Москва, 30.09.2016

Америка доказала, что мы можем

Наука и технологии / Материаловедение Выдающиеся успехи фирмы Cree, ключевая технология которой имеет советские корни, доказывают, что на базе наших инноваций можно выращивать лидеров мирового хайтека
Фото предоставлено Санкт-Петербургским государственным электротехническим университетом (ЛЭТИ)
  1. Перегной истории
    Редакционная статья
  2. К оружию
    Сергею Шойгу досталась уже реформированная его предшественником армия. Поправив самые одиозные детали этой реформы, он устранит хронический конфликт военных с министерством, длившийся при Сердюкове. Договориться с военно-промышленным комплексом будет сложнее


Статья доступна только подписчикам журнала

Купив подписку на ONLINE-версию журнала, вы получите доступ ко всем архивным материалам журнала «Эксперт»
240 месяц
Подпишитесь, чтобы иметь полный доступ к материалам журнала «Эксперт»
Expert.ru Доступ к закрытым материалам на сайте Expert.ru
Журнал + Expert.ru Доступ к закрытым материалам на сайте Expert.ru + доставка печатной версии
Журнал «Эксперт» Доставка печатной версии журнала
Уже оформили подписку? Авторизируйтесь
* Без регистрации вы сможете читать статью только на том устройстве, и в том браузере,
с которого была произведена оплата. Чтобы иметь доступ с любого устройства создайте аккаунт

История американской компании Cree — блестящий пример создания мирового лидера хайтека на основе научных достижений. Сделав в конце 1980-х ставку на выращивание кристаллов карбида кремния (по своим свойствам он превосходит кремний, используемый как полупроводниковый материал в электронике), компания уловила восходящий тренд. Сегодня карбид кремния используется в светодиодах, в электронике судовых электрогенераторов, солнечных электростанций, ветряков, а также в энергетических установках электромобилей и высокоскоростных локомотивов. Пока он еще слишком дорог, но со временем должен вытеснить обычный кремний из силовой электроники. Cree активно работает над дальнейшим усовершенствованием и удешевлением технологии. Оборот компании превысил миллиард долларов (1,16 млрд), она обеспечивает 85% потребностей мировой индустрии в этом материале и занимает первое место в самых перспективных нишах его применения.

Особый интерес этой истории успеха придает тот факт, что технология выращивания кристаллов карбида кремния, которая уже больше двух десятилетий обеспечивает американцам мировое лидерство, родом из Советского Союза. На производственной площадке Cree ее по сей день совершенствуют наши соотечественники, обычные ученые, которые, как принято считать в России, не способны трансформировать научные разработки в промышленные технологии. Но если американцы построили выдающуюся высокотехнологическую компанию, используя наши технологические заделы и наших специалистов, то почему бы нам наконец не научиться делать то же самое?

Выросли только в Ленинграде

История началась в 1970-х годах, когда нашим ученым удалось вырастить большие кристаллы карбида кремния. Еще в 1950-е исследователям было ясно, что если изготавливать диоды, транзисторы, терристоры и другие элементы на карбиде кремния вместо обычного кремния, то они будут отличаться высокой надежностью — смогут стабильно работать при высоких температурах и в условиях повышенного радиационного фона. Кроме того, эти компоненты окажутся гораздо компактнее кремниевых, поскольку карбиду кремния не требуется охлаждение. «В конце 1950-х казалось, что можно перевести с кремния на карбид кремния всю электронику, в первую очередь транзисторы, — рассказывает Александр Лебедев, заведующий лабораторией в Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе РАН. — По этому поводу в мире поднялась волна энтузиазма». Однако энтузиазм этот быстро угас — все оказалось сложнее, чем казалось поначалу.

Чтобы массово применять карбид кремния в электронной промышленности, требовались объемные кристаллы большого размера, однородные по структуре и одинаковые по качеству. Только из таких слитков можно было нарезать тонкие пластины и затем использовать их в качестве подложек. Однако ни один из существовавших тогда методов получения этого материала не позволял выращивать нужные кристаллы (метод Лэли, самая совершенная на тот момент ростовая технология, давал на выходе плоские пластинки произвольной формы, очень разные и по структуре, и по свойства

Схема технологической установки для выращивания карбида кремния