Световой Клондайк

Полупроводниковый светодиод стал освещать пространство белым светом

Менее, чем за 20 лет, минувших с тех пор, как полупроводниковый светодиод стал освещать пространство белым светом, эта технология смогла стать ведущей на рынке освещения. В рынок, объем которого в 2016 году должен составить примерно 20 миллиардов долларов, сотни компаний всех мастей и национальностей уже вложили десятки миллиардов

«Световой Клондайк» — иначе не назовешь это странное явление, которым стал рынок светодиодного освещения в первое десятилетие XXI века. Светоизлучающий полупроводниковый диод, работающий на совершенно иных по сравнению с классическими лампами принципах, смешал все карты огромного мирового рынка общего освещения. Новичок, рожденный в далекой от освещения отрасли, совершенствовался столь стремительно, что всего за десять лет стал полностью конкурентоспособным по отношению к «классике». Сегодня КПД светодиодов достиг уже 60%, почти в десять раз превзойдя аналогичный показатель ламп накаливания, и продолжает увеличиваться. При этом срок его службы в десятки раз больше. Именно благодаря своей экономичности, долговечности и неприхотливости в эксплуатации новый источник света начал жестко вытеснять классические лампы.

• В результате рынок, где более полувека царствовал десяток крупных игроков, за несколько лет был буквально заполонен компаниями, желающими заработать на «энергосберегающем тренде». Эффект обещает быть впечатляющим. Сегодня на освещение тратится 20% всей потребляемой в мире энергии. Результатом светодиодной революции станет двукратное сокращение мировых расходов на освещение — что эквивалентно двум годам освещения всей территории США.

Основная интрига разворачивающейся революции — освоение светодиодами одного из самых крупных сегментов рынка общего освещения, потребительского. Когда и, главное, в каком обличье новый источник света придет в дома рядовых обывателей?

Первые белые

• Развитие промышленных технологий изготовления полупроводниковых источников излучения, к классу которых принадлежат и светодиоды, началось в 1960-е годы. Тогда при участии нашего нобелевского лауреата Николая Басова был открыт принцип работы полупроводникового лазера и создана новая отрасль — оптоэлектроника, которая со временем освоила серийный выпуск полупроводниковых диодов, излучавших в том числе видимый свет. На рубеже 1970-х появились первые результаты прорывных исследований Жореса Алферова и других ученых из Физико-технического института им. А. Ф. Иоффе, которые спустя четверть века сыграют не последнюю роль в создании светодиодного источника белого света. На примере арсенида галлия, полупроводникового материала, Алферов показал, что из тонких пленок полупроводниковых материалов можно сформировать сложные многослойные конструкции (гетероструктуры), позволяющие многократно увеличить выход света.

Именно на основе гетероструктур в дальнейшем стали создавать так называемые сверхяркие светодиоды, которые можно было использовать в светотехнике. Промышленный выпуск сверхярких светодиодов, излучавших красный свет, первой наладила компания Hewlett-Packard. Позже появились яркие оранжевые и желтые диоды на основе фосфидов и арсенофосфидов галлия. Эти светодиоды оказались востребованы в автомобильной индустрии. Однако в источники света для общего освещения они не годились. Чтобы получить белый свет требовалась синяя составляющая спектра — нужно было создать сверхяркий синий светодиод.

• Первый светодиод, излучавший синий свет, сделала еще в 1970 году группа Дж. Панкова в лаборатории компании IBM. Исследователи использовали нитрид галлия — материал, ставший впоследствии основным для промышленного изготовления ярких синих светодиодов. КПД этого диода составлял ничтожные доли процента, и руководство IBM не придало значения открытию своих сотрудников. Зато «подсказку» Панкова подхватили десятки научных лабораторий и компаний по всему миру — они бросились «извлекать» синий свет из нитрида галлия.

«На то, чтобы создать эффективный источник синего света — сверхяркий синий светодиод, были направлены большие средства, — комментирует Александр Юнович, профессор физфака МГУ. — Но сделать это долго никому не удавалось». Прорыв в итоге совершили японцы.

• Во второй половине 1980-х **Исаму Акасаки, профессор ***Университета Нагоя, сумел ввести в нитрид галлия атомы магния. За счет этого он получил сравнительно высокий выход светового излучения — КПД лабораторных образцов его синих светодиодов составлял 1–2%.

Судзи Накамура, инженер японской корпорации Nichia, первым в мире сделал яркий светодиод, излучающий белый свет

Научный прорыв в 1995 году использовал молодой сотрудник японской корпорации Nichia Судзи Накамура. Накамура подошел к делу по-инженерному: он объединил результаты, полученные группой Акасаки, и идеи команды Алферова — из нитрида галлия с примесями магния он сформировал гетероструктуры по тому же принципу, как их делали в Институте им. А. Ф. Иоффе из арсенида галлия. Результат ошеломил всех — синий светодиод на основе гетероструктур нитрида галлия преобразовывал электрическую энергию в свет с фантастическим для того времени КПД 9%. Препятствий на пути к светодиодному источнику белого света больше не было.

• Оставалось подобрать такой состав люминофора (люминофор — сложная химическая субстанция, которая возбуждается излучением, исходящим от кристалла, и испускает собственное излучение), чтобы часть испускаемого синего излучения проходила сквозь люминофор, не взаимодействуя с ним, а часть преобразовывалась в излучение желтого цвета. Это смешение должно было дать белый свет. Поскольку Nichia занимала на тот момент 25% мирового рынка люминофоров, лучшие в мире люминофоры оказались под рукой у того же Накамуры. Он в итоге и сделал первый яркий белый светодиод. Это было в 1996 году.

Путь в высший свет

• Следующие десять лет около десятка мировых компаний — как новых, так и маститых, — боролись за рост световой отдачи белых светодиодов (световая отдача — основной параметр эффективности источника света, показывающий, какой световой поток можно получить, подведя к данному источнику 1 ватт электрической мощности). В 2002 году она составляла около 20 лм/Вт (люмен на ватт) — примерно столько же, сколько у обычной лампы накаливания. Стоили светодиоды при этом 170–200 долларов за 1 000 люмен (килолюмен) отдаваемого светового потока. Это было в сотни раз дороже, чем у лампы накаливания (0,3 доллара за килолюмен) и у люминесцентной лампы (0,6 доллара).

Светодиоды с такими параметрами не могли прийти в отрасль общего освещения, но они нашли применение в тех областях, где оказались важнее такие их преимущества, как надежность и долговечность. «Благодаря высокой надежности, длительному сроку службы, миниатюрности и легкой адаптации к различным конструктивным исполнениям первые белые светодиоды, несмотря на относительную дороговизну, стали использоваться в автомобилях, включая фары для дорогих марок; в медицинской аппаратуре, в частности в эндоскопах и для освещения операционных; а также в системах автономного и аварийного освещения — в шахтерских фонарях, сигнальных маячках, навигационных огнях», — рассказывает Александр Закгейм, заместитель директора по научной работе НТЦ микроэлектроники и субмикронных гетероструктур РАН.

• Ведущие производители светодиодных чипов между тем искали способы увеличить светоотдачу нового источника света, а также удешевить сам процесс выращивания гетероструктур нитрида галлия (см. «Излучающий свет»). Серьезных подвижек удалось достичь, в частности, за счет подбора таких режимов выращивания слоев нитрида галлия, которые позволяли получить структуры высокой степени чистоты. Хороший эффект дали и попытки профилировать поверхность полупроводникового кристалла — ее стали делать не гладкой, а с неоднородностями. Параллельно компании химического профиля улучшали свои люминофоры — старались свести потери в них к минимуму.

За счет этих усилий уже к 2006–2007 году светодиоды повзрослели достаточно, чтобы составить серьезную конкуренцию традиционным лампам. Их световая отдача сравнялась со световой отдачей люминесцентных ламп — 65–80 лм/Вт (см. схему 1). Цена все еще оставалась сравнительно высокой — 30–50 долларов за килолюмен (см. схему 2), но при прочих равных светодиоды стали все чаще «перевешивать» классические источники света (см. «Преимущества светодиода» внизу). Вытеснят всех

• Чтобы облегчить светодиодной технологии вход на рынок общего освещения, в Японии, США, Южной Корее и некоторых других странах были разработаны государственные программы поддержки. Бюджет американской светодиодной программы 2010 года составлял 140 млн долларов. Помимо программ были введены технологические коридоры, предусматривающие вывод из эксплуатации низкоэффективных традиционных источников света. В США выпуск ламп накаливания мощностью 100 Вт прекратился с этого года, а лампы на 40 и 60 Вт подпадут под запрет с 2014-го.

Производители светодиодов между тем продолжают активно совершенствовать технологию. Световая отдача лучших современных серийных светодиодов достигла 160 лм/Вт. Другими словами, светодиоды по эффективности превзошли натриевые лампы высокого давления — самые эффективные из традиционных источников света (их световая отдача составляет 140–150 лм/Вт). И 160 лм/Вт — это не предел. В апреле этого года в лаборатории американской компании Cree, ведущего производителя светодиодных чипов и светодиодов, было достигнуто рекордное значение световой отдачи — 254 лм/Вт (это уже совсем близко к теоретическому пределу светоотдачи для белых светодиодов — около 300 лм/Вт). «В нашей компании лабораторный результат световой отдачи становится доступным на рынке в серийной продукции через два с половиной — три года, — утверждает Юрий Дорожкин, директор по продажам Cree в Западной Европе. — Причем по мере того, как Cree выходила на все более высокие уровни световой отдачи, ученым уже несколько раз, в частности в 2005-м и 2010 годах, приходилось пересматривать практический максимум световой отдачи белых светодиодов в сторону увеличения». Cree инвестирует в R&D около 10% своего оборота. В прошлом году это составило 100 млн долларов.

Джон Эдмонд (на фото) и Джон Палмор — соучредители американской компании Cree, мирового технологического лидера в области светодиодов для общего освещения

• Быстрый прогресс в эффективности светодиодов сопровождается падением их цены — к настоящему моменту она снизилась до 5 долларов за килолюмен — это еще дороговато, но цена уже не запредельная (для сравнения: так называемая энергосберегающая компактная люминесцентная лампа обходится в 3,5 доллара за килолюмен). Участники рынка ожидают, что к 2015 году новые источники света подешевеют до 2 долларов за килолюмен.

Интересно, что с точки зрения логики развития НТП революция в отрасли освещения, вылившаяся в вытеснение классических ламп светодиодами, — явление вполне закономерное. Более того, вытеснение продолжится и будет носить характер тотального.

«Приход светодиодов в сферу освещения отражает общемировую тенденцию замещения вакуумных приборов более экономичными, надежными и миниатюрными твердотельными, — говорит Александр Закгейм. — В середине двадцатого века то же самое происходило в радиоэлектронной отрасли — там радиолампы были практически повсеместно заменены транзисторами. А недавно мы стали свидетелями практически полного вытеснения электронно-лучевых трубок жидкокристаллическими дисплеями».

Прогнозы аналитиков рынка подтверждают инженерную точку зрения. Согласно McKinsey, в ближайшие пять лет рынок светодиодного освещения будет расти на 35% в год и к 2016 году достигнет 40 млрд евро. Светодиоды при этом займут 40% рынка источников света (сегодня 7–10%). К 2020 году аналитики обещают объем рынка в 65 млрд евро и долю около 60%.

Просчитавшиеся

• Стремительность развития светодиодных технологий на фоне «зеленых» настроений привлекла на рынок очень большое число производителей светодиодных чипов и самих светодиодов. В результате инновационный источник света вдруг стал почти ширпотребом. Однако не все, кто пришел на «световой Клондайк», сделали правильные ставки.

Условно разделим компании — носители светодиодных технологий на две категории. К первой отнесем производителей, которые изначально «затачивали» свои светодиоды под общее освещение. Прежде всего это американская Cree, выросшая из крошечного стартапа, созданного в конце 1980-х при Университете штата Северная Каролина. Стартап оказался более чем успешным: сегодня Cree — мировой лидер в области светодиодов для общего освещения. К слову, и здесь, на этапе промышленного становления светодиодной технологии, тоже не обошлось без участия нашей ведущей научной школы. Выходец из Института им А. Ф. Иоффе Владимир Дмитриев, в начале 1990-х перебравшийся в Университет Северной Каролины, и целая группа привлеченных им коллег из Института им. А. Ф. Иоффе по заказу Cree занимались отработкой технологии выращивания структур нитрида галлия на подложке из карбида кремния. Судя по тому, что Cree быстро стала одним из лидеров новой отрасли, наши ученые справились с задачей неплохо. На сверхярких светодиодах для общего освещения сосредоточилась и компания Philips Lumileds, созданная в свое время как СП Philips и Hewlett-Packard.

• До середины 2000-х производители этого пула зарабатывали в основном в нише архитектурной подсветки зданий — первой нише рынка общего освещения, где светодиоды быстро завоевали популярность в силу своей надежности и долговечности.

Здесь же назовем еще две фирмы. Это немецкая Оsram OptoSemiconductor и уже знакомая нам японская Nichia, осваивавшая со своими белыми светодиодами главным образом нишу световых информационных табло.

Philips и Оsram — крупнейшие производители традиционных ламп, до недавнего времени — законодатели мод на рынке общего освещения. Они не просто так перекачивали деньги из лампового бизнеса в развитие инновационной технологии, обещавшей рано или поздно подорвать их основной бизнес. Они рассчитывали до поры до времени попридержать полупроводникового чужака, а впоследствии сами «оседлать» новое светодиодное направление, дабы избежать смены лидеров рынка при смене ключевой технологии в отрасли. Вполне возможно, им бы это удалось, если бы не непредсказуемые события 2010 года.

• Вторую большую категорию носителей светодиодных технологий составляют компании, специализировавшиеся на выпуске светодиодов для подсветки экранов телевизоров, жидкокристаллических компьютерных мониторов и разного рода мобильных устройств (сотовых телефонов, фотокамер, навигаторов и т. п.). Это Samsung LED, LG Innotek, Toshiba, Sharp и проч.

Поскольку рынок подсветки стационарных и мобильных устройств по своим масштабам превосходил все остальные ниши, где к тому времени начали применять белые светодиоды, этот второй пул был намного толще и жирнее первого.

До конца 2000-х эти две категории компаний на рынке практически не пересекались — их чипы и светодиоды были ориентированы на разные ниши.

• За это время и те и другие обзавелись серьезными производственными мощностями. В первую очередь инвестиции делались в базовый, наиболее капиталоемкий этап технологической цепочки — стадию выращивания полупроводниковых гетероструктур и формирования из них светодиодных чипов (см. схему 3). Инвестировали и те и другие, но компании, работающие на рынке подсветки, наращивали активы быстрее. По словам Евгения Долина, генерального директора Некоммерческого партнерства производителей светодиодов и систем на их основе, в течение 2010 года в Японии, Южной Корее, Китае, Таиланде и Малайзии в эпитаксиальные реакторы и сопутствующее оборудование для изготовления светодиодных чипов было вложено порядка 8 млрд долларов — это две трети всех вложений, сделанных в тот период в светодиодную индустрию в целом в мире. В итоге, к примеру, Samsung LED располагал 640 эпитаксиальными реакторами (стоимость одной такой установки в среднем составляет 1 млн долларов). Для сравнения: Osram OptoSemiconductor, крупнейшая компания из первого пула производителей, имела всего порядка 50 единиц подобного оборудования.

Ответ на вопрос «Зачем им столько?» — в стремительных темпах, которыми их рынок рос в 2009 году. Тогда сегмент подсветки мобильных гаджетов прибавил 45%, достигнув 3,4 млрд долларов, а сегмент подсветки стационарных экранов и мониторов вообще показал пятикратный рост, дотянув до 2,75 миллиарда. Расширяя производственные мощности, компании второго пула рассчитывали, что ралли продолжится. Однако их ожидания не оправдались: за 2010 год рынок подсветки стационарных экранов подрос всего на 5,3%, а «мобильной» и вовсе остался на прежнем уровне.

Производителям чипов и светодиодов из «подсветочного» пула пришлось срочно искать, чем загрузить свои избыточные мощности.

Смена лидеров

• Светодиоды к тому времени сделали более чем серьезную заявку на роль источника света для общего освещения: к 2010 году световая отдача серийных изделий достигла 110–115 лм/Вт. Таким образом, по эффективности новые источники света превзошли лампы накаливания в 10 раз, а люминесцентные (в том числе так называемые энергосберегающие) — в 2–2,5 раза. Их цена при этом опустилась до уровня 13 долларов за килолюмен. По данным Strategies Unlimited, именно за 2010 год, когда рынок подсветки практически встал, рынок светодиодного освещения увеличился на 44% — до 1,8 млрд долларов.

Этот рост привлек в нишу общего освещения игроков с рынка подсветки. Samsung LED, LG Innotek и некоторые другие игроки из второго пула в новой для них сфере общего освещения оказались во многом успешнее «хозяев». Их козырями стало отлаженное крупносерийное производство.

«Компаниям, которые работали на рынке подсветки, пришлось переориентировать лишние мощности на выращивание чипов для светотехники. А чтобы куда-то их сбывать, они стали в пожарном порядке развивать собственные светотехнические программы, — рассказывает Евгений Долин. — Так на рынке источников света для общего освещения появились, в частности, светодиоды Samsung LED. По параметру доллар за килолюмен они оказались вполне конкурентоспособны. Теперь эти светодиоды — хит продаж в Европе».

По некоторым данным, доля Samsung LED в сегменте светодиодов для общего освещения сейчас больше, чем у Philips Lumileds и Osram OptoSemiconductor вместе взятых. А самым крупным производителем светодиодов для общего освещения является молодая инновационная Cree, из первого пула, как и Samsung LED, не имеющая «светотехнических корней». Ей же принадлежит технологическое лидерство в отрасли. Другими словами, случилось то, чего больше всего опасались ламповые гранды Philips и Оsram: на рынке источников света произошла смена лидеров.

• Помимо «подсветочников» на перспективный рынок общего освещения решили зайти и совсем случайные игроки: капиталы из многих стагнирующих после финансового кризиса отраслей потекли как в дорогую базовую стадию, так и в менее капиталоемкие этапы изготовления конечной продукции. Появление большой толпы производителей обрушило цены на рынке светодиодных чипов. А самих чипов и светодиодов стало чересчур много.

«До 2010 года светодиоды никогда не были рыночным товаром. Их производили только профессионалы и потребляли только профессионалы. Подсветка для экранов, сигнальные огни, общее освещение на начальной стадии развития этого рынка — это было даже не В2В, а М2М — Manufacture to Manufacture, — подчеркивает Евгений Долин. — Теперь же светодиоды стали чем-то вроде ширпотреба».

Константин Зелинский и Дмитрий Коновалов — основатели компании «Фокус», первого российского предприятия, наладившего производство светодиодных светильников

• Это было бы полбеды, если бы не еще одно обстоятельство — на рынок источников света оказалась выброшена смесь из светодиодов разного назначения — «подсветочных» и предназначенных для общего освещения. Непрофессионал практически не в состоянии отличить одно от другого, а помочь ему некому: ни отраслевых стандартов качества, ни тестовых лабораторий, ни сертификационных центров, заключению которых можно было бы доверять, в молодой светодиодной отрасли еще нет. А ведь по большей части именно непрофессионалы стали делать конечный продукт — светильники со светодиодами, без труда выйдя на третий, самый «дешевый» уровень технологической цепочки создания светотехники со светодиодами (см. схему 3).

В итоге светодиод как надежный и долговечный источник света в глазах потребителей оказался дискредитирован.

«Массовый поток маломощных подсветочных светодиодов, изначально не предназначенных для применения в осветительных приборах, приводит к дискредитации идеи светодиодного света», — поясняет Юрий Дорожкин. Естественно, такая ситуация создает риски для многомиллионных инвестиций, которые производители высококачественных «осветительных» светодиодов направляли и направляют на то, чтобы снижать цену своих изделий без ущерба для срока их службы и качества света.

Бум в сонном царстве

• До России последствия обрушения цен на светодиодные чипы докатились в самый неудачный момент — именно тогда, когда в стране предпринимались попытки вырастить собственных производителей чипов.

Светодиоды пришли на российский рынок общего освещения гораздо раньше, чем надулся чиповый пузырь, — в 2006–2007 годах. Одними из первых их подхватили инженеры-электронщики из подмосковного Фрязина, до этого выпускавшие электронику и зарядные устройства для спецфонарей. Они создали компанию «Фокус» и стали делать светильники со светодиодами фирмы Nichia. «Мы выходили на рынок светодиодного освещения, когда его емкость была нулевой, — рассказывает Александр Романовский, директор по маркетингу компании “Фокус”. — В светотехнике познаний ни у кого из нас не было. Специалистов по маркетингу и продажам тоже не было. Решения принимали интуитивно».

• Среди первопроходцев были также казанская компания LEDEL и питерская «Светлана Оптоэлектроника».

«В Европе в то время светодиодное освещение внедрялось уже повсеместно, в особенности в архитектурной подсветке. А у нас в России были только эпизодические проекты», — вспоминает Григорий Иткинсон, в то время генеральный директор «Светланы Оптоэлектроника».

В России инновационную технологию первым оценил сегмент промышленного освещения — крупные предприятия, располагавшие обширными площадями, которые нужно было освещать круглосуточно. Для этой категории потребителей решающим фактором стала возможность радикально снизить затраты на замену ламп.

«Крупные предприятия вынуждены содержать специальные службы, единственная обязанность сотрудников которых — каждый день ходить по территории предприятия и менять перегоревшие лампочки, — рассказывает Антон Булдыгин, руководитель отдела разработки светодиодных светильников компании “Световые технологии”. — И это норма жизни для больших предприятий». При средней окупаемости светодиодных светильников того времени 7–10 лет крупные компании за счет обнуления эксплуатационных расходов могли отбить их всего за год-три.

В 2010 году ситуация на отечественном рынке светодиодов и светодиодных светильников изменилась кардинально — в сонном царстве начался настоящий бум. Во многом его спровоцировала активность государства — одним из основных пунктов повестки дня высшей политической власти стало энергосбережение. Был принят Закон об энергосбережении и энергоэффективности, в котором впервые были прописаны механизмы энергосервисных контрактов и принципы энергоаудита. На этой волне светодиод, главное преимущество которого — низкое потребление электроэнергии, стал героем дня. Государство также попыталось организовать в сфере источников света нечто вроде технологического коридора — было объявлено, что с 2011 года будет введен запрет на производство ламп накаливания мощностью 100 Вт. В будущем власти пообещали наложить табу и на их 60–ваттные аналоги. В качестве замены «лампочкам Ильича» рассматривались именно светодиоды, а не компактные люминесцентные лампы, как в других странах, переходивших с ламп накаливания сначала на люминесцентные лампы и только потом на светодиоды (см. «Смерть российских ламп»).

• Эти и другие события стали причиной взрывного роста внутреннего рынка светодиодов: по оценкам «Фокуса», его объем за 2010 год увеличился в три раза — с 40 до 120 млн евро. А в 2011 году, как подсчитали в «Оптогане», рынок вырос уже до 180 млн долларов.

Вход на падающей марже

• Заработать на рынке, который растет на глазах, захотели многие, а низкий порог входа на третий уровень отраслевой пирамиды передела мало кого смог остановить. В итоге на национальный рынок вышли сразу несколько сотен (по некоторым оценкам — до 600) небольших и совсем мелких производителей светильников на светодиодах (для сравнения: осветительную технику на традиционных источниках света в нашей стране делают всего несколько десятков компаний). В большинстве своем это были случайные игроки. Они пытались брать низкой ценой и для этого использовали дешевые компоненты сомнительного происхождения, чаще всего китайские.

Это обстоятельство до сих пор портит реноме светодиода на национальном рынке и серьезно осложняет жизнь ответственным производителям — небольшим компаниям, которые в период бума создавали выходцы из радиоэлектронной отрасли (к слову, первопроходцы национального рынка — «Фокус», «Светлана Оптоэлектроника» и LEDEL тоже имели радиоэлектронный бэкграунд). А им и без того оказалось сложно работать на незнакомом для них рынке светотехники: радиоэлектроники, будучи профессионалами в области полупроводниковых приборов, коим является светодиод, ничего не понимали в светильниках как рыночном продукте. Совершали маркетинговые ошибки, учились на ходу, но тем дороже следует ценить их заслуги — именно компании с радиоэлектронными корнями задали устойчивый рыночный тренд на светодиодную революцию.

• Именно в конце того же 2010 года на рынок светильников вышел и «Оптоган». На старте проекта «Оптоган», основанный выходцами из Института им. А. Ф. Иоффе, позиционировал себя как носитель уникальных компетенций в сфере создания гетероструктур нитрида галлия и намеревался работать на рынке как производитель светодиодных чипов. Однако

«они вышли на рынок как раз тогда, когда из Юго-Восточной Азии хлынули огромные объемы “избыточных” чипов и светодиодов, и ценовое давление оказалось слишком велико, — поясняет Евгений Долин. — Запусти “Роснано” этот проект на год раньше, “Оптоган”, возможно, успел бы снять сливки со своих чипов».

В итоге оптогановцам пришлось делать сами светодиоды и на их базе налаживать выпуск светильников, то есть браться за то, в чем компетенций у компании не было. Однако в той ситуации это была единственно возможная схема, позволявшая заработать хотя бы на конечном продукте. «Мы были вынуждены развиваться по цепочке производства вверх. Потому что, имея всего три эпитаксиальных реактора, мы бы не смогли конкурировать с мировыми гигантами — производителями чипов, — объясняет Алексей Ковш, исполнительный вице-президент “Оптогана”. — Теперь мы — самая маленькая в мире вертикально интегрированная компания (оборот “Оптогана” в 2011 году составил 20 млн долларов. — “Эксперт”), которая контролирует всю цепочку — вплоть до конечного потребителя».

• Что касается производителей светотехники с традиционными источниками света, то эти достаточно крупные компании поначалу предпочитали не замечать неказистые «светящиеся точки». Они признали светодиоды только в 2011–2012 году, когда новые игроки, подхватившие инновацию, стали отъедать у них рынок. Первыми из этой категории созрели «Световые технологии», ведущий российский производитель «классического» света. В прошлом году компания разработала несколько десятков моделей светильников на основе светодиодов Nichia, Cree, Samsung LED и LG Innotek. Второй по весу игрок рынка «классического» света, Boos Lighting Group, начинает развивать светодиодное направление только сейчас.

Между тем структура использующихся в нашей стране источников света такова, что в России светодиодам по идее должно быть проще прокладывать себе дорогу, чем в других странах. У нас им не приходится конкурировать с компактными люминесцентными лампами и противостоять люминесцентно-ламповому лобби (см. «Смерть российских ламп»). Им нужно вытеснять главным образом лампы накаливания.

«Если в Европе на лампочки накаливания приходится всего 12 процентов всех источников света, то в России — больше 50 процентов, — утверждает Алексей Ковш. — А с лампочками накаливания конкурировать легко». Правда, бо́льшая часть лампочек, с которыми “легко конкурировать”, сосредоточена в домохозяйствах — сегменте, где светодиодная революция еще не свершилась.

Что светит обывателям

• Потребительский сегмент — самый крупный на рынке общего освещения (по обороту он составляет примерно 40% всего рынка). Тот факт, что граждане в подавляющем большинстве продолжают покупать привычные стеклянные колбы, ведущие игроки рынка светодиодного освещения расценивают как вызов. В каком же обличье их светодиоды будут завоевывать жилища рядовых обывателей? На этот счет просматривается два альтернативных подхода.

Первый предполагает, что существующая концепция люстр и торшеров сохранится и с наступлением эры светодиодов. Под эту «установку» производители разрабатывают так называемые ретрофиты — светодиодные источники света, имеющие форму лампочек со стандартным цоколем, которые можно вкрутить в любимую люстру взамен традиционных (см. схему 4).

• Первыми ретрофиты начали создавать и осваивать в Японии и Соединенных Штатах.

В Америке еще в 1999–2000 годах было выдано огромное количество патентов на “ежики” — “лампочки” со стандартным цоколем, состоявшие из торчавших во все стороны пятимиллиметровых светодиодов», — рассказывает Евгений Долин.

Сегодня больше всех ретрофиты покупают японцы. В 2011 году в этой стране было продано более 24 млн штук из без малого 40 млн, реализованных по всему миру. Прогноз на 2012 год — 40 млн штук, что составит две трети мирового объема продаж. Цена нового источника света в Японии — более 27 долларов, но японцев это не пугает.

• В Европе ретрофиты большой популярностью не пользуются. Хотя и здесь есть свои светодиодные «лампочки» высокого уровня. «Ретрофит компании Philips имеет форму грибочка, шляпка которого разделена на четыре дольки. В каждой дольке — желтые “глаза”, как у стрекозы, — описывает Евгений Долин последнее поколение светодиодных “лампочек”. — Это действительно хорошие источники света, они светят равномерно во все стороны. Торшер, к примеру, будет освещен весь — так же как с обычной лампой». Барьером для массового проникновения таких “лампочек” является их цена — около 50 евро за аналог 60-ваттной лампы накаливания. Ожидается, что спрос на ретрофиты оживится, когда в странах ЕС они будут стоить 10 евро, а в США — 15 долларов.

Российский потребительский рынок пока ведет себя достаточно вяло. Сказывается, в частности, то, что многие продвинутые потребители, решившие попробовать первые появившиеся на рынке ретрофиты, испытали разочарование — светодиодные “лампочки” освещают помещение так, что светло только внизу, а потолок и верхние ярусы мебели остаются в темноте. Это ошибка производителей. Многие из них, особенно на первых порах, не учли, что светодиод, в отличие от традиционных ламп, является направленным источником света — он излучает свет только в одной плоскости.

–

Ретрофитный подход подкупает относительной легкостью своего внедрения. Однако ретрофиты никогда не позволят реализовать те широкие возможности управления освещением, которые дает светодиод.

«Освещение можно будет сделать распределенным, рассредоточив маленькие светодиодные источники по всему помещению — откроется поле для огромного разнообразия дизайнерских решений, — уверен Антон Булдыгин. — Кроме того, появится свобода выбора — вы сможете осветить свои комнаты теплым или холодным светом, привнести в освещение желаемые цветовые оттенки, а также плавно приглушать или усиливать свет».

Подобные «опции», немыслимые в эпоху ламп, позволят ощутимо улучшить качество жизни. Но чтобы светодиодная революция могла развиваться по этому пути, потребителю должна стать доступна новая категория высокотехнологичной бытовой техники — готовые решения комплексных светотехнических систем, предназначенных для освещения жилищ.

• Основной барьер для развития этой концепции — потребительские привычки, главным образом наша любовь к люстрам. «Чтобы эффективно использовать новый источник света, вы как потребитель должны сломать у себя в голове целый ряд стереотипов, — говорит Антон Булдыгин. — К примеру, вы должны осознать, что сможете обойтись без люстры — светодиоды в таком количестве в одном месте просто не нужны».

Массовый приход светодиодов в потребительский сегмент ожидается в 2016 году. По оценкам Strategies Unlimited, объем мирового потребительского рынка светодиодной светотехники достигнет к 2016 году 14 млрд евро (для сравнения: объем светодиодного освещения в офисном сегменте к тому моменту составит 3 млрд евро). Российский потребительский сегмент, по оптимистическим оценкам Techart Reseach и компании «Оптоган», к тому времени дорастет до 120–200 млн евро.

Преимущества светодиода

• Экономичен. Позволяет сберегать от 50 до 80% электроэнергии, расходующейся на освещение.
• Долговечен. В настоящее время производители заявляют о сроке службы светодиодов от 50 до 100 тысяч часов и более, что в десятки раз дольше, чем у лампы накаливания (1 тыс. часов) и в разы дольше, чем у люминесцентных ламп (срок службы компактных люминесцентных ламп составляет 6–15 тыс. часов, обычных — 15–30 тыс. часов).
• Неприхотлив в эксплуатации. Не требует ни обслуживания, ни замены источника света в процессе всего срока службы.
• Надежен. В отличие от ламп с хрупкими стеклянными колбами конструкция светодиода механически прочна. Светодиод не боится внешних воздействий.
• Безопасен. Светодиод работает при низких напряжениях — ему достаточно всего 2–4 В, в то время как самой миниатюрной лампе накаливания требуется 12 В.
• Компактен. В отличие от лампы с колбой светодиод представляет собой «светящуюся точку» размером 4 на 4 мм.

Схема 1

Рост эффективности светодиодов по сравнению с традиционными источниками света

Схема 2

Снижение стоимости светодиодов по сравнению с традиционными источниками света

Схема 3

Распределение инвестиций по этапам технологической цепочки создания светотехники со светодиодами

Схема 4

Ретрофиты – светодиодные источники света, замещающие традиционные лампы

Ольга Рубан

http://expert.ru/…oj-klondajk/