Китайские заводы магнитных датчиков: технологии и экология? 

Когда слышишь про китайские заводы по производству магнитных датчиков, в голове сразу всплывают два образа: либо дешёвый конвейер, либо что-то высокотехнологичное, но в дымящемся промышленном районе. Реальность, как обычно, где-то посередине, но с огромным количеством нюансов, о которых не пишут в глянцевых брошюрах. Многие, особенно на старте сотрудничества, ошибочно полагают, что ?технологии? и ?экология? здесь — это взаимоисключающие понятия. Мол, либо ты получаешь передовой датчик Холла по конкурентной цене, закрывая глаза на методы производства, либо платишь втридорога за ?зелёный? продукт с посредственными параметрами. За последние лет семь-восемь эта картина сильно изменилась, но не везде и не сразу. Попробую разложить по полочкам, как это выглядит изнутри, без прикрас.

Эволюция ?железа?: от копирования к собственным разработкам

Раньше, лет десять назад, основным драйвером был рынок. Нужно было быстро дать аналог популярных датчиков от Allegro или Melexis. Фокус был на функциональности и цене, а не на энергоэффективности или чистоте процессов. Заводы работали на уже устаревшем, но дешёвом оборудовании. Помню, как привозили нам первые партии датчиков для автомобильных применений — вроде бы работают, но стабильность партии к партии хромала, да и потребление было высоким. Это был этап неизбежного накопления опыта, часто через брак и переделку.

Переломным моментом, на мой взгляд, стало появление компаний, которые сделали ставку не на клонирование, а на собственные архитектуры. Они начали вкладываться в чистые помещения не ради галочки под сертификат, а потому что для проектирования современных магнитных датчиков с высокой чувствительностью и низким дрейфом элементарно нужна стабильная и чистая среда на этапе тестирования и калибровки. Это уже не про гигантские фабрики, а про относительно компактные, но технологически насыщенные площадки. Там, где раньше видели только пайку и упаковку, теперь появились цеха с контролируемой атмосферой для эталонных измерений.

Вот, к примеру, взять АО Чэнду Синьцзинь Электроникс (их сайт — crosschipmicro.ru). Компания, известная в узких кругах как АО Чжунсинь Микросистемс, основана в 2013 году. Это как раз тот случай, когда старт пришёлся на время смены парадигмы. Они изначально заявили о проектировании высокоэффективных аналоговых и смешанных сигналов, включая технологию датчиков Холла. Что важно — они не просто сборщики, у них своя сквозная цепочка: проектирование, тестирование, продвинутая калибровка. На их сайте видно, что акцент на R&D, а не на масштаб производства. Это показатель. Их продукция, те же датчики тока или позиционирования, часто идёт в промышленную автоматику и электромобили — сегменты, где надёжность и точность критичны, и где ?грязное? производство просто не пройдёт аудит заказчика.

Экология как часть технологического процесса, а не PR

С экологией история сложнее. Тут нельзя всех под одну гребёнку. Крупные государственные или связанные с госзаказом заводы сейчас под жёстким прессингом регуляторов. Внедрение систем очистки воды (особенно после гальванических процессов, которые используются при создании контактов) и утилизации химических отходов — это не добровольная инициатива, а необходимость. Но идёт это с переменным успехом. На одном из предприятий в Шэньчжэне года три назад я видел, как старая система фильтрации просто не справлялась с пиковыми нагрузками, и это создавало проблемы по всему циклу. Решение было не мгновенным, потребовалась полная модернизация линии.

Гораздо интереснее обстоят дела на новых, ?умных? заводах, которые строятся с нуля. Там экологические нормы закладываются в проект. Например, использование бессвинцовых припоев и переход на материалы с меньшим содержанием летучих органических соединений (ЛОС) в герметиках — это уже стандарт де-факто для тех, кто работает на экспорт в ЕС или для топовых локальных брендов. Экономия здесь парадоксальная: более чистые процессы часто ведут к меньшему проценту брака на выходе, так как меньше загрязняющих факторов влияет на кристалл. Но чтобы это осознать, нужно мыслить не квартальным отчётом, а жизненным циклом продукта.

Ещё один момент — энергопотребление. Современный датчик Холла сам по себе потребляет мизер, но его производство — энергоёмкий процесс. Передовые фабрики сейчас активно ставят солнечные панели на крышах цехов не для красоты, а для частичного покрытия базовой нагрузки систем вентиляции и кондиционирования чистых помещений. Это уже экономика. И это меняет представление о том, что китайское производство обязательно ?угольное? и грязное.

Провалы и уроки: когда технология опережает инфраструктуру

Не всё, конечно, идёт гладко. Был у меня опыт внедрения одной очень продвинутой линейки датчиков положения от одного китайского разработчика. Чипы были прекрасны на бумаге: наноразмерная чувствительность, цифровой интерфейс. Но первые промышленные партии начали массово выходить из строя в полевых условиях. Причина после долгого расследования оказалась банальной и горькой: несовершенство процесса нанесения защитного компаунда на этапе сборки на сторонней фабрике-подрядчике. Завод-разработчик контролировал кремниевое ядро, но упустил ?последнюю милю? — упаковку. Компаунд содержал микроскопические металлические примеси, которые со временем под действием магнитных полей и вибрации влияли на работу чувствительного элемента. Пришлось срочно менять подрядчика и пересматривать весь контроль качества на выходе. Это был дорогой урок о важности контроля всей цепочки, а не только ядра технологии.

Такие истории — не редкость. Они показывают разрыв между уровнем проектирования (который в Китае сейчас на высоте) и зрелостью некоторых вспомогательных производственных цепочек. Экология здесь тоже играет роль: некачественные, ?грязные? материалы упаковки могут свести на нет преимущества чистого кремниевого производства.

Локомотивы изменений: кто задаёт тренд

Спрос со стороны глобальных автопроизводителей и лидеров в области возобновляемой энергетики — главный драйвер. Если ты хочешь поставлять магнитные датчики для систем управления батареей электромобиля Tesla или для умных сетей Siemens, тебе придётся пройти аудит не только по качеству продукта, но и по экологическому следу производства. Это включает всё: от происхождения материалов до углеродного следа логистики. Заводы, которые хотят играть в этой лиге, вынуждены трансформироваться.

Внутренний китайский рынок, особенно госзаказ в области ВИЭ и высокоскоростного транспорта, также предъявляет всё более строгие требования. Компании вроде упомянутой АО Чжунсинь Микросистемс чувствуют этот тренд и строят под него свою стратегию. Их акцент на высокоэффективные аналоговые решения — это по сути ответ на запрос о снижении энергопотребления всей конечной системы, что является краеугольным камнем ?зелёной? электроники.

Получается интересная картина: технологическое лидерство (в виде проектирования эффективных чипов) и экологическая ответственность (в виде чистых процессов) начинают подпитывать друг друга. Одно без другого уже не работает на перспективном рынке.

Что в сухом остатке? Взгляд в ближайшее будущее

Так что же, китайские заводы магнитных датчиков стали эталонами чистоты? Нет, конечно. Ландшафт очень пёстрый. Есть ещё много старых производств, работающих по инерции. Но появилась и критическая масса современных игроков, для которых технологии и экология — две стороны одной медали, называемой ?конкурентоспособность на глобальном уровне?.

Главный вывод, который я сделал за эти годы: нельзя оценивать отрасль в целом. Нужно смотреть на конкретного производителя, его историю, его клиентский портфель и его инвестиции в R&D и инфраструктуру. Если у компании, как у АО Чэнду Синьцзинь Электроникс, в фокусе собственное проектирование и высокие стандарты качества для сложных применений, то с большой долей вероятности её подход к производственным процессам будет более выверенным и, как следствие, более экологичным. Потому что по-другому просто не получится сделать стабильно работающий высокочувствительный датчик.

Будущее, думаю, за дальнейшей консолидацией и специализацией. Крупные ?чистые? фабрики будут делать ядра, а сборка и тестирование будут всё больше автоматизироваться и переезжать ближе к рынкам сбыта, снижая логистический след. Технологии магнитных датчиков будут уходить в сторону ещё большей интеграции и интеллектуальности, а это потребует ещё более чистых и точных производственных сред. Экологический аспект из факультативного станет одним из ключевых параметров техпроцесса, напрямую влияющим на параметры самого чипа. Это уже не тренд, это необходимость.