная система каталогизации продукции (ФСКП) до сих пор не создана (изменения в ФЗ №275 «О государственном оборонном заказе», касающиеся вопросов создания ФСКП, находятся на втором чтении в Государственной Думе РФ). После принятия закона и запуска ФСКП необходимо четко представлять, какая организация станет головной в области фольгированных диэлектриков, кто будет осуществлять классификацию, учет, ведение перечня и, по сути, управлять номенклатурой.

Информационное наполнение каталога в части фольгированных диэлектриков поспособствует решению задач, связанных с унификацией, поиском отечественных аналогов, а привязка к финальным образцам вооружения и военной техники позволит обеспечить вопросы долгосрочного планирования развития отрасли, исходя из параметров государственной программы вооружения и государственного оборонного заказа.

И в заключение: немаловажная задача – аккредитация базовых материалов, цель которой состоит в том, чтобы предотвратить проникновение на российский рынок некачественной продукции, применение базовых материалов, не соответствующих требованиям техники специального назначения. Решение не может быть достигнуто только проведением входного контроля (т.е. определением соответствия материала документами на поставку).

Обеспечить рынок качественными материалами, а для военной продукции – еще надежность и отсутствие специально разрабатываемых так называемых «закладок» (предполагающих, например, ускоренное старение, дистанционное или заданное по времени изменение параметров материалов и др.), невозможно без проведения комплекса технологических испытаний, ежегодных проверок и сертификации импортных материалов. К применению в технике специального назначения в рамках выполнения ГОЗ должны допускаться только те материалы, которые прошли сертификацию. Кроме этого, целесообразно обязать проходить сертификацию не конечных пользователей материала, а поставщиков.

В целом, реализация таких мер должна позволить укрепить обороноспособность страны, ускорить реализацию политики импортозамещения в секторе радиоэлектронных материалов, а также создать основу для конкурентного развития отечественной электротехнической промышленности, в том числе, с возможностью выхода на внешние рынки.

 

Авторы - А.А. Пьянков, к.т.н., доцент, начальник отдела ФГБУ «46 ЦНИИ» Минобороны России, В.А. Дубровский, АО «Электромаш»

©«Новый оборонный заказ. Стратегии» 
№5 (70), 2021 г., Санкт-Петербург

Партнеры