Производство сапфирового стекла в России

Ставропольский «Монокристалл» — мировой лидер по производству искусственных сапфиров, в том числе для Apple Watch

Ставропольское предприятие «Монокристалл» согласно отчёту аналитиков высокотехнологичных рынков Yole Developpement стало крупнейшим в мире по годовой выручке производителем искусственных сапфиров, пишет ТАСС. В 2014 году выручка компании составила восемьдесят семь миллионов долларов без учёта продажи алюминиевых паст.

«Монокристалл» производит стёкла для Apple Watch, писала Lenta.ru со ссылкой на Digitimes. Компания планирует занять 30% мирового рынка синтетических сапфиров до конца 2015 года.

М. Стулов / Ведомости

Четыре из десяти мировых лидеров в области производства светодиодов используют пластины сапфира «Монокристалла», восемь из десяти крупнейших мировых обработчиков сапфира используют слитки, выпущенные предприятием. Компания лидирует в производстве сапфиров для светодиодов и мобильной электроники. Продукцию используют в швейцарских часах, мобильных устройствах, светоизлучающих диодах для подсветки LED-телевизоров.

20% всех выпущенных в 2015 году искусственных сапфиров использует компания Apple: в линзах камер, считывателях отпечатков пальцев в iPhone, в пульсометрах Apple Watch и в их экранах. На экраны «умных» часов приходится 7% всех произведенных сапфиров. 2% сапфиров идут на экраны смартфонов: например, Huawei в прошлом году запустил версию смартфона Ascend P7 с сапфировым экраном. Крупнейший потребитель сапфира — производители светодиодов.

Распределение на рынке искусственного сапфира

«Монокристалл» производит пластины диаметром от двух до десяти дюймов — их можно использовать не только в небольших устройствах вроде часов, но и в крупных смартфонах и планшетах. 40% поставок компании приходится на двухдюймовые пластины — это размер Apple Watch.

В июле 2015 года «Монокристалл» вырастил рекордный кристалл синтетического сапфира массой в триста килограммов по собственной технологии — первый в мире. Ранее компания выращивала сапфиры в сто и сто сорок килограммов.

Второе направление деятельности предприятия — производство и продажа серебросодержащих и алюминиевых композиционных паст для солнечных батарей, в 2014 году с их учётом выручка компании составила сто восемь миллионов долларов. Более 98% продукции идёт на экспорт в двадцать пять стран.

Первый в мире трехсоткилограммовый кристалл синтетического сапфира

Сапфировый цилиндр и пластины после резки

Российский производитель выращивает искусственные сапфиры для смартфонов, планшетов и умных часов

Об искусственных алмазах известно давно, но с приходом в нашу жизнь высоких технологий появилась потребность синтезировать и другой минерал — сапфир. Именно он служит сырьем для производства высокопрочных оптических элементов.

Не для сережек

Впервые искусственный корунд синтезировал французский химик Огюст Вернейль в 1904 году. Искусственно выращенный минерал необходим не для изготовления ювелирных изделий, а для применения в промышленности.

Натуральный сапфир представляет собой оксид алюминия. Он имеет высокую степень прочности (вторую после алмаза), сильный блеск, повышенную термостойкость, плохо проводит электрический ток.

Природный камень достаточно дорог, а его добыча — трудоемкий процесс.

К тому же на территории России нет больших месторождений этого минерала. Поэтому возникла необходимость искусственно синтезировать камень, имеющий характеристики натурального, который можно будет выпускать в больших объемах.

Область применения выращенных сапфиров:

микро- и оптоэлектроника;
приборостроение;
оптика;
медицина;
производство мобильных телефонов, планшетов, игровых приставок.

«Волшебный» камень

В России выращиванием искусственных кристаллов с 2011 года занимается компания «Монокристалл». Производство ведется по методу Киропулоса, который позволяет получить камни высокого качества и большого размера весом до 300 кг.

Метод Киропулоса предполагает помещение в вакуум затравочного кристалла, к которому добавляется расплавленный оксид алюминия.

Температура постепенно понижается и происходит кристаллизация. Готовый сапфир вытягивается из расплавленной среды до определенного размера. По структуре он не отличается от натурального камня, имеет такой же физический, химический и оптический состав.

Основные виды сапфировой продукции, которые выпускает завод для продажи:

цилиндры;
подложки;
композиционные пасты на основе серебра и алюминия;
шестидюймовые пластины.

Цилиндры применяют для изготовления подложек, которые используются при производстве светодиодов, полупроводниковых схем.

ЗАО «Монокристалл» занимает лидирующие позиции в сфере производства искусственных кристаллов в мире. Товар продается в 25 стран мира. Объем производства составляет 50 % мирового рынка комплектующих для светодиодной продукции.

Кроме того, слитки российского производителя используют 80 % компаний, обрабатывающих сапфир.

Основные покупатели материала — производители мобильных телефонов, компьютерных мониторов и экранов телевизоров, систем освещения, солнечных батарей, оборудования для телекоммуникаций.

Ставропольский «Монокристалл» запустил производство сапфира больших и сверхбольших диаметров

16 сентября в Ставрополе,на заводе «Монокристалл» состоялся запуск серийного производства кристаллов искусственного сапфира больших и сверхбольших диаметров, которые применяются при производстве светодиодов, смартфонов и другой высокотехнологичной продукции.

Технология, разработанная специалистами «Монокристалл», является единственной в мире. Разработка собственной технологии, позволяющей выращивать сапфиры массой от 120 до 440 килограммов, а также отладка серийного выпуска таких кристаллов, осуществлялась на заводе с 2015 года.

Сверхбольшие сапфиры используются для изготовления из них пластин диаметром от 6 дюймов для производства светодиодов.

Стоимость инвестиционного проекта оценивается в 2 млрд рублей. По прогнозам компании, с вводом новых мощностей объемы годовой отгрузки завода вырастут на 1 млрд рублей.

В настоящий момент предприятие является лидером по производству искусственного сапфира в России (60% от общего объема рынка) и входит в тройку мировых лидеров по его выращиванию (более 25% мирового рынка), обладая уникальной технологией производства и высоким научно-техническим потенциалом. Более 80% продукции, выпускаемой предприятием, поставляется на внешний рынок ведущим компаниям США, Европы, Юго-Восточной Азии. Каждый второй смартфон в мире сегодня производится с использованием продукции «Монокристалла». В частности, сапфировые пластины российского производства применяются в последних моделях техники компании Apple.

Помимо искусственных сапфиров завод выпускает песты для производства солнечных батарей. Его доля на этом рынке составляет около 12 процентов.

В этом году завод завершает инвестиционный проект «Развитие технологии и расширение производства сапфира и сапфировых пластин для производства светодиодов, смартфонов и других промышленных применений» стоимостью 1,9 млрд рублей. Инвестиционный проект одним из первых получил поддержку по линии Минпромторга в виде субсидирования на реализацию новых комплексных инвестиционных проектов по приоритетным направлениям гражданской промышленности. Общий объем субсидий — более 75 млн рублей.

«Монокристалл»: российская компания держит половину мирового рынка

Российские промышленные предприятия зачастую добиваются колоссальных успехов не только на российском рынке, рынке стран СНГ или каких-либо региональных рынках, а показывают высочайший уровень на мировых рынках, являясь образцом для подражания и объектом пристального внимания со стороны конкурентов. Но почему-то СМИ если и упоминают об этом, то как-то вскользь, нехотя, словно боятся кого-то обидеть. А ведь таких предприятий довольно много.

Есть одно промышленное высокотехнологичное предприятие в Ставрополе, которое в одиночку удерживает почти половину мирового рынка. Никто из конкурентов не может с ним тягаться, даже целые страны, даже такие страны как Китай не в состоянии обойти его показатели.

АО «Монокристалл» из Ставрополя уже на протяжении нескольких лет производит 47% всего мирового синтетического сапфира и более 12% глобального рынка металлизационных паст, применяемых в производстве продукции для солнечной энергетики. Но несмотря на сегодняшние достижения, компания планирует нарастить объёмы производства вдвое уже в следующем году.

Примерное распределение по сферам применения сапфира

Основная сфера применения сапфира это светодиоды, для которых сапфир является базовым элементом. Массовое использование светодиодов началось в начале этого века для подсветки экранов мобильных телефонов, затем эту технологию получили ноутбуки, мониторы, телевизоры, смарт часы и другие мобильные устройства. Сейчас рынок светодиодного освещения растёт со скоростью 15%-20% в год и для АО «Монокристалл» найдётся работёнка.

Кроме светодиодов, сапфир применяется при производстве дорогих швейцарских часов (к примеру,

ROLEX), используется для защиты от царапин экранов смартфонов (Samsung, IPhone и другие). В конце концов, сапфир применяется при производстве обычных бытовых лампочек — АО «Монокристалл» поставляет сапфир для компаний Osram, Philips, LG и других. Стоит любому из посмотреть вокруг и обязательно мы увидим что-нибудь, где стоит сапфир АО «Монокристалл».

Примечательна и история создания компании. В 1999 году основатель компании Владимир Поляков купил этот тогда обанкротившийся завод за один миллион долларов, но купил он его не для того, чтобы устроить там базар или склады, а чтобы заниматься производством. Опыт налаживания производства у этого человека уже был — в дикие 90-е он продавал электросчётчики, на прибыль от которых он купил завод, производящий такие электросчётчики, и стал зарабатывать больше, а уже спустя годы купил завод «Аналог» — нынешний «Монокристалл».

Обязательно нужно упомянуть о технологических достижениях завода, причём этот список будет довольно длинным, но самые яркие должны быть известны всем. АО «Монокристалл» — единственная в мире компания, которая может выращивать сапфиры массой 300-350 кг.,причём многие из конкурентов и по сей день способны вырастить сапфиры не более 50-60 кг. АО «Монокристалл» — единственная в мире предприятие, которое продаёт сапфиры на все региональные рынки, включая такие как Китай, Южная Корея, США, Япония, а другие компании довольствуются частью своих региональных рынков. На продуктах «Монокристалла» ежегодно создают более 5 Гвт мощностей солнечных электростанций.

Не удивительно, что конкуренты вне себя от злости. В 2016 году были задержаны двое преступников, пытавшихся выкрасть технологию производства сапфиров с завода «Монокристалл».

Отрадно, что наши власти осознают весь масштаб происходящего и помогают заводу льготными государственными кредитами под 5% годовых в рублях на расширение производства, создают технопарки с участием «Монокристалла» и оказывают другие меры поддержки.

Мы все должны знать о таких предприятиях в бо́льших подробностях и гордиться не только российским вооружением, космосом и ядерными технологиями, но и такими примерами ежедневного технологического развития.

Российский сапфир дорос до Apple. Сможет ли российский производитель монокристаллов стать лидером мирового рынка

В отчете аналитической компании Yole Developement компания «Монокристалл» признана в 2014 году крупнейшим производителем сапфиров с объемом годовой выручки $87 млн, сообщает ТАСС. Это один из немногих производителей в отрасли, кому удалось закончить прошлый год с операционной прибылью. Компания также занимает 11% мирового рынка алюминиевых паст для солнечной энергетики.

Сапфир — второй по твердости материал после алмаза, который обладает хорошими оптическими свойствами, поэтому используется в производстве светодиодов, применяемых в подсветке LED-телевизоров и в освещении, а также в часовой промышленности и в производстве мобильной электроники.

«Монокристалл» обладает 30-летним опытом производства сапфира методом Киропулоса по собственной технологии, что позволяет ему выращивать монокристаллы сапфира весом более 100 кг.

В июле 2015 года ставропольский завод вырастил самый крупный кристалл сапфира в мире весом 300 кг (о технологии «выращивания» — читайте ниже). До конца года завод планирует увеличить мощность производства на 20% и занять 30% мирового рынка искусственных сапфиров.

Более того, в конце июня 2015 года появилась информация, что «Монокристалл» поставляет сапфировые стекла для Apple Watch, однако в самой компании данный факт не подтверждают. «Мы не комментируем слухи и домыслы», — заявил «Газете.Ru» представитель «Монокристалла».

В то же время источник, близкий к компании, рассказал «Газете.Ru», что у «Монокристалла» и Apple существует соглашение о конфиденциальности, не позволяющее разглашать подробности производства компонентов для смарт-часов.

О том, в чем сложность производства искусственных сапфиров, какие преимущества есть у российской компании и что стало залогом роста производства ставропольского предприятия, «Газете.Ru» рассказал руководитель направления по технологии производства новых материалов «Роснано» Владимир Кудряшов.

— Каковы основные этапы производства сапфирового стекла?

— Это стандартная технология, освоенная несколькими компаниями в мире. В качестве сырья используется мелкодисперсный порошок чистого оксида алюминия, который загружается в специальные ростовые реакторы, и дальше различными методами (в частности Киропулоса и Чохральского) из этого порошка выращивается монокристалл сапфира. Порошок разогревается выше точки плавления, и дальше из расплава вытягивается буля — большой, в 30–60 кг, кристалл. Сейчас умеют выращивать кристаллы и больше 100 кг.

Затем буля распиливается алмазными пилами. Из нее вырезаются цилиндры, или керны. Эти длинные большие цилиндры дальше режутся на пластины. После этого пластины полируются, шлифуются, и получается то, что называется сапфировым стеклом.

— Насколько дорогостоящая эта технология?

Эта технология довольно энергозатратна, поскольку, чтобы расплавить порошок, нужно большое количество электроэнергии. Это делается в специальных электрических печах. Амортизация оборудования и труд рабочих в сравнении с затратами на сырье и энергию уже не так существенны.

По времени процесс также очень затратный — кристалл может расти от нескольких дней до недели.

— Если сравнивать два решения, которые есть на рынке (закаленное стекло Gorilla Glass и сапфировое стекло), что из этого для производителей гаджетов предпочтительнее с точки зрения затрат?

— С точки зрения затрат сапфир, безусловно, дороже в силу высокой себестоимости. Алюмосиликатное стекло получается значительно дешевле, поскольку по сути представляет собой обычное закаленное стекло.

— Какие конкурентные преимущества сапфирового стекла перед закаленным можно отметить в первую очередь?

— В первую очередь оно, конечно, гораздо прочнее, ради этого все и затевается. Прочность сапфира 145 гигапаскалей, у алюмосиликатного стекла — 20, я тестировал Gorilla Glass — было где-то 30 ГПа.

То есть сапфир прочнее где-то в пять раз. Но при этом цена за квадратный метр сапфирового стекла где-то в десять раз выше.

— Насколько серьезные требования к качеству сапфировых стекол предъявляют ведущие производители гаджетов, в частности Apple? Есть какой-то стандартный набор тестов, чтобы определить, насколько стекло им подходит?

— Да, конечно. Стекла проверяются по модулю жесткости, по трещиностойкости. Характеристики определяются методом вдавливания. В ходе теста проверяется, при каком усилии появляются трещины. Но на самом деле материалы настолько разные, что у них часто разные показатели механической прочности и трещиностойкости. Сапфировые кристаллы используются уже давно. Например, в часовой промышленности они применяются для защиты часов.

Насколько я знаю, Apple сейчас используют сапфировые стекла только для своих «умных» часов и защиты фотокамер смартфонов.

— Были слухи, что сапфировое стекло будет использоваться в ограниченной партии iPhone 6s…

— Ну, вы знаете, эти слухи идут со времен iPhone 5s, и пока они не реализовались. Мое мнение, что сапфировые стекла в смартфонах не применяют из-за цены, их банально дороже делать.

— Какие основные игроки на рынке сапфирового стекла сегодня присутствуют в мире? «Монокристалл» завоевал почти 30% рынка. Кто их основные конкуренты?

— Исторически на этом рынке существует всего три крупных игрока. Помимо «Монокристалла» есть еще американская компания Rubicon и корейская Sapphire Technology Co Ltd. Есть и более мелкие производители, но эти три компании всегда конкурировали между собой на мировом рынке за три первые позиции. Как я понимаю, сейчас «Монокристалл» вырвался на первое место.

— Что позволило «Монокристаллу» так серьезно продвинуться на рынке?

— Компании Rubicon и Kyocera потеряли позиции, поскольку в 2011 году был максимум цен на сапфир. Мы сейчас говорим про сапфировое стекло, но в мире большая часть производимого сапфира идет на производство подложек для светодиодов. С развитием рынка LED-телевизоров для производства их подсветки использовалось все больше светодиодов. Это был огромный рынок для производителей сапфира и светодиодов. Когда пик в 2011 году прошел, случилось перепроизводство сапфиров, и цена на них упала. У производителей сапфира произошел кризис. При этом «Монокристалл» за счет совершенствования технологии и увеличения объемов производства смог существенно снизить себестоимость продукции, и это в конечном счете позволило стать ему компанией номер один на этом рынке.

В то же время источник в отрасли рассказал «Газете.Ru», что не верит в массовое применение сапфировых стекол при производстве смартфонов и других мобильных гаджетов. Технологии алюмосиликатного стекла развиваются не только у компании Corning (производителя Gorilla Glass), при этом перспектива сильно снизить стоимость производства сапфирового стекла сомнительна.

«Возможно, на сапфировые стекла перейдет только ограниченный сегмент премиальных аппаратов. Кроме того, хоть сапфир и прочнее, он одновременно и более хрупкий. Если алюмосиликатное стекло можно немного изгибать, то сапфир при любом изгибе дает трещину», — подытожил он.

Читайте также Толщина профиля окон ПВХ