На LEDовой арене

Томичи стремятся занять своё место на рынке производства светодиодных ламп

Производство светодиодов сегодня - выгодный наукоёмкий 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 создаётся один из трёх 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, наукоёмкая, - 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 трёх базовых центров внедрения светодиодов приняло в 2010 году руководство Росэлектроники. Работа в этом направлении уже ведётся: 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 придётся не только разрабатывать технологическую цепочку по изготовлению светодиодной продукции, но и готовить под проект высококлассных инженеров. Работа уже сейчас ведётся активно: в декабре 2011 в НИИПП открылась лаборатория, где работает пилотная линия оборудования, закупленная ТУСУРом при выполнении работ по 218-му постановлению правительства. Учёные отрабатывают на нём 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 объёмах 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, всё 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 изобрёл японский учёный 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 разработка достигла такого уровня, что её стало возможно применять в лампах для бытового использования.

А вы знаете, что…

Белый свет светодиода появляется после нанесения на голубой кристалл жёлтого 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-партнёр 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:

• создание материалов - особо чистых газов и металлов, из которых будут выращивать кристаллы,
• выращивание кристалла, разделение его на чипы,
• изготовление светодиодов из чипов, сортировка чипов,
• 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.