Несколько недель назад в новостных сюжетах в очередной раз всплыла тема импортозамещения в самой, пожалуй, современной отрасли микроэлектроники — процессорах. Новый российский процессор Baikal-T1, построенный на ядре MIPS P5600, представила компания «Байкал Электроникс», дочерняя структура известного российского разработчика суперкомпьютеров «Т-Платформы». «Лента.ру» попробовала разобраться, какой процессор можно считать российским и зачем вообще нужен отечественный процессор.

Российская микроэлектронная промышленность — достаточно традиционный объект для шуток (чтобы не сказать издевок) еще с советских времен: выбранный в СССР в 1980-х годах курс на копирование западных образцов фактически привел к краху советской микроэлектроники. Анекдот про микропроцессор, отправленный в адрес заказчика тремя железнодорожными платформами, родился как раз в те годы.

Буквально за день до анонса Baikal-T1 рунет с упоением обсуждал, казалось бы, продолжение анекдота — ноутбук HT-ЭльбрусS, выпускаемый другим отечественным разработчиком процессоров, компанией МЦСТ: эта десятикилограммовая машина при цене 150 тысяч рублей способна работать на одной зарядке аккумулятора «не менее 1 часа». Правда, вскоре выяснилось и то, что модель эта — 2012 года и, главное, относится к классу защищенных ноутбуков, то есть способна выдержать падение на бетон, работу под дождем и другие неприятности. В качестве примера конкурентов HT-ЭльбрусS можно привести 15-дюймовый Getac X500, стоящий более 300 тысяч рублей и способный выдержать электромагнитный импульс ядерного взрыва, и «портативные ПК» немецкой Bit Tradition, одна из моделей которой — Bit-RPC 1522-MIL — весит около 20 килограммов и может похвастаться батареей на 30 минут работы.

Впрочем, наличие конкурентов — еще не ответ на вопрос, нужны ли вообще отечественные процессоры и компьютеры, а также можно ли считать существующие продукты отечественными.

Свои комментарии по российской составляющей устройств дали компании «Байкал Электроникс», МЦСТ и КМ211, а также один из мировых лидеров по разработке современных процессоров — британская компания Imagination Technologies, владеющая процессорной архитектурой MIPS. Все три российские компании занимаются разработкой современных процессоров, хотя и в разных направлениях: МЦСТ целится на рынок рабочих станций и серверов, КМ211 больше ориентирована на применение в системах безопасности и автоматизации, а «Байкал Электроникс» заняла промежуточное положение, представив чип для производительного сетевого оборудования.

Большой путь к маленькому процессору

Разработка современного процессора — длинный и сложный процесс. Начинается он с выбора архитектуры — набора команд, которые данный процессор сможет исполнять. От архитектуры зависит не только производительность процессора, но и его совместимость с программным обеспечением: ПО, выпущенное для одной архитектуры, на другой чаще всего работать не будет.

 Последнее обстоятельство обусловило то, что распространенных процессорных архитектур в мире не так много; почти весь рынок поделен между тремя лидерами — Intel x86, ARM и MIPS. Первая уже не одно десятилетие доминирует в настольных ПК и ноутбуках, а две оставшиеся нашли свое призвание в мобильных устройствах и встраиваемых промышленных компьютерах. Интересно, что компании ARM Holdings и Imagination Technologies — разработчики архитектур ARM и MIPS — не выпускают процессоры сами, предпочитая продавать лицензии.

Говоря об архитектурах процессоров, необходимо понимать, что их нельзя напрямую сопоставлять друг с другом — каждая из них обладает своими сильными и слабыми сторонами, определяющими сферу ее применения. Например, на рынок ПК среди разрабатываемых сейчас российских процессоров претендуют только «Эльбрусы», но и они очень сильно отличаются от привычных пользователям процессоров архитектуры x86. Основное назначение «Эльбрусов» — это работа в компьютерах на промышленных и государственных объектах, то есть там, где Windows и Microsoft Office стараются не использовать в любом случае, а потому совместимость с этим ПО не является критичным моментом. Baikal-T1 и вовсе предназначен для сетевого оборудования и систем автоматизации, — сравнивать его с процессорами для ПК столь же нелепо, как грузовой «КамАЗ» с легковым Mercedes: аудиосистема у второго намного лучше, но в тех задачах, для которых предназначен первый, это роли не играет.

Исполняются команды на ядре процессора — схеме, обеспечивающей все необходимые вычислительные ресурсы. Хотя ядро, поддерживающее конкретную архитектуру, можно создать самостоятельно, чаще всего его тоже покупают у разработчика архитектуры. Но такое ядро — это еще не готовый чип, а всего лишь исходные коды, внешне похожие на исходные коды компьютерной программы.

 На следующем этапе ядро «обвешивают» дополнительными периферийными модулями — например, контроллерами USB или Ethernet, если это требуется — добавляют ядро графического процессора, отвечающего за вывод картинки на монитор, и так далее. Часть модулей разрабатывается самостоятельно, часть может быть лицензирована у других компаний — опять в виде исходных кодов.

Предпоследний этап разработки — переход от абстрактных кодов к чертежам конкретного чипа. Для современных процессоров, работающих на частотах до единиц гигагерц, он также весьма нетривиален — в процессе необходимо учитывать огромное количество нюансов и ограничений. По словам Тони Кинг-Смита, исполнительного вице-президента Imagination Technologies, «срок от получения лицензии на ядро до воплощения его в кремнии постоянно сокращается, но все равно в среднем составляет от 9 до 18 месяцев», а сам процесс требует усилий группы высококвалифицированных разработчиков.

И лишь после прохождения всех этих этапов запускается конвейер полупроводниковой фабрики, на выходе которого мы и видим знакомые чипы.

Пятый пункт

Дискуссии о национальной принадлежности процессоров традиционно крутятся вокруг двух фактов. Во-первых, на данный момент в России нет современного полупроводникового производства, а потому выпускаются отечественные процессоры, как правило, на мощностях тайваньской TSMC — одного из крупнейших производителей чипов в мире, не занимающегося собственной разработкой микросхем, а лишь предоставляющего услуги по их выпуску. Во-вторых, многие из процессоров построены на базе архитектуры и ядер, разработанных западными компаниями — например, Baikal-T1 использует ядро MIPS P5600.

 Впрочем, в случае с МЦСТ и КМ211 происхождение архитектуры уже не вызывает сомнений — обе компании используют собственные разработки, «Эльбрус» и «Кварк». В случае с МЦСТ иногда возникает небольшая путаница — ей приписывают использование в «Эльбрусах» довольно старой архитектуры SPARC v9, разработанной компанией Sun Microsystems еще в середине 90-х годов; МЦСТ действительно делает и SPARC-процессоры, но это — модели R500 и R1000, а не «Эльбрус».

В противовес подходу МЦСТ, «Байкал Электроникс» предпочитает использовать готовые процессорные ядра: у компании заключены соглашения как с Imagination, так и с ARM Holdings. Такой подход позволяет сконцентрировать ресурсы на выпуске финального продукта — и мировая практика показывает, что он весьма эффективен: ни один из крупных производителей процессоров не пренебрегает лицензированием чужих разработок, и многие из них используют ядра ARM или MIPS.

Однако лицензия на готовое ядро, как уже отмечалось выше, не избавляет компанию от серьезных трудозатрат. В обоих случаях для реализации проекта нужен интеллектуальный ресурс — группа разработчиков с глубоким пониманием архитектуры современных процессоров и принципов проектирования интегральных схем. И в случае с отечественными компаниями этот ресурс создается и поддерживается в России.

При этом необходимо признать, что производство самих чипов в России хоть и присутствует, но по своим возможностям радикально отстает от зарубежных мощностей. Однако в современном мире «бесфабричные компании», занимающиеся только проектированием и продажей микросхем, уже давно составляют подавляющее большинство — так, среди основных производителей процессоров только Intel и Samsung производят свою продукцию сами. Среди их конкурентов одни никогда своими фабриками не обладали, а другие — например, AMD — сознательно перешли к бесфабричной модели, выделив производство в отдельную компанию в рамках оптимизации своей структуры.

Разделение разработки и производства чипов — общемировая тенденция, и ставить их в жесткую зависимость друг от друга неправильно. Хотя хочется надеяться на появление и отечественного современного полупроводникового производства, заслуги разработчиков чипов его отсутствие никак не умаляет.

Вопросы безопасности

Востребованность отечественной замены импортного аналога можно рассматривать с двух точек зрения — с чисто коммерческой и с точки зрения обеспечения безопасности. Если коммерческая составляющая понятна и неспециалисту, то второй аспект является менее очевидным.

С одной стороны, тот факт, что цифровые войны в мире уже идут, оспорить трудно: после откровений Сноудена и информации об успешной атаке на иранскую ядерную инфраструктуру с помощью червя Stuxnet (и неудачной — на КНДР). С другой стороны, до сих пор в основном обсуждается роль в этих атаках программного, но не аппаратного обеспечения.

 Для хакеров, в том числе работающих на государство, уязвимости ПО остаются наиболее привлекательными — они обеспечивают максимум возможностей и по проникновению в нужную систему, и по действиям в ней. Тем не менее, современные процессоры настолько сложны и многофункциональны, что в них тоже может найтись место для «закладок», облегчающих работу спецслужб.

Скажем, многие процессоры оснащены генератором псевдослучайных чисел (ГПСЧ), который часто используется различными системами шифрования — и надежность этого кодирования зависит от степени случайности выдаваемой генератором последовательности. Технически возможно внести в чип процессора изменения, делающие последовательность на выходе ГПСЧ предсказуемой, а значит, зашифрованные с его помощью данные — сравнительно легко декодируемыми третьей стороной, знающей про эту особенность конкретного ГПСЧ.

При этом изменения в работу ГПСЧ могут быть внесены как на этапе производства конкретной партии процессоров, так и программно — с помощью недокументированных команд, которые могут быть выполнены, например, невинно выглядящим штатным обновлением какой-либо программы.

Обнаружить подобную закладку в готовом изделии практически невозможно — современный процессор содержит в себе миллиарды транзисторов, и даже просвечивая чип рентгеном, точно определить функции каждого из блоков нереально. Более того, первый тип закладки в некоторых случаях может быть внедрен таким образом, что обнаружить его не удастся даже при рентгеновском анализе блока ГПСЧ.

Это — лишь один пример, но и из него очевидно, что игнорировать возможность аппаратных закладок в тех или иных изделиях электроники было бы наивно. Причем касаться этот вопрос может и государств, и крупных коммерческих компаний — так, недавно выяснилось, что Агентство национальной безопасности США несколько лет следило за Siemens и другими европейскими компаниями.

 Конечно, зарубежное производство чипов также представляет определенный фактор риска — однако настолько малый, что им можно пренебречь. Во-первых, как подчеркнули в «Байкал Электроникс», соответствие заказа и финального изделия строго контролируется, а потому внесение изменений на этом этапе невозможно. Во-вторых, внедрение «закладки» осложняется тем, что фабрика не обладает полной документацией на процессор — так что даже поиск в нем нужного блока может оказаться нетривиальной задачей. В-третьих, как отмечают в Imagination Technologies, для контрактного производителя чипов допуск посторонних лиц к данным клиентов — колоссальный репутационный риск.

Планы на будущее

Безопасность на государственном уровне — вопрос, конечно, важный, но в конечном успехе на судьбу разработчика намного сильнее влияет успех его продукции на открытом рынке. На данный момент российские компании представлены на нем крайне слабо — основными потребителями их продукции являются государственные структуры. Впрочем, многие из них надеются, что в ближайшие годы ситуация может поменяться.

Константин Трушкин, представитель компании МЦСТ, видит препятствие в малой серийности изделий и ограниченной поддержке со стороны ПО, однако считает, что компании удастся его преодолеть: «при выходе на объем порядка десяти тысяч изделий можно будет снизить стоимость решений до уровня, доступного не только для организаций, но и для частных лиц». При этом, по его словам, МЦСТ в значительной степени надеется на федеральные целевые программы, которые позволят отечественным разработчикам успешнее конкурировать с иностранными.

Дмитрий Пустов, сотрудник компании КМ211, во многом соглашается с Трушкиным, также считая, что основное препятствие для российских разработчиков — ориентация на мелкосерийное производство вместо массового рынка, в том числе и зарубежного. При этом у КМ211 уже на данный момент основные клиенты — это коммерческие компании, занимающиеся разработкой решений в области промышленной автоматизации и обеспечения безопасности.

Андрей Малафеев, работающий в «Байкал Электроникс», также поддерживает точку зрения о необходимости выхода на мировой рынок — по его словам, производство современной микроэлектроники просто невозможно замкнуть в одной стране. Для Baikal-T1 в качестве приоритетных рассматриваются более полудесятка стран — от ОАЭ до Германии; в дальнейшем для расширения своего присутствия на рынке компания планирует представить процессоры для ПК и мобильных устройств.

В Imagination Technologies дополняют, что для успеха российских разработчиков ключевым является не только факт выхода на мировой рынок, но и подготовка квалифицированных кадров в России. По словам Тони Кинг-Смита, пока в России всего несколько университетов преподают полноценные курсы по разработке интегральных схем, в то время как эти знания должны быть доступны во всех вузах, готовящих специалистов по информатике. Чтобы помочь наладить учебный процесс, недавно Imagination Technologies перевела на русский язык и обеспечила бесплатный доступ к учебнику «Цифровая схемотехника и архитектура компьютера» Дэвида Харриса и Сары Харрис, фактически покрывающему значительную часть университетского курса.

Очевидно, что до безоблачного существования разработчикам российских процессоров пока далеко, — фактически большинство из них лишь в начале пути, выпускают продукцию небольшими партиями для госсектора или под узкоспециализированные коммерческие проекты. Тем не менее рост числа компаний, работающих в этой отрасли, равно как и их стремление выйти на массовый рынок, в том числе международный, позволяет надеяться, что уже через несколько лет об отечественных процессорах будут говорить с куда меньшим скепсисом.

Интервью с Первым заместителем Генерального директора ОАО «Новосибирский завод радиодеталей «Оксид» Валерием Белых

– Валерий Николаевич, сейчас у нас в стране очень популярна тема ре-индустриализации. Об этом говорят и на самом верху, и в региональном правительстве, и в мэрии Новосибирска. Насколько ваше предприятие вписывается в указанный тренд, отражает тенденцию создания новой индустрии? Какую современную продукцию оно готово поставлять на рынок?

– Постараюсь быть конкретным. Примерно три года назад мы занялись поиском перспективных направлений в производстве конденсаторов. Остановились на суперконденсаторах, которые позволяют накапливать электрическую энергию сравнимую с энергией накапливаемой в современных аккумуляторах ,и в тоже время обладающих достоинствами обычных конденсаторов. Это минимальное время заряда и увеличенная мощность разряда. Так же, существует принципиальная возможность создания модулей из отдельных элементов суперконденсаторов, позволяющих еще более увеличивать как емкость, так и напряжение, создаваемых устройств, что открывает широкую область их применения. Например в электротранспорте.

Суть применения суперконденсаторов заключается все в том же накоплении энергии и кратковременной отдаче ее в привод в моменты начала движения, разгона транспортного средства. Другая особенность применения в транспортных средствах, это возможность «активного торможения», в процессе которого энергия движения транспортного средства преобразуется обратно в электрическую энергию которая в свою очередь возвращается в суперконденсатор. Это рекуперация энергии. В результате энергия, полученная при торможении электроприводом может повторно использоваться при последующем разгоне. Это уже экономия! Мы несколько раз были в других странах. Например, были в Китае, Там это направление очень хорошо развито. У них уже в полном объеме происходит электрификация городского транспорта. Так, например, китайская фирма Aowei более 4 лет выпускает электробусы для города, единственным источником энергии в которых является подзаряжаемый на остановках суперконденсаторный модуль, А теперь они такую продукцию экспортируют за рубеж, в том числе в европейские страны.

Наша страна, к сожалению, с этим делом запаздывает. Это и было толчком к необходимости началу разработки изготовления модулей суперконденсаторов, потому что это отвечает современным тенденциям ре-индустриализации.

В процессе разработки открыты новые методы управления процессами происходящими в системе «суперконденсатор-и-аккумулятор». Удалось запатентовать несколько полезных моделей пусковых устройств. Всё как положено. Первые модули мы сделали для железной дороги, для тепловозов. Укомплектовано три таких тепловоза. Там применяются наши пусковые устройства, которые, кстати, уже получили хорошие отзывы. Проблема здесь в чем? Зимой, в условиях наших сибирских морозов, тепловоз должен работать непрерывно. Глушить его нецелесообразно. Работают эти машины на солярке, и традиционно в них применяются очень большие аккумуляторы. Что сделали мы? Мы заменили их на аккумуляторы меньшей мощности и использовали свои модули на основе суперконденсаторов в связке с ними. Теперь тепловоз в зимнее время можно спокойно глушить, поскольку он без проблем запускается даже в сорокоградусные морозы. По подсчетам, экономия от такой установки составила до 500 тысяч рублей в годе одного тепловоза! Сейчас мы уже ведем переговоры с РЖД, чтобы нас включили в их программу.

Есть опыт применения нашей продукции в общественном городском транспорте. Здесь мы работаем совместно с НГТУ, с некоторыми компаниями-разработчиками. Разработка объединяет наш блок и литий-ионные аккумуляторы. Перед этим использовались только литий-ионные аккумуляторы, но они не выдержали морозов. В морозы они садятся, с подзарядкой возникают проблемы. А тот троллейбус, который ходит на наших блоках уже полтора года, таких проблем не испытывает. Отзывы о нем самые хорошие. Литий-ионные аккумуляторы в таких условиях из строя практически не выходят. Фактически, троллейбус может пройти без подзарядки до 50 километров.

– Как этот опыт оценивают в мэрии Новосибирска?

– Недавно наше предприятие посетил мэр Новосибирска Анатолий Локоть. Мы обговорили возможность всесторонней оценки использования в городском транспорте таких машин, предложили сделать все необходимые расчеты. И если выводы будут положительные, то тогда, скорее всего, будет принята программа электрификации городского транспорта, куда мы вполне можем войти. То есть мэрия может стать заказчиком на разработку и производство подобных троллейбусов. Это будет очень большой шаг в плане развития, Если программа реализуется, наш город станет первым в стране, дав импульс данному направлению. Мы подадим хороший пример другим городам. Потом сюда могут подтянуться Омск, Томск, Красноярск.

Еще одно направление для использования наших модулей -это источники бесперебойного питания. Так, «Кемеровские сети» нам недавно сделали заказ. Мы поставили им свои модули, все опробовали на месте, Результат получился замечательный. На следующий, 2016 год мы ждем от них приличных заказов. Бесперебойники, как известно, используются в шахтах, в больницах-везде, где в случае перебоя с электричеством от внешних сетей требуется на короткий период поддерживать автономное снабжение электроэнергией.

Можно еще упомянуть пусковые устройства для грузовых автомобилей, где используются наши модули. Сейчас мы тоже получаем заказы от ряда предприятий, связанных с ремонтом такой техники. У нас на заводе, кстати, есть грузовой автомобиль, на котором установлено наше пусковое устройство. В зимнее время мы даже не загоняем его в теплый гараж, поскольку он нормально запускается даже в сильные морозы.

К слову, мы обследовали свои бомбоубежища, и обнаружили, что стоящие на дизельных генераторах старые танковые аккумуляторы там уже давно вышли из строя. Мы поставили на них свои пусковые устройства, с обычными автомобильными аккумуляторами. И теперь дизель заводится без всяких проблем. Поэтому мы хотим сейчас привлечь к этому делу внимание со стороны МЧС, Оно должно проявить свой интерес.

У нас, кстати, организовано и действует теперь свое ОКБ, которое как раз занимается исследованием сфер применения нашей продукции. Недавно мы занялись вопросом работы и обслуживания электропогрузчиков, для которых вполне подойдет наша система с блоком суперконденсаторов и литий-ионных аккумуляторов. Электропогрузчики используются очень широко, и мы рассчитываем занять там свою нишу, В любом случае, в каком-либо из названных секторов рынок обязательно сформируется. Так что условия для развития имеются. Причем хочу отметить, что все блоки мы делаем сами. По пусковым устройствам у нас уже три патента. Поэтому мы вполне вписываемся в программу импортозамещения.

– Ваша продукция не уступает зарубежным аналогам?

– Я думаю, что не уступает. Мы проводили у себя сравнения, закупали импортные блоки. По некоторым показателям наша продукция даже лучше,

– Сотрудничаете ли вы с нашими научными организациями?

– Да, мы плотно сотрудничаем с Институтом химии твердого тела и механохимии СО РАН. Форма сотрудничества-организации совместного предприятия. У них - научная площадка, у нас -производственная. Мы уже подсмотрели оборудование, решаем вопрос с финансированием. Денег требуется не так уж много. Главное же - конечный результат. Благодаря такому взаимодействию с наукой мы сможем наладить полный цикл сборки на месте, вообще ничего не завозя из-за рубежа.

– Как Вы считаете, нужно ли создавать специальные инжиниринговые центры, которые бы смогли содействовать развитию перечисленных направлений, например – электрификации городского транспорта?

– Применительно к электрификации городского транспорта такая структура вряд ли потребуется. Нас уже за что-то подобное агитировали. Но я думаю, что без этого можно обойтись. На мой взгляд, просто появится лишняя ступень. Разработчики по электротранспорту уже есть, они определены. Этим занимаются в НГТУ, есть отдельные фирмы, Они на этой теме, как говорится, собаку съели. У них всё разработано, всё, что надо, посчитано. Сегодня их разработки просто нужно внедрять. Именно так сейчас и стоит вопрос. Есть заказ, определяемся по себестоимости, работаем. Так выглядит вся цепочка. Платите нам -мы готовы!

– Вы сказали, что плотно взаимодействуете с ИХТТМ СО РАН. Планируете ли Вы создать что-то совершенно оригинальное, чему нет еще мировых аналогов?

– Мы ездили с директором института - академиком Николаем Ляховым в Китай, много чего там посмотрели. В частности, изучили работу предприятий по выпуску суперконденсаторов, в которых применяется углеродистый материал. Так вот, Николай Захарович уверяет, что специалисты его института готовы создать материал в разы лучше, чем тот, который используют китайцы. Так что мы по этой части можем существенно улучшить показатели. Думаю, что взаимодействие с нашими учеными позволит нам добиться очень больших результатов. А если мы покажем хороший результат, то к нам обязательно подтянутся и заказчики. Причем, не только гражданские, но и военные,

Владимир Стрелков

Совет директоров научных организаций, подведомственных ФАНО  России, (далее – Совет директоров)  рассмотрел на своих заседаниях проект приказа Минобрнауки России «Об утверждении методических рекомендаций по распределению субсидий, предоставляемых федеральным государственным учреждениям, выполняющим государственные работы в сфере научной (научно-исследовательской) и научно-технической деятельности» (далее — «Методические рекомендации») и считает, что введение в действие данных Методических рекомендаций в настоящее время нецелесообразно, вредно  и не приведёт к достижению декларируемой цели повышения эффективности научных исследований. Внедрение предлагаемых Методических рекомендаций способно существенно затормозить прогресс в реформировании науки в России и привести к остановке многих важнейших направлений исследований, имеющих значение для социально-экономического развития страны и обеспечения ее безопасности.

Совет директоров согласен с необходимостью увеличения доли конкурсного финансирования науки и повышением открытости в распределении государственных субсидий на основании оценки эффективности и качества научных исследований. Однако внедрение соответствующих механизмов должно происходить поэтапно и во взаимоувязке с выработкой механизмов, которые бы отвечали основной цели реформирования науки — повышения её востребованности со стороны государства и бизнеса и конкурентоспособности России в мире.  Президент Российской Федерации В.В.Путин на заседании Совета при Президенте РФ по науке и образованию 24 июня 2015 года, в частности, указал: «Наука – это не вещь в себе, она не может развиваться в отрыве от задач развития страны, от тех вызовов, с которыми сталкивается государство в геополитической, экономической, демографической и социальной сферах, в области национальной безопасности». Решить данную задачу на основании фрагментарных мер административного регулирования не представляется возможным.

Отрицательное заключение по проекту Методических рекомендаций обусловлено следующими принципиальными возражениями:

В связи с тем, что формирование и доведение государственного задания на выполнение фундаментальных и поисковых научных исследований  для научных организаций, подведомственных Федеральному агентству научных организаций, осуществляется в рамках Программы фундаментальных научных государственных академий наук на 2013-2020 годы (далее – ПФИ ГАН), утвержденной Распоряжением Правительства №2237-р от 03.12.2012 года, распределение субсидий на выполнение государственного задания определяется планом фундаментальных научных исследований. Пересмотр механизма распределения базового финансирования возможен только после внесения соответствующих изменений в ПФИ ГАН и отражения соответствующих подходов к организации бюджетирования научных организаций в Единой программе фундаментальных исследований на долгосрочную перспективу (далее – ЕПФИ). В настоящий момент, обе указанные программы в соответствии с поручением Президента Российской Федерации, дорабатываются и находятся на рассмотрении в Правительстве Российской Федерации. До определения базовых подходов к организации планирования, координации и проведения научных исследований в рамках ПФИ ГАН и ЕПФИ, отражения в положениях указанных программ механизма конкурсного распределения субсидий на государственное задание, а также определение ключевых принципов и подходов самого механизма конкурсного распределения,  рассмотрение и тем более утверждение данных Методических рекомендаций нецелесообразно и преждевременно.

Кроме того, сам подход, при котором финансирование научных исследований в рамках доводимого государственного задания рассматривается в отрыве от всех иных источников и механизмов финансирования, является несистемным и вследствие этого ошибочным. Следует учитывать, что в настоящее время значительная часть исследований ведется в рамках грантов, которые предоставляются Российским научным фондом, Российским фондом фундаментальных исследований и Российским фондом гуманитарных исследований, а также принять во внимание поддержку, которую оказывает Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Совокупный объем средств, распределяемый указанными фондами исключительно на конкурной основе составляет почти 40% базового финансирования доводимого  до научных организаций, подведомственных ФАНО России. В Указе Президента Российской Федерации
№599 от 7 мая 2012 года определена задача доведения к 2018 году совокупного объема средств, распределяемого на научные исследования и разработке через фонды до 25 млрд. рублей.  Форма грантовой поддержки является не альтернативой, а системным  и эффективным дополнением базовой модели бюджетирования науки, развитие которой обеспечивает достижения тех целей, которые разработчики Методических рекомендаций видят исключительно в рамках трансформации ключевого института обеспечения накопления и преемственности  фундаментальных исследований – базового финансирования научных организаций. Собственно, в развитии инструментов грантовой поддержки исследований, прежде всего через увеличение совокупного объема средств фондов поддержки научных исследований, видится обеспечение принципа конкуренции, отбора лучших для повышение результативности исследований.

Помимо вышесказанного, внедрение предлагаемых подходов к распределению субсидий на выполнение государственного задания в существенной степени подорвет наметившуюся тенденцию организации исследований в рамках общих (единых/интеграционных) программ. Научные организации в рамках кооперации и координации исследований формируют и участвуют в программах, предусматривающие распределенное выполнение исследовательских проектов транс- и междисциплинарного характера. Институциональное закрепление инструментов координации планирования, организации и выполнения общих или интеграционных научных исследований  является, по нашему мнению, значительно более приоритетной задачей, чем подготовка поверхностных предложений по развитию конкурентных принципов организации исследований.

Предлагаемое в проекте разделение государственного задания на инициативные (не менее 60%) и директивные тематики в действительности не меняет сложившейся к настоящему времени системы формирования государственного задания, когда оно формируется учреждениями, практически — самими для себя. Декларируемая конкурентность в распределении расходов на выполнение Учреждением исследований по инициативным тематикам не может быть достигнута, поскольку Приложение №3 к Методическим рекомендациям предполагает лишь формальную схему такого распределения, не учитывающую содержательную сторону предлагаемых учреждением инициативных тематик, не предполагающую их экспертную оценку.

Вызывает возражения закреплённое процентное распределение расходов, при котором не менее 60% средств должно направляться на выполнение исследований по инициативным тематикам. Это сделает невозможным реализацию в Учреждениях крупных проектов, имеющих государственное значение, подобных атомному проекту в истории СССР. Фактически, предлагаемое распределение средств приведёт к усугублению сложившейся тенденции, когда задачи, решаемые в институтах РАН (ФАНО), формулируются исследователями самими под себя, без учёта потребностей государства. Более того, доля директивных тематик в распределении средств вообще не указана, ясно лишь, что она может составлять не более 25% (а с учётом значительной доли расходов на коммунальные платежи и материально-техническое обеспечение функционирования учреждений — не более 5%), что очевидно недостаточно для реализации крупных проектов. Указанное процентное распределение предлагается для учреждений любого научного профиля, что, очевидно, не отражает особенностей деятельности институтов естественно-научного, социально-экономического, гуманитарного и технически-прикладного профиля. Поэтому, вместо административного регулирования распределения средств необходимо поэтапно разрабатывать, опробовать и внедрять новую концепцию формирования государственного задания, которая обеспечивала бы решение учреждениями актуальных задач развития государства.

Введение института «ведущих исследователей» противоречит принципу проектного финансирования науки, направленного на поддержку приоритетных, экономически и социально значимых научных исследований, а не конкретных персоналий.  Адресная поддержка ведущих исследователей уже реализуется через систему грантов РНФ, РФФИ, РГНФ, Федеральных целевых программ (гранты на привлечение ведущих учёных) и т.д., а также систему персональных выплат носителям почетных званий, в связи с чем ее дублирование в системе распределения субсидий федеральным государственным учреждениям, выполняющим государственные работы в сфере научной (научно-исследовательской) и научно-технической деятельности, представляется излишним. Вместо этого целесообразно расширять систему адресной поддержки ведущих научных коллективов и персоналий через упомянутую систему научных фондов, которая в настоящий момент находится в стадии становления, но уже демонстрирует свою эффективность и положительно оценивается научным сообществом.

Поддерживая необходимость реформирования системы распределения средств на проведение исследований, Совет директоров ФАНО предлагает отказаться в настоящее время от введения в действие проекта Методических рекомендаций, сосредоточив усилия на подготовке «дорожной карты» реформирования системы финансирования и управления наукой. По мнению Совета директоров, данная «дорожная карта» должна быть направлена на выполнение основной цели — обеспечения соответствия системы финансирования и управления наукой в России потребностям государства и общества. При этом должна быть обеспечена поэтапность преобразований и наличие обратной связи, с тем, чтобы сохранить и приумножить наиболее конкурентоспособные направления и научные коллективы.

Предлагаем предусмотреть внесение в «дорожную карту» следующих первоочередных шагов:

1. Реформирование системы формирования государственного задания. Значительная часть государственного задания должна формироваться на основе директивных тематик, т. е. задач, решение которых необходимо для развития государства, общества и бизнеса. В настоящее время потребности различных Министерств и ведомств доводятся до сведения учреждений, ФАНО и РАН фрагментарно, в виде писем «для сведения». Предложения, формулируемые в ответ на такие письма, как правило, остаются без ответа, поскольку отсутствует соответствующая система их экспертизы и оценки. Необходимо создать систему, в которой соответствующие запросы обрабатывались бы в едином центре и предлагались научным коллективам для их решения. Научные коллективы и экспертное сообщество могут предлагать свои варианты решения сформулированных проблем, из которых и будут формироваться директивные тематики государственного задания. Именно финансирование директивных тематик может распределяться на конкурсной основе. Доля директивных и инициативных тематик не должна регламентироваться.

Создание такой системы повысит востребованность науки в России, престижность труда исследователей и, в конечном итоге будет способствовать решению актуальных социально-экономических задач и развитию России.

2. Поэтапное изменение действующего законодательства в части финансирования и регулирования труда научных работников, учитывающие особенности исследовательской деятельности. В частности, должны быть предусмотрены механизмы перевода исследователей на срочные трудовые договора, усовершенствован механизм избрания по конкурсу и аттестации научных кадров.

3. Необходим поэтапный переход на программно-проектный принцип финансирования, при котором финансирование учреждений ставится в зависимость не от формальных, общих для всех, показателей, а от фактического выполнения научных научно-технических проектов. При этом в каждом из таких программ или проектов может быть установлена своя система оценки результативности его выполнения, которая бы отвечала особенностям конкретной области знания. Важно, чтобы положительную оценку получало не только достижения заявленных в проекте целей (например, создание метода или прибора, открытие новых принципов), но и доказательная демонстрация невозможности решения поставленной задачи на текущем уровне знаний и технологии (т. н. «отрицательный результат»). В противном случае неизбежно появление значительной доли недостоверных «положительных» результатов, призванных оправдать затраченные средства, что, в конечном итоге, приведёт к экономическим и социальным потерям.

Данная «дорожная карта» должна широко обсуждаться в научном и экспертном сообществе, с привлечением представителей органов государственной власти, бизнеса, научной общественности, РАН, ФАНО, руководства научных организаций. Это позволит найти требуемый консенсус и, в конечном итоге, добиться повышения эффективности науки и конкурентоспособности России в мире.

Российские физики придумали, как измерять тепловые свойства нанообъектов, исследовать которые затруднительно из-за их размеров. Это поможет в будущем при создании перспективных материалов с заданными свойствами.

Как учат в школе, теплоемкостью предмета называют тепло, необходимое для нагрева его на единицу температуры. Если для измерения теплоемкости макроскопических предметов используется прибор калориметр, то измерить способность к нагреву микро- или наноскопических объектов куда сложнее: ни один калориметр не сможет зафиксировать мельчайшие количества поглощенной или выделяемой ими теплоты.

Между тем задача измерить теплоемкость так называемых двумерных плоских систем, толщина которых составляет нанометры, крайне важна. Такие системы встречаются в полупроводниковых и оксидных гетероструктурах. Так называют «слоистые» структуры, состоящие из нескольких различных по составу полупроводников, за разработку которых российский физик Жорес Алферов получил Нобелевскую премию.

Хороший пример двумерных систем — графен, за открытие которого другая Нобелевская премия была присуждена выходцам из России Андрею Гейму и Константину Новоселову.

Физики, работающие под руководством Владимира Пудалова из Физического института РАН, догадались, как определить теплоемкость таких систем, измерив связанную с ней величину — энтропию, меру неупорядоченности. Соответствующая публикация вышла в журнале Nature Communications (импакт-фактор 11,47). Среди авторов работы также ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) и Института теоретической физики имени Л.Д. Ландау.

«Энтропию мы измерили способом, который никто раньше никогда не применял — измеряя ток перезарядки нашей двумерной структуры», — рассказал участник проекта Александр Кунцевич «Газете.Ru».

В ходе эксперимента в криостат, находящийся при температуре жидкого гелия (несколько Кельвинов), помещалась ячейка с исследуемым объектом — полевым транзистором на основе полупроводниковой гетероструктуры, в которой на границе полупроводников образуется двумерная электронная система. Образец был выполнен в виде конденсатора, одной из обкладок которого является двумерная система, а второй — металлический электрод. При изменении температуры ячейки с одной обкладки конденсатора на другую начинает течь ток порядка 10^–15 А, который пропорционален искомой энтропии системы. «Эта работа полностью российская, хотя исследованиями термодинамических свойств двумерных систем занимаются десятки групп в мире», — говорит Кунцевич. Измерения показали, что теплоемкость изученного образца площадью 4 кв. мм при температуре 2,5°К совпала с предсказаниями теории и оказалась равна 4*10^–14 Дж/К.

Иначе говоря, для нагревания двумерной системы нанометровой толщины на 1°К требуется ничтожная энергия — 4*10^–14 Дж. Чтобы представить себе эту величину, ее удобно сравнить с теплоемкостью каких-нибудь микроскопических объектов.

«Теплоемкость одного эритроцита диаметром 8 мкм составляет 1,7*10^–12 Дж/K (если считать, что эритроцит состоит из воды). Теплоемкость исследованной нами системы в 50 раз меньше, а разрешающая способность метода еще в 20 раз выше, то есть имеется возможность измерять теплоемкости электронных систем в 1 тыс. раз меньшие, чем теплоемкость эритроцита, — подсчитал Кунцевич. — Инфузория-туфелька размером в 15 раз больше эритроцита имеет теплоемкость соответственно в 3 тыс. раз больше.

А значит, наш метод может различить одну трехмиллионную от теплоемкости инфузории».

Знание теплоемкости, а еще лучше, знание методов ее определения для конкретных двумерных систем — не просто забава физиков. Многие современные функциональные материалы, как, например, высокотемпературные сверхпроводники или узлы элементной базы обычной полупроводниковой или графеновой электроники, содержат двумерную систему как строительный блок. «Чтобы хорошо управлять свойствами материалов, необходимо эти свойства уметь точно измерять», — пояснил ученый.

Группа работает по гранту Российского научного фонда, который выделен на изучение особого класса веществ, называемых топологическими изоляторами (ТИ), и создание полевого транзистора на их основе. От большинства соединений ТИ отличаются тем, что в их толще нет свободных электронов, и потому внутри себя они ток не проводят, но токи (т.н. топологические) текут по поверхности вещества. Топологические свойства некоторых полупроводников (халькогенидов висмута, ртути, сурьмы) были впервые предсказаны теоретически еще в 80-е годы советскими физиками Борисом Волковым и Олегом Панкратовым (ФИАН). Сегодня пленки и кристаллы ТИ выращиваются в сотнях лабораторий мира, в том числе в ФИАНе. Главной проблемой в их выращивании остаются примеси, из-за которых часть тока все-таки течет внутри образца.

Необычные свойства таких соединений, например способность превращать спиновые токи в электрические, обещают найти широкое применение в разных областях техники, в первую очередь в разнообразных детекторах. Кроме того, если будет создан хороший топологический изолятор, токи в нем будут сохранять спин и не должны рассеиваться. Это даст в будущем возможность создавать процессоры с огромной частотой, которая не будет ограничена потерями тепла из-за электрического сопротивления.

Другое возможное применение топологических изоляторов — элементная база для другого компьютера будущего — квантового.

В ФИАНе в рамках гранта РНФ новые пленки топологических изоляторов выращивают на установке молекулярно-лучевой эпитаксии, закупленной еще в 1989 году и с тех пор полностью переделанной. Ранее установка использовалась для выращивания лазерных гетероструктур инфракрасного диапазона на основе халькогенидов свинца — для биомедицинских применений. Сейчас, с появлением квантово-каскадных лазеров, это направление стало неактуальным.

«Конечно, перед нами остро стоит проблема материальной базы. Но советские и российские физики всегда отличались тем, что могли что-то сделать, не посадив, как китайцы, 100 человек за 10 новых установок. Мы всегда старались придумать что-то при помощи палочки и веревочки. Наша ростовая установка довольно проста, самое ценное в ней — люди, которые на ней работают, и процессы, отлаженные на ней. И у нас есть идеи, как на простой установке получить хорошие пленки», — пояснил Кунцевич, отметив, что цена новой установки эпитаксии составляет миллионы долларов.

На неделе состоялось интересное медийное событие, посвященное популяризации научного скептицизма, — презентация премии Гарри Гудини. Мы попросили рассказать о ней одного из создателей, известного популяризатора науки Александра Панчина. Вопросы задавал Святослав Горбунов.

— Александр, в чем заключается суть проекта? Почему такоеназвание?

— Премия имени Гарри Гудини — это приз в 1 млн руб. любому, кто наглядно продемонстрирует экстрасенсорные, сверхъестественные или паранормальные способности в ходе строго контролируемого научного эксперимента. Премия призвана привлечь внимание общественности к проблеме некритичного восприятия заявлений о существовании паранормальных явлений и сверхспособностей, а также продемонстрировать значимость и первостепенную важность научных и рациональных подходов. Название дано в честь иллюзиониста Гарри Гудини, который знаменит не только своими фокусами, но и тем, что выводил «на чистую воду» «экстрасенсов».

— Как пришла в голову идея созданияпремии? То есть какова, так сказать, историяпроцесса?

— Идея пришла в голову Станиславу Никольскому, учредителю компании Genotek. Эта мысль дошла до коллектива популяризаторов науки, занимающихся проектом Sci-One (науч-но-популярный канал на YouTube), и оказалось, что многим это интерес-но. А дальше за дело взялся коллективный разум с привлечением экспертов со стороны.

— То есть премия — аналог премии ДжеймсаРэнди, или все-таки есть отличия?

Премия Джеймса Рэнди — приз в 1 млндолл., гарантированный образовательнымфондом Джеймса Рэнди (JREF) любомулицу, которое продемонстрирует какие-либоэкстрасенсорные, сверхъестественные илипаранормальные способности в условияхкорректного эксперимента. Несмотря наобилие заявок, приз до сих пор никому неприсужден.

— Да, идея была позаимствована у Джеймса Рэнди, который предлагает миллион долларов за доказательство паранормальных способностей. У нас есть два основных отличия. Во-первых, чтобы поучаствовать в тестировании, не нужно ехать в Америку. Во-вторых, по-скольку гарантом выплаты премии является компания Genotek, занимающаяся анализом ДНК, то кроме выплаты вознаграждения лауреату (если таковой будет, в чем я очень сомневаюсь) будет предложено (по желанию) бесплатное секвенирование его генома и анализ на предмет необычных мутаций.

— Миллион рублей не мало? Учитываянынешнюю нестабильность?

— Если человек действительно обладает экстрасенсорными способностями, то их демонстрация не займет много времени. По соотношению заработок / потраченное время наше предложение довольно щедрое. Ясновидящие так и вовсе не несут рисков: они могут заранее предсказать свою победу!

Второй момент заключается в том, что, выиграв миллион рублей в рамках грамотно поставленного научного эксперимента, лауреат приобретет необходимый опыт, позволяющий выиграть затем и миллион долларов у Джеймса Рэнди. На руках окажется проработанный регламент экспериментальной проверки его способностей, средства на поездку в Америку и т. д.

Другой вопрос, что вряд ли кто-нибудь сможет пройти испытания. Поэтому предлагаемая сумма не имеет значения. В России предлагать премию в миллион долларов небезопасно еще и потому, что миллион долларов могут попытаться выбить нечестным путем (думаю, найдутся люди, которые за такую сумму могут решиться на незаконные действия, рейдерство и т. д., а вот за миллион рублей — это вряд ли, хотя и к такому мы готовы). Нам бы также хотелось верить, что некоторые люди решат во всем этом поучаствовать не столько ради денег, сколько для того, чтобы честно разобраться, есть ли у них паранормальные способности или нет.

— Не боитесь лишний раз привлечь внимание к экстрасенсам? Предоставить им темсамым площадку для пиара, рекламу? Ведь не секрет, что в медийной среде любое упоминание идет в плюс.

— Если кто-то получит премию, то он, конечно, получит и много внимания. Но это будет честно заработанное внимание. А на одной заявке много славы не заработаешь, как я считаю. Нам, наоборот, кажется, что это хорошая возможность и повод донести до людей мысль о том, что к паранормальным способностям и явлениям нужно относиться с серьезной долей скептицизма. Но ученые не слепо отрицают «невероятные явления», а готовы проверять их наличие.

— Когда состоится первый этап, уже определились?

— На нашем сайте подробно описан порядок действий. Пока мы просто собираем заявки. По мере их обработки будем составлять регламенты экспериментальных проверок. Эти регламенты будут утверждаться всеми членами экспертного совета, а потом заявителем. После этого мы будем проводить проверки, а об их результатах информировать общественность.

— Двойной слепой метод, контролируемый эксперимент и т. п.?

— Да, именно так.

— Хорошо, а если ни одной заявки не поступит или их число будет совсемнебольшим?

— Заявки начали поступать еще до объявления пресс-конференции. Некоторые шуточные, но есть и настоящие.

— А если много? Придется ведь поставить составление регламентов «на поток».Справитесь?

— Для похожих заявок — похожие регламенты. Это избавит от лишней работы.

— Что бы Вы хотели пожелать потенциальным участникам премии и нашимчитателям?

— Самокритичности, здорового скептицизма и хорошего чувства юмора.

Без генетики, позволяющей выяснить индивидуальные особенности человека, сегодня немыслимо развитие ни медицины, ни криминалистики. У белорусских и российских ученых есть хорошие наработки по применению науки о наследственности в этих областях. Вывести их на новый уровень призвана союзная программа "ДНК-идентификация", которая сейчас проходит последние согласования и должна стартовать с начала следующего года.

Ее заказчики - НАН Беларуси и российское Федеральное агентство научных организаций. В предыдущем выпуске "СОЮЗ" рассказывал, что Государственный секретарь Союзного государства Григорий Рапота посетил Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН. Во время визита обсуждалось одно из главных направлений предстоящей программы - использование ее результатов в криминалистике. А на днях наш корреспондент побывал в Национальной академии наук Беларуси, ученые-генетики которой будут участвовать в реализации программы, и постарался вникнуть в особенности второго важного программного аспекта - медицинского.

- Анализируя ДНК человека, о нем можно сказать очень много, ведь 75% его качеств обусловлены генами - это и внешность, и характер, интеллектуальные и физические способности, здоровье. А значит, с помощью ДНК можно вести идентификацию, - вводит в курс дела доктор биологических наук, профессор Ирма Моссэ, заведующая лабораторией генетики человека Института генетики и цитологии НАН.

При этом исследования генетиков очень важны и с точки зрения практического применения в здравоохранении. Чему и посвящена вторая часть рассчитанной на пять лет союзной программы.

- Стало понятно, что лечить человека надо индивидуально. Медицина должна быть персонализированной, для каждого надо подбирать свой способ лечения. Кроме того, она должна стать превентивной, т.е. нужно заранее определить риски возникновения заболеваний и провести профилактику. Появился даже термин "медицина четырех П": персональная, превентивная, предсказательная и партисипативная, привлекающая к участию в излечении самого человека. И она невозможна без генетических анализов, - Ирма Борисовна подкрепляет сказанное примером из своей практики. Институт генетики и цитологии НАН активно сотрудничает с белорусским РНПЦ "Кардиология". У медиков есть протоколы, как действовать при лечении сердечно-сосудистых заболеваний. Но при воздействии одного и того же лекарственного препарата у кого-то лечение идет нормально, а у кого-то кровь загустевает и образуются тромбы, что само по себе опасно, или наоборот, возникают кровотечения, потому что кровь разжижается. А представьте, что речь идет о такой сложнейшей и очень дорогостоящей операции, как пересадка сердца? Разве допустимо потерять пациента только потому, что ему не подойдет назначенное лечение? Чтобы этого избежать, ученые, определяя по ДНК генотип человека, выясняют, подходит ли ему лекарство и какая нужна доза.

Медицинские аспекты ДНК-идентификации связаны и с криминалистикой. Любой биологический материал - волос, кровь, слюна, потожировые пятна - позволяет выделить ДНК и сказать о человеке не только какого он пола, возраста и внешности (его цвет глаз, волос, кожи, телосложение), но и чем болел. Это сужает круг поиска, ведь такой пациент мог состоять на диспансерном учете или просто обращаться со своей проблемой к врачам. Такая информация может быть ценной и при идентификации жертв аварий и катастроф или в случае потери памяти.

У Института генетики и цитологии НАН Беларуси давнее научное сотрудничество с Институтом общей генетики РАН, и союзная программа его упрочит, дав возможность охватить новые, еще не исследованные области.

- Мы планируем заниматься таким интересным направлением, как генетика интеллекта. Когда расшифровали геном человека и появилась возможность определять его качества, в первую очередь речь пошла о медицинской генетике, так как здоровье - это, безусловно, очень важно. Также необходима и генетика спорта, ведь он работает на престиж страны. Генетика интеллекта не менее важна, но пока она слабо развита в мире. А ведь в идеале реально определять способности ребенка, понять, в какой области он может стать выдающимся специалистом, выйдет ли из него физик, певец, инженер, визажист или кулинар, - удивляет перспективами генетических исследований Ирма Моссэ. По ее мнению, диссонанса между желанием и генетическими способностями при выборе профессии быть не должно, ведь человеку всегда интересно делать то, что ему легко дается. То, к чему нет склонности, не лежит душа, он любить не будет.

В рамках программы "ДНК-идентификация" планируется исследовать генетические аспекты стрессоустойчивости. Это важно и для спортсменов с их колоссальными перегрузками, и для представителей экстремальных профессий - водолазов, спасателей, космонавтов...

Кстати

Всего в союзной программе "ДНК-идентификация" десять направлений исследований: пять в области медицины и столько же в криминалистике.