Казахстанцы придумали уникальную технологию, которая ускоряет разработку микрочипов. Вот как она работает
Digital Business продолжает проект про казахстанских ученых «Top of Science». Уже пообщались с первым в мире квантовым офтальмологом Мухитом Кулмаганбетовым и с исследовательницей Айданой Масалимовой. Сегодня наши герои – Нурсултан Кабылкас и Арслан Кудияр. Мужчины знакомы еще со школы, однако после окончания обучения их пути разошлись. Арслан начал работать в сфере инвестиций, а Нурсултан уехал в США, чтобы изучать компьютерную инженерию. Поступил на PhD в Калифорнийский университет и написал диссертацию на тему «Верификация микропроцессоров». Вскоре он вернулся в Казахстан, где бывшие одноклассники встретились и решили коммерциализировать диссертацию Нурсултана. Так в 2024 году появился проект Texer.AI, который с помощью ИИ ускоряет процесс нахождения дефектов при создании микрочипов.
В интервью Digital Business Нурсултан и Арслан рассказали, к чему может привести некачественная верификация микрочипов, какие проблемы есть в данной отрасли, и сколько миллионов долларов крупные компании вкладывают во внедрение ИИ-инструментов для создания чипов. Также узнали, для чего они создали первый в стране микрочип, будут ли они массового производить его, и зачем Казахстану нужно готовить своих специалистов по разработке полупроводников.
«Чаще всего технику отзывают с продажи из-за дефектов в чипе»
– Чем вы занимались до создания стартапа?
Нурсултан: – Всю жизнь посвятил компьютерам: изучал программирование, однако куда интереснее для меня было то, как ПК работают изнутри. Именно из-за этого решил поступить на факультет компьютерной инженерии.
Сначала получил степень бакалавра в области компьютерной инженерии в Rochester Institute of Technology (RIT) в США, где занимался дизайном логики и проектировкой процессоров. После решил продолжить академическую карьеру и поступил на PhD в Калифорнийский университет, где сузил специализацию до верификации микропроцессоров. Последний год обучения работал в AMD, но после окончания докторантуры вернулся в Казахстан и устроился преподавателем в Назарбаев университет. При этом параллельно продолжаю сотрудничать с корпорацией.
Фото из личного архива Нурсултана Кабылкаса
Арслан: – У меня финансовый бэкграунд. Последние 5 лет работал в Технологическом хабе МФЦА, возглавлял венчурное направление и занимался развитием стартап-экосистемы.
– Как появилась идея создания Texer.AI?
Арслан: – С Нурсултаном учились в одном классе, но более 10 лет не общались. Встретились после его приезда, он рассказал про диссертацию, и у нас возникла идея того, как ее коммерциализировать. С этого момента началась история создания стартапа.
Арслан Кудияр
– Расскажите подробнее, в чем суть вашей диссертации?
Нурсултан: – Верификация – это нахождение дефектов в спроектированных микропроцессорах. До того, как чип отправится на производство, важно убедиться, что там нет дефектов. На это уходит очень много денег и человеческих ресурсов. Однако провалы все равно случаются. Например, часто видим новости о том, что какой-то телефон, автомобиль или другой гаджет отзывают с производства или убирают с продажи из-за неполадок. Чаще всего это происходит из-за дефектов в чипе, который удаленно никак не исправить.
В своей диссертации мне нужно было разработать более эффективную методологию по нахождению таких неполадок. Понял, что с помощью ИИ можно ускорить и облегчить этот процесс.
«Компании тратят на 50% больше времени на верификацию, чем на дизайн»
– Компании тратят на верификацию сотни миллионов долларов, однако чипы с дефектами по-прежнему довольно часто уходят в производство. Почему так происходит?
Нурсултан: – В индустрии производства микрочипов есть несколько ключевых проблем.
Первая – сложность производства. Весь цикл проектирования состоит из нескольких уровней: архитектура, дизайн логики, верификация логики, физический дизайн, физическая верификация. И только после – выход в производство. С каждым годом в чипы интегрируют все большее количество компонентов, и проверять их совместимость становится труднее. В среднем требуется от 2 до 6 спинов (физических версий прототипа микросхемы, которую изготавливают для тестирования – прим. Digital Business) перед массовым производством. Согласно отчету Wilson Research Group, компании тратят на 50% больше времени на верификацию, чем на дизайн. И как следствие, нанимают больше верификационных инженеров, чем дизайнеров.
Из этого вытекает вторая проблема – ограниченность ресурсов. Рынок полупроводников очень сегментированный и организаций, которые занимаются полным циклом производства, почти нет. В большинстве случаев за каждый этап отвечает отдельная компания, у которой либо нет денег, чтобы нанять необходимое количество верификационных инженеров, либо таких специалистов нет на рынке. По данным отчета Boston Consulting Group, к 2030 году отрасль может столкнуться с нехваткой 23 тысяч инженеров-разработчиков полупроводников.
– Как технологии Texer.AI могут помочь в решении этих проблем?
Нурсултан: – У нас есть два инструмента. Первый – программное обеспечение M3: Memory Marionette Model, которое используется для проверки памяти многоядерных систем. Это оптимизированная платформа для более эффективного и быстрого обнаружения дефектов.
При этом, аббревиатура AI в названии стартапа добавлена не просто так. Наш второй инструмент, на который направлены основные силы – AI Assisted Logic Fuzzer. Это софт, который с помощью ИИ гораздо быстрее и с меньшими ресурсными затратами проводит несколько верификационных тестов. В будущем планируем создать ИИ-tool, который полностью заберет на себя процесс верификации.
Арслан: – Решили зайти именно в этот сегмент, так как видим здесь наименьший барьер входа в индустрию. Кроме того, исследования показывают, что ИИ в отрасли будет играть ведущую роль. По данным отчета Deloitte Insights, в 2026 году ведущие мировые компании-производители полупроводников потратят $500 млн на внедрении ИИ-инструментов в создание чипов.
– Есть ли у вас конкуренты?
Арслан: – На рынке работает несколько крупных игроков: Synopsys, Cadence и Siemens. Если стартап появляется, обычно через какое-то время кто-то из гигантов его покупает. Например, компанию по верификации из Беларуси выкупила корейская корпорация SK Synex, стартап из Армении – Synopsys. Однако для многих проектов инструменты, которые предлагают большие организации, слишком дорогие.
«В нашей стране пока в принципе не развита индустрия производства чипов»
– Получается, ваше решение будет дешевле тех, что предлагают крупные игроки?
Нурсултан:– Продаж у нас пока не было, сейчас находимся на стадии тестирования инструментов в двух компаниях: Barcelona Supercomputer Centre и Beijing Institute of Open Source CHIP.
Будем работать по лицензионной модели: предоставляем инструмент, а компания платит за его использование ежегодно. Точную сумму пока назвать не можем, но она определенно будет доступнее, чем то, что есть на рынке. Крупные компании типа Sinopsys, которые продают похожие инструменты, выставляют цены в индивидуальном порядке, в зависимости от возможностей клиента, задач, которые он решает и т.д.
– Кого рассматриваете в качестве клиентов?
Арслан: – Ориентируемся на небольшие компании, которые занимаются дизайном логики. Сейчас они нанимают сторонних специалистов для верификации, а с нашим решением смогут сэкономить на данном этапе.
Нурсултан: – Кроме того, сейчас в индустрии чип-дизайна активно развивается открытая архитектура RISC-V. Ее создали около 10 лет в Университете Беркли в Калифорнии. Главное ее преимущество — открытость: архитектура является open-source, в отличие от лицензируемых решений вроде ARM, которые стоят дорого и не всегда доступны по геополитическим причинам.
Благодаря этому RISC-V начали использовать как стартапы, так и крупные компании, включая в свои чипы отдельные модули на этой архитектуре. Это открыло рынок для новых игроков, особенно в странах, которые ранее зависели от зарубежных лицензий. О переходе на RISC-V уже заявили, например, Россия и некоторые страны Евросоюза. На фоне этого тренда появляются десятки новых компаний в области чип-дизайна, которым мы можем предоставлять свои сервисы.
– Переходят ли в Казахстане на RISC-V?
Нурсултан: – В нашей стране пока в принципе не развита индустрия производства чипов. Однако Казахстан может найти свою нишу именно в сфере верификации.
Вместо того, чтобы сразу пытаться заняться производством чипов, можно начать с более доступных направлений — дизайна и верификации чипов. Например, стать региональным хабом по чип-дизайну или проверке схем.
Вторая точка входа в индустрию – развитие талантов. Сейчас в Казахстане не обучают дизайну чипов. Однако если в стране появятся достойные кадры в данной сфере, то к нам придут большие компании открывать представительства или офисы для разработчиков.
«Стоимость разработки самых современных чипов может доходить до $500 млн»
– Не так давно вы разработали первый в стране микропроцессор. Почему решили заняться этим?
Нурсултан: – Это некоммерческий проект, с помощью которого хотели решить вопрос подготовки кадров. Чтобы студенты могли верифицировать чип, им нужно понимать, как он проектируется. Долго думали, где можем этим заняться, и узнали про инициативу One Student – One Chip (OSOC) в Китае. Там тоже есть проблема нехватки hardware-инженеров, которую решили с помощью образовательной программы.
Команда Texer.AI
Ее суть в том, что каждый студент, который пройдет программу до конца, на выходе будет иметь свой микропроцессор. Написали письмо и смогли договориться о том, что команда из Казахстана тоже будет участвовать в инициативе. Студентов для участия набирали по объявлению. Из 50 желающих, пятеро попали в команду и позже стали частью Texer.AI. В итоге весь год занимались разработкой, и в марте 2025 наш чип был готов.
– Сколько стоит создать чип?
Арслан: – Итоговая сумма напрямую зависит от R&D чипа. В нашем случае расходы, связанные с производством, покрывались китайской стороной. Если бы мы делали все сами, то только $74 000 ушло бы на вейфер – тонкую круглую пластину, на поверхности которой размещаются микросхемы.
При этом стоимость самых современных чипов может доходить до $500 млн. И это сумма, которая уходит только на разработку.
– Получается, вы не собираетесь выводить создание чипов в массовое производство?
Нурсултан: – Нет. Этот проект идет параллельно с основной деятельностью Texer.AI. Мы продолжаем сотрудничать с китайскими НИИ: участвуем в программе OSOC и разрабатываем более сложный процессор. Уверен, что решая сложные задачи, мы будем выпускать инженеров высшего класса.
Фото из личного архива героев
Также хочу отметить, что данный чип – это не просто результат образовательной программы. Мы также хотели показать людям, что необязательно иметь сотни миллиардов долларов, чтобы сделать что-то значимое в индустрии полупроводников. Можно основывать компании исключительно на знаниях и умениях проектирования. С экономической точки зрения это может принести стране весомый вклад, если последовательно развивать эту отрасль.
– Планируете ли вы еще какие-то проекты для подготовки кадров в области полупроводников?
Нурсултан:– Планов действительно много. Для начала запустили Microprocessor Design and Verification 101 — официальный базовый учебный курс в Назарбаев Университете, где студенты получают фундаментальные знания по проектированию интегральных схем. Сейчас активно работаем над тем, чтобы сделать обучение доступным для всех желающих в онлайн-формате.
Также у нас есть идея обучать преподавателей в других университетах, чтобы ускорить распространение подобных знаний по стране. Конечно, без господдержки и системного включения подобных инициатив в стратегию развития страны масштабирование будет затруднено. Уже ведем переговоры с представителями профильных министерств, чтобы проработать этот вопрос на государственном уровне.
Арслан: – Важно готовить такие кадры еще и с точки зрения кибербезопасности. На всех наших стратегически важных объектах стоит оборудование, закупленное за рубежом. На мой взгляд, эти девайсы важно строить в Казахстане. Это может быть дорого, но зато у нас будет 100% уверенность в том, что ничего сомнительного в этих инструментах нет.
«Планируем начать привлечение инвестиций»
– А какие планы по ближайшему развитию Texer.AI?
Арслан: – Получили небольшой грант от Qazinnovation, плюс у нас есть один коммерческий клиент, для которого занимаемся дизайном логики. Сейчас думаем о том, что делать дальше: претендовать на грант или выходить на венчурных инвесторов.
Нурсултан: – Главная задача – получить хороший фидбэк от компаний, где сейчас тестируем наши инструменты, и начать процесс привлечения инвестиций. Хочется полноценно сфокусироваться на стартапе.
Сейчас постоянно находимся в поисках новых методик верификации и симуляции. Большинство существующих методик верификации до сих пор базируются на подходах 1990-х годов. Я сталкивался с этим, когда писал диссертацию. Наша задача – изменить данное видение. В ближайшем будущем дизайны чипов будут генерироваться AI-моделями. Соответственно, эти методологии должны быть подкреплены какими-то алгоритмами машинного обучения. Это мы и планируем развивать.
