OJSC monokristall. Safirer från Ryssland: hur Monocrystal upprätthåller världsledarskapet. Läckageskydd

JSC Monocrystal är världens största tillverkare av syntetisk safir och pastor för metallisering av solceller. Safir, den näst hårdaste stenen efter diamant, har utmärkta mekaniska, optiska och kemiska egenskaper. Det är därför safir används i klockor och mobila enheter. Dessutom har den kristallina strukturen gjort det möjligt för safir att bli huvudkomponenten i lysdioder som används i LED-TV-bakgrundsbelysning och allmän belysning.

Ägare

"Monokristall" är den huvudsakliga beståndsdelen av OJSC "Concern Energomera" - ett företag som producerar elektroniska enheter och elektriska energimätsystem, service och mätutrustning, utrustning för skydd mot elektrokemisk korrosion av underjordiska rörledningar.

Aktiviteter

Monokristallprodukter används för behoven inom elektronik, optoelektronik, optik, finmekanik, instrumenttillverkning och laserteknik samt vid produktion av solceller.

JSC Monocrystal är specialiserat på:

• om odling och bearbetning av enkristall safir, som på grund av sina mekaniska, optiska, dielektriska och strukturella egenskaper är ett oumbärligt material för användning inom elektronik, optoelektronik, optik, precisionsmekanik, instrumenttillverkning och laserteknik;

• om utveckling och produktion av pastor för metallisering av solceller, som är ett av de mest lovande segmenten på marknaden för förnybar energi.

* Resultatindikatorer

I slutet av 2014 innehar Monocrystal 27 % av världsmarknaden för safirer för optoelektroniska applikationer och 11 % av världsmarknaden för aluminiumpastor för solenergi.

Fyra av tio världsledande inom LED-produktion använder safirskivor tillverkade av Monocrystal. Åtta av världens tio största safirbearbetningsföretag konsumerar safirstänger som produceras vid anläggningen.

Från och med 2015 exporterade företaget 98 % av sina produkter till nästan 25 länder, som under 2014 översteg 100 miljoner dollar.

Enligt företaget Yole Developpement (YD) är Monocrystal ett av få företag som lyckades visa ett rörelseresultat i slutet av 2014.

Företaget har förbättrat sin kostnadsstruktur, avsevärt ökat produktionskapaciteten och, efter att ha gått om japanska konkurrenter, tagit en ledande position inom två huvudmarknadssegment - produktionen av safirer för lysdioder och mobil elektronik, noterade Evgeniy Zalozhny, chefschef för safirprodukt på Monocrystal, i en intervju med TASS.

Berättelse

1969: Byggandet av den analoga anläggningen

Företaget spårar sin historia tillbaka till 1969, när ministeriet för elektronisk industri i USSR byggde den analoga anläggningen, som producerade monokristallina kiselsubstrat.

2015: Världens första 300 kilo tunga kristall

I juli 2015 var Stavropol Monocrystal-anläggningen den första i världen att odla en safirkristall på 300 kilo med Kyropoulos-metoden med sin egen teknik. Företaget har 30 års erfarenhet av safirtillverkning. Tidigare odlades safirer på 100 kg och 140 kg här.

I slutet av 2015 har fabriken för avsikt att öka produktionskapaciteten med mer än 20 % och uppta 30 % av världsmarknaden för konstgjorda industriella safirer.

Det ryska företaget Monocrystal (Stavropol Territory) är erkänt som den största tillverkaren av konstgjorda safirer i världen med årliga intäkter på 87 miljoner dollar. Monocrystal-anställda förklarade att denna slutsats nåddes av världens ledande analytiker av högteknologiska marknader på Yole Development i en publicerad rapport för 2014.

"Monokristall är ett av få företag som lyckades visa en rörelsevinst i slutet av året", säger företagets chefschef för safirprodukten, Evgeniy Zalozhny.

Enligt honom har företaget förbättrat sin kostnadsstruktur, avsevärt ökat produktionskapaciteten och, efter att ha gått om japanska konkurrenter, tagit en ledande position inom två huvudmarknadssegment - safir för lysdioder och mobil elektronik.

Safir, som är den näst hårdaste efter diamant, har enastående mekaniska, optiska och kemiska egenskaper. Det är därför det används i schweiziska klockor och mobila enheter. Dessutom har dess kristallina struktur gjort det möjligt för den att bli huvudkomponenten i lysdioder, kommersiellt använda i LED-TV-bakgrundsbelysning och allmän belysning.

Låt oss komma ihåg att Stavropol Monocrystal-anläggningen i juli var den första i världen att odla en safirkristall på 300 kilo med Kyropoulos-metoden med sin egen teknik. Företaget har 30 års erfarenhet av safirtillverkning. Tidigare odlades safirer på 100 och 140 kg här.

I slutet av året planerar fabriken att öka produktionskapaciteten med mer än 20 % och uppta 30 % av världsmarknaden för konstgjord safir för industriellt bruk. Generellt sett har Monocrystal 27 % av världsmarknaden för safir för optoelektroniska applikationer och 11 % av världsmarknaden för aluminiumpastor för solenergi. Fyra av de 10 världsledande inom LED-produktion använder safirskivor tillverkade av Monocrystal, och åtta av de 10 största globala safirbearbetningsföretagen konsumerar safirgöt som produceras av företaget.

Monocrystal är ett dotterbolag till det diversifierade industriföretaget Concern Energomera och exporterar mer än 98 % av sina produkter till mer än 25 länder. Under de senaste fem åren har volymen av safirproduktionen vid fabriken niodubblats. Exporten under 2014 översteg 100 miljoner dollar och 98 % av de tillverkade produkterna levererades till Asien, Europa och USA.

I det diversifierade industriella innehavet JSC Concern Energomera representeras affärssegmentet Electronic Materials and Components av en grupp dotterbolag till Monocrystal. För tredje året i rad har vi innehaft titeln som världens största tillverkare av syntetisk safir för högteknologiska applikationer. Monocrystal är ett vertikalt integrerat företag. Vi har världens största tillväxtpark, utvecklad av vårt eget företagsinstitut, samt världens senaste teknologi för bearbetning av safir. Den safir vi producerar av högsta kvalitet används i lysdioder med hög ljusstyrka, hemelektronik, integrerade radiofrekvenskretsar och andra högteknologiska optiska, halvledar- och elektroniska applikationer. Dessutom är vi en av världens ledande tillverkare av pastor för metallisering av solceller som används i solcellsanläggningar. Idag är vårt företag en global ledare på dessa industrimarknader och kontrollerar cirka 49 % av den globala marknaden för syntetiska safirer för LED-industrin och 10 % av den globala marknaden för metalliseringspasta för solenergibehov i slutet av 2017.

Strukturen för affärssegmentet Electronic Materials and Components inkluderar tre företag:

• växt "Monokristall" (Stavropol, Ryssland);
• växt "BZS "Monokristall" (Shebekino, Belgorod-regionen, Ryssland);
• Monocrystal PV-anläggning (Changzhou, Jiangsu-provinsen, Kina).

De huvudsakliga produktlinjerna för affärssegmentet är:

• syntetisk safir för optoelektroniska applikationer;
• sammansatta (metalliserings)pastor och pulver för behoven av solenergi (solenergi).

Under de senaste 5 åren har Monocrystal-företaget ökat sin produktion av syntetisk safir 9 gånger och investerat mer än 220 miljoner USD i kapacitetsutbyggnad.

Vi tror att vårt företags ledarskap på globala marknader säkerställs av:

• avancerat produktionssystem
• Hög förmåga att avancera teknik snabbare än andra och skapa klassens bästa produkter
• högt kvalificerad personal.

Cirka 95 % av våra produkter levereras till mer än 20 länder i Sydostasien, Europa och USA - regioner som bestämmer dynamiken på de globala LED-, mobilelektronik- och solenergimarknaderna.

2016 vann Monocrystal JSC utvecklingspriset inrättat av Vnesheconombank i kategorin "Bästa exportprojekt i Ryssland". Vnesheconombank State Corporation (en av nyckelinstitutionerna för att genomföra statlig ekonomisk politik) och Monocrystal JSC ingick ett samarbetsavtal 2016. Dokumentet tillhandahåller en omfattande mekanism för statligt stöd till det ryska företaget, världsledande på branschens högteknologiska marknader.

Monokristallin syntetisk safir- en artificiellt odlad kristall, flitigt använd inom mikroelektronik, optoelektronik, optik, mekanisk och instrumenttillverkning, medicin, för tillverkning av "reptåliga" klockglas i olika former, samt för tillverkning av blå halvledarlasrar för system som kräver hög datainspelningstäthet, till exempel i moderna spelkonsoler, Blue-ray-spelare och andra HD-DVD-enheter. Safir är huvudmaterialet i produktionen av lysdioder, eftersom dess kristallgitter tillåter tillväxt av ett epitaxiellt lager av galliumnitrid (GaN) med goda prestandaegenskaper och pris/kvalitetsförhållande.

Safir har ett antal fördelar:

• motstånd mot höga temperaturer och aggressiva miljöer;
• hårdhet och styrka;
• lång livslängd (i vissa miljöer är livslängden för safir 5 gånger så lång som kvarts);
• hög renhet;
• brett spektrum av överföring i ultravioletta, synliga infraröda och mikrovågsområden;
• hög värmeledningsförmåga.

Råvaran för tillverkning av syntetisk safir är aluminiumoxid.

Nyckelteknologin för produktion av safir är den industriella metoden för kristalltillväxt förbättrad Kyropoulos-metod. Denna metod gör det möjligt att odla safirkristaller med en diameter på mer än 300 mm med en låg dislokationsdensitet på upp till 10 3 cm -2.

Epi-polerade (epi-färdiga) safirsubstrat- tallrikar gjorda av safirglas och med låg strävhet< 0.3 нм, необходимой для последующего эпитаксиального роста гетероструктур. Epi-ready подложки являются сырьем для производителей светодиодов и микроэлектроники.

Projektet kommer att producera epi-polerade wafers i storlekarna 2, 3, 4, 6 och 8 tum, samt skurna/slipade ämnen (både standard och efter kundspecifikationer).

Egenskaper för plattor tillverkade inom projektet:

• hög renhet av materialet: > 99,997%;
• låg halt av Ti-föroreningar:< 1 ppm;
• låg dislokationstäthet:< 10 3 см -2 ;
• Orienteringstolerans: upp till ±0,05 grader.

Safirsubstrat används huvudsakligen för att producera två typer av produkter:

• LED-teknik och andra produkter skapade med galliumnitrid på safirteknik. Detta segment står för 92% av den totala förbrukningen av safirsubstrat.
• Högfrekventa integrerade kretsar skapade med kisel-på-safir-teknik. Trots den låga andelen av detta segment är det också i fokus för världens stora tillverkare, eftersom det kräver dyrare, högkvalitativa substrat med stora diametrar (12 tum).

Metalliseringspasta - ett material som används för att applicera kontakter på solceller och låta den genererade elektriska energin flöda från kiselsolcellen till nätet. Den största användningen av pastor observeras i solenergi.

Monocrystal-fabriken, en del av Stavropol-koncernen Energomera, är en av de få deltagare i vår rankning av de största exportörerna i söder som levererar färdiga högteknologiska produkter utomlands. Cirka 90 % av safirsubstraten för elektronik och pastor för metallisering av solceller producerade i Stavropol levereras till 50 asiatiska, europeiska och amerikanska företag verksamma inom elektronikindustrin. Det är osannolikt att någon kommer att kunna upprepa framgången med Monocrystal under de kommande åren. Det är för svårt att sätta ihop alla nödvändiga heterogena komponenter: att bevara prestationerna från den sovjetiska vetenskapsskolan, att bilda ett team av ingenjörer och chefer, och viktigast av allt, att se ett fritt "fönster" på den konkurrensutsatta internationella marknaden.

Spannmålsmärke

"Äder de safirer? Var, på fälten?”, en Stavropol-taxichaufför med 15 års erfarenhet verkade inte helt tro på min kommentar om att den största produktionen av syntetiska kristaller för tekniska ändamål i Europa är verksam i hans stad. "De skulle ha sagt direkt - till köpcentret," sammanfattar han, efter att ha hittat byggnaden av Monocrystal-fabriken på kartan. Flygeln till den tidigare industrilokalen, där taxin stod parkerad, visade sig faktiskt vara upptagen av butiker som sålde byggmaterial. Köpcentret är ett eko av 1990-talet, då före detta hemliga "lådor" av näringslivet nästan uteslutande uppfattades som fastigheter i staden. Monocrystal hade dock mer tur än många större sovjetiska elektronikfabriker, som vanligtvis låg i Moskvaregionen. "En stereotyp har länge bildats om Stavropol - det finns ingenting här förutom vete och råg. Det är svårt för våra och utländska affärsmän att bekämpa bilden som dyker upp i deras sinnen: berg av spannmål, och plötsligt någonstans bland dem - produktionen av kristaller. Elektronikindustrin förknippas vanligtvis till exempel med Zelenograd. Men i verkligheten finns det bara ruiner av den tidigare industrin. Anläggningen i Moskvaregionen, vars analog var dagens Monokristall, bröts upp i många små företag. Vi lyckades inte bara bevara anläggningen, utan också föra verksamheten till den globala nivån”, säger utvecklingschefen för Energomerakoncernen. Andrey Komkov.

Framtiden ligger i LED-ljus

Oleg Kachalov visar upp iPhonen och förklarar: "Jag köpte den på en av de taiwanesiska utställningarna när jag fick reda på att inuti smartphonen finns ett chip baserat på vårt substrat."

Produktionen av safirkristaller lanserades i Stavropol-fabriken 1984. Man antog att man, baserat på safirsubstrat, kunde skapa strålningsbeständiga mikrokretsar för militära behov. Vid den här tiden kunde ingen ha föreställt sig att tio år senare skulle den privatiserade Monocrystal påbörja förberedelserna för export av safirsubstrat till Asien och Europa. Det är anmärkningsvärt att den första gruppen av försäljningschefer bildades inte från tekniska specialister, utan från studenter vid Pyatigorsk Institute of Foreign Languages. ”Företaget hade ett ganska brett utbud av teknologier. Nu är det svårt att säga exakt varför ägarna fokuserade specifikt på att odla safirer: intuition, tur och förståelse för marknaden spelade en roll. Och viktigast av allt, cheferna för Monocrystal kände utländska företags intresse för produkten”, minns Komkov.

Idag råder det ingen tvekan om utländska partners intresse. Den globala safirmarknaden har vuxit med i genomsnitt 20 % per år under de senaste åren. Främst på grund av ökad efterfrågan på lysdioder. En av nyckelkomponenterna i produktionen av lysdioder är safirplattor i miniatyr - inom elektronikindustrin kallas de för substrat.

På tal om utvecklingsmöjligheter, citerar Monocrystal forskningsdata från oberoende byråer: kapaciteten på den globala LED-marknaden 2006 var 4,2 miljarder dollar, och 2011 förväntas kapaciteten mer än fördubblas - till 9,4 miljarder dollar. Det finns allvarliga skäl för en sådan prognos: i USA, i ett antal länder i Europa och Asien, finns det redan statliga program inom energibesparingsområdet som innebär en övergång från traditionella ljuskällor till mer ekonomiska LED. Det förväntas att LCD-TV-tillverkare och bilfabriker kommer att öka sina inköp av lysdioder.

Enligt chefen för försäljning och marknadsföring av Monocrystal Oleg Kachalov Under de senaste fem åren har kapaciteten i Stavropol-anläggningen ökat årligen med cirka 30–45 %. Nu, med hänsyn till kapaciteten hos Belgorod Atlas-fabriken som förvärvades i början av detta år, kan företaget producera cirka 200 ton syntetisk safir per år. "Vi förväntar oss en rejäl boom i efterfrågan på lysdioder från och med 2011. Vid det här laget kommer halvledarljuskällor redan att kunna konkurrera i pris med traditionella lampor. Det är bra för oss att högkonjunkturen inte kommer att ske i morgon - om två eller tre år kommer vi att ha tid att öka kapaciteten till optimal", konstaterar Kachalov.

Det här är ingen plats för nybörjare

Odlingsanläggningarna där safirer odlas ser enkla ut - en blank tank som är halv så hög som en man, indikatorer, spakar... Enligt experter verkar odlingsprocessen också enkel: 50 kilo aluminiumpulver, mer än 2000 grader Celsius, två veckor för tillväxt - det här är kristallen och redo. Som Andrey Komkov förklarar, monteras installationerna som utvecklats av Monocrystal-forskare vid den elektriska utrustningsfabriken som är en del av Energomera-koncernen: "Var och en av safirtillverkarna har en nära partner som producerar utrustning. Mekanismen för att odla kristaller har varit känd i nästan hundra år. Men varje tillverkare har sin egen utveckling. Om konkurrenterna fick vår utrustning skulle de antingen inte kunna arbeta med den, eller så skulle de lägga för mycket tid på anpassning.”

Monokristallchefer talar extremt noggrant om konkurrenter, de annonserar inte listan över köpare. Marknaden för syntetisk safir är smal och bakom kulisserna känner producenter och konsumenter varandra nästan vid namn. Stavropol-företaget levererar cirka 80 % av de safirsubstrat som exporteras till fabriker i Japan, Sydkorea och Taiwan. Resterande volym exporteras till Europa och Nordamerika. Efter att ha hört den förväntade frågan om köpare visar Oleg Kachalov den populära iPhone-smarttelefonen och förklarar: "Jag köpte den på en av de taiwanesiska utställningarna när jag fick reda på att det finns ett chip inuti smartphonen baserat på vårt substrat." Den växande användningen av safirsubstrat för produktion av högfrekventa mikrokretsar - det är samma som används i mobiltelefoner - är ytterligare ett, som Monocrystal tror, ​​bevis på riktigheten av den valda riktningen.

Världens tre ledande safirproducenter, tillsammans med Monocrystal, inkluderar det japanska företaget Kyocera och det amerikanska företaget Rubicon Technology, skapat av invandrare från Ryssland. För nybörjare, enligt Andrey Komkov, är vägen till safirmarknaden praktiskt taget stängd. "Investeringar i safirproduktion är inte så storskaliga med stora företags mått mätt. Det är i alla fall billigare än att köpa en engelsk fotbollsklubb. Det är dock svårt att förutse hur ett kunskapsprojekt kommer att utvecklas från grunden. Om projektet inte ger lönsamhet på nivån för kärnverksamheten kommer aktieägare i stora företag att börja ställa obehagliga frågor till ledningen. Vem behöver det? Därför, om de "stora killarna" kommer in i safirbranschen, kommer det bara att ske genom köp av en befintlig tillverkare," är Komkov övertygad. Oleg Kachalov tillägger att detta inte är den enda anledningen till att det är extremt svårt att komma ikapp dagens ledare: "Safirproducenter kan räknas på en hand. Om det dyker upp en nykomling kommer ökade krav att ställas på denne. Det kommer att ta lång tid att bevisa att det av någon anledning är bättre att köpa hans produkter. Nya aktörer kan ha en chans om det blir akut brist på safirsubstrat på marknaden. Men för närvarande ligger befintliga anläggningar före marknadens behov."

Läckageskydd

Utseendet på en artificiellt odlad safirkristall orsakar en liten besvikelse för en icke-specialist - utåt är dessa smälta glasblock, markerade för skärning med en markör. Det är sant att skärning av sådant "glas" endast kan göras med ett diamantbelagt verktyg. Monocrystal har fortfarande flera sovjetiska maskiner för bearbetning av kristaller, men huvudprodukten - wafers för substrat - skärs och poleras på japansk och europeisk utrustning som köpts under de senaste åren. Ungefär tusen rån två tum i diameter kan skäras från en kristall. Från en sådan platta - redan på japanska och taiwanesiska fabriker - tillverkas cirka 20 tusen substrat för produktion av konventionella lysdioder.

Den tystaste platsen i anläggningen är i korridoren framför slutputsrummet. Bakom glaset finns ett "rent rum" med ett ventilationssystem som tar bort dammmikropartiklar från luften. Situationen är tillräckligt lugn för att äntligen ställa Monocrystal-cheferna de svåraste frågorna – om hotet om personal- och teknikläckage. I stort sett är dessa frågor bland de viktigaste för Monocrystal.

Den sovjetiska skolan för materialvetenskap, som gav impulser till utvecklingen av Stavropol-anläggningen, ansågs vara en av de starkaste i världen. Det är ingen slump att amerikanska och europeiska företag fortfarande jagar grupper eller enskilda specialister från tidigare forskningsinstitut. Monocrystals nuvarande konkurrent, Rubicon-företaget, grundades av en av dessa grupper. En annan sådan grupp lanserade produktionen av syntetiska safirer i Belgorod - vid samma anläggning som senare köptes av Stavropol Energomera. En av åtgärderna för att skydda mot stöld av tekniska lösningar, enligt Andrey Komkov, är en genomtänkt informationspolicy. "Varje specialist känner bara till ett snävt arbetsområde. Genom att locka en sådan specialist kan du bara få ett fragment av kunskap om tekniken”, förklarar Komkov.

Icke-traditionell exportör

Under de senaste fem åren har kapaciteten hos Stavropol Monocrystal-anläggningen vuxit med 30–45 % per år

Frågan om att skydda know-how uppstår igen när vi flyttar till isolerade laboratorier där aluminium- och silverpastor och pulver för metallisering av solcellselement tillverkas. Initial erfarenhet av tillverkning av pastor ackumulerades av invånare i Stavropol tillbaka i sovjettiden - anläggningen utförde ett antal rymdbeställningar. De återgick till att tillverka pastor på Monocrystal för cirka fyra år sedan, när det blev uppenbart att efterfrågan på solpaneler i energibrista Europa hela tiden skulle växa. Enligt Oleg Kachalov har Monocrystal idag formuleringar som gör det möjligt att öka produktiviteten hos solceller jämfört med konkurrerande lösningar med tiondels procent. ”Även en sådan fördel på en mycket konkurrensutsatt marknad är allvarlig. Tillverkare av solceller sätter priser baserat på batteriernas prestanda, förklarar Monocrystal-chefen. – Med våra pastor ökar produktiviteten åtminstone lite. Det gör att batterier kan säljas till ett högre pris.”

Att konservera pasta- och pulverrecept är inte en lätt uppgift. Det är ingen idé att skaffa internationella patent. Patenten måste specificera sammansättningen och att avslöja den innebär att ge information till konkurrenterna. Det kommer att vara omöjligt att bevisa senare att någon kinesisk verkstad använde Stavropol-receptet. Hos Monocrystal anses en av de mest effektiva skyddsmetoderna vara den höga hastigheten för utveckling av nya recept för pastor och pulver.

Det är anmärkningsvärt att Monocrystal-chefer talar om problemen som traditionella ryska exportörer står inför som något av underordnad betydelse. Situationen på safirmarknaden är förutsägbar i många år framöver - det är uppenbart att tullarna sannolikt inte kommer att förändras dramatiskt. De politiska riskerna är minimala: det är svårt att föreställa sig att till exempel Japan eller Sydkorea skulle begränsa importen av substrat och därigenom förlama vissa av deras egna företag. Ägare och chefer för Stavropol-anläggningen är i större utsträckning bekymrade med frågorna om utbildning och bibehållande av personal och bevarande av know-how. Och, naturligtvis, frågan om investeringar. Nu överväger ägarna till Energomera en plan för en eventuell placering av Monocrystal-aktier på någon av börserna. Om förutsättningarna på börsen är gynnsamma kan placeringen ske i slutet av nästa år.