В России появится система автоматизированного проектирования (САПР) СВЧ интегральных схем нового поколения, а также антенн и микроволновых устройств. Ее разрабатывают ученые Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники в кооперации с ГК «Росатом». По их прогнозам, в ближайшие годы она превзойдет мировые аналоги.
САПР — основной инструмент разработчика изделий микроэлектроники. Это ПО, которое используют инженеры, архитекторы и дизайнеры микросхем для редактирования, анализа и оптимизации проектов.
«Есть заводы-изготовители, которые умеют производить СВЧ интегральные схемы, есть еще один участник рынка — проектировщики. Проектировщики разбираются в том, как схема будет работать, как ее создать, сформировать ее конструкцию. Интегральные схемы проектируются в САПР, затем создается конструкторская документация, которая в дальнейшем передается на завод. В России есть проектировщики и заводы, а вот этого промежуточного звена в виде САПР — нет», — объяснил ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Безопасность и электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств» (НИЛ «БЭМС РЭС») ТУСУРа Антон Иванов.
В прошлом году АО «НПО КИС» (генеральный подрядчик по государственному контракту, входит в состав ГК «Росатом») разработало дорожную карту по развитию российских САПР до 2030 года в целях обеспечения суверенитета и технологического лидерства страны. Заказчиком выступил Минпромторг РФ. ТУСУР принял участие в разработке в части создания САПР для монолитных и гибридных СВЧ интегральных схем.
«Когда мы писали дорожную карту, то изучали все, что есть в России по этому направлению, с чего можно начать, потому что у нас не было желания простаивать. Мы прорабатывали этот маршрут вместе с Леонидом Ивановичем Бабаком, директором НИИ МЭС ТУСУРа, поскольку у него были уже наработанные компетенции в этой теме, и в кооперации с “Рубиус Тех”. Также были определенные заделы в Томской области, на которые мы сейчас опираемся», — рассказала директор по разработке программного обеспечения АО «НПО КИС» Елена Иванова.
Разработкой отечественной САПР для СВЧ интегральных схем в ТУСУРе занимаются два коллектива: научно-исследовательский институт микроэлектронных систем (НИИ МЭС) и НИЛ «БЭМС РЭС» — более 80 человек, среди которых студенты, магистранты, аспиранты, кандидаты и доктора наук.
По словам Антона Иванова, к концу 2026 года будет сделана базовая версия с минимально возможным функционалом, к 2030 году планируют создать импортоопережающую версию САПР. В последующие годы САПР будет развиваться сначала до мирового, а затем до превосходящего уровня. Сейчас уже готов эскизный проект, определяющий архитектуру, внешний вид и форматы данных САПР.
Создаваемые САПР ориентированы на предприятия, которые разрабатывают СВЧ интегральные схемы. Так, инженеры планируют разработать и подключить к САПР предприятие АО «НПП «Исток» им. Шокина», а в последующем — АО «Светлана-Рост». Текущую версию САПР презентуют широкому кругу специалистов на форуме «Микроэлектроника 2025».
«Не секрет, что в какой-то момент времени наша страна, наша промышленность попала под определенную зависимость западных производителей как программного обеспечения, так и электронных компонентов, поэтому те работы, которые сейчас ведутся, не только помогут обрести суверенитет в области ПО, но и дадут толчок производству тех устройств, которые проектируются в САПР, — считает генеральный директор ООО «Систематика Консалтинг» Ярослав Козельский. — Сегодня микроэлектроника в той или иной степени присутствует в любом технически сложном изделии, поэтому важно обеспечить независимость и обладание собственным программным обеспечением».
Как отметил руководитель проекта, директор НИИ МЭС ТУСУРа, профессор кафедры компьютерных систем в управлении и проектировании (КСУП) Леонид Бабак, ТУСУР занимается разработкой САПР СВЧ-устройств с 1970-х годов.
«Представители ТУСУРа в составе экспертной группы Минпромторга с 2012 года участвовали в разработке двух межведомственных программ развития отечественной СВЧ-микроэлектроники и в частности САПР СВЧ-устройств, — рассказал он. — Задел по САПР был сформирован в 2023–2024 годах в рамках программы “Приоритет-2030” — именно благодаря этому мы оказались готовы к большому проекту САПР СВЧ интегральных схем, предложенному министерством. На протяжении двух лет готовились технические задания, обсуждались варианты реализации САПР, министерством был проведен серьезный конкурс среди предприятий, организаций и вузов для определения состава участников. В конце концов ТУСУРу вместе с соисполнителями удалось успешно защитить свой проект, потому что большинство компетенций в области СВЧ-микроэлектроники и САПР оказалось именно у нас».
Сейчас НИИ МЭС ТУСУРа занимается разработкой общей концепции САПР и ее частей, аналитической работой по проектированию интерфейса пользователя, созданием схемотехнического редактора и других модулей. Второе важное направление — это проектирование интегральных схем СВЧ, рассказал директор НИИ МЭС. Портфель разработок насчитывает уже больше 100 интегральных схем для радиоэлектронных и фотонных устройств и систем на базе отечественных и зарубежных технологий.
НИЛ «БЭМС РЭС» занимается модулями моделирования СВЧ-устройств и интегральных схем на электромагнитном уровне. Кроме того, прорабатывается интеграция САПР с отечественным измерительным оборудованием, а также внедрение в ПО инструментов на основе искусственного интеллекта. Параллельно сотрудники создают САПР антенн и микроволновых устройств. Это формирует задел, который будут использовать при постановке нового маршрута от Минпромторга РФ.
Как отметил Антон Иванов, уже проработан интерфейс системы, спроектирована архитектура, разработано несколько вычислительных модулей. Сейчас ученые работают над редактором трехмерных моделей, до конца года планируют создать функциональный прототип САПР антенн и микроволновых устройств.
ТУСУР делает ставку на электронику и системы связи нового поколения, ИТ, безопасную цифровую среду и искусственный интеллект, ракетно-космические энергопреобразующие комплексы и системы. В этом году университет активно внедряет научные результаты в производства промпартнеров, актуализирует и разрабатывает новые образовательные программы для подготовки кадров.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
