Российский сапфир дорос до Apple

Сможет ли российский производитель монокристаллов стать лидером мирового рынка

Владимир Тодоров, Алексей Короткин 21.08.2015, 11:14
Shutterstock

Российская компания «Монокристалл» из пакета «Роснано» стала лидером в производстве синтетических сапфиров и заняла 27% мирового рынка во многом благодаря контракту с Apple на поставку стекол для «умных» часов Apple Watch. «Газета.Ru» выяснила, что стало причиной успеха российского производителя.

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.

Стекла для самртфонов становятся очень большим рынком
Стекла для самртфонов становятся очень большим рынком

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.

Рекордный монокристалл сапфира российского производства весом 300 кг
Рекордный монокристалл сапфира российского производства весом 300 кг

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.

Обработка були искусственного сапфира
Обработка були искусственного сапфира

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.

Тест на изгибание стекла
Тест на изгибание стекла

— 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.

Ультразвуковой тест стекла Apple Watch
Ультразвуковой тест стекла Apple Watch

— 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.

Распил пластины сапфира
Распил пластины сапфира

— 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.