Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники Дисциплина для магистерской подготовки по направлению
Занятие 1 () Введение Характеристика профессиональной деятельности магистра по направлению подготовки Структура и содержание дисциплины
Объем дисциплины и виды учебной работы Семестр: 11 Дисциплина: Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники Направление подготовки: (2 чел) Полная трудоемкость дисциплины в зачетных единицах (ЗЕ) - 4 Лекции: - 9 часов Практические занятия: - 36 часов Лабораторные занятия: - Внеаудиторная СРС: - 63 часа Вид аттестации: экзамен
Введение Характеристика профессиональной деятельности магистра по направлению подготовки «Радиотехника»
ООП по направлению Выпускник по направлению подготовки «Радиотехника» с квалификацией (степенью) «магистр» в соответствии с задачами профессиональной деятельности и целями основной образовательной программы должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК): способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно- производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2); способностью использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);
ООП по направлению (продолжение) Выпускник должен обладать также следующими профессиональными компетенциями (ПК): общепрофессиональные: способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК 3); По видам деятельности: проектно-конструкторская деятельность: способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (ПК 7);
ООП по направлению (продолжение) научно-исследовательская деятельность: готовностью к составлению обзоров и отчетов по результатам проводимых исследований, подготовке научных публикаций и заявок на изобретения, разработке рекомендаций по практическому использованию полученных результатов (ПК 20); организационно-управленческая деятельность: способностью разрабатывать планы и программы инновационной деятельности в подразделении (ПК 25).
Сайты Интернета 1. – сайт ФГУ ГНИИ ИТТ "Информика"; – федеральный интернет-портал «Нанотехнологии и нанаматериалы»; – сайт «Нормативные документы»; – сайт «Метрология. Метрологическое обеспечение производства»; – сайт нанотехнологического сообщества; 6. www. quality21.ru – сайт «Качество XXI век»;www. quality21.ru 7. – сайт компании «National Instruments»; – сайт журнала Сибирского федерального университета сайт журнала «Нано- и микросистемная техника» сайт института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН
Стандарты ГОСТ РВ ГОСТ РВ Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Системы менеджмента качества. Общие требования ГОСТ РВ Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Стадии жизненного цикла изделий и материалов ГОСТ РВ 0015–101–2010 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Тактико- техническое (техническое) задание на выполнение научно- исследовательских работ ГОСТ РВ –2001 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Порядок выполнения научно-исследовательских работ и их составных частей. Основные положения ……
Стандарт ГОСТ РВ
ГОСТ РВ
ГОСТ РВ СРПП ВТ. Системы менеджмента качества. Общие требования РОССТАНДАРТ (Приказ 6-ст от) принял государственный военный стандарт РФ ГОСТ РВ взамен ГОСТ РВ (действует с).
Стандарт ГОСТ РВ
Стандарт ISO 9001:2008 Системы менеджмента качества. Требования 7.3 Проектирование и разработка Планирование проектирования и разработки Организация должна планировать проектирование и разработку и управлять этими процессами. В ходе планирования проектирования и разработки организация должна устанавливать: a) стадии проектирования и разработки; b) проведение анализа, верификации и валидации, соответствующих каждой стадии проектирования и разработки; c) ответственность и полномочия в области проектирования и разработки.
ПОТРЕБИТЕЛЬ ТРЕБОВАНИЯ Постоянное улучшение СМК Модель СМК на основе процессного подхода Измерение, анализ, улучшение 7.Процессы ЖЦП Ответственность руководства ПОТРЕБИТЕЛЬ УДОВЛЕТВОРЕННОСТЬ (4.2,4.9,4.10) (4.3) (4.4) (4.6) (4.7,4.8,4.9,4.10, 4.12,4.15,4.19) (4.13) (4.2) (4.2,4.5) (4.2) (4.5) (4.16) (4.1) (4.1,4.18) (4.1,4.9) (4.9) (4.1,4.2) (4.3) (4.1) (4.1,4.2) (4.1) (4.2) (4.10,4.17,4.20) (4.9,4.10,4.17,4.20) (4.13) (4.14,4.20) (4.1,4.14) Продукция ВыходВход Деятельность, добавляющая ценность (стоимость) Информационный поток 6.Менеджмент ресурсов 4.СМК ISO 9001:2008 ISO 9001:1994
Стандарты ГОСТ Р (Совместимость технических средств электромагнитная) ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 1. Общие технические требования и методы испытаний ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 2. Частные требования к оборудованию пейджинговых систем связи ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 3. Частные требования к устройствам малого радиуса действия, работающим на частотах от 9 кГц до 40 ГГц …… ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 6. Частные требования к оборудованию цифровой усовершенствованной беспроводной связи (DECT) ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 7. Частные требования к подвижному и портативному радиооборудованию и вспомогательному оборудованию систем цифровой сотовой связи (GSM и DCS) ……
Периодические издания (издательство «Радиотехника») Журналы: Успехи современной радиоэлектроники; Спутниковые системы связи и вещания; Нанотехнологии: разработка, применение XXI век; Наноматериалы и наноструктуры XXI век; Вакуумная, плазменная и твердотельная электроника
Автоматизированная система АСОНИКА для моделирования физических процессов в радиоэлектронных средствах с учетом внешних воздействий В монографии представлены труды Научной школы моделирования, информационных технологий и автоматизированных систем (НШ МИТАС) профессора А.С. Шалумова и Научной школы «АСОНИКА» профессора Кофанова Ю.Н.
Акустооптические процессоры спектрального типа Рассмотрены акустооптические процессоры спектрального типа, являющиеся перспективным классом устройств функциональной электроники, расширяющим возможности современных средств обработки сигналов. Предложены оригинальные структуры акустооптических спектроанализаторов с пространственным и временным интегрированием, описаны планарные акустооптические спектроанализаторы и акустооптические спектрометры.
Технология RFID Технология радиочастотной идентификации использует энергию электромагнитного поля для чтения и записи информации на небольшое устройство - RFID - метку. Информация на ней может перезаписываться и дополняться. Память RFID - метки может содержать следующую информацию: уникальный идентификационный номер информацию об объекте
Сведения об RFID - системе По дальности считывания RFID-системы можно подразделить на системы: ближней идентификации (считывание производится на расстоянии до 20 см); идентификации средней дальности (от 20 см до 5 м); дальней идентификации (от 5 м до 100 м) Большинство RFID-меток состоит из двух частей. Первая интегральная схема (ИС) для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного (RF) сигнала и некоторых других функций. Вторая антенна для приёма и передачи сигнала.
Способы записи информации на метки Способ записи информации зависит от конструктивных особенностей метки. В зависимости от этого различают следующие типы меток: - RO-метки (Read Only) работают только на считывание информации. Необходимые для хранения данные заносятся в память метки изготовителем и не могут быть изменены или удалены в процессе эксплуатации. - WORM-метки (Write Once Read Many) для однократной записи и многократного считывания информации. Они поступают от производителя без каких-либо данных пользователя в устройстве памяти. Необходимая информация записывается самим пользователем, но только один раз. При необходимости изменить данные потребуется новая метка. - R/W-метки (Read/Write) многократной записи и многократного считывания информации.
Учебное задание Изучить требования ФГОС и содержание ООП по направлению «Радиотехника» (магистр); Изучить содержание статьи «Наноэлектроника - основа информационных систем XXI века»; Познакомиться с содержанием электронного учебно- методического комплекса по дисциплине. Примечание: учебные материалы размещены на портале НовГУ (учебные материалы > Исаев Владимир Александрович > Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники > …)
Исаев Владимир Александрович > Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники > …)">
Список литературы 1. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: учебная программа дисциплины / В. А. Юзова, Г. Н. Шелованова. - Красноярск: ИПК СФУ, Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: курс лекций / Г. Н. Шелованова. - Красноярск: ИПК СФУ, Борисенко В.Е. Наноэлектроника - основа информационных систем XXI века // Соросовский образовательный журнал, 1997, 5, с Устройство и принцип работы просвечивающего электронного микроскопа: Электронное учебно-методическое пособие / А.И. Бобров, А.В. Пирогов, Н.О. Кривулин, Д.А. Павлов; под редакцией Д.А. Павлова. - Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, с.
Список литературы (продолжение) 5. ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 6. Частные требования к оборудованию цифровой усовершенствованной беспроводной связи (DECT) 6. ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 7. Частные требования к подвижному и портативному радиооборудованию и вспомогательному оборудованию систем цифровой сотовой связи (GSM и DCS) 7. Автоматизированная система АСОНИКА для моделирования физических процессов в радиоэлектронных средствах с учетом внешних воздействий / Под ред. А.С. Шалумова. - М: Издательство «Радиотехника», – 424 с.
Спасибо за внимание! Тел.: (8162)
Проблемы, перспективы и импортозамещение
Обсуждение текущей ситуации и перспектив рынка контрактной электроники в России состоялось на конференции «Контрактное производство электроники в России» в рамках выставки «Экспоэлектроника», прошедшей в Крокус Экспо с 24 по 26 марта.
Семинар был организован российским офисом компании Jabil, и существенная часть касалась обсуждения работы и организации производственных процессов внутри компании. Однако значительная часть конференции была посвящена состоянию отрасли в целом и стоящим перед ней проблемам. Вот на этом моменте попробуем остановиться подробнее.
Главное для современного контрактного производства - это жесткая оптимизация всех издержек. Чтобы быть конкурентоспособным и эффективным на современном рынке, производителю приходится использовать любые доступные способы экономии, буквально следить, чтобы не пропадала ни одна копейка. Ведь даже копеечные потери, помноженные на большие объемы, характерные для контрактного производства, дают в итоге внушительные цифры. Поэтому нужно быть готовым оптимизировать все: используемые технологии, производственные процессы, зарплаты. Ну и аппетиты в отношении прибыли тоже стоит умерить.
По словам Семена Лукачева (директора ООО «ПК Альтоника»), при контрактном производстве цена складывается из трех основных компонентов:
Остальные компоненты, как отметил в ответах на вопросы Семен Лукачев, носят второстепенный характер. Об их оптимизации можно будет думать тогда, когда будут решены основные вопросы по трем главным направлениям.
Что интересно, к вопросу составляющих себестоимости в своем выступлении обращался также Сергей Зорин, директор по развитию бизнеса компании Jabil.
Здесь соотношение немного отличается от примерной оценки Семена Лукачева, но информация со слайда Сергея Зорина охватывает производство электроники в целом, т. е. заметно более широкий процесс.
Стоимость работ в конечной цене изделия, как правило, невелика и составляет где-то 10-15%, но размещать контрактное производство в крупных городах все равно не стоит: из-за высокой стоимости аренды, рабочих рук и других ресурсов общие издержки будут слишком высокими для того, чтобы поддержать конкурентоспособность. Контрактное производство лучше размещать в небольших городах и регионах, где ставки аренды и заработные платы не слишком высоки.
Таким образом, наиболее серьезное влияние на контрактное производство в России, т. е. на цену конечной продукции, оказывают логистика и стоимость компонентов.
Детали и компоненты в основном доставляются с китайских заводов, т. е. импортируются. И в вопросах ввоза в РФ возникает несколько «тонких мест».
Во-первых, в России существуют компании, которые работают на рынке еще с 90-х годов и сохранили ту же схему работы: возят «на вес». При использовании серых схем накладные расходы по доставке из Китая компонентов составляют где-то 15%, тогда как при белых схемах - около 35%, существенная доля из них приходится на НДС. Поэтому достичь хотя бы примерно сопоставимых цен легальный поставщик может только при условии относительно крупных объемов поставок, которые зачастую невыгодны из-за слишком малого размера российского рынка.
Вообще, небольшой объем рынка во многих случаях выступает самостоятельным негативным фактором: производители вынуждены работать с небольшими объемами поставок комплектующих, при которых накладные расходы на логистику оказываются большими в расчете на единицу продукции, что негативно влияет на стоимость конечного изделия и его конкурентоспособность на рынке.
Впрочем, даже с самим отбором деталей и компонентов в Китае не все так просто.
Во-первых, китайцы очень не любят делиться детальными спецификациями и документацией на оборудование и компоненты. Иногда приходится буквально выгрызать документацию зубами. Спецификации могут быть неполными, некорректными или даже неправильными. Все это значительно затрудняет процесс адаптации и производство, т. к. очень сложно разобраться, что и как работает.
Во-вторых, даже если документация есть, то всегда нужно быть готовым к тому, что потребуется редизайн. Китайцы используют большое количество комплектующих, например, контроллеры, которые доступны только на внутреннем рынке - у них даже маркировка идет только иероглифами. Информацию о таких комплектующих практически невозможно найти, а без этого невозможно понять, что тот же контроллер вообще делает. Сами детали сложно найти даже на внутреннем рынке, и к тому же их слишком дорого везти сюда из-за узкой ниши и небольших объемов.
В-третьих, сложно найти правильный баланс между ценой и качеством таких деталей. Китайцы на внутреннем рынке как-то могут подобрать правильный баланс, когда чип уже стоит достаточно дешево, но еще более-менее работает и имеет приемлемый процент брака. Но так могут только китайцы, которые находятся на месте. В России же приходится выбирать компоненты с более стабильным качеством, но более высокой ценой.
Но помимо объективных, есть еще и субъективные сложности, связанные с «особенностями ведения бизнеса» в России.
Семен Лукачев отдельно отметил: и сам российский рынок не особо хочет шевелиться. Многие компании уже имеют стабильный пул заказчиков, благодаря которому обеспечивают себе определенную рентабельность, и совершенно не горят желанием ввязываться в другие малоприбыльные проекты, где придется аккуратно просчитывать риски и выжимать максимум из производства и персонала. Хотя есть несколько исключений, где руководители готовы биться за проект.
Примерно та же ситуация и с заказчиками: они в принципе есть и могли бы работать с российскими же производителями на взаимовыгодной основе. Но они привыкли заказывать все подряд в Китае, который теперь уже не выглядит «дешевой альтернативой», и тоже не особо гонятся за оптимизацией и повышением эффективности.
Однако именно это направление - переориентация российских производителей и заказчиков друг на друга - имеет очень большой потенциал. Просто для его реализации нужно много работать, нужно желание расширяться и осваивать новые проекты, нужен азарт. А чаще всего этого нет, всем хочется стабильной неторопливой работы. Но только именно развитие массового серийного производства позволит обеспечить стабильность и работу «на обороте», позволит привлечь работающие сейчас с китайцами компании, которые занимаются финишной сборкой.
О мировых тенденциях рассказал Сергей Зорин, ныне директор по развитию Jabil, а недавно владелец собственного производства электроники в Подмосковье.
Общий объем мирового рынка электроники на сегодня - примерно 1,3 трлн. долл., контрактное производство составляет 35-40%. Основным драйвером роста для всего сегмента является потребительская электроника, в ней сконцентрированы основной исследовательский и производственный потенциал (в России картина сильно отличается). А уже из нее технологии потом попадают в другие смежные отрасли.
Два наиболее активно развивающихся направления бытовой электроники - это носимая электроника и управление умным домом. В принципе, развивается и автомобильная электроника, но там развитие во многом сдерживается очень высокими требованиями по безопасности, т. к. цена ошибки может стоить жизни людям. Поэтому оценка и проверка безопасности отнимают на этом направлении очень много времени и сил.
Вторая тенденция - постепенно разрушается сложившаяся уже было система, при которой Китай являлся единственной и универсальной производственной базой для всего мира, откуда продукцию развозили по разным странам. Сейчас потихоньку производство смещается к рынкам заказчика и конечного потребителя. Сильно ощущается ценовая конкуренция.
В целом основные факторы развития рынка выглядят так:
Все производители делятся на четыре больших группы:
Для мирового производства электроники действует тот же закон, что и для многих других отраслей промышленности: «20% крупнейших компаний держат 80% рынка, а оставшиеся 80% мелких предприятий - 20% рынка». Даже немного нарушается в пользу крупных компаний.
У крупных и мелких производителей есть свои достоинства и недостатки. Вполне очевидно, что эффективность производства у крупных компаний выше. Вот примерное соотношение:
Наконец, вполне предсказуемо, что основные контрактные производства расположены в Азии, и в ближайшее время тенденция на усилие этого региона продолжится.
Если подходить ближе к России, то стоит отметить, что контрактное производство электроники в России невелико даже в сравнении с другими европейскими странами.
Как видите, Россия находится на 27-м месте. К некоторому моему удивлению, на первом месте с большим отрывом находится Венгрия, а на втором - Болгария.
С другой стороны, если обратиться к производственным издержкам, включая стоимость рабочей силы, то Россия сегодня не выглядит аутсайдером.
Если Китай заметно выигрывает по стоимости труда операторов (т. е. относительно неквалифицированных сотрудников), то Россия гораздо выгоднее с точки зрения стоимости инженерного персонала.
Переходя к состоянию российского рынка, начнем с нескольких цифр. Общий объем рынка электроники в России составляет 34 млрд. долл. Производство электроники - 6 млрд. долл. (18%), контрактное производство - 710 млн. долл. (т. е. всего 2% от общего объема рынка).
Рынок контрактного производства растет по деньгам, но при этом интересно отметить, что рост собственно производства заметно ниже, чем рост рынка в целом. «Лишний» рост образуется за счет дополнительных услуг, комплектации и пр. Об этом говорилось в выступлении Ивана Покровского, генерального директора информационно-аналитического агентства Центра современной электроники.
В этом разделе приведены слайды и из его доклада.
По данным «Центра современной электроники», объем рынка контрактного производства - около 250 млн. долл. (что отличается от приведенных выше цифр из-за другой базы исследования). В эту цифру входит производство за рубежом по заказу российских компаний, контрактное производство в России для российских компаний и контрактное производство в России по заказу зарубежных компаний.
Более наглядно объем рынка и его рост представлены на диаграмме.
Интересно, что, несмотря на довольно серьезный провал в 2008-2009 гг., рынок довольно быстро восстановился до прежнего уровня. Однако после этого его рост стал быстро замедляться.
Также Иван представил прогноз роста на 2015 год.
И диаграмму с прогнозом до 2018 г.:
К 2018 году общий объем рынка должен составить порядка 382 млн. долл., а темпы роста снизятся до 20%. Впрочем, на темпы роста вообще, наверное, не стоит обращать особое внимание: во-первых, высокие цифры объясняются восстановлением после кризиса, во-вторых, слишком низкая база, чтобы делать какие-то выводы. Ну и наконец, это же прогноз.
На комплексной диаграмме показаны основные факторы роста отрасли.
Отрасль растет во многом не количественно, а качественно: производители оказывают комплексные услуги, помогая заказчикам решать дополнительные проблемы.
Соответственно, в качестве перспективных моделей видится развитие сети контрактных производств, объединенных единой системой управления и логистической службой. Повышение эффективности инвестиций в систему управления, логистику и маркетинг. Плюс развитие направления ODM - производство стандартной продукции собственной разработки под маркой заказчика. Это дает возможность быстрой реализации потенциала импортозамещения.
Итак, посмотрим теперь, из чего состоит российский рынок контрактного производства электроники. Для начала - все производство электроники в России, разбитое по отраслям. Диаграмма из выступления Сергея Зорина (здесь речь идет обо всем производстве):
И из выступления Ивана Покровского (здесь учитывается контрактное производство):
Интересно сравнить разницу, не так ли?
Сергей Зорин отметил важную особенность российского рынка: значительная часть производства электроники замкнута на военную промышленность и продукцию для госорганов, при этом на открытом рынке эти производители не присутствуют, и их деятельность на отрасль практически не влияет. Это печально, т. к. в значительной степени сдерживает развитие рынка в целом.
Забавно, но несмотря на приведенные выше соображения, Москва и Санкт-Петербург на сегодняшний день занимают лидирующие места и в производстве электроники.
Впрочем, ситуация может меняться в зависимости от того, учитывать ли компании по месту расположения головного офиса или собственно заводов.
А так, по версии «Центра современной электроники» выглядит список ведущих производителей в России. По объемам продаж:
И по объемам производства:
О производстве печатных плат рассказывал генеральный директор компании «Резонит», Андрей Кучерявый. Честно сказав, что это - основное направление деятельности его компании, а контрактное производство - второстепенно. Впрочем, в выступлении было немало интересной информации о рынке в целом.
Объем которого и этот выступающий оценил как «скромный».
При этом для России указан весь рынок печатных плат, если брать собственно производство, то это где-то 25% от 300 млн (т. е. около 80 млн. долл.), и такая доля на графике будет вообще незаметна.
В цифрах объем рынка составляет где-то 12-13 млн. дм2 в месяц (производства - четверть от этой цифры).
С одной стороны, кризис заметно подрубил российский рынок. В конце 2014 года поставки электронных компонентов значительно выросли, т. к. предприятия делали запасы. Так что сейчас стоит ожидать провала и в поставках, и в производстве. С другой - девальвация рубля существенно повысила конкурентоспособность наших предприятий, благодаря чему производство в России теперь во многих ситуациях выглядит более предпочтительно, чем даже в Китае. Например, раньше очень хорошо смотрелась Латвия благодаря низкому уровню оплаты труда, с зарплатами в 300-400 евро. Сейчас тамошние предприятия во многом утратили свою привлекательность. Что касается роста цен внутри страны, то для завода компании в Клину (он занимается серийным производством) при падении рубля в два раза себестоимость выросла где-то на четверть.
В первую очередь в кризис падают массовые заказы. Этот рынок упал уже в сентябре 2014 года, а в целом по 2014 г. объем заказов в Китае упал на четверть. В 2015-м падение продолжилось и сейчас сокращение составило еще где-то 10%. Таким образом, общее падение рынка на сегодняшний день - примерно на треть.
Также, по словам директора «Резонит», из опыта прошлых кризисов можно сделать вывод, что загрузка контрактного производства чувствует кризис месяца через 4-5. В то же время, сегмент заказов и производства мелкосерийных прототипов вырос, во многом за счет перетекания заказов из Китая. После падения рубля стоимость выполнения заказов на китайских предприятиях сильно выросла, и теперь российские предприятия представляют собой интересную альтернативу, особенно для мелкосерийного производства. Дело в том, что в Китае не любят мелкие заказы, т. к. с ними много возни. Поэтому китайские производственные предприятия, как правило, помимо основных расценок закладывают еще и разовую плату за «подготовку к производству», которая во многих случаях может быть довольно высокой. Так они отсекают мелкосерийных заказчиков, чтобы сосредоточиться на более крупных заказах. Эта особенность позволяет российским предприятиям занять нишу разработки, доводки и производства небольших партий электронных плат.
Уменьшение стоимости рубля сильно поменяло соотношение сил на рынке, поэтому значительный объем заказов начал перетекать из Китая в Россию. Причем количество таких заказов и общий объем не такие уж и маленькие: с конца прошлого года производственные мощности хорошо загружены. В какой-то момент даже была опасность, что в России закончится стеклотекстолит. Впрочем, серийное производство, особенно для сложных заказов, тоже постепенно переходит в Россию. Российские предприятия в последнее время активно инвестировали в технологии, и сейчас многие заказы, которые раньше уходили в Китай или даже в Японию, потому что местные производители не могли их выполнить, остаются в России.
Минутка новых технологий: «В Клину стали делать многослойные платы, гибридные платы, ввели новые финишные покрытия, будут производить платы с контролем импенданса на собственном производстве. К осени перейдем на новые технологические нормы, будут 100 микрон по всем слоям и площадка 0,2-0,4. осваиваем много новых технологий. В следующем году запустим гибкие и гибко-жесткие, уменьшать толщину и повышать количество слоев до 20 и пр.».
Кстати говоря, и здесь выступающий отметил, что слишком маленький объем рынка мешает развитию отрасли. Например, хотя зачастую делаются существенные инвестиции в новые технологии и оборудование, в результате это оборудование и технологии остаются невостребованными, потому что их можно эффективно использовать только при больших объемах производства, а такого объема заказов просто нет. Например, в новый станок нужно для работы залить 500 л припоя и держать его в подогретом состоянии, что при текущем состоянии рынка бессмысленно.
По этому вопросу оценки разделились, но все они были в «красной зоне». Государству производство электроники не нужно - в лучшем случае. Рынок слабый, сам себя продвинуть пока не в состоянии, а чиновникам заниматься этим не хочется. В результате сейчас на рынке вообще дурацкая ситуация: крупные ретейлеры пролоббировали снижение ввозных таможенных пошлин на электронику, а пошлины на электронные компоненты остались на старом, высоком уровне. Вот такая дискриминация отечественного производителя, на которого просто-напросто наплевать. Помощь пришла откуда не ждали: активно ругаемое вступление в ВТО. Благодаря плану снижения ввозных таможенных пошлин с сентября 2015 года должны быть снижены или обнулены пошлины на электронные компоненты, после чего отрасль может стать более рентабельной.
В России также нет и второго драйвера роста для любого рынка - госзаказа. Точнее, он есть, и весьма существенный. Но, как говорят представители отрасли, эта сфера во многом замкнута сама на себя: предприятия, завязанные на госзаказ, производят что-то для государства, имеют хорошую рентабельность для себя и совершенно не хотят рисковать деньгами на открытом рынке.
Второй год преподаю дисциплину: «Электроника и микропроцессорная технику». Проблемы отрасли мы обсуждаем со студентами на занятиях. В отличие от изучаемых тем: физические процессы в полупроводниках, свойства p-n перехода и характеристики транзистора, проблема отечественной микроэлектроники понимается молодыми людьми хорошо. Ребята с гордостью смотрят видеосюжеты, где показана работа зенитной ракетной системы С-400 «Триумф», которая управляется отечественными микроэлектронными разработками. Радиолокационная система управляется с помощью центрального процессора «Эльбрус» и результат поражения цели полностью зависит от микросхемы размером 3 на 4 см. Это способствует развитию интереса к предмету.
Сегодня импортзамещение в сфере микроэлектроники влияет на национальную безопасность. Мне кажется, что руководство страны, утверждающее в 90-х гг, что своя электроника не нужна, что ее можно закупать за рубежом прекрасно понимало, о чем говорило. Именно по этой сфере пришелся первый удар шоковых реформ. Электронная промышленность была уничтожена одной из первых. Если в Советском Союзе с 1965 по 1991 год существовало Министерство электронной промышленности СССР, на которое работало множество НИИ и КБ и развитие электроники решалось на государственном уровне, то сегодня мы слышим лишь жалкие разговоры об инновациях. Работа советских ученых и инженеров на рубеже 1965-1985 годов позволила вывести СССР на передовой мировой уровень в этой сфере. Система отраслевых учебных заведений готовила кадры для отрасли, которые стали никому не нужны в 90-е годы.
Мне, как работнику сферы образования, видится очень сложным восстановление системы отраслевого образования в сфере электроники. При сдаче экзамена по Электронике многие молодые люди не отвечают на вопрос об устройстве атома, хотя от них требуется знание работы электронных устройств. Это восстановление должно начаться, прежде всего, с изменения политики государства в сфере образования. На рубеже 90-ых и 2000-ых годов почти все высшие и средние учебные заведения были выведены из отраслевых министерств. Законы рынка диктуют совсем иных взаимоотношений между предприятиями и образовательными организациями. В результате бюджеты вузов и сузов исхудали, а многие кафедры закрылись или работали в холостую, выпуская не конструкторов, а менеджеров или продавцов.
Я считаю, что необходимо определить сферы жизни страны, в которых должны действовать не рыночные, а совсем иные законы: образование, здравоохранение, культура и т.д. После чего вернуть систему отраслевых образовательных организаций в соответствующие министерства. В рамках отдельных отраслей остро чувствуется отсутствие стратегической определённости. Повышение эффективности как таковой, что читается во многих таких якобы стратегиях развития, не может быть целью. Оживить и образовательные организации, и отрасль может именно стратегическая определённость. Четко сформулированная цель позволит сформировать требования к выпускнику. И здесь очень важно избежать дегуманизации профессионального образования, потому что сегодня экономическая целесообразность стремится исключить все базовые предметы, как не рентабельные, оставляя прикладные навыки. Развитие профессиональных качеств и духовности специалиста должны быть связаны.
«Если взять за единицу тот уровень знаний, на котором наши воспитанники будут в год получения профессии, то на протяжении трудовой жизни каждому из них придется добавить к своему духовному богатству еще пять или шесть единиц - иначе они отстанут от жизни и не смогут успешно работать».
Я рассказал о двух распространенных проблемах, связанных с электроникой. Это выход из строя стабилизатора AMS1117 на Arduino и не функционирующий нормально подогрев стола. Сегодня - про шаговые двигатели.
Откровенно "мертвые" шаговые двигатели - явление, встречаемое нечасто. И спалить их тоже надо постараться. Так что, пожалуй, самое популярное - это обрыв провода или некачественный обжим разъема. Или перепутанный порядок контактов в разъеме.
Нормальная работа шагового двигателя.
Отрываем таракану две лапки, свистим - таракан убегает.
Отрываем таракану четыре лапки, свистим - таракан убегает.
Отрываем таракану все лапки, свистим - таракан на месте.
Вывод: таракан без лапок не слышит.
"Тестовый стенд".
Отважный доброволец.
Не вникая в подробности устройства шаговых двигателей, изложу минимум. Две пары проводов, соответствующие двум обмоткам. Порядок контактов в разъеме, подключаемом к плате управления, таков: один конец одной обмотки, второй конец той же обмотки. Затем один конец второй обмотки и второй конец ее же. Отсюда вывод следующий: для первичной проверки берем мультиметр и на отключенном от платы двигателе измеряем сопротивление между контактами первой пары. Норма - единицы Ом. То же самое касается второй пары.
Сопротивление обмотки 17HS8401.
Обрыв
Отрываем одну лапку.
Та же оторванная лапка, малая скорость.
Наконечник "дюпонта" в девственном состоянии.
Перепутанный порядок
Перепутанный порядок.
Коза
Самое противное - если какие-то провода "звонятся" накоротко, т.е., с нулевым сопротивлением. Вот тут, если визуальный осмотр кабеля и разъемов ничего не дал, может понадобиться вскрытие двигателя. Операция несложная, но требует аккуратности. Откручиваем четыре винта, снимаем крышку (тут может потребоваться нож или что-то подобное, острое и жесткое), не теряем пружинные шайбы. Смотрим с умными видом во внутренности и ищем, может ли там что "коротить". К сожалению, более конкретной методики поиска неисправности в данном случае я не предложу.
Вскрытый 17HS8401.
В статье расскажем о проблеме современного общества электронщиков. Описание проблемы, выводы и пути выхода из данной ситуации.
Наука не может формироваться без участия людей ею увлечёнными.
Только при наличии времени, сил и полном погружении этих
людей в ими любимое дело может получиться великое.
Рисунок 1. К чему приводят благие намерения.
В данной статье мне хотелось бы описать одну из связанных с электроникой проблем – проблему современного сообщества электронщиков и описать ряд выходов, которые я вижу из данного состояния.
Дело в том, что уже достаточно давно я веду видеоблог на своём канале YouTube. Как то раз у меня прям накипело и я записал вот это видео, в котором, подготовившись, я описал фриланс в электроники
Потом, получив огромную отдачу от подписчиков я снял второе видео про те проблемы с которыми сталкивается электронщики и люди связанные с производством чего-то нового в России. В нём я достаточно детально, на мой взгляд, рассмотрел основные проблемы с которыми сталкивался я и мои коллеги.
Вот сейчас у меня снова накипело, и это не описано в вышеизложенном материале. По этому я решил записать видео и написать статью. Повторение в письменном материале необходимо по тому, что это затрагивает разные возрастные аудитории современных инженеров. Поколению которому сейчас 18-26 лет (я как раз оттуда) о новой информации проще узнавать что-то слушая, пока чертишь или что-то делаешь. Лицам по старше, куда проще прочитать статью и подчерпнуть информацию из неё. Школьная аудитория как правило не посещает мой сайт/канал на ютубе и так далее, так как просто занимается немножко другими вещами.
Проблемой я хотел бы выделить: само сообщество отечественных электронщиков. Мы, как и любое общество, имеем несколько специфичный высокопрофессиональный язык, на котором общаемся между собой (феты, соки, камни и т.д.), состоим из большой массы людей со схожими интересами, поэтому я считаю, что можно выделить сообщество электронщиков в России. Проблема заключается не в межличностных отношениях, а в систематических косяках, с которыми сталкиваются люди в данном сообществе.
Первый из них хорошо описывается моим недавним примером: Коллега подсунул контрафактный footprint Micro-USB разъёма, что повлекло ряд моих сложностей в проектной работе. Хронология событий примерно такая:
1. Я собирался сделать сильную доработку одного из своих проектов по КВ измерительному оборудованию. Мой коллега и хороший знакомый, который активно продвигает эту тему уже давно просил меня сделать удобный и привычный всем разъём Micro-USB на плате для зарядки носимого устройства. Я занялся поиском походящих готовых футпринтов и мой старый знакомый Мистер Х поделился своим футпринтом, со ссылкой что он делал такое и у него уже всё отлажено.
2. Перед тем как использовать данный футпринт я у Мистер Х ещё раз спросил, использовал ли он данный футпринт. На это он ответил что да, и я сам нашёл в его альбоме в соц.сети снимки с подтверждением. Я довольно быстро добавил его в свой проект и с полной уверенностью отдал платы на производство.
Рисунок 2. Фотография с готовой платы с производства
3. Как оказалось, в нём была технически не выполнимая черта и производство ПП(печатных плат) вернули мне её, указав на явный косяк. Связанно с тем, что они не могут сделать хитрый металлизированный пропил с отношением диаметров менее 2 к 1. Ну, я не растерялся и быстренько это поправил. После этого я написал автору, на что получил довольно странный ответ: «футпринт не мой, делал кто-то там, проверяй сам, я тут не причём». И тут он оказался прав. Я осознал, что не подошёл к полученной информации критически и допустил из-за этого ошибку.
Рисунок 3. Фотография с производства
4. Как оказалось, стандартный разъём в полученный футпринт не лез, но при помощи «молотка и упорства» разъём был установлен в полученный футпринт. Надо отметить, что подходящий USB разъём я нашёл только в Митино. В остальных магазинах были другие, которые не вызывали у меня чувства надёжности и футпринтов которых у меня и сейчас нету.
Рисунок 4. Фотография самого разъёма.
5. Неожиданное продолжение эта история получила после полной сборки и отладки устройства. Я обнаружил, что в разъёме все пины поменяны местами. Это привело к гибели двух ltc4054 и потере моего авторитета как разработчика в глазах коллеги. Судя по всему номера человек присваивал по первой картинке в гугле, на которой указан РАЗЪЁМ НА ШЛЕЙФ. В результате пришлось проявить не дюжее мастерство во владении ножом, чтобы аккуратно обрезать часть полигон на плате и подпаять проводами (выглядит мерзко) к ltc4054.Фотографию этого дела мне стыдно показывать, по этому на сайт я её не повешу.
Поставленная проблема носит не единичный случай проявления. Как только я написал о этом в своей группе в ВК(в 1 час ночи) в группе появилось ряд комментариев, а мне в сообщениях пришло несколько аналогичных ситуаций, в которые попадали люди. Возможных причин в этом я вижу 4:
1. Полная безответственность за свою работу. Дело в том, что многие молодые и не очень инженеры даже в крупных компаниях делают работы, которые не идут дальше ящика под столом, ежедневно очищаемого уборщицами. В таких проектах не имеет разницы: можно ли сделать проект или нет, работает он или нет и так далее. Такие проекты обычно делают сотрудники в первые полгода-год своей работы, чтобы руководство и окружающие притёрлись друг к другу.
2. Намеренное вредительство со стороны Мистера Х. Я до сих пор не знаю с чем оно может быть связано. Но люди разные, и может быть человеку не понравился мой характер или ещё что-то? – возможно. Точно я сказать не могу. Но в общем смысле эта штука не правильная с моей точки зрения: «Если мне кто-то не нравиться, я просто ему не помогаю, или помогаю по его просьбе, если мне это не составляет трудностей.»
3. Систематические косяки в устройствах, которые никто не фиксирует. Такое бывает. За время хождений по собеседованиям я видел кучу компаний, которые прямо со входа показывали какие они значимые и как они сделали 40-50 своих уникальных устройств (это прям много) из разных областей техники, большая часть которых просто не запускалась или имела прям очень большие косяки. Может быть, Мистер Х занимается именно этим и ничем другим. Я опять же не знаю.
4. Это ещё студенческая работа Мистера Х. Когда ты в вузе всем глубоко наплевать на такие мелкие детали.
(если у вас есть свои варианты почему происходят такие вещи, радостно прошу написать мне и я добавлю ваше мнение при достижении взаимного понимания)
1) Теперь я никогда в жизни не буду использовать чужие футпринты, до получения либо заводского подтверждения правильности выполнения футпринта (руками пощупать и детально просмотреть этот кусочек проекта в электронном виде), либо до проверки на своих отладках при помощи ЛУТ.
2) Я не буду идти на поводу у заказчика и впихивать в серийное устройство что-то не обкатанное. Как показало данное устройство (фото ниже), оно получается идеальным, если использовать обкатанные узлы и детально проработать мелкие моменты.
Рисунок 5. Фотография устройства в корпусе
3) Теперь я буду оценивать качество окружающих меня инженеров, которые так стремятся со мной общаться не по уровню их проектов, а по вот таким мелким деталям. Просто на деле может оказаться, что программист на Java/С работающий в компании по производству электроники в свободное от работы время трассирует платы студентам и поливает всей фикалиями на форумах по DC-DC преобразователям, хотя он на практике ни разу не собирал свои преобразователи (ну или отчётливо осознал почему бывают разные пироги как тут: ссылка на L5973). Если ты программист Java/С и большую часть времени ты занимаешься Java/С а всем остальным по остаточному признаку, то я вижу прям фантастически классную тему для обсуждения Java/С, но вот в теме железа я буду требовать прям натурные данные.
4)Никогда не стоит поддаваться панике из-за сроков. Это приводит к большому числу ошибок и проблем.
1. Введение персональной ответственности за свою работу. Я лично всегда отвечаю за все косяки в своих устройствах. Даже если использую чужие части.
2. Нужно чётко заниматься любимым делом. Если это ваше любимое дело, то вы это поймёте. Если нет, то не стоит и пытаться.
