Популярные Нано Технологии

Размещение материала

Для размещения материала в данном разделе заполните пожалуйста эту форму.

Кадры

Фотогалерея

Аналитика

Нюансы полупроводникового освещения / 01.04.2010

© Антон Шаракшанэ

Источник: Strf.ru

В массовом сознании светодиоды прочно ассоциируются с яркими и экономичными фонариками, которые уже полностью вытеснили традиционные и в народе называются китайскими. Эти фонарики — не бог весть какое технологическое достижение, на подходе кое-что посерьёзней — массовое внедрение светодиодного освещения. Поспеет ли наша промышленность за китайской?

Массовый переход на люминесцентные лампы совпал с моментом, когда появилась и альтернатива — полупроводниковый свет.

Комиссия по модернизации и технологическому развитию экономики России под руководством Дмитрия Медведева 23 марта приняла решение в рамках программы энергосбережения «Новый свет» развивать производство и ускоренное распространение светодиодных источников освещения, а не ртутных люминесцентных ламп, как предполагалось ранее. Преимуществами светодиодов перед ртутными лампами называют энергетическую эффективность, долговечность, хорошую цветопередачу и экологическую чистоту. Бесспорен пока только последний пункт, но уже ясно, что через два-три года и по остальным параметрам полупроводниковое освещение обгонит газоразрядное, и к тому моменту хорошо бы иметь в стране все высокотехнологичные компоненты его производства.

Производят ли светодиоды в России?

В настоящий момент в России растят экспериментальные гетероструктуры, получают научные результаты, но коммерчески доступные светодиоды на отечественной эпитаксии не собирают. Единственный полностью отечественный светодиод С-О ИРС-50, производства ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника», стоит существенно дороже более эффективных азиатских диодов той же мощности: 150 рублей за 60 люмен с ватта против 50 рублей за 80 люмен. Производитель обещает снижение стоимости, но при нынешних ценах остальные изготовители собирают свои светильники полностью на азиатских светодиодах.

Несколько производителей покупают уже разрезанные импортные кристаллы с нанесёнными контактами и корпусируют их, создавая почти отечественный светодиод. Но тоже почему-то дороже оригинала. Это значит, что продаж нет, образцы играют роль выставочных, реальная себестоимость может быть сколь угодно высокой и при этом не иметь значения. Уже можно хвастаться российским светодиодом, но масштабировать его производство нельзя.

Производитель светодиодов и светодиодной светотехники германо-финская компания OptoGan планирует выпускать светоды и полупроводниковую светотехнику для России в Германии и ставить на ней надпись «Designed in Russia» рядом с «Made in Germany». И в течение двух лет локализовать производство для российского рынка в Петербурге и на Уральском оптико-механическом заводе, для чего создано ЗАО «Оптоган». Благодаря тому, что акции ЗАО «Оптоган» принадлежат «Роснано», ОАО «РИК» и группе «Онэксим», это будущее локализованное производство предлагается называть отечественным.

Возможно ли в России разработать собственный светодиод?

Из всей цепочки по выпуску в России нет только технологии отделения сапфировых подложек от выращенных структур и их повторного использования. Кристалл приходится резать на чипы вместе с подложкой. Неотделённый сапфир не даёт отводить тепло, если оставлять его снизу, и мешает выйти свету, если кристалл переворачивать. Чип оказывается не только дорогим, но и существенно менее эффективным.

Можно заказывать отделение подложек, но для этого тоже нужны большие объёмы. Сотня подложек в год — цифра, кажущаяся внушительной любому российскому производителю, уже неинтересна тем, кому можно заказать этот процесс по выпуску.

Цену светодиода определяет в основном не стоимость рабочей силы (не столь уж дешёвой и квалифицированной в России), а затраты на приобретение оборудования и материалов, процентный выход годных структур и масштабы производства. Чтобы конкурировать с азиатскими и европейскими производителями, нужно покупать такое же дорогостоящее новейшее оборудование на тех же условиях и для воспроизводимости параметров запускать массовый выпуск идентичных структур. Разработка собственной технологической цепочки невозможна по той же причине, по которой полностью своей технологии не имеет никто в мире. Даже Nichia (Япония), производящая белые светодиоды дольше всех, имеет кросс-лицензии с основными конкурентами. А чем позже на светодиодном рынке появляется новый производитель, тем большую часть технологий он покупает у других. Яркий пример — корейская Seoul semiconductor, которая просто купила все технологии. Но про корейцев известно, что они не принимают неверных решений, работают как роботы и могут сколь угодно большие деньги полностью потратить на то, что планировалось. Можно ли применить корейский опыт в России? Вопрос, конечно же, риторический. Если говорить о научном наследии и инженерных кадрах, у нас и в этом нет преимуществ перед Кореей, с удовольствием массово приглашающей российских учёных и инженеров на рабочие места и зарплаты, существенно превышающие лучшие российские.

Но отечественный производитель надеется. Он уповает на бюджет программы «Новый свет». Выпускает экспериментальные чипы, диоды на импортных чипах, светильники на таких же диодах и составляет проспекты, в которых описывает полный цикл технологий как собственный, заявляя о готовности производить всё что угодно.

Представление о том, что Россия тоже выпускает собственные светодиоды и почти не отстаёт в технологическом плане, имеет для нас колоссальное вдохновляющее значение. Но пока их эффективность быстро растёт, светодиоды для общего освещения, скорее всего, будут покупаться в Азии. А смысл приобретать линии в расчёте на собственное производство появится с приближением к теоретическому пределу эффективности диодов, когда год технологического отставания не будет иметь столь большого значения. И этот момент близко: компания Cree уже продаёт светодиоды эффективностью 132 люмена с ватта и заявила о разработке чипа с параметрами 186 люмен с ватта. Теоретический предел составляет около 300 люмен с ватта.

Российские светодиоды на наших чипах отдают 60 люмен с ватта, и хорошо бы разработать или купить технологию, позволяющую получить хотя бы 100 люмен с ватта, но срок её окупаемости явно превосходит срок её актуальности.

Насколько оправдан переход на светодиодное освещение сегодня?

Практически любые конкретные цифры, если мы говорим о комплексном светодиодном светильнике, на поверку оказываются либо неверны, либо требуют настолько большого числа оговорок, что честнее говорить лишь о порядках величин. Так вот, согласно последним, эффективность современного светодиодного светильника соответствует ртутным люминесцентным лампам (50-100лм/Вт). Оба этих типа светильников на порядок эффективнее лампы накаливания (10-15лм/Вт) и немного уступают жёлтым натриевым лампам (150лм/Вт). Поэтому об экономии электроэнергии говорить можно только в перспективе, с увеличением энергетической эффективности коммерчески доступных светодиодов.

Однако на практике светодиодные светильники чаще сравнивают не с ртутными лампами, а с лампами накаливания (как в рекламе, когда щелочные батарейки сопоставляют с обычными, умалчивая, что под последними понимаются уже забытые многими солевые). И в этот момент возникает словосочетание «экономия электроэнергии».

Стоимость же светодиодных решений для общего освещения на порядок превосходит традиционные светильники на ртутных лампах. Другое дело, что такие лампы нуждаются в обслуживании, замене и утилизации, а светодиод, которому обеспечен корректный режим работы, сможет непрерывно светить десять лет.

Полные расходы на правильно спроектированное светодиодное освещение примерно соответствуют тратам на освещение лампами накаливания за один-два года и на газоразрядное освещение за десять лет (в гипотетической ситуации, когда освещение потребуется все 24 часа в сутки). Это только что достигнутое примерное равенство и ставится во главу угла энтузиастами светодиодного освещения.

Однако если газоразрядное освещение уже смонтировано, заменять его светодиодным экономически явно нецелесообразно. Если учесть быстрое падение цены на светодиодные изделия, использование дешёвых и эффективных люминесцентных ламп сейчас, то отложенная покупка более дешёвых и более эффективных полупроводниковых светильников ни на что не повлияет.

<< первая < пред. 1 2 след. > последняя >>

Авторизация

логин
пароль
Регистрация Забыли пароль?

Реклама нефтегаз

Анонсы событий