Станет всем светлей

26 июня 2007

Дмитрий Фиалковский

Конкурс русских инноваций, который уже в шестой раз проводится Инновационным бюро «Эксперт», сослужил добрую службу своим прежним участникам. Вскоре после опубликования результатов конкурса многим компаниям-победителям начинали поступать звонки с коммерческими предложениями. Есть надежда, что петербургское ООО «Иоффе ЛЕД», ставшее одним из победителей 2007 года, сможет добиться непростой для начинающей компании задачи – выйти по итогам года на уровень продаж в 3 млн рублей. Правда, победить на Конкурсе русских инноваций, не имея серьезных внутренних перспектив развития, вряд ли возможно. О компании, этапах ее развития, а также об иммерсионных свето— и фотодиодах рассказывает генеральный директор «Иоффе ЛЕД», кандидат физико-математических наук Максим Ременный.

Прожорливый газ

– В Конкурсе русских инноваций побеждают лучшие. С чем вы вышли на него?

– Наш проект назывался «Иммерсионные свето— и фотодиоды для диапазона длин волн 3−6 мкм». То, с чем мы вышли на конкурс и что мы, собственно, производим, – это крохотные приборчики, свето— и фотодиоды, каждый из которых размером с булавочную головку. Только что, перед интервью, я заходил на почту, чтобы отправить небольшую партию этих приборчиков потенциальному покупателю, – уместились в конверте. Вся партия продукции, которую мы рассчитываем изготовить и продать в этом году, легко помещается в небольшой коробочке.

Светодиоды – это приборы на основе полупроводников, преобразующие электрический ток в световое излучение. Фотодиод – то же самое, только наоборот. Они образуют так называемую оптопару. Кстати, название компании происходит от английского термина light emitting diod (LED) – «светодиод». Излучение светодиодов может варьироваться по всей спектральной шкале – от ультрафиолетового до инфракрасного (ИК). Наши оптопары настроены на работу в ИК-области спектра. Это продиктовано их назначением. Пары свето— и фотодиодов чаще используются для оптического анализа химических веществ, например в газоанализаторах.

Дело в том, что у всех веществ есть такая характеристика, как фундаментальная (или характерная) полоса поглощения – величина длины волны, при которой вещество поглощает максимум излучения. Если мы будем пропускать через какой-то газ определенный вид излучения, то газ будет поглощать (фактически забирать) больше или меньше излучения. Большинство промышленных газов – метан, углекислый газ, сероводород – имеют фундаментальные полосы поглощения именно в ИК-области спектра, причем в средней ее части, то есть при длине волны 3−6 мкм.

Именно этот принцип лежит в основе газоанализаторов. Сердцем газоанализатора является оптопара – источник излучения (светодиод) и приемник излучения (фотодиод). Попадающий между ними газ поглощает часть излучения, на фотодиод его попадает меньше, чем было эмитировано светодиодом, и на этом основании определяется наличие и концентрация анализируемого вещества. Задача обнаружения и химического анализа веществ чаще всего возникает на промышленных объектах – в шахтах, на трубопроводах, на химических и прочих производствах. Очевидно, что это одна из важнейших мер безопасности.

– В каких еще областях возможно применение ваших оптопар?

– На самом деле та область, в которой уже применяются наши свето— и фотодиоды, – вовсе не газоанализаторы. Это датчики толщины пленок, например полиэтилена. Полиэтилен, как и многие газы, имеет фундаментальную полосу поглощения в средней ИК-области спектра (около 3 мкм). Поместив пленку между источником и приемником излучения, мы можем определить ее толщину. Прямое практическое применение – в системах контроля продукции на заводах по производству полиэтилена.

Другие перспективные области применения – низкотемпературная пирометрия (измерение температуры слаборазогретых тел), медицина (капнографы – приборы для измерения концентрации углекислого газа в выдохе пациента), дорожное патрулирование (приборы для анализа содержания алкоголя в выдохе водителя).

Меценат Шлюмберже

– В чем, собственно, уникальность ваших свето— и фотодиодов? Ведь индустрия оптоэлектроники развивается уже не одно десятилетие…

– За счет удачных технических решений нам удалось существенно улучшить свойства светодиодов. Фундаментальная проблема стандартных полупроводниковых светодиодов в том, что количество излучения, выходящего за пределы полупроводника, составляет максимум 5%. Все остальное в силу ряда причин отражается обратно. И задача именно в том, чтобы увеличить мощность фактического излучения, заставив его все-таки покинуть пределы полупроводника.

В нашем светодиоде мы реализовали технологию «флип-чип» (перевернутый чип). Для светодиодов средней ИК-области спектра (3−6 мкм) это было сделано впервые. Речь идет о довольно сложном конструктивном решении, которое предполагает ряд новшеств по сравнению со стандартной геометрией типа COB (chip on board). Отличие в том, что разводка контактов сделана с одной стороны светодиода, а вывод излучения происходит с другой стороны, свободной от контактов. Второй контакт, называемый зеркальным, служит своего рода отражателем того излучения, которое осталось внутри полупроводника. Для того же предназначен встроенный микрорефлектор. Используя это и другие технологические решения, мы «вытолкнули» фотоны за пределы полупроводника, повысив мощность излучения примерно в 10 раз. Технические решения, обеспечившие хороший вывод излучения из полупроводника в светодиодах, обеспечили идеальный ввод излучения в фотодиодах, параметры которых также значительно улучшились.

В целом наши приборы превосходят аналоги сразу по пяти параметрам:  большая мощность светодиодов и повышенная чувствительность фотодиодов, более низкое энергопотребление, больший срок службы, большее быстродействие.

– Когда и при каких обстоятельствах были сделаны эти усовершенствования?

– Свойства полупроводниковых лазеров в Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН, на базе которого и родилась компания «Иоффе ЛЕД», начали изучать с середины ХХ века. Как известно, за исследования многослойных полупроводниковых структур (гетероструктур), используемых в современных полупроводниковых лазерах, академик Жорес Алферов получил в 2000 году Нобелевскую премию. Уже в советские времена здесь активно велась разработка светодиодов для использования в портативных газоанализаторах, а незадолго до распада СССР вовсю шла подготовка к созданию производства и передаче технологий.

В конце 1990−х годов в институт приехали представители компании «Шлюмберже», известного производителя аналитического оборудования для нефтегазовой отрасли. Приехали, естественно, «на охоту». Они заинтересовались нашими разработками и предложили нам провести ряд исследований. В отличие от многих других «охотников», у «Шлюмберже» были очень льготные условия – от нас требовалась только публикация полученных результатов. Обычно в те годы «спонсоры» просто забирали все права на полученные результаты без остатка. По договору интеллектуальная собственность разделялась между двумя сторонами. В течение четырех лет мы работали над решением поставленных задач. В 2000 году был зарегистрирован совместный патент на одно из технических решений.

Проведенная работа позволила нам сделать огромный рывок в усовершенствовании свето— и фотодиодов. В 2005−м и 2006 годах мы зарегистрировали еще два патента, уже без участия «Шлюмберже».

Требования безопасности

– Почему вы уверены в том, что ваша продукция будет покупаться?

– Интересный факт: проверив каталоги иностранных дистрибуторов оптоэлектронной техники, мы обнаружили, что почти все свето— и фотодиоды средней ИК-области спектра производятся в Петербурге. Это действительно так, и мы знаем все эти компании лично еще со времен советских исследований. Естественно, есть иностранные аналоги. Например, японская компания «Хамаматсу Фотоникс Нурден» также делает светодиоды в средней ИК-области спектра, но они уступают нашим по ряду параметров, прежде всего по цене.

– Неужели за границей никогда не занимались разработкой свето— и фотодиодов в этом световом диапазоне?

– Конечно, занимались – исследования ведутся во многих центрах, в том числе в Англии, Японии, США. Но в Физтехе сформирована очень сильная школа исследований полупроводников и приборов на их основе, конкурентоспособная в мировом масштабе. В советские времена институт получил огромные деньги – около 1 млн рублей – на исследование светодиодов, результатом которых стало создание первого в мире светодиода для средней ИК-области спектра. Взяв наработки наших коллег в разных областях, нам удалось быстро пройти путь создания эффективных свето— и фотодиодов. Это касается, например, технологии «флип-чип», которая впервые была реализована для ближней ИК-области спектра. Нам оставалось лишь адаптировать технологию под наши задачи.

– У вас сейчас уже идут продажи? Как вы прогнозируете их увеличение?

– Фирма начала свою работу в 2005 году, и уже в 2006−м мы продали оптопар на 300 тыс. рублей. Если в этом году мы выйдем на объем выручки 3 млн рублей, я буду считать, что задача-максимум выполнена. Сейчас мы продаем в основном пробные партии. Некоторые компании, которые ранее купили несколько штук на пробу, теперь присылают заказы на более крупные партии. Это хороший показатель, свидетельствующий о том, что наша продукция устраивает покупателей.

– «Иоффе ЛЕД» – начинающая компания с минимальными инвестициями. Сколько вам нужно денег на дальнейшее развитие?

– Этот же вопрос нам задали на последнем этапе Конкурса русских инноваций – на презентации перед экспертным советом. На самом деле инвестиции – не принципиальный вопрос. Если у тебя есть покупатели, идет рост, стабильные продажи, то взять кредит сегодня не проблема. И все-таки отвечу: для обеспечения предполагаемого роста продаж нам требуется обновить производственную базу. Если все эти годы удавалось сводить концы с концами в отношении НИР и зарплат, то на оборудование денег практически не хватало.

Эту задачу мы уже частично решили благодаря инвестору – петербургской компании ООО «Пром-инжиниринг», которая является разработчиком оборудования для контроля технологических процессов при производстве пленок на основе полиэтилена. Поддержка одного из наших покупателей – важный показатель интереса к нашей продукции. Привлечение инвестора было также одним из условий перехода на второй этап по программе «СТАРТ» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, объем финансирования по которой который достигает 1,5 млн рублей.

Санкт-Петербург

Другие события конкурса