CC BY
49Сухарев О. С.
д.э.н., профессор, гл.н.с. Института экономики РАН ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ И СЛЕДСТВИЕ ЗАКОНА Г. МУРА1
Ключевые слова: техника, технологии, принципы развития, инвестиции, закон Мура, эффективность, институты.
Keywords: technique, technology, principles of development, investment, Moore's law, efficiency, institutions.
Современная техника и технологии являются, с одной стороны, отражением результатов развития науки, образования, промышленности, с другой стороны, формируют новые рубежи этого развития, за счёт более высокой производительности, технологичности, а также программируя возможности дальнейшего совершенствования техники и технологий.
Конкуренция в экономике во многом предопределена тем, какой техникой и технологиями владеют агенты конкурирующих стран на мировом рынке. Потребность в технике и технологиях формируется различными видами деятельности, зависит от их состояния и уровня развития, т. е. предшествующих видов техники и технологий, которые были использованы в данных видах деятельности.
Вместе с тем, открытия в науке и технике, изобретения, включающие создание новизны, придают планомерному процессу совершенствования техники и технологий прорывной характер, когда внедрение этой новизны может резко увеличить результативность не только технических устройств, но и экономического развития, создать новые виды хозяйственной деятельности, развернув новые виды производства и труда.
Создание новой техники подчиняется законам физики и других фундаментальных и инженерных наук. Поэтому уровень образования и фундаментальных исследований, как правило, обеспечивает возможности создания новой и совершенствования существующей техники. Главным экономическим побудительным мотивом к этому является принцип экономии (технологичности), то есть, т.е. получения тех же результатов на данной технике с меньшими затратами (энергии, материалов, труда, износа оборудования), либо больших результатов с прежними затратами или относительно растущими затратами, но уменьшающимися на единицу создаваемого результата.
В таблице 1 отражены основные (автор не претендует на исчерпание списка, скорее, это базовые принципы, которые обнаруживаются при анализе закономерностей развития техники и технологий) принципы, характеризующие развитие техники, являющиеся базисными атрибутами технической эволюции. В левом столбце табл. 1 обозначен сам принцип, в правом - даётся его характеристика, отражающая содержание принципа.
Таблица 1
Содержание принципов развития техники и технологии
№ п/п Принцип Содержание принципа
1 Наращения и улучшения Техника и технологии совершенствуются методом наращения результата и улучшения. Этот метод инкрементальный и помимо прорывных решений, которые также возникают в области техники, позволяет существенно повысить эффективность технологии и технические параметры устройств.
2 Закономерного развития и точной оценки эффективности / производительности Технические системы в своём развитии подчиняются строгим критериям эффективности, по которым можно сравнить однотипные технические устройства, определить, какое из них обладает преимуществом.
3 Ложного решения В технике удаётся установить ложное решение, либо решение, приводящее к худшим результатам. Это обусловлено тем, что техника развивается, подчиняясь законам физики, химии, инженерных наук. Эмпирически устанавливаемые законы типа закона Г. Мура с течением времени пересматриваются, что также является атрибутом развития техники. Они справедливы для какого-то интервала времени, но с ограничением по физике процесса и технологических возможностей, изменяются и такие эмпирические законы.
3 Исправляющего решения В технике возможно исправляющее решение, нейтрализующее негативные исходы ложных или неэффективных решений. Как правило, оно повышает производительность техники и технологичность системы.
5 Рассогласованного развития Различные направления развития техники могут развиваться вне зависимости друг от друга, например, прогресс в области военной техники, и отставание в гражданских технологиях и техники. Однако такое возможно до определённого уровня нестыковок в технологичности соответствующих производств. Этот принцип позволяет лидировать по одним направлениям, но уступать по другим.
1 Доклад, представленный на Международную научную конференцию «Коэволюция техники и общества в контексте цифровой эпохи».
6 Экономии или технологичности Получения на новой технике того же результата с меньшими затратами, либо получение большего результата при той же величине затрат, либо с затратами увеличенными, но меньшими на единицу этого результат нежели были ранее. Это и означает повышение технологичности в подлинном смысле понятия «технологичность»
7 Усиления - синергетики техники Технические новшества, приборы, оборудование, новая техника, встроенная в технологические цепочки и обеспечивающая определённое взаимодействие, может обнаруживать усиление результативности работы данного технологического контура. Если технологические цепочки разорваны, то внедрение на некоторые звенья новой техники, когда остальные участки сильно отстают в технологическом смысле - способно дать противоположный эффект, т.е. ослабить ввод в действие этих новых приборов в силу конфликта новой техники и разорванных технологических цепочек.
Особо нужно отметить, что позиция 6-7 таблицы 1 составляют главное направление в приложении усилий инженеров по созданию и усовершенствованию техники, которая должна давать эффект экономии - повышать технологичность производства и в лучшем случае - эффект усиления действия сопряжённо применяемых технических устройств. Это означает, что требуется снимать «технический конфликт» в рамках одной технологической цепочки. Например, можно приобрести «чистые комнаты» по импорту, поставив в них термодиффузионное оборудование отечественного производства, либо наоборот. Подобные решениям применялись в России, они обычно приводили к снижению выхода годных изделий, снижали технико-экономические параметры изготавливаемой в рамках такой составной технической системы продукции. Однако в ряде случаев подобные комбинации дают неплохой результат. В частности, при производстве оптоволокна на пермских предприятиях части линии производства приобретались в Китае, Испании, Германии и России. Такая солянка не приводила при соответствующей стыковке к потерям в выходе годной продукции, и была дешевле, нежели покупка всей линии в одной какой-то стране. Конечно, следовало бы ставить вопрос по-иному, о создании таких отечественных линий в полном объёме, как стратегически оправданной цели развития соответствующих технических систем и их элементной базы.
Как видим, развитие техники предполагает и возникновение ложных решений, исправляющих решений, подчиняется неким фундаментальным законам и соотношениям, а также описывается эмпирически устанавливаемыми фактами (в том числе аккумулируемыми инженерным науками). К таким эмпирически установленным фактам относится, в частности, закон Г. Мура об увеличение плотности р-п переходов на единицу площади кристалла за год в два раза. Это эмпирический закон исходил из экспоненциального увеличения числа транзисторов на единицу площади, но довольно быстро был пересмотрен, так как плотность стала удваиваться за два года, затем за три года. Наконец, появились утверждения, что закон Мура перестал действовать. Это вполне закономерно для такого рода соотношений, обнаруженных в развитии технического устройства, так как с течением времени усиливаются технологические ограничения по совершенствованию технологии и физических параметров создаваемых изделий. Это происходит в полном соответствии с указанными выше принципами развития техники. Причина - в том, что возникают и ложные решения и исчерпываются исправляющие решения, а технологические возможности в силу контролируемой физики процесса не позволяют уже достигать более высокой плотности расположения транзисторов. А возможность такого расположения ограничена атомарной структурой вещества, на котором размещают эти транзисторы.
Большее число р-п переходов на единице площади весьма выгодно с точки зрения шестого и седьмого принципов, поскольку возрастает и объём памяти устройств, и их быстродействие. Следовательно, технологические возможности совершенствования обеспечиваются именно этим свойством - и в конце концов будут исчерпаны, то есть по быстродействию и памяти когда-либо на данной технологии будет создан такой процесс, а более мощный создать будет уже нельзя на данной технологии и физических принципах. Иными словами, технология будет «выжата до конца», исчерпаны все её возможности совершенствования, которое до определённого уровня будет позволять увеличивать и память, и быстродействие.
Нужно отметить, что даже текущий прогресс в данной технологии предполагает создание новых чистых комнат в микроэлектронике, специального технологического оборудования. Это весьма дорогие вложения, требующие больших инвестиций на продолжительном отрезке времени. Если инвестиции будут расти быстрее, нежели отдача от этого нового оборудования, то это способно затормозить процесс увеличения числа р-п переходов на единице площади кристалла. Следовательно, ещё до кардинальных технологических изменений и до исчерпания возможностей текущей технологии, её использование и применение, её результативность будет ограничена чисто экономическим критерием, а не физическими ограничениями. Это приведёт к тому, что рост памяти и быстродействия уже не будет способен привести к кардинальным преимуществам, так что капиталовложения, которые становятся значительными в области микроэлектронике, перестанут окупаться. Кроме того, монополизация производства будет также способствовать указанному эффекту торможения технологического совершенствования. Тем самым, как видим, запас в совершенствовании технологии будет существовать, а экономических стимулов и необходимой эффективности к этому у агентов не будет.
В экономике может сложиться ситуация, когда уровень технологичности оказывается не чувствительным к инвестициям в новые технологии. Иными словами, инвестиции осуществляются, новые технологии вводятся, но их влияние настолько невелико, что общая технологичность существенно не возрастает либо возрастает в очень низком диапазоне значений.
Эта ситуация подобна описываемой в ряде работ автора институциональной нейтральности1, когда новые правила (институты) не оказывают влияния на макроэкономические параметры (совокупный спрос, потребление, сбере-
1 См.: Сухарев О.С. Экономика будущего: теория институциональных изменений. - М.: Финансы и статистика, 2011.
415
жения, инвестиции, занятость и др.). Только в этом случае можно говорить о технологической нейтральности, когда осуществляются действия, направленные на технологическое обновление, а оно не даёт повышения общего уровня технологичности. Подобно тому, как институциональные изменения характеризуются содержанием появляющихся новых институтов, скоростью смены правил, адаптивными возможностями агентов к этим изменениям, так и при технологическом обновлении содержание технологии, исходное состояние, готовность агентов и скорость процесса будут влиять на общий результат. На разных, но соседствующих интервалах времени может изменяться скорость ввода технологии, степень адаптации к ней, возможности усовершенствования. Тем самым изменяется сама технология, хотя и не всегда, отдельные технологии весь период эксплуатации остаются неизменными. Поэтому, формируя технологическую функцию, следует учитывать возможную изменчивость технологии на рассматриваемом отрезке времени, и стабильность для других технологий.
Измерение технологичности является важной задачей не только с точки зрения разработки технической политики, но и для подготовки стратегических решений по экономическому развитию. Поскольку экономию будущего периода оценить весьма не просто, можно оценивать этот показатель по отношению объёма производства на новых и уже используемых технологиях, то есть по той величине добавленной стоимости, которую позволяют создавать новые технологии. Расчёт данного показателя для России даёт неутешительные оценки, требуя изменения подходов к развитию средств производства и техники, внедрению новых технологий, в том числе цифровых в различных устройствах и технических изделиях. Проведение государственной технической политики крайне необходимо, поскольку стохастика в рамках развития данных подсистем приведёт к отставанию в области техники и технологичности. В связи с этим государственная техническая политика предполагает развёртывание условий для полноценной реализации перечисленных выше принципов развития техники и технологий, с соответствующим созданием стимулов в области спроса на технологическое обновление. Такой спрос возникает только тогда, когда создание новых средств производства или совершенствование старых (к нему подталкивает ещё и износ техники) завязано на создание внутренней потребительной стоимости. Следовательно, речь необходимо вести о формировании отечественных потребительских рынков и рынков средств производства - новой техники и технологии. И это направление требуется сделать основным в приложении усилий научно-технической государственной политики.
