Производство светодиодов сегодня – выгодный наукоемкий бизнес. Мировой рынок LED оценивается уже в несколько миллиардов долларов. Российский находится лишь в начале своего развития, но томские компании очень активны: одни занимаются изготовлением светодиодных ламп из импортных комплектующих, другие стремятся в ближайшие годы открыть собственное производство полного цикла.

 

Томские наработки лягут в основу отечественной светодиодной промышленности: наряду с Москвой и Санкт-Петербургом в Томске создается один из трех российских центров по внедрению в производство светодиодов. Главный заказчик – ОАО «Российская электроника», входящее в состав Ростехнологий.

Какой же путь нам предстоит пройти?

Сборка – наша, комплектующие – чужие

Сборку светодиодных ламп из импортных комплектующих уже освоили десятки компаний в России. Есть такие и в Томске. Так, производством полупроводниковых светильников занимается ГК «Свет XXI века». Компания «Физтех-Энерго» (подразделение компании-изготовителя манометров «Физтех») запустила производство около года назад.

– Мы используем светодиоды с немецкими, американскими и тайваньскими кристаллами, кристаллы упаковываются в светодиод в Китае, – поясняет заместитель директора по развитию Александр Макогон.

Дольше всех в Томске изготовлением светодиодных ламп занимаются в НИИПП: поставляют лампы для промышленных нужд спецзаказчикам, в том числе используя светодиоды собственного изготовления.

Томская начинка

Созданием светодиодов – начинки для ламп – в России сегодня занимаются лишь несколько компаний: «Корвет Лайтс» и НПЦ ОЭП ОПТЭЛ – в Москве, ОАО «Светлана-ЛЕД» (бренд SVETLED), ЗАО «Оптоган», ОАО «Протон» – в Санкт-Петербурге, ООО «Транс-Лед» (Великий Новгород), Уральский оптико-механический завод, завод Samsung Electronics (Калужская область).

– Технология изготовления светодиода – высокотехнологичная, наукоемкая, – поясняет заведующий кафедрой радиоэлектронных технологий и экологического мониторинга ТУСУРа доктор технических наук Василий Туев. – В промышленных масштабах светодиоды в России только начинают делать, и точками создания высокотехнологичных производств должны стать Томск, Санкт-Петербург и Москва.

Решение по открытию в России трех базовых центров внедрения светодиодов приняло в 2010 году руководство Росэлектроники. Работа в этом направлении уже ведется: две профильные компании – «Руслед» (R&D-подразделение ГК «Свет XXI века») и «Базовый центр светодиодных технологий» (создан на базе НИИПП) – стали резидентами томской ТВЗ. Первая реализует проект «Центр разработки энергосберегающей светотехники» и планирует на южной площадке ТВЗ создать масштабное производство светодиодных ламп общего и специального назначения. Вторая занимается исследованиями по разработке, проектированию, производству и испытаниям новых материалов, технологий и конструкций светотехнической продукции на базе светодиодов и будет строить завод по изготовлению светодиодных ламп полного цикла.

– Мы даже шутили по этому поводу, мол, когда НИИПП построит завод, то светодиоды будем брать у них через забор, – говорит о перспективах сотрудничества один из руководителей ООО «Руслед» Анатолий Алексеев.

Начать строительство завода полного цикла томичи планируют уже в 2012 году. Это производство – совместное детище НИИПП, ­ТУСУРа, ТПУ и ТГУ, которым придется не только разрабатывать технологическую цепочку по изготовлению светодиодной продукции, но и готовить под проект высококлассных инженеров. Работа уже сейчас ведется активно: в декабре 2011-го в НИИПП открылась лаборатория, где работает пилотная линия оборудования, закупленная ТУСУРом при выполнении работ по 218-му постановлению правительства. Ученые отрабатывают на нем технологические процессы, которые будут применяться на будущем производстве: правильную температуру пайки, сушки, концентрацию и дозировку люминофора и др. Уже сейчас на этом оборудовании собирают тысячи светодиодов – на основе как отечественных, так и импортных кристаллов.

Кристаллы пойдут в рост

Собственное производство кристаллов – основы каждого светодиода – непременное условие для того, чтобы конечная продукция была конкурентоспособной. Сейчас их выращиванием в промышленных объемах в России вообще никто не занимается – слишком уж сложна технология. Но опыт есть – в научных лабораториях Томска, Москвы и Санкт-Петербурга. К тому же для выращивания кристаллов необходима дорогостоящая эпитаксиальная установка, в которой можно регулировать температуру и толщину наносимых материалов. Такое оборудование сегодня производят только за рубежом – в Японии (Taiyo Nippon Sanso), Европе (Aixtron), Америке (Veeco). В Москве и Санкт-Петербурге эпитаксиальные установки уже приобрели. Такое оборудование должно появиться и в Томске.

***

В общем, все говорит о том, что для томичей пришло время использовать накопленный в течение десятилетий производственный, научный и инновационный потенциал для решения задачи национальной важности.

 

В томском НИИПП путь от создания первого белого светодиода (его изобрел японский ученый Накамура в 1998 году) до энергосберегающих ламп занял несколько лет. Первый заказ по белым лампам для промышленного применения в НИИПП появился в 2006 году, но только в 2009-м разработка достигла такого уровня, что ее стало возможно применять в лампах для бытового использования.

А вы знаете, что…

Белый свет светодиода появляется после нанесения на голубой кристалл желтого люминофора (наиболее перспективная технология изготовления кристаллов).

Реализация проекта по созданию в Томске базового центра светодиодных технологий – хороший пример совместной работы в рамках реального консорциума университетов. ТУСУР в этом проекте отвечает за создание технологии производства светодиодов, ТПУ – за создание технологии проектирования и сборки устройств, ТГУ – за создание технологии производства полупроводниковых материалов для светодиодов. НИИПП, как базовое предприятие-партнер, задействован на всех этапах проекта.

По данным аналитического агентства IMS Research за 2009 год, первую позицию в мире по числу выпускаемых светодиодных чипов занимает Тайвань (37,3%), второе – Япония (24,4%), третье – Корея (21,3%). Далее идут компании из США (10,8%), Европы (4,4%), Китая (1,9%). Все производители связаны между собой общими лицензиями, патентами, производственные мощности и дистрибьюторские сети по продвижению продуктов расположены по всему миру.

Производство светодиодных ламп полного цикла:

1) создание материалов – особо чистых газов и металлов, из которых будут выращивать кристаллы;

2) выращивание кристалла, разделение его на чипы;

3) изготовление светодиодов из чипов, сортировка чипов;

4) сборка ламп из светодиодов.

сравните сами

Сила света:

лампы накаливания – около 10 (7–17) люмен* на ватт;

галогенные – 30 люмен на ватт;

люминесцентные лампы – 60 люмен на ватт;

светодиодные лампы – от 120 и выше люмен на ватт.

*Люмен – единица светового потока в Международной системе единиц.

Словарик

LED – неорганический светодиод, или светоизлучающий диод (LED от англ. Light-emitting diode).

OLED – органический светодиод – новое направление, которое в России пока находится на начальной стадии.