eng
Выпуск #6/2013
А. Наумов, В.Семенов
Компания "МакроОптика": неисчерпаемый источник энергии
Компания "МакроОптика": неисчерпаемый источник энергии
Просмотры: 6318
Компания "МакроОптика" – один из ведущих российских производителей оптических компонентов для отечественной и мировой промышленности. Компания производит оптико-механические системы для авиационной и космической, военной и специальной техники, для приборов общегражданского и медицинского применения. О научно-техническом потенциале компании, новом направлении ее деятельности, о большом проекте космической солнечной энергетики и возникающих проблемах – наш разговор с Вячеславом Сергеевичем Семеновым, финансовым директором и руководителем Центра роста Ge- и Si-кристаллов ООО "МакроОптика" и Аркадием Валерьевичем Наумовым, советником генерального директора ООО "МакроОптика".
Вячеслав Сергеевич и Аркадий Валерьевич, как была создана компания "МакроОптика", какова ее структура сегодня?
Компания "МакроОптика" существует с 1993 года. С первых дней ее возглавляет Сергей Константинович Семенов, ныне занимающий пост генерального директора компании. С днем ее рождения связана очень интересная история. Осенью 1993 года научный сотрудник Института общей физики им. А.М.Прохорова Российской академии наук (ИОФАН) С.К.Семенов решил зарегистрировать малое предприятие, занимающееся научной деятельностью. Возникла необходимость открыть расчетный банковский счет. Но надо же было такому случиться, что день открытия первого счета компании "МакроОптика" совпал с известными вооруженными событиями московской осени 1993 года. Танки заполнили центр города, на улицах царил хаос, финансовые учреждения не работали, только единицы из них оставались открытыми. Здание нужного банка находилось в гуще событий, к нему пришлось прорываться. Когда начался обстрел Белого дома, плотные двери банка буквально захлопнулись за спиной Семенова, едва он вбежал в зал. Испуганные и ошеломленные сотрудники с удивлением спросили Сергея Константиновича, уверен ли он в том, что хочет заниматься бизнесом в этой стране? С видом уверенного бизнесмена, он оптимистично заявил, что все наладится. В тот день Семенов был единственным клиентом банка. Так началась история "МакроОптики".
Как видите – все наладилось. За 20 лет компания из маленького научного предприятия при исследовательском институте превратилась в одного из лидеров оптической промышленности России. Сегодня "МакроОптика" представляет собой группу компаний, состоящую из трех подразделений в Москве, Рязани и Дятьково. Компания "МакроОптика" – это головная компания и флагманский бренд, который знают многие. Она базируется в Москве. Производственная компания "ООО Александр" расположена в Рязани – это наше основное производство. И обособленное подразделение находится в городе Дятьково Брянской области. На данный момент в группе компаний работают 200 человек.
На создание какой продукции сосредоточена деятельность группы компаний?
"МакроОптика" традиционно специализируется на проектировании, разработке и производстве высокоточных оптических деталей для ИК-техники из кварцевого и германиевого стекол с покрытием, оптико-механических систем и оптико-электронных приборов ночного видения, на изготовлении кремниевых и германиевых подложек для матричных фотоприемников. Компания производит детали для тепловизоров, систем наведения, поиска и целеуказания любых объектов, которые излучают тепло – начиная от террориста и заканчивая ракетой.
В Рязани в "ООО "Александр" работает уникальный участок нанесения оптических покрытий. Мы практически закрываем весь спектр от УФ- до ИК-диапазона (190 нм – 14 мкм). Активно прорабатываем технологию нанесения алмазоподобных покрытий для оптических деталей из германия и кремния. Эти материалы считаются довольно мягкими, а используются в системах спецназначения, то есть должны работать в жестких климатических условиях – и в воздухе, и под водой. Поэтому от таких оптических покрытий требуют высокой ударной стойкости, умения противостоять физическому воздействию. Хотя основное назначение просветляющих покрытий – отражение, но они должны быть настолько прочными, чтобы не оставалось никаких следов, даже если кто-то проведет по оптической поверхности гвоздем.
В этом году в московском подразделении "МакроОптики" было запущено производство по росту кристаллов германия и кремния. Что касается проекта, связанного с ростом кристаллов германия, то для нашей компании это направление совсем новое. До недавних пор мы только обрабатывали оптические детали из германия, теперь мы сами растим этот материал.
Зачем компании "МакроОптика" ростовое производство германия?
Зачем нам растить германий? Ну, с оптикой все более-менее понятно – крупные массивные заготовки традиционно используют для изготовления оптических деталей: линз, окон, защитных колпаков и прочей проходной оптики. Благодаря прозрачности материала в инфракрасной области эти детали незаменимы в ИК-технике. Но в последние годы во всем мире возникла новая задача – использовать монокристаллы германия в электронике и солнечной фотоэнергетике. А это значит, что их кристаллическая решетка должна обладать высоким структурным совершенством. Монокристалл – это кристалл, в котором практически нет нарушений однородности кристаллической решетки. Природа не в состоянии создать столь совершенный бездислокационный кристалл кремния или германия. Любой, даже самый дорогой алмаз, рубин содержит множество дефектов. А человек может вырастить слиток кремния диаметром 200 мм и длиной до 2 м, в котором нет дислокаций. К сожалению, это относится только к кремнию. По физическим свойствам вырастить бездислокационный крупногабаритный монокристалл германия существенно сложнее. Казалось бы, кремний и германий материалы очень схожие, но у выращенного кристалла германия и диаметр меньше, и длина короче, и дислокации присутствуют.
Нам в наследство от Советского Союза досталась очень хорошая школа материаловедения, связанная с кремнием и германием. Но сегодня в России только три предприятия выращивают монокристаллы германия. Правда, и за рубежом этой технологией владеют немногие компании. Мы, признаться честно, в этом немного отстали за последние годы. Что касается сырья, то после распада Советского Союза производство германия из собственного сырья на какое-то время вообще прекратилось. В 2001 году удалось частично восстановить собственные источники сырья, все промышленные запасы которого сосредоточены в каустобиолитах (углях) трех районов: Приморском крае, Сахалинской и Читинской областях.
И сейчас наш проект направлен на то, чтобы отечественные потребители германиевых подложек не закупали их за рубежом, а приобретали у нас. Мы считаем, нам удалось разработать и заложить основы промышленной технологии получения бездислокационных (а точнее говоря – кристаллов с крайне низкой плотностью дислокаций) монокристаллов германия.
Следующий этап – резка выращенного кристалла на пластины. Они нужны уже не для ИК-оптики, а в электронике и фотовольтаике. В первую очередь, германиевые подложки предназначены для солнечных батарей космического и наземного базирования и, конечно, для приборов оптоэлектроники на германии. Как правило, это сверхвысокочастотные транзисторы и интегральные схемы.
На чем строится ваша уверенность в том, что потребности в германиевых подложах будут постоянно расти?
Посмотрим на солнечную энергетику. Если вспомнить о космической солнечной энергетике, то третий и все последующие спутники были снабжены солнечными батареями на кремнии. Но ведь требования к космическим аппаратам постоянно растут, возрастает и их энергопотребление. А еще солнечные батареи должны выдерживать воздействие космического излучения, быть радиационно стойкими. Поэтому во всех мировых развитых космических державах за последние годы произошел переход от кремниевых солнечных элементов к так называемым гетероструктурным трехкаскадным или многокаскадным элементам на основе соединения А3В5 на германиевой подложке. И причины тому очевидны.
Во-первых, у современных гетероструктур на германиевых подложках коэффициент полезного действия (КПД) оказался выше, чем на кремниевых. Если у солнечных батарей из кристаллического кремния реально достижимый в космических условиях КПД приближается к 20%, то у солнечных батарей на германиевых подложках КПД в лабораторных условиях на Земле уже превышает 40%, а в реальных космических условиях составляет 32–34%.
Во-вторых, кремний – менее радиационно стойкий материал, чем германий. Радиационное излучение – очень важный фактор, лимитирующий использование кремния в космической солнечной энергетике. Ограниченный срок активного существования спутника – это действительно проблема для космических аппаратов. Реальный ресурс наших отечественных космических аппаратов меньше заявленных пятнадцати лет. И заметим, что это в равной мере затрагивает и бортовую электронику, и энергетику. Может быть, из-за того, что в электронике больше отказов, она чаще становится причиной снижения времени жизни бортов. Но ресурс высокоэффективных современных солнечных батарей должен быть больше 15 лет.
И третий фактор – это массоэнергетические характеристики солнечного элемента. Хотя германий по удельному весу тяжелее, чем кремний, но тут начинает играть роль не вес, а соотношение массы батареи и той энергии, которую она вырабатывает. Поэтому солнечные батареи на германиевых подложках оказываются эффективнее кремниевых. Площадь одной панели солнечной батарей может составить 80 м2, а у космического аппарата до 2–4 таких панелей. В то же время, существуют и микроспутники, размером с банку из-под пепси-колы, им тоже нужны высокоэффективные солнечные батареи.
Цена вопроса велика – стоимость вывоза килограмма груза на орбиту составляет 10–30 тыс. долларов за килограмм. Чтобы солнечная батарея была легкая, подложка должна быть тонкая. С тонкими подложками работать трудно. Поэтому следующий этап в наших планах – это получение более тонких подложек по требованию заказчика. Сейчас мы сосредоточенны на технологии выращивания кристаллов диаметром 100 мм, а надо бы научиться выращивать кристалл диаметром 150 мм, но это как раз относится к категории ноу-хау.
Вы сами создавали технологию роста кристаллов германия?
Россия исторически имеет очень хорошие традиции в выращивании полупроводниковых кристаллов методом Чохральского. Все-таки наша электроника в советское время, хоть мы ее и сильно ругали, была как минимум третьей в мире, а может быть даже и второй, а по некоторым вопросам, наверное, и первой. Поэтому инженерная школа выращивания кристаллов по методу Чохральского и ее традиции в какой-то степени сохранились в производстве кристаллов и кремния и германия. Базируясь на них, мы выбрали метод Чохральского и разработали свою технологию. Точнее, мы адаптировали ее к нашим условиям. Технология как таковая существует уже давно, но вот конкретные ноу-хау – это самый тщательно охраняемый секрет производителей.
Проект начался два года назад. Технологию мы разрабатывали совместно с "ОАО Гиредмет", под эгидой Министерства образования и науки. Инициатором проекта были мы, "Гиредмет" разработал технологию, которую мы и отработали. На данный момент можно уверенно говорить, что мы являемся носителями этой технологии.
Оборудование для роста кристаллов – ростовые установки для выращивания кристаллов по Чохральскому "РЕДМЕТ 30". Изначально печи создавались для роста кремния, но они пригодны и для выращивания кристаллов германия, хотя для этого их пришлось частично переделать и модернизировать. Для нас важно, что эти установки допускают регулировку всех параметров в очень широких пределах, что принципиально при отработке новой технологии. Этими задачами занимается инженерная группа в "ООО Александр". В итоге мы научились выращивать практически бездефектные германиевые кристаллы. И теперь перед нами стоят задачи сделать технологию воспроизводимой и стабильной, чтобы на основе наших подложек потребители создавали батареи, и чтобы эти солнечные батареи отлетали положенный ресурс.
Для резки кристаллов на пластины мы совместно с московским заводом "Сапфир" эксплуатируем станок проволочной резки компании Takatori. Сейчас метод проволочной резки – наиболее экономичный в мире. Это важно, поскольку германий – материал дорогой, и все отходы от его обработки собираются для последующего использования. За один проход отрезается сразу несколько сотен пластин, что обеспечивает высокую производительность. Причем качество поверхности пластин после резки таково, что не требуется дошлифовка – после проволочной резки их можно сразу отдавать на полировку.
Для последующего "утонения" пластин мы используем оборудование американской компании PR Hoffman. Для двусторонней полировки используем станок той же фирмы.
Как вы контролируете качество продукции?
Задача компании "МакроОптика" в том, чтобы на наших подложках создавались хорошие солнечные элементы. Это и является лучшим доказательством высокого качества подложек. Конечно, его нужно формализовать через шероховатость, изгиб, другие метрологические характеристики. Мы этим занимаемся, в производственном процессе используем метрологическое оборудование авторитетной немецкой компании.
Контролируем качество выращенных кристаллов. Но самым важным параметром качества является ответ на вопрос: как дальше идет процесс в реакторе эпитаксиального наращивания гетероструктуры на нашей подложке? Поэтому для нас ряд вопросов характеризации продукции еще впереди.
Когда какой-то сложный продукт типа подложки или приборной структуры поступает в качестве исходного компонента на следующий технологический этап, всегда могут возникнуть взаимные претензии. Вот почему мы так ценим сотрудничество с московским заводом "Сапфир" и с предприятиями космической отрасли – между нами, изготовителями продукта, и его потребителями мало барьеров.
Компания "МакроОптика" принадлежит какой-то корпорации или интегрирована в концерн?
Нет, мы абсолютно частное предприятие. Но мы очень тесно взаимодействуем с концерном "Швабе". Потому что все предприятия, входящие в холдинг "Швабе", в какой-то степени являются нашими заказчиками. Так, наш ростовой участок находится на территории московского завода "Сапфир". Мы очень плотно взаимодействуем с "Сапфиром" практически по всем операциям. Они являются отечественными лидерами по производству фотоприемников для систем вооружений. В свою очередь, все их фотоприемники построены на германиевых подложках. И для завода очень важно иметь качественную продукцию, а она создается у них в соседнем корпусе. Заводские конструкторы и технологи могут видеть, как идет процесс, контролировать его, вносить свои корректирующие замечания. Поэтому мы идеально друг друга дополняем.
Как вы подбираете кадры?
Основной упор делается на талантливые кадры, которые имеют за плечами 30–40 летний опыт. Таких квалифицированных кадровых оптиков в России довольно мало, поэтому приходится искать места, где эти кадры сконцентрированы. Например, Дятьково – один из немногих городов, где остались именно оптические технологии и кадры. Сюда можно было бы отнести и Питер, но Санкт-Петербург – это мегаполис. А организовывать производство, конечно, выгоднее в регионах. Дятьково идеально подошел на эту роль, там в 2008 году мы и создали обособленное подразделение компании, занятое производством асферической оптики – хотя до этого все оптическое производство находилось в Рязани. Подбор квалифицированных кадров – общая проблема всех наукоемких отраслей. Мы очень тесно сотрудничаем с образовательными учреждениями, расположенными по соседству с нашими производственными площадями. В Москве – с московскими государственными университетами приборостроения и информатики (МГУПИ), с институтом стали и сплавов (МИСИС). В Рязани – с Рязанским государственным университетом (РГУ). Студенты этих вузов проходят у нас преддипломную практику. Например, в этом году двое студентов РГУ участвуют в создании лазерного стенда для контроля нанесения оптических покрытий.
Когда мы говорим о подготовке специалистов, это должна быть буквально штучная работа. Например, в нашем московском представительстве работает молодой специалист – он еще учится в магистратуре МИСИС. Мы очень внимательно следим за тем, чтобы, во-первых, он учился, а во-вторых, чтобы после окончания вуза он остался работать у нас. Потому что он уже представляет собой набор уникальных компетенций. Таких людей очень мало, но их действительно нужно и можно выращивать – главное, подходить к каждому такому специалисту индивидуально. Мы очень внимательно смотрим, какие программы грантов предлагают молодежи российские институты развития: такие, как Фонд "Сколково", "Роснано", Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (фонд Бортника), Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ). Зачастую буквально за волосы тащим наших молодых специалистов в эти программы.
Представители некоторых зарубежных компаний, продающих станки для производства оптических деталей, сетуют на отсутствие в России специалистов, умеющих работать на их оборудовании. Актуальна ли эта проблема для компании "МакроОптика"?
В целом, такая проблема присутствует. Но мы успешно обучаем наших сотрудников, в чем нам помогают немецкие партнеры, например, компания OptoTech. Когда мы закупаем станок этой фирмы, то ее специалисты в течение двух недель, во время пуско-наладочных работ учат наших работников. Поскольку работа со станками OptoTech наиболее близка к принципам металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ, то легче всего переучивать именно специалиста по металлообработке на станках с ЧПУ.
Проблема в другом. Оборудование OptoTech в России используется максимум на 50%, потому что оно рассчитано на крупносерийное производство. Но где набрать столько заказов? А проблема масштабов производства характерна не только для нашей оптической промышленности. Это общая проблема современного состояния промышленных предприятий. Когда мы говорим, что производительность в России в четыре раза ниже, чем в США, это же не означает, что токарь в России работает в четыре раза медленнее, чем токарь в США. Если корпорация работает на весь мир и поставляет германиевые подложки для изготовления солнечных батарей и в НАСА, и в европейское космическое агентство, и в японское космическое агентство, то она выпускает их десятки тысяч и тем самым экономит на масштабе, на корпоративных издержках, накладных расходах. А мы не можем, все заказы – практически индивидуальны. И задача состоит в том, чтобы использовать купленное оборудование на полную мощность.
Когда вы рассчитываете вернуть инвестиции, вложенные в проект германиевых подложек?
Самой надежной составляющей бизнес-плана в российских условиях является оптимизм. Потому что инвестиции – это реализованный оптимизм. Если человек сделал инвестиции, значит, ему уже не нужны бизнес-планы. Особенно это касается высокотехнологической компании, которой мы являемся. Конечно, это большой оптимизм – надеяться, что все сбудется, и рынок будет расти. Но наш оптимизм подтверждается точными финансовыми расчетами и экономическим анализам.
Каково сегодня финансовое состояние компании "МакроОптики"?
Выручка группы компаний ежегодно растет на 30–40%. Конкурентов у нас предостаточно, среди них и частные, и государственные предприятия. Но за счет прорывных инновационных проектов, которые мы берем на себя и успешно выполняем, "МакроОптика" набирает обороты. Это позволяет уверенно строить планы будущего развития.
Вы берете банковские кредиты?
Нет. Мы вкладываем свои деньги и действуем из оборотных денежных средств. С банками мы пока не работаем, потому что у них грабительский процент. При 15–20% годовых малый инновационный бизнес развиваться не может. Отечественная кредитная финансовая политика совсем не заточена под инновационную деятельность.
В какой мере государство, на ваш взгляд, должно участвовать в поддержке оптической отрасли?
Удачный эффект от применения государственного регулирования, когда оно заточено на какие-то конкретные цели, в частности – на поддержку наукоемких технологий, демонстрирует Китай. Мы видим, как китайское правительство, которое поставило перед собой задачу в 12 пятилетке перейти от мировой фабрики ширпотреба к мировому производителю наукоемкой продукции, весьма сильно преуспело в этом. Постоянно приезжающие гости из Китая рассказывают нам невероятные истории: в стране чуть ли не каждую неделю появляется новая оптическая компания, а только что зарегистрированная компания сразу получает субсидию в 1 млн долларов. В этом свете неудивительно, что на мировом рынке дешевой оптики мы наблюдаем массу китайских оптических компаний. Качество продукции у большинства из них, конечно, довольно сильно хромает. Но, как говорят сами китайцы, они очень быстро учатся. Мы видим, как у них из года в год растет качество, и это вызывает у нас некоторое опасение за свое положение на рынке.
Безусловно, пример Китая – это очень серьезный повод для отечественных политиков задуматься о необходимости государственной поддержки отечественной промышленности. Это пример для государства, как оно, не стесняясь, должно вмешиваться в вопросы становления той или иной отрасли, вмешиваться через институты развития, через льготное финансирование. Потому что другого способа никто в мире не придумал. А пример Китая показывает, что оно может быть очень эффективно.
Рассматриваете ли вы возможность выхода со своей продукцией на внешний рынок?
Нет, думаем, правильнее и честнее будет сказать, что мы сосредоточены все-таки на импортозамещении ответственных ключевых комплектующих для проектов, связанных с безопасностью государства: для системы ГЛОНАСС, для дистанционного зондирования Земли, для скоростного Интернета. Все они работают через космические аппараты, а любому космическому аппарату нужна солнечная батарея, а любой солнечной батарее (современной, по крайней мере) нужна германиевая подложка. Но в долгосрочной перспективе планируем выходить на международный рынок и конкурировать с международными корпорациями.
Какой бы вам хотелось увидеть "Макрооптику" в будущем, лет через десять?
Хотелось бы, чтобы через десять лет компания "МакроОптика" достигла мирового уровня, чтобы нас приводили в пример, как сегодня приводят в пример корпорации Umicore или Indium Corpоration оf America.
Хотелось бы видеть, что "МакроОптика" не просто заняла какую-то локальную нишу в России, а заняла прочное место на мировой арене. Чтобы наше имя звучало как Umicore. Причем даже не в смысле финансовых оборотов, а именно в смысле достижений, чтобы имя "МакроОптика" стало синонимом хороших компетенций. Чтобы о специалистах "МакроОптики" говорили: ну раз эти ребята так считают, то так оно и есть. Нам хотелось бы быть широко известными и признанными специалистами в таких областях, как рост монокристаллов германия и кремния, создание фотовольтаической продукции, изготовление ИК-оптических систем и объективов. Именно здесь мы видим себя в будущем. Если мы скажем, что должны получить большую прибыль – это будет несерьезно с нашей стороны. А вот достичь глубоких и признанных компетенций в тех областях, которые мы выбрали как основные направления деятельности – это, конечно, наша мечта.
Благодарим за интересный рассказ.
C А.В. Наумовым и В.С. Семеновым
беседовали Н. Истомина и Л. Карякина
Компания "МакроОптика" существует с 1993 года. С первых дней ее возглавляет Сергей Константинович Семенов, ныне занимающий пост генерального директора компании. С днем ее рождения связана очень интересная история. Осенью 1993 года научный сотрудник Института общей физики им. А.М.Прохорова Российской академии наук (ИОФАН) С.К.Семенов решил зарегистрировать малое предприятие, занимающееся научной деятельностью. Возникла необходимость открыть расчетный банковский счет. Но надо же было такому случиться, что день открытия первого счета компании "МакроОптика" совпал с известными вооруженными событиями московской осени 1993 года. Танки заполнили центр города, на улицах царил хаос, финансовые учреждения не работали, только единицы из них оставались открытыми. Здание нужного банка находилось в гуще событий, к нему пришлось прорываться. Когда начался обстрел Белого дома, плотные двери банка буквально захлопнулись за спиной Семенова, едва он вбежал в зал. Испуганные и ошеломленные сотрудники с удивлением спросили Сергея Константиновича, уверен ли он в том, что хочет заниматься бизнесом в этой стране? С видом уверенного бизнесмена, он оптимистично заявил, что все наладится. В тот день Семенов был единственным клиентом банка. Так началась история "МакроОптики".
Как видите – все наладилось. За 20 лет компания из маленького научного предприятия при исследовательском институте превратилась в одного из лидеров оптической промышленности России. Сегодня "МакроОптика" представляет собой группу компаний, состоящую из трех подразделений в Москве, Рязани и Дятьково. Компания "МакроОптика" – это головная компания и флагманский бренд, который знают многие. Она базируется в Москве. Производственная компания "ООО Александр" расположена в Рязани – это наше основное производство. И обособленное подразделение находится в городе Дятьково Брянской области. На данный момент в группе компаний работают 200 человек.
На создание какой продукции сосредоточена деятельность группы компаний?
"МакроОптика" традиционно специализируется на проектировании, разработке и производстве высокоточных оптических деталей для ИК-техники из кварцевого и германиевого стекол с покрытием, оптико-механических систем и оптико-электронных приборов ночного видения, на изготовлении кремниевых и германиевых подложек для матричных фотоприемников. Компания производит детали для тепловизоров, систем наведения, поиска и целеуказания любых объектов, которые излучают тепло – начиная от террориста и заканчивая ракетой.
В Рязани в "ООО "Александр" работает уникальный участок нанесения оптических покрытий. Мы практически закрываем весь спектр от УФ- до ИК-диапазона (190 нм – 14 мкм). Активно прорабатываем технологию нанесения алмазоподобных покрытий для оптических деталей из германия и кремния. Эти материалы считаются довольно мягкими, а используются в системах спецназначения, то есть должны работать в жестких климатических условиях – и в воздухе, и под водой. Поэтому от таких оптических покрытий требуют высокой ударной стойкости, умения противостоять физическому воздействию. Хотя основное назначение просветляющих покрытий – отражение, но они должны быть настолько прочными, чтобы не оставалось никаких следов, даже если кто-то проведет по оптической поверхности гвоздем.
В этом году в московском подразделении "МакроОптики" было запущено производство по росту кристаллов германия и кремния. Что касается проекта, связанного с ростом кристаллов германия, то для нашей компании это направление совсем новое. До недавних пор мы только обрабатывали оптические детали из германия, теперь мы сами растим этот материал.
Зачем компании "МакроОптика" ростовое производство германия?
Зачем нам растить германий? Ну, с оптикой все более-менее понятно – крупные массивные заготовки традиционно используют для изготовления оптических деталей: линз, окон, защитных колпаков и прочей проходной оптики. Благодаря прозрачности материала в инфракрасной области эти детали незаменимы в ИК-технике. Но в последние годы во всем мире возникла новая задача – использовать монокристаллы германия в электронике и солнечной фотоэнергетике. А это значит, что их кристаллическая решетка должна обладать высоким структурным совершенством. Монокристалл – это кристалл, в котором практически нет нарушений однородности кристаллической решетки. Природа не в состоянии создать столь совершенный бездислокационный кристалл кремния или германия. Любой, даже самый дорогой алмаз, рубин содержит множество дефектов. А человек может вырастить слиток кремния диаметром 200 мм и длиной до 2 м, в котором нет дислокаций. К сожалению, это относится только к кремнию. По физическим свойствам вырастить бездислокационный крупногабаритный монокристалл германия существенно сложнее. Казалось бы, кремний и германий материалы очень схожие, но у выращенного кристалла германия и диаметр меньше, и длина короче, и дислокации присутствуют.
Нам в наследство от Советского Союза досталась очень хорошая школа материаловедения, связанная с кремнием и германием. Но сегодня в России только три предприятия выращивают монокристаллы германия. Правда, и за рубежом этой технологией владеют немногие компании. Мы, признаться честно, в этом немного отстали за последние годы. Что касается сырья, то после распада Советского Союза производство германия из собственного сырья на какое-то время вообще прекратилось. В 2001 году удалось частично восстановить собственные источники сырья, все промышленные запасы которого сосредоточены в каустобиолитах (углях) трех районов: Приморском крае, Сахалинской и Читинской областях.
И сейчас наш проект направлен на то, чтобы отечественные потребители германиевых подложек не закупали их за рубежом, а приобретали у нас. Мы считаем, нам удалось разработать и заложить основы промышленной технологии получения бездислокационных (а точнее говоря – кристаллов с крайне низкой плотностью дислокаций) монокристаллов германия.
Следующий этап – резка выращенного кристалла на пластины. Они нужны уже не для ИК-оптики, а в электронике и фотовольтаике. В первую очередь, германиевые подложки предназначены для солнечных батарей космического и наземного базирования и, конечно, для приборов оптоэлектроники на германии. Как правило, это сверхвысокочастотные транзисторы и интегральные схемы.
На чем строится ваша уверенность в том, что потребности в германиевых подложах будут постоянно расти?
Посмотрим на солнечную энергетику. Если вспомнить о космической солнечной энергетике, то третий и все последующие спутники были снабжены солнечными батареями на кремнии. Но ведь требования к космическим аппаратам постоянно растут, возрастает и их энергопотребление. А еще солнечные батареи должны выдерживать воздействие космического излучения, быть радиационно стойкими. Поэтому во всех мировых развитых космических державах за последние годы произошел переход от кремниевых солнечных элементов к так называемым гетероструктурным трехкаскадным или многокаскадным элементам на основе соединения А3В5 на германиевой подложке. И причины тому очевидны.
Во-первых, у современных гетероструктур на германиевых подложках коэффициент полезного действия (КПД) оказался выше, чем на кремниевых. Если у солнечных батарей из кристаллического кремния реально достижимый в космических условиях КПД приближается к 20%, то у солнечных батарей на германиевых подложках КПД в лабораторных условиях на Земле уже превышает 40%, а в реальных космических условиях составляет 32–34%.
Во-вторых, кремний – менее радиационно стойкий материал, чем германий. Радиационное излучение – очень важный фактор, лимитирующий использование кремния в космической солнечной энергетике. Ограниченный срок активного существования спутника – это действительно проблема для космических аппаратов. Реальный ресурс наших отечественных космических аппаратов меньше заявленных пятнадцати лет. И заметим, что это в равной мере затрагивает и бортовую электронику, и энергетику. Может быть, из-за того, что в электронике больше отказов, она чаще становится причиной снижения времени жизни бортов. Но ресурс высокоэффективных современных солнечных батарей должен быть больше 15 лет.
И третий фактор – это массоэнергетические характеристики солнечного элемента. Хотя германий по удельному весу тяжелее, чем кремний, но тут начинает играть роль не вес, а соотношение массы батареи и той энергии, которую она вырабатывает. Поэтому солнечные батареи на германиевых подложках оказываются эффективнее кремниевых. Площадь одной панели солнечной батарей может составить 80 м2, а у космического аппарата до 2–4 таких панелей. В то же время, существуют и микроспутники, размером с банку из-под пепси-колы, им тоже нужны высокоэффективные солнечные батареи.
Цена вопроса велика – стоимость вывоза килограмма груза на орбиту составляет 10–30 тыс. долларов за килограмм. Чтобы солнечная батарея была легкая, подложка должна быть тонкая. С тонкими подложками работать трудно. Поэтому следующий этап в наших планах – это получение более тонких подложек по требованию заказчика. Сейчас мы сосредоточенны на технологии выращивания кристаллов диаметром 100 мм, а надо бы научиться выращивать кристалл диаметром 150 мм, но это как раз относится к категории ноу-хау.
Вы сами создавали технологию роста кристаллов германия?
Россия исторически имеет очень хорошие традиции в выращивании полупроводниковых кристаллов методом Чохральского. Все-таки наша электроника в советское время, хоть мы ее и сильно ругали, была как минимум третьей в мире, а может быть даже и второй, а по некоторым вопросам, наверное, и первой. Поэтому инженерная школа выращивания кристаллов по методу Чохральского и ее традиции в какой-то степени сохранились в производстве кристаллов и кремния и германия. Базируясь на них, мы выбрали метод Чохральского и разработали свою технологию. Точнее, мы адаптировали ее к нашим условиям. Технология как таковая существует уже давно, но вот конкретные ноу-хау – это самый тщательно охраняемый секрет производителей.
Проект начался два года назад. Технологию мы разрабатывали совместно с "ОАО Гиредмет", под эгидой Министерства образования и науки. Инициатором проекта были мы, "Гиредмет" разработал технологию, которую мы и отработали. На данный момент можно уверенно говорить, что мы являемся носителями этой технологии.
Оборудование для роста кристаллов – ростовые установки для выращивания кристаллов по Чохральскому "РЕДМЕТ 30". Изначально печи создавались для роста кремния, но они пригодны и для выращивания кристаллов германия, хотя для этого их пришлось частично переделать и модернизировать. Для нас важно, что эти установки допускают регулировку всех параметров в очень широких пределах, что принципиально при отработке новой технологии. Этими задачами занимается инженерная группа в "ООО Александр". В итоге мы научились выращивать практически бездефектные германиевые кристаллы. И теперь перед нами стоят задачи сделать технологию воспроизводимой и стабильной, чтобы на основе наших подложек потребители создавали батареи, и чтобы эти солнечные батареи отлетали положенный ресурс.
Для резки кристаллов на пластины мы совместно с московским заводом "Сапфир" эксплуатируем станок проволочной резки компании Takatori. Сейчас метод проволочной резки – наиболее экономичный в мире. Это важно, поскольку германий – материал дорогой, и все отходы от его обработки собираются для последующего использования. За один проход отрезается сразу несколько сотен пластин, что обеспечивает высокую производительность. Причем качество поверхности пластин после резки таково, что не требуется дошлифовка – после проволочной резки их можно сразу отдавать на полировку.
Для последующего "утонения" пластин мы используем оборудование американской компании PR Hoffman. Для двусторонней полировки используем станок той же фирмы.
Как вы контролируете качество продукции?
Задача компании "МакроОптика" в том, чтобы на наших подложках создавались хорошие солнечные элементы. Это и является лучшим доказательством высокого качества подложек. Конечно, его нужно формализовать через шероховатость, изгиб, другие метрологические характеристики. Мы этим занимаемся, в производственном процессе используем метрологическое оборудование авторитетной немецкой компании.
Контролируем качество выращенных кристаллов. Но самым важным параметром качества является ответ на вопрос: как дальше идет процесс в реакторе эпитаксиального наращивания гетероструктуры на нашей подложке? Поэтому для нас ряд вопросов характеризации продукции еще впереди.
Когда какой-то сложный продукт типа подложки или приборной структуры поступает в качестве исходного компонента на следующий технологический этап, всегда могут возникнуть взаимные претензии. Вот почему мы так ценим сотрудничество с московским заводом "Сапфир" и с предприятиями космической отрасли – между нами, изготовителями продукта, и его потребителями мало барьеров.
Компания "МакроОптика" принадлежит какой-то корпорации или интегрирована в концерн?
Нет, мы абсолютно частное предприятие. Но мы очень тесно взаимодействуем с концерном "Швабе". Потому что все предприятия, входящие в холдинг "Швабе", в какой-то степени являются нашими заказчиками. Так, наш ростовой участок находится на территории московского завода "Сапфир". Мы очень плотно взаимодействуем с "Сапфиром" практически по всем операциям. Они являются отечественными лидерами по производству фотоприемников для систем вооружений. В свою очередь, все их фотоприемники построены на германиевых подложках. И для завода очень важно иметь качественную продукцию, а она создается у них в соседнем корпусе. Заводские конструкторы и технологи могут видеть, как идет процесс, контролировать его, вносить свои корректирующие замечания. Поэтому мы идеально друг друга дополняем.
Как вы подбираете кадры?
Основной упор делается на талантливые кадры, которые имеют за плечами 30–40 летний опыт. Таких квалифицированных кадровых оптиков в России довольно мало, поэтому приходится искать места, где эти кадры сконцентрированы. Например, Дятьково – один из немногих городов, где остались именно оптические технологии и кадры. Сюда можно было бы отнести и Питер, но Санкт-Петербург – это мегаполис. А организовывать производство, конечно, выгоднее в регионах. Дятьково идеально подошел на эту роль, там в 2008 году мы и создали обособленное подразделение компании, занятое производством асферической оптики – хотя до этого все оптическое производство находилось в Рязани. Подбор квалифицированных кадров – общая проблема всех наукоемких отраслей. Мы очень тесно сотрудничаем с образовательными учреждениями, расположенными по соседству с нашими производственными площадями. В Москве – с московскими государственными университетами приборостроения и информатики (МГУПИ), с институтом стали и сплавов (МИСИС). В Рязани – с Рязанским государственным университетом (РГУ). Студенты этих вузов проходят у нас преддипломную практику. Например, в этом году двое студентов РГУ участвуют в создании лазерного стенда для контроля нанесения оптических покрытий.
Когда мы говорим о подготовке специалистов, это должна быть буквально штучная работа. Например, в нашем московском представительстве работает молодой специалист – он еще учится в магистратуре МИСИС. Мы очень внимательно следим за тем, чтобы, во-первых, он учился, а во-вторых, чтобы после окончания вуза он остался работать у нас. Потому что он уже представляет собой набор уникальных компетенций. Таких людей очень мало, но их действительно нужно и можно выращивать – главное, подходить к каждому такому специалисту индивидуально. Мы очень внимательно смотрим, какие программы грантов предлагают молодежи российские институты развития: такие, как Фонд "Сколково", "Роснано", Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (фонд Бортника), Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ). Зачастую буквально за волосы тащим наших молодых специалистов в эти программы.
Представители некоторых зарубежных компаний, продающих станки для производства оптических деталей, сетуют на отсутствие в России специалистов, умеющих работать на их оборудовании. Актуальна ли эта проблема для компании "МакроОптика"?
В целом, такая проблема присутствует. Но мы успешно обучаем наших сотрудников, в чем нам помогают немецкие партнеры, например, компания OptoTech. Когда мы закупаем станок этой фирмы, то ее специалисты в течение двух недель, во время пуско-наладочных работ учат наших работников. Поскольку работа со станками OptoTech наиболее близка к принципам металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ, то легче всего переучивать именно специалиста по металлообработке на станках с ЧПУ.
Проблема в другом. Оборудование OptoTech в России используется максимум на 50%, потому что оно рассчитано на крупносерийное производство. Но где набрать столько заказов? А проблема масштабов производства характерна не только для нашей оптической промышленности. Это общая проблема современного состояния промышленных предприятий. Когда мы говорим, что производительность в России в четыре раза ниже, чем в США, это же не означает, что токарь в России работает в четыре раза медленнее, чем токарь в США. Если корпорация работает на весь мир и поставляет германиевые подложки для изготовления солнечных батарей и в НАСА, и в европейское космическое агентство, и в японское космическое агентство, то она выпускает их десятки тысяч и тем самым экономит на масштабе, на корпоративных издержках, накладных расходах. А мы не можем, все заказы – практически индивидуальны. И задача состоит в том, чтобы использовать купленное оборудование на полную мощность.
Когда вы рассчитываете вернуть инвестиции, вложенные в проект германиевых подложек?
Самой надежной составляющей бизнес-плана в российских условиях является оптимизм. Потому что инвестиции – это реализованный оптимизм. Если человек сделал инвестиции, значит, ему уже не нужны бизнес-планы. Особенно это касается высокотехнологической компании, которой мы являемся. Конечно, это большой оптимизм – надеяться, что все сбудется, и рынок будет расти. Но наш оптимизм подтверждается точными финансовыми расчетами и экономическим анализам.
Каково сегодня финансовое состояние компании "МакроОптики"?
Выручка группы компаний ежегодно растет на 30–40%. Конкурентов у нас предостаточно, среди них и частные, и государственные предприятия. Но за счет прорывных инновационных проектов, которые мы берем на себя и успешно выполняем, "МакроОптика" набирает обороты. Это позволяет уверенно строить планы будущего развития.
Вы берете банковские кредиты?
Нет. Мы вкладываем свои деньги и действуем из оборотных денежных средств. С банками мы пока не работаем, потому что у них грабительский процент. При 15–20% годовых малый инновационный бизнес развиваться не может. Отечественная кредитная финансовая политика совсем не заточена под инновационную деятельность.
В какой мере государство, на ваш взгляд, должно участвовать в поддержке оптической отрасли?
Удачный эффект от применения государственного регулирования, когда оно заточено на какие-то конкретные цели, в частности – на поддержку наукоемких технологий, демонстрирует Китай. Мы видим, как китайское правительство, которое поставило перед собой задачу в 12 пятилетке перейти от мировой фабрики ширпотреба к мировому производителю наукоемкой продукции, весьма сильно преуспело в этом. Постоянно приезжающие гости из Китая рассказывают нам невероятные истории: в стране чуть ли не каждую неделю появляется новая оптическая компания, а только что зарегистрированная компания сразу получает субсидию в 1 млн долларов. В этом свете неудивительно, что на мировом рынке дешевой оптики мы наблюдаем массу китайских оптических компаний. Качество продукции у большинства из них, конечно, довольно сильно хромает. Но, как говорят сами китайцы, они очень быстро учатся. Мы видим, как у них из года в год растет качество, и это вызывает у нас некоторое опасение за свое положение на рынке.
Безусловно, пример Китая – это очень серьезный повод для отечественных политиков задуматься о необходимости государственной поддержки отечественной промышленности. Это пример для государства, как оно, не стесняясь, должно вмешиваться в вопросы становления той или иной отрасли, вмешиваться через институты развития, через льготное финансирование. Потому что другого способа никто в мире не придумал. А пример Китая показывает, что оно может быть очень эффективно.
Рассматриваете ли вы возможность выхода со своей продукцией на внешний рынок?
Нет, думаем, правильнее и честнее будет сказать, что мы сосредоточены все-таки на импортозамещении ответственных ключевых комплектующих для проектов, связанных с безопасностью государства: для системы ГЛОНАСС, для дистанционного зондирования Земли, для скоростного Интернета. Все они работают через космические аппараты, а любому космическому аппарату нужна солнечная батарея, а любой солнечной батарее (современной, по крайней мере) нужна германиевая подложка. Но в долгосрочной перспективе планируем выходить на международный рынок и конкурировать с международными корпорациями.
Какой бы вам хотелось увидеть "Макрооптику" в будущем, лет через десять?
Хотелось бы, чтобы через десять лет компания "МакроОптика" достигла мирового уровня, чтобы нас приводили в пример, как сегодня приводят в пример корпорации Umicore или Indium Corpоration оf America.
Хотелось бы видеть, что "МакроОптика" не просто заняла какую-то локальную нишу в России, а заняла прочное место на мировой арене. Чтобы наше имя звучало как Umicore. Причем даже не в смысле финансовых оборотов, а именно в смысле достижений, чтобы имя "МакроОптика" стало синонимом хороших компетенций. Чтобы о специалистах "МакроОптики" говорили: ну раз эти ребята так считают, то так оно и есть. Нам хотелось бы быть широко известными и признанными специалистами в таких областях, как рост монокристаллов германия и кремния, создание фотовольтаической продукции, изготовление ИК-оптических систем и объективов. Именно здесь мы видим себя в будущем. Если мы скажем, что должны получить большую прибыль – это будет несерьезно с нашей стороны. А вот достичь глубоких и признанных компетенций в тех областях, которые мы выбрали как основные направления деятельности – это, конечно, наша мечта.
Благодарим за интересный рассказ.
C А.В. Наумовым и В.С. Семеновым
беседовали Н. Истомина и Л. Карякина
Отзывы читателей
