Производство светодиодов полного цикла.

«Российская электроника» создает первое в России полномасштабное производство по выпуску отечественных светодиодных чипов и светодиодов на их основе. Но высокая конкуренция и технологическая неопределенность делают этот проект достаточно рискованным
Будем растить их сами Инвестиции,Эффективное производство,Эффективное управление,Бизнес и власть,Россия
Рисунок: Константин Батынков

В последнее десятилетие в сфере общего освещения происходит технологическая революция: классические лампы повсеместно вытесняются на порядок более экономичными и долговечными светодиодами (см. «Световой клондайк» в «Эксперте» № 23 за 2012 г.).

На российском рынке общего освещения светодиоды появились в 2006-2007 годах — их принесли зарубежные производители. Спрос на эти инновационные источники света одной из первых предъявила госкорпорация «Ростехнологии», сделавшая светодиодное освещение своим корпоративным стандартом: было принято решение к 2017 году заменить все 100 процентов традиционных источников света на предприятиях госкорпорации на светодиоды.

Оператором этой модернизации выступил входящий в «Ростехнологии» холдинг «Российская электроника»: на базе его предприятий было создано несколько сборочных производств, которые в 2011 году выпустили в общей сложности 60 тыс. светодиодных светильников с импортными светодиодами.

Теперь «Росэлектроника» поставила перед собой цель к 2015 году кардинально расширить свои компетенции в области светодиодного освещения. Для этого госхолдинг намерен создать в Томске современный производственный комплекс, где предполагается выращивать гетероструктуры нитрида галлия (многослойные конструкции, состоящие из тонких пленок полупроводниковых материалов) методом газофазной эпитаксии и формировать из них светодиодные чипы — ключевые компоненты, на базе которых собираются собственно светодиоды. Таким образом «Росэлектроника» планирует освоить самый сложный и самый капиталоемкий этап технологической цепочки создания светотехники со светодиодами (о деталях этой инициативы см. «Это будут чисто российские светодиоды»).

Бюджет проекта на момент его запуска оценивается в 9 млрд рублей. Кредитное соглашение с ВЭБом подписано, подготовительные работы начинаются уже в конце августа.
Десять судьбоносных реакторов

Очевидный плюс этого проекта в том, что в России создается высокотехнологичное наукоемкое производство на одном из самых молодых и стремительно развивающихся направлений мирового хайтека (к 2020 году, по разным оценкам, от 60 до 80% освещения в мире будет светодиодным, а объем рынка светодиодов и светотехники на их основе достигнет 65 млрд евро). «Инициатива “Российской электроники” — это не столько бизнес-проект, сколько масштабная политическая инициатива. Она окажет огромное влияние на развитие отечественной индустрии светодиодного освещения при любом исходе — и в случае успеха, и в случае провала, — уверен Евгений Долин, генеральный директор Некоммерческого партнерства производителей светодиодов и систем на их основе. — Успех задуманного “Росэлектроникой” проекта будет означать, что в отечественной светодиодной отрасли появится первый крупный вертикально интегрированный производитель светодиодов и светодиодной светотехники, разместивший все стадии серийного производства в России».

Масштабы Томского производственного комплекса по мировым меркам будут невелики: предполагается оборудовать его всего 10 эпитаксиальными реакторами (установки для промышленного выращивания полупроводниковых гетероструктур), тогда как европейские производители располагают 50 и более единицами подобного оборудования, а Samsung LED, крупнейший азиатский изготовитель светодиодных чипов, имеет в своем распоряжении свыше 600 ростовых установок. Все оборудование для нового производства (помимо эпитаксиальных реакторов потребуется еще около 40 типов технологических машин разного назначения) придется покупать за рубежом. Но сама ростовая технология, которую предполагается реализовать на импортном оборудовании, будет отечественной. Она появилась благодаря совместным усилиям ученых Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе РАН и специалистов «Светланы» (бывшее Ленинградское объединение электронного приборостроения, ведущий научно-технический и производственный центр отечественной электроники) в 2005–2006 годах по заказу Федерального агентства по науке и инновациям, которое в рамках госконтракта выделило на разработку 440 млн рублей.

Ключевые участники той НИОКР теперь должны стать ядром команды нового НТЦ, который «Росэлектроника» планирует создать в Санкт-Петербурге специально для научного сопровождения запускаемого в Томске производства. Главной задачей НТЦ будет постановка и совершенствование промышленной технологии выращивания гетероструктур нитрида галлия. Это означает, что наработки научной школы Института им. А. Ф. Иоффе, которая с середины 2000-х далеко продвинулась на данном направлении, будут наконец востребованы и на родине. И это тоже бесспорный плюс проекта «Росэлектроники». А востребовать, судя по всему, есть что. «По научно-технологическому уровню разработки нашего института в области наногетероструктур нитрида галлия отстают от мировых лидеров, в частности от результатов, достигнутых в лаборатории американской фирмы Cree (мировой технологический лидер в области светодиодов для общего освещения. — “Эксперт”), совсем ненамного. Года на три, не более», — утверждает Виктор Устинов, заместитель директора Института им. А. Ф. Иоффе.
Технологическое распутье

Главная неопределенность этого проекта и основная интрига для рынка — каковы будут параметры росэловских светодиодов. «Неизвестны ни их световая отдача в люменах на ватт, ни их ценовые характеристики в долларах за люмен, — говорит Евгений Долин. — Строго говоря, просчитать эти параметры сейчас невозможно, потому что непонятно, каков будет конечный продукт — еще не выбрана технология, по которой на новом заводе будут производить светодиодные чипы».

Выбор предстоит сделать в самый, пожалуй, неудачный момент — когда мировая светодиодная отрасль подошла к технологической развилке: на смену изжившей себя технологии выращивания гетероструктур нитрида галлия на подложке из сапфира должна прийти новая технология производства светодиодных чипов. «Существует несколько альтернативных вариантов. Прежде всего, нитрид галлия на подложке из карбида кремния, но это поле уже застолбила Cree. Она сделала ставку на карбид кремния еще в начале 2000-х и сегодня владеет огромным количеством патентов как на корневые технологии выращивания самого карбида кремния и гетероструктур нитрида галлия на нем, так и на сопутствующие технологии. Наработки есть также по нитриду галлия на подложке из просто кремния и по так называемому объемному нитриду галлия — когда структуры нитрида галлия выращиваются на подложке из того же нитрида галлия, — рассказывает Евгений Долин. — Какая из этих технологий возобладает на рынке? Этот вопрос должен решиться в ближайшие три-пять лет. А “Росэлектронике” придется принимать решение раньше и вкладывать в оборудование своего производства заемные средства в условиях технологической неопределенности. В дальнейшем холдинг станет заложником выбранной технологии, и здесь возможны любые сценарии: от выхода на уровень мировых лидеров до банкротства».

Это технологическое распутье вкупе с массой проблем, которые неминуемо возникнут при масштабировании и отработке новой технологии на промышленных реакторах, — первый и основной риск проекта «Росэлектроники». Потери времени на этом этапе непредсказуемы — на то, чтобы добиться стабильного качества выращиваемых полупроводниковых структур, может уйти несколько лет. К примеру, у уже упоминавшейся американской Сree достигнутые в лаборатории параметры светодиодных чипов воплощаются в серийных светодиодах не раньше чем через два с половиной — три года. А это уже угроза в плане возврата заемных средств.

Еще одна проблема технического плана возникнет на этапе перехода с чужих светодиодов на свои. «Смена поставщика светодиодов — большая головная боль для любого производителя светильников. Так что когда “Росэлектроника” перейдет на массовое производство собственных светодиодов, перед ней встанет вопрос, как переналадить все шесть своих сборочных предприятий, которые пока используют для своих светильников светодиоды фирм Cree, Philips Lumileds, Seoul Semiconductor и др. Им всем придется менять оснастку для производства светодиодных модулей, по-другому делать печатные платы, затачивать под светодиоды с новыми параметрами электронику и переделывать под новые источники света всю светотехническую продукцию, которую они до сих пор выпускали», — описывает масштаб проблем Евгений Долин.
Есть ли жизнь за пределами «коробочки»?

Руководство госхолдинга рассчитывает, что новые мощности по промышленной эпитаксии вкупе с уже функционирующими предприятиями по сборке конечного продукта (светодиодных светильников) позволят «Росэлектронике» выстроить производство полного цикла и за счет этого увеличить объем своего светодиодного бизнеса до 45,5 млрд рублей.

Однако сбыть такой огромный объем светодиодов и светотехники только предприятиям, входящим в госкорпорацию «Ростехнологии» (а это тот единственный рынок, на котором «Росэлектроника» работала с момента появления у нее светодиодного бизнеса), не получится — рано или поздно госхолдингу придется выносить свой продукт на открытый рынок. И тут возникнет еще ряд серьезных рисков.

Во-первых, что касается российского сегмента светодиодов, то его давно поделили между собой зарубежные производители: здесь представлены светодиоды всех категорий — и дешевые «короткоживущие» китайские, и вполне приличный по качеству «средний класс» из Южной Кореи и Тайваня, и дорогие и суперкачественные изделия мировых лидеров — в частности, американской Cree и японской Nichia. И если предприятия «Ростехнологий» будут вынуждены брать у «Росэлектроники» продукт любого качества, то на открытом высококонкурентном рынке за покупателя придется побороться. «Судя по всему, холдинг рассчитывает выйти в средний сегмент и потеснить в первую очередь китайских, корейских и тайваньских производителей. А там ключевое значение будет иметь цена, — комментирует Евгений Долин. — Сможет ли “Росэлектроника” воспользоваться преимуществами вертикально интегрированной структуры и снизить издержки на всех этапах производства — вопрос открытый». За счет чего госхолдинг рассчитывает переключить потребителей с хорошо зарекомендовавших себя импортных светодиодов на свои, относительно «сырые»? Внятного ответа на этот вопрос мы от инициаторов проекта так и не услышали.

Во-вторых, в силу того, что «Росэлектроника» до сих пор практически не работала на открытом рынке общего освещения, рыночной истории как таковой — узнаваемого бренда, истории поставок, репутации производителя надежной техники, базы клиентов — у госхолдинга нет. Отсутствуют также система продаж и понимание эффективных на данном рынке приемов продвижения продукта. «Как только “Росэлектроника” выйдет за пределы той “уютной коробочки”, которая называется “Ростехнологии”, ей придется столкнуться с очень сильными игроками. Так, объем продаж компании “Фокус”, ведущего российского производителя светодиодных светильников, в прошлом году составил 140 тысяч штук. В этом году “Фокус” намерен реализовать уже более 250 тысяч светильников. “Фокус” и целый ряд других компаний, работающих в России, давно создали и активно развивают сбытовые сети», — говорит Евгений Долин.

Добавим сюда отсутствие у продукта явных конкурентных преимуществ — и придем к выводу, что быстро нарастить продажи собственных светодиодов и светотехники на их основе на внешнем по отношению к кусту предприятий «Ростехнологий» рынке «Росэлектронике» будет непросто. Таким образом, возникает риск, связанный со сроками окупаемости проекта: вернуть ВЭБу семимиллиардный рублевый кредит госхолдинг должен уже в 2018 году.

Впрочем, шанс оперативно нарастить рыночные компетенции у госхолдинга есть. «“Росэлектронике” стоит купить серьезную светотехническую компанию, тем более что это общемировой тренд — производители светодиодов по всему миру сливаются с производителями светотехники, — подсказывает способ Евгений Долин. — В тандеме с кем-нибудь сильным они, скорее всего, смогут выйти на рынок достаточно быстро». В противном случае рынок будет окончательно поделен раньше, чем холдинг успеет освоить все светотехнические компетенции и наладить сбыт, а «Росэлектроника» останется нишевым игроком.

Это будут чисто российские светодиоды»

О деталях проекта, предусматривающего создание с нуля производственного комплекса по выпуску светодиодных чипов и светодиодов, «Эксперту» рассказал генеральный директор холдинга «Российская электроника» Андрей Зверев

— Мы решили создать серийное производство полного цикла, которое будет заниматься и выращиванием гетероструктур нитрида галия, и корпусированием. В конце должны выйти готовые светодиоды, которые сможет использовать любой производитель светотехники. Это будут чисто российские светодиоды.

— Серьезная задача. Наверное, не случайно тех, кто владеет технологиями выращивания гетероструктур, можно пересчитать по пальцам. Почему вы решили, что у вас получится?

— Задача действительно очень сложная, в первую очередь с технологической точки зрения. Мы первыми в России будем создавать подобное производство. Опыта такого в стране ни у кого нет. Но нам это сделать легче, чем кому бы то ни было. Потому что все, что касается планара и корпусирования, — это чисто электронное производство. Нам это все хорошо знакомо. Технология выращивания гетероструктур в принципе тоже есть — в Санкт-Петербурге можно посмотреть опытную установку, на которой эти самые структуры растят.

— Вы имеете в виду «Светлану»?

— Совершенно верно. «Светлана» в тесном сотрудничестве с Физико-техническим институтом занимается этой темой давно.

Несколько лет назад в рамках государственного контракта на «Светлане» был разработан весь технологический процесс, начиная от роста гетероструктур и заканчивая корпусированием светодиодов. На тот момент их световая отдача была где-то 75 люмен на ватт. Эта работа не останавливалась, поэтому сейчас световая отдача опытных образцов их светодиодов уже около 120 люмен на ватт. (Промышленные светодиоды всегда имеют более слабые параметры. Эти «более слабые параметры» у лучших зарубежных производителей сегодня составляют уже 160 лм/Вт. — «Эксперт».)

— А как обстоит дело с оборудованием для нового производства? Своего в России нет. Не получится ли как с микроэлектроникой — что вам не продадут ростовые установки последнего поколения?

— Не получится. В мире всего два производителя эпитаксиальных реакторов — Aixtron и Veeko. И они охотно ведут с нами переговоры о продаже нам самого современного своего оборудования — того, которое они только заканчивают разрабатывать. Данные установки универсальны — они позволяют выращивать структуры всеми доступными методами.

Помимо эпитаксиальных установок нам понадобится еще оборудование для изготовления чипов, линии для корпусирования, инфраструктура для «чистых комнат» и так далее. Это очень серьезный комплекс оборудования, которое должно работать в едином технологическом процессе. Что касается планара и корпусирования, то производителей оборудования для данных этапов уже много: это и тайваньские, и корейские, и японские, и американские, и германские, и французские фирмы. Так что никаких проблем с оснащением нашего производства не будет.

— Из каких источников «Росэлектроника» планирует получать чистые газы и редкоземельные металлы для изготовления своих чипов? В России, как известно, нет налаженного производства ни того, ни другого.

— В проекте завода в Томске предусмотрены собственные установки по очистке газов, которые необходимы в производстве (для реализации технологии газофазной эпитаксии понадобятся азот и водород. — «Эксперт»). Что касается редкоземельных металлов, то это не только наша проблема. С ней сталкиваются все мировые производители. В конце 1990-х годов китайцы поставляли редкоземельные металлы на мировой рынок по очень низким ценам. А в 2008–2010 годах, когда все мировые производители РЗМ закрыли свои производства по причине неконкурентоспособности своей продукции, цены на китайские металлы выросли в 10–16 раз. В СССР в свое время существовала индустрия РЗМ полного цикла мощностью 8,5 тысячи тонн в год, то есть технологии производства редкоземельных металлов у нас в стране есть. Насколько мне известно, правительство совместно с госкорпорацией «Ростехнологии» сейчас готовят государственную программу по развитию этой отрасли в России.

— Каких инвестиций потребует ваш проект по созданию производства полного цикла и из каких источников его предполагается финансировать?

— На строительство производственного комплекса, покупку оборудования и его наладку необходимо 9 миллиардов рублей; 2 из этих 9 миллиардов — собственные средства холдинга «Росэлектроника», еще 7 миллиардов нам дает Внешэкономбанк — это кредит на пять лет. За два с половиной года мы должны все построить, а за оставшиеся два с половиной вернуть деньги ВЭБу.

— Почему в качестве площадки выбран именно Томск?

— Во-первых, там создана технико-внедренческая зона, где мы и развернем наше производство. Во-вторых, Томск — серьезный центр подготовки специалистов. Там находятся три очень сильных профильных вуза — Томский госуниверситет, Томский политехнический университет и Томский университет систем управления и радиоэлектроники. В-третьих, стоимость высококвалифицированной рабочей силы там намного ниже, чем в Москве или в Санкт-Петербурге. И проблема удержания квалифицированных кадров стоит не так остро, как в обеих столицах. Последний фактор имеет критическое значение для нашего производства. Каждый специалист, занимающийся гетероструктурами и планаром, — на вес золота. Потому что выращивание структуры — это во многом творческий процесс.

Ну и плюс социальная задача развития Сибири. Мы же государственное предприятие, поэтому наша цель — развивать научно-технический потенциал регионов.

— Насколько расширится светотехнический бизнес «Росэлектроники» с запуском производства собственных светодиодов?

— Как только новый завод начнет выпускать светодиоды, наши региональные сборочные предприятия, которые сейчас делают светильники на основе импортных светодиодов, будут переходить на них. Пока таких предприятий у нас шесть: в Томске на базе НИИ полупроводниковых приборов, в Екатеринбурге на Уральском оптико-механическом заводе, в Москве на заводе «Пульсар», во Фрязине на «Истоке», в Татарстане на альметьевском заводе «Радиоприбор» и в Нальчике на заводе «Телемеханика». На них мы сейчас выпускаем порядка 10 тысяч светильников ежемесячно. К концу 2015 года, когда наш производственный комплекс выйдет на проектную мощность и будет выпускать в год по 650 миллионов светодиодов для общего освещения (мощностью 1 ватт и более. — «Эксперт»), у нас должно быть уже 20 сборочных предприятий. Таким образом, начиная с 2016 года мы планируем ежегодно производить собственных светодиодов, светильников на их основе и ретрофитов на 45,5 миллиарда рублей.

— Основными потребителями этой светотехники будут, как и сейчас, выступать предприятия, входящие в «Ростехнологии»?

— Действительно, наша первоочередная цель — в течение пяти лет «переосветить» все предприятия «Ростехнологий». Но вы учтите, что все предприятия «Ростехнологий», вместе взятые, являются вторым в России потребителем электроэнергии после города Москвы.

— И все-таки рано или поздно вам придется выйти за пределы внутрикорпоративного сегмента и конкурировать с зарубежными производителями светодиодов, которые уже освоили российский рынок...

— Нашими основными конкурентами будут тайваньские и корейские компании. Они делают мощные светодиоды хорошего качества со светоотдачей в диапазоне 100–110 люмен на ватт и по нормальной цене — 3 доллара за килолюмен. И те, кто занимается производством светильников здесь, в России, их светодиоды с удовольствием покупают. Тайвань и Корею сегодня можно считать основными поставщиками мощных светодиодов в Россию. Светодиоды американской Cree и европейских Osram OptoSemiconductor и Philips Lumileds пользуются меньшим спросом — они гораздо дороже.

Естественно, у нас есть определенные целевые показатели технических характеристик и цен светодиодов, которые мы собираемся выпускать, но говорить об этом будет правильнее после запуска завода, то есть через два года.

— Как известно, проще продавать конечный продукт — светильники, чем светодиоды. Будут ли какие-либо рыночные преимущества у вашей светотехники?

— Будут. Вот смотрите: уличный светодиодный светильник в российских условиях должен выдерживать большой перепад температур — от плюс 40 до минус 50 градусов. Какой у него самый слабый элемент? Обычно драйвер. А мы для своих светильников делаем драйверы сами на своих предприятиях. Мы же электронщики! У нас богатый опыт в этом — мы для военных очень много чего делаем, мы хорошо знаем температурные требования к подобной технике. Поэтому наши драйверы в российском климате работают по десять лет. А если взять любой европейский светильник и поставить его куда-нибудь в Якутию, он выйдет из строя в первую же зиму.

— Планируете ли вы осваивать потребительский сегмент — самую емкую нишу рынка общего освещения?

— Наши расчеты показывают, что по ретрофитам мы должны уложиться где-то в 350 рублей за лампочку, аналогичную традиционной лампе накаливания мощностью 60 ватт (имеется в виду стоимость изделия на выходе с производства. — «Эксперт»). Она горит как 60-ваттная, а потребляет всего 5 ватт энергии. Вы ее вкрутили и на семь лет забыли о существовании такой проблемы, как замена лампочки. Сейчас в магазинах, вы знаете, такие продаются по тысяче рублей — от наших друзей-конкурентов с Запада. Но пока мы не наладим собственное производство светодиодов, мы на бытовой рынок не полезем.

— Можно ли рассчитывать, что появление у нас в стране собственных светодиодов ускорит вытеснение классических ламп этими принципиально новыми источниками света?

— Сейчас у нас в стране на закупку источников света всех типов ежегодно тратится по 70 миллиардов рублей, а на освещение уходит, наверное, треть всей генерируемой электроэнергии. В России уже есть программа вывода из эксплуатации ламп накаливания. А вот до люминесцентных ламп, которые содержат ртуть, опасны для экологии и требуют больших расходов на утилизацию, пока не добрались. Я думаю, как только в стране появятся светодиоды собственного производства, никаких сдерживающих факторов, чтобы запретить использовать люминесцентные, в том числе так называемые энергосберегающие лампы, и в промышленности, и в быту не останется.

[censored]

> Обещания, обещания...

На самом деле все распилят и своруют.
И даже на светлане на самом деле ничего не делают - просто клеят штрих-код на китайские лампочки - инфа 146%.

> ... что в отечественной светодиодной отрасли появится первый крупный вертикально интегрированный производитель светодиодов ...

Позвольте поинтересоваться: рейдерские захваты будут?

> Лампочки, эквивалетные по светимости стоваттной накаливания, стоят больше тысячи рублей.
>
> Ну ничего, обяжем покупать, а у кого нет денег - пусть в ипотеку берут.

А я не парясь покупаю обычные мощные лампочки на строительных рынках, они хуй положили на димкины запреты.

>> А я не парясь покупаю обычные мощные лампочки на строительных рынках, они хуй положили на димкины запреты.
>
> Я покупаю которые "дневного света", по простой причине - снижают нагрузку на провода, а со старой проводкой это важно. И позволяют еще поставить лампочки большей светимости.
>
> Например, лампы 100 вт и больше запрещено ставить цоколем вверх,а у меня в люстре сейчас 5 ламп - эквивалентов сто-ваттных, т.е. я такой яркости не смог бы добиться лампами накаливания, ну либо все сгорело бы.

Эта, может цоколем вниз? Мощные лампы обычно наоборот, металлом вверх ставят.
У меня в люстре было 5 обычных ламп по 150 ватт, и цоколем вверх и цоколем вниз - нормально все было.
Люблю яркий свет.

Проводку, правда, я новую кидал.

> Цоколем вверх - это когда тепло от лампы идет прямо на цоколь. Ваш кэп.

ну хз, у меня в люстре они были цоколем вверх и не особенно часто горели.
А в ванной всегда до ремонта висела 200 ваттная лампа без плафона, просто на цоколе - и тоже нормально.
Не знал, что так низя

> А я не парясь покупаю обычные мощные лампочки на строительных рынках, они хуй положили на димкины запреты.

А я тоже не парюсь - на толкучке с большим трудом купил старые счёты (их же запрещено продавать и использовать), теперь вволю считаю.
Они и удобнее - электричество не жрут и просты в ремонте.

> Но и это еще не все, помимо высокой цены есть еще один неприятный минус - светодиоды теряют яркость. Причем достаточно быстро.

Для кого-то неприятный минус, а для отделов эффективных продавцов - средство к существованию.