У Вас есть удачное изобретение?

Публикуйте концепцию и возможно инвестор заметит Вас!

ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

УСТАНОВКА МОЛЕКУЛЯРНО ПУЧКОВОЙ ЭПИТАКСИИ.

02-02-2016

Гадкие лебеди

Чтобы сделать из науки хороший бизнес, предприимчивым ученым приходится уходить из академических институтов.

Слава богу, сегодня в России уже трудно удивить кого-либо примером небольшой инновационной фирмы, родившейся в "бурное десятилетие", пережившей его и занимающейся конкурентоспособными разработками на одном из самых горячих направлений НТП. В центрах инновационной активности России от бывших НИИ, НПО и иже с ними отпочковалось заметное количество компаний, успешно ведущих наукоемкий бизнес. Их обороты пока невелики, их не покидает чувство острого инвестиционного голода, их постоянно хотят задешево купить более крупные западные конкуренты, к ним настороженно относятся академические чиновники, им катастрофически не хватает компетентных инновационных менеджеров. Сегодня они выглядят "гадкими утятами" как для научной, так и для деловой элиты. Но они работают, работают, работают...

Питерская фирма с миллионным оборотом и немудрящим названием "Полупроводниковые приборы" (ПП), костяк которой в начале реформ ушел из мощнейшего академического института, бросила вызов мировым лидерам в одном из самых высокотехнологичных секторов полупроводниковой промышленности - разработке приборов и устройств на основе нитрида галлия. Это очень дорогое и труднополучаемое вещество полупроводниковой гетероструктуры с уникальными свойствами, которые в течение считанных лет могут изменить облик целых отраслей и технологических кластеров. Сегодня на пакет акций фирмы претендуют американские партнеры, разнообразные фонды готовы давать ей миллионные кредиты, а многие компании с удовольствием включили бы ее в свои бизнес-схемы.

От первого транзистора - к гетероструктурам

В Питере есть знаменитый Физико-технический институт им. Иоффе, возглавляемый нобелевским лауреатом Жоресом Алферовым. Абрам Иоффе в начале тридцатых прошлого столетия начал здесь систематическое изучение полупроводников.

Сначала полупроводниковые приборы были "гомопереходными" (вспомните первый транзистор) - p-n-переход осуществлялся внутри кристалла одного вещества с присущими ему примесями и дефектами. Но почти сразу появилась идея и гетероустройств, в которых такой переход образуется на стыке двух различных полупроводников. Ее воплощение привело бы к созданию еще более миниатюрных приборов с большей эффективностью и функциональностью.

В 1950 году ученые из Ленинградского физтеха Нина Горюнова и Анатолий Регель установили, что для создания гетеропереходных устройств лучше всего подходят химические соединения так называемой группы A3-В5 (состоящие из элементов III и V групп таблицы Менделеева), такие как арсенид галлия. Но создать технологии производства подходящих кристаллов не могли еще долгое время. Как выяснили советские исследователи, получение материалов с нужными свойствами возможно только в случае почти идеального взаимного расположения ячеек кристаллических решеток двух разных веществ. Это стало осуществимым лишь с развитием эпитаксиальных (послойных) способов изготовления полупроводниковых структур, когда в сверхвысоком вакууме одноатомный слой одного вещества наращивается на поверхности другого.

Питерская фирма с миллионным оборотом бросила вызов мировым лидерам в одном из самых высокотехнологичных секторов - разработке устройств на основе нитрида галлия

Опережавшие американцев в фундаментальных исследованиях полупроводниковых материалов советские ученые отставали в прикладных технологиях, и первый светодиод на гетеропроводниках был представлен в 1962 году профессором Иллинойсского университета Ником Холоньяком. Примерно в это же время Жорес Алферов, заручившись поддержкой военных, вместе с группой сотрудников ЛФТИ взялся за создание первого гетеролазера, который "загенерил" в 1968 году.

Производство таких лазеров - наиболее динамичный сегмент электроники, он растет на 30% в год, и, вероятно, через десять-пятнадцать лет для других типов лазеров останется только небольшая ниша. Сегодня полупроводниковые лазеры активнее всего используются в информационных системах и телекоммуникациях. Но очень бурно развивается и их применение в медицине, а так называемая диодная лазерная накачка позволяет создавать значительно более эффективные и мощные полупроводниковые лазеры для военных. Уже изготавливаются и продаются полупроводниковые лазеры в десятки киловатт непрерывной мощности.

В своем интервью "Эксперту" Алферов подтвердил, что хотя "сейчас девяносто процентов от 150-миллиардного рынка полупроводников приходится на кремний, темпы ежегодного роста в кремниевой микроэлектронике не превышают пятнадцати процентов. На электронные компоненты на основе A3-B5 - которые практически родили оптоэлектронику: фотоприемники, полупроводниковые светодиоды и лазеры, - приходится десять процентов, но темпы роста в этом секторе вдвое выше".

Нитрид галлия как рыночная ниша

При разработке новых полупроводниковых материалов группы A3-В5 наиболее перспективными оказались нитрид галлия (GaN) и твердые растворы на его основе - InGaAlN. По словам председателя совета директоров "Полупроводниковых приборов" Виктора Чалого, переход на новый полупроводниковый материал даже без разработок новых конструкций приборов приведет к такому изменению технических характеристик транзисторов, которое фактически будет означать появление качественно новой элементной базы. А использование этого материала для изготовления СВЧ-транзисторов открывает возможности для создания новой техники двойного применения: при одинаковых размерах конструкций и рабочих частотах транзисторы на GaN могут обеспечивать мощности примерно в сто раз выше, чем транзисторы на арсениде галлия (GaAs). Уже в опытных образцах достигнуты значения 9,2 Вт/мм на частоте 8 ГГц, что примерно в семь-восемь раз превышает аналогичную плотность выходной мощности на транзисторах на GaAs. Существенным преимуществом нитридных приборов по сравнению с транзисторами на основе GaAs также является их термоустойчивость - транзисторы на основе GaN сохраняют работоспособность при температурах 400-500oC.

К 2009 году объем продаж устройств на основе нитрида галлия достигнет 4,8 млрд долларов .

Наряду с разнообразным использованием в системах записи, хранения, обработки и отображения информации или применением в военной технике (например, бортовые РЛС) нитрид галлия открывает возможности для создания экономичных и долговечных осветительных приборов, максимально согласованных по спектру с естественным освещением и чувствительностью глаза. Массовое использование твердотельных осветительных приборов сулит настоящий переворот и в энергосбережении, и в экологии. Эту революцию в освещении вполне можно будет сравнить по масштабам с изобретением лампочки накаливания в конце позапрошлого века.

По словам профессора физфака МГУ Александра Юновича, в начале восьмидесятых его коллеги Г. Сапарин и М. Чуксин обнаружили, что после воздействия электронного пучка на кристалл GaN, легированный цинком, тот начинает интенсивно излучать в оптическом диапазоне. Но настоящий всплеск интереса к этому материалу был вызван прорывными исследованиями нитридных технологий в Японии. Сначала ученые из Нагойского университета объяснили причину эффекта, открытого советскими коллегами, а затем (в первой половине девяностых) компания Nichia Сhemical приступила к массовым поставкам на рынок сверхярких синих и зеленых светодиодов. За два-три года до нового столетия японцы и догнавшие их американцы производили приборы с настолько эффективным преобразованием электрической энергии в излучение оптического диапазона, что начали всерьез поговаривать об их конкуренции с накальными и флюоресцентными лампами. Следствием этого стали высокие темпы роста как производства самих гетероструктурных кристаллов, так и светотехнических приборов на их основе. Например, городские власти Стокгольма, поменяв классические светофоры на новые (в которых используются нитридные гетерополупроводниковые световые элементы) ежегодно экономят 10 млн долларов только на оплате электроэнергии. И хотя доля рынка, приходящаяся на нитрид галлия, пока еще мала, она растет очень высокими темпами. В 1995 году продажи приборов, содержащих это соединение, составили примерно 50 млн долларов, а первые лабораторные образцы появились всего лишь двумя годами ранее. По данным калифорнийской компании Strategies Unlimited, занимающейся исследованием рыночной конъюнктуры, в 1999 году продажи таких приборов оценивались уже в 420 млн долларов, а к 2009-му прогнозируется их рост до 4,8 млрд долларов.

Исход из Физтеха

Приступить к разделу нитридо-галлиевого пирога в рамках академической структуры, каковой был ФТИ, оказалось невозможным. Молодые замы нового директора ЛФТИ Жореса Алферова - доктора физико-математических наук Андрей Фурсенко и Юрий Ковальчук - предлагали создать вокруг института кольцо инновационных компаний, которые взяли бы на себя вопросы подготовки различных открытий к внедрению в реальную экономику (НИОКР, изучение потенциального спроса и т. д.). Однако Алферов не соглашается на столь радикальную модернизацию своего института. Фурсенко и Ковальчук организуют некоммерческий Центр передовых технологий и разработок, а затем Инженерно-технический центр на базе известного вэпэкашного предприятия "Светлана". Виктор Чалый с единомышленниками примерно в это же время учреждает частную компанию "Полупроводниковые приборы".

Новые формы инновационной деятельности плохо приживаются в рамках старых академических структур .

"Почти сразу же нам удалось взять без всякого обеспечения кредит под смешные проценты в Госбанке, - вспоминает Виктор Чалый, - и мы умудрились на эти деньги дешево купить советское оборудование. Уже через месяц (инфляция тогда составляла триста-четыреста процентов) эти деньги превратились в ничто, и возвратить их не было проблем". Далее потребовались новые кредиты, поскольку компания продолжала развиваться. Образовались долги.

Вскоре ПП удалось заключить два коммерческих контракта на полную поставку лабораторных технологий мощных полупроводниковых лазеров и оборудования для их производства Китаю. Первый контракт был совсем небольшим, второй - более миллиона долларов. Эти деньги позволили молодой фирме рассчитаться с долгами и приобрести новое оборудование. "С этого времени мы и ведем по-настоящему рыночную историю компании. Хотя эти контракты отбросили нас в разработках назад, так как два года пришлось работать почти только на их выполнение, мы обрели финансовую устойчивость", - говорит г-н Чалый.

В 1995 году, когда закончился китайский контракт, руководство ПП получило заманчивое предложение от своего бывшего коллеги Андрея Фурсенко. "Он убедил нас, что надо двигаться дальше - совершенствовать организационную схему в рамках ИТЦ на 'Светлане', - рассказывает Виктор Чалый. - Мы согласились". ИТЦ предлагал арендные ставки ниже среднепитерских, энергетическую и информационную (Интернет и прочее) инфраструктуру, а также надежную охрану, что в середине девяностых было немаловажным. А также - помощь в получении кредитов. Главное условие приема в ИТЦ - фирма должна заниматься прикладными научными разработками, которые могут быть коммерциализованы в обозримом будущем. ПП этому условию полностью соответствовала.

"Мы были вынуждены проводить разработки по всей цепочке: технологическое оборудование, технологии, конечная продукция, - рассказывает далее г-н Чалый. - И все продаем: лазерные диоды, технологии, приборы и оборудование. Применение и гражданское, и военное: оптическая связь, прямая связь (при строительстве новых сетей сотовой связи 'общение' между сотами происходит не на радиочастоте, а по лазерному лучу на расстоянии два-три километра), оптические усилители, оптоволоконные технологии. Делаем и конечный продукт - собираем на базе мощных диодов лазерные медицинские аппараты, кстати, единственные в России, сертифицированные Минздравом, с длиной волны 810 нанометров мощностью 15 ватт в непрерывном режиме (для онкологии, гинекологии, дерматологии, микрохирургии). На экспорт (от Канады до Австралии) идет около семидесяти процентов продукции. Больше всего покупает Германия. Но для удовлетворения спроса нужны серьезные вложения. Ведутся переговоры об американских инвестициях. Продать за несколько миллионов долларов контрольный пакет акций мы отказались и сейчас договариваемся о схеме 'пятьдесят на пятьдесят'".

Сегодня фирма выходит на новый уровень организации наукоемкого бизнеса. "ИТЦ, конечно, был шагом вперед, но дальше можно двигаться только при условии серьезных денежных вливаний и изменения организационных форм деятельности", - утверждает Виктор Чалый. Компания решила войти в число учредителей ЗАО "Светлана-Оптоэлектроника", куда входит также раскрутившаяся в рамках ИТЦ фирма "ИРСЭТ Центр", которая производит на основе светодиодов массовую гражданскую продукцию (прежде всего светотехнику и системы пожарной безопасности), и собственно АООТ "Светлана", участвующая в новом бизнес-образовании производственными корпусами и оборудованием. Таким образом, команда Чалого сможет довольно быстро доводить свои разработки в сфере высоких полупроводниковых технологий от стадии НИОКР до стадии expansion и легче получать необходимые средства на новые исследования.

В рамках недавно принятой правительственной программы по развитию оптоэлектроники новому альянсу из средств Российского фонда технологического развития выделен заем в 7 млн долларов. По прогнозам экспертов, сумма вполне оправданна: объем реализации инновационной продукции фирмы "Светлана-Оптоэлектроника" в 2002 году составит не менее 7 млн долларов, а к 2003-му достигнет 50 млн.

Не замечая прошлого

Система управления НТП трансформируется не только у нас. "Может быть, вы заметили, что такие же изменения уже произошли на Западе? - спрашивает нас г-н Чалый. - В России на это пока мало обращают внимания. Раньше и у нас, и у них работала традиционная цепочка. Были фундаментальные разработки, которые велись в университетах и исследовательских лабораториях. Потом эти разработки покупались компаниями. Но сегодня исследовательские центры переместились внутрь крупных фирм и сосредоточились на коммерциализуемых ноу-хау, а университетские лаборатории продолжают заниматься многолетними поисковыми работами. И это правильно. Потому что сегодня прикладную технологию очень быстро можно поставить в производство, на ней нужно зарабатывать. Старая цепочка 'университет-КБ-производство' только тормозит развитие".

Естественно, что новые формы инновационной деятельности плохо приживаются в рамках старых академических структур. Академику Владимиру Накорякову пришлось создавать свой Институт перспективных исследований вне рамок Института теплофизики, директором которого он долгое время был. Пришлось уходить из ЛФТИ Чалому и другим его коллегам. Исключение в виде новосибирского Института катализа, где на базе вполне академических лабораторий удается доводить открытие до стадии коммерциализуемого ноу-хау, скорее подтверждает правило. Старая академическая система упорно не хочет заниматься научным бизнесом. Но, хотя академики обладают большим лоббистским потенциалом, именно они и есть тот самый ценный остаток советских научных школ, прославивших СССР. И фундаментальные исследования, из которых растет инновационный бизнес, без них невозможны. Нам кажется, что "Полупроводниковые приборы" - хороший пример того, как, не вступая в прямую конфронтацию с академическим лобби, можно вести эффективный наукоемкий бизнес. Будущее, как в "Гадких лебедях" Стругацких, строится не в процессе разрушения прошлого, а рядом с ним, как бы его не замечая.

Автор: Дан Медовников, Ирик Имаммутдинов


Другие статьи по теме:
 НЕ ЗАКОНОМ ЕДИНЫМ. САРАТОВСКИЕ ОПЫТЫ
 Римское инженерное дело
 АРИЗ-85В: НЕКОТОРЫЕ ТОНКОСТИ ПОСТРОЕНИЯ И ВЫБОРА ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОТИВОРЕЧИЙ
 РУКИ ПРОЧЬ ОТ СУМАСШЕДШИХ!
 ЛИТЕРАТУРА В СВЕТЕ ТРИЗ

Добавить комментарий:
Введите ваше имя:

Комментарий:

Защита от спама - введите символы с картинки (регистр имеет значение):

http://nashitraditsii.ru/ странички учеников частная школа.

Популярные услуги:

  • Ранжирование проектов в России и за рубежом

    Содействие в участии в зарубежных выставыках и конференциях: от подачи завки и подготовки рекламного материала до самого проведения. Подбор кадров для представительств зарубежных компаний и организаций.

    К услуге

  • Продвижение Ваших проектов и помощь бизнесу

    Любые Ваши коммерческие идеи мы превратим в логически законченный, наглядно оформленный документ (бизнес-план), который можно преподнести инвесторам и партнерам..

    К услуге

Подпишитесь на новости:

И на вашу почту всегда будут приходить только самые интересные и отбрные новости нашего проекта.

подписка:

* В данный момент новости возможно получать только по каналу RSS

НАВЕРХ