Органическая электроника и фотоника должны стать экономически эффективным сектором производства, создающим новые рабочие места, который будет важен, в том числе, с точки зрения национальной безопасности и обеспечения устойчивого роста российской экономики.

DOI:10.22184/1993-8578.2015.55.1.40.48

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
ISSN 1993-8578
ISSN 2687-0282 (online)
Книги по нанотехнологиям
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Головин Д.Ю., Тюрин А.И., Самодуров А.И., Дивин А. Г., Головин Ю.И.; под общей редакцией Ю.И. Головина
Под редакцией Ю-Винг Май, Жонг-Жен Ю
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #1/2015
B.Pavlov
Нанотехнологический кластер по органической электронике и фотонике – важнейший тренд развития отечественной наноиндустрии
Просмотры: 6022
Органическая электроника и фотоника должны стать экономически эффективным сектором производства, создающим новые рабочие места, который будет важен, в том числе, с точки зрения национальной безопасности и обеспечения устойчивого роста российской экономики.

DOI:10.22184/1993-8578.2015.55.1.40.48
В июле 2014 года по итогам заседания президиума совета по модернизации экономики и инновационному развитию России Председатель Правительства Д.Медведев дал поручение Минпромторгу РФ и другим министерствам осуществить в рамках разработки, рассчитанной на 2014–2020 годы подпрограммы "Фотоника. Базовые компоненты и технологии" государственной программы "Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности", координацию поисковых, научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ, а также включить в действующие государственные программы РФ меры по финансированию перспективных исследований в области создания новых материалов для фотоники и новой элементной базы на их основе.

Во исполнение поставленной задачи, по инициативе Татарстанского отделения Нанотехнологического общества России (НОР) в августе прошлого года в Казани прошло совместное расширенное заседание Правления НОР по теме "Организация финансирования высокотехнологичных проектов: Международный и российский опыт", на котором было отмечено масштабное развитие в мире НИОКР по органической электронике и фотонике и их успешная коммерциализация, а также наличие соответствующих компетенций и научно-образовательных центров и промышленных предприятий Республики Татарстан (РТ). В мероприятии участвовали представители Минпромторга РФ, Минпромторга РТ, ТПП РТ, Ассоциации промышленных предприятий и предпринимателей РТ, Академии наук РТ, более 85 предприятий, университетов, научно-исследовательских и проектных институтов, финансовых и инвестиционных организаций из Республики Татарстан и Москвы, а также зарубежные партнеры из Израиля и Кореи.

По итогам заседания были сформулированы предложения в Минпромторг РФ о создании инжинирингового центра для координации и продвижения инновационных проектов в сфере органической электроники и фотоники на базе НОР и ГУ "Дирекция федеральных целевых и региональных программ", а также соответствующие предложения в разрабатываемую подпрограмму ГП "Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности".

Дополнительный импульс данной работе придало поручение заместителя Председателя правительства РФ А.Дворковича от 30 октября 2014 года о разработке подпрограммы по фотонике. В соответствии с данным поручением в декабре в Общественной палате РФ с участием ее Почетного секретаря, академика РАН Е.Велихова, Президента НОР, генерального директора компании "НТ-МТД" В.Быкова прошла ежегодная конференция НОР, на которой была рассмотрена, одобрена и затем внесена в Правительство РФ концепция стратегического пилотного инвестиционного проекта по созданию российского нанотехнологического кластера по органической электронике и фотонике на основе конвергентных технологий.

Данная концепция была разработана в рамках совместного выполнения рядом российских предприятий и организаций государственного заказа в целях привлечения международных и российских партнеров и соинвесторов для совместной разработки новых промышленных технологий, создания современных производств компонентов и устройств на основе органической фотоники и гибкой электроники.

Мировой рынок органической электроники и фотоники

Концепция учитывает приоритетные тенденции развития мирового рынка органической электроники и фотоники, объем которого по данным Industry Report Photonics 2013: Common Market Analysis составил в 2011 году 350 млрд. евро. Согласно прогнозам, к 2020 году он почти удвоится и достигнет 625 млрд. евро при ежегодном росте 6.5%, в том числе: в Северной Америке – 12%, в Европе – 18%, в КНР, Южной Корее и Японии – более 20%. На долю Германии в 2011 году приходилось 8% мирового рынка (35 млрд. долл.), а ежегодный прирост превышал 7%, в данном секторе были заняты 134 тыс. работающих (к 2020 году ожидается рост их числа до 165 тыс. человек).

Прогноз применения органической электроники и фотоники к 2020 году в различных отраслях следующий: дисплеи – 23%; фотовольтаика (фотоэлектронные преобразователи) – 16%; информационные технологии – 15%; системы измерения и автоматического видения – 9%; производственные технологии; системы безопасности и военные технологии; медицинские технологии и системы жизнеобеспечения – по 7%; оптические компоненты и системы; источники света – по 6%; коммуникационные технологии – 4%.

Эксперты международной консалтинговой компании IDTechEx выделяют пять основных направлений развития рынка органической электроники и фотоники:

•Органические фотоэлементы для солнечных панелей и зарядных устройств. Основные достижения в данном направлении получены в области создания гибких зарядных устройств, в том числе органических тонкопленочных солнечных батарей. Активно ведутся работы по созданию мобильных устройств бытовой электроники, питаемых от солнечных батарей. Перспективным направлением считается создание автономных сетей с энергоэффективными источниками питания.
•Органические гибкие дисплеи. В этом направлении основные результаты достигнуты в разработке встроенных смарт-карт. В 2014 году получены первые результаты по созданию гибких светодиодных пластиковых дисплеев и прозрачных сворачиваемых дисплеев. В перспективе ожидается появление тонкопленочных сворачиваемых телевизоров, над которыми активно работают южнокорейские компании.
•Органические светодиоды. Данное направление находится на стадии НИОКР. Активно ведутся исследования в области гибких светодио-
дов, пластиковых дисплеев, а также различных декоративных гибких осветительных устройств. Дальнейшие исследования связаны с разработками новых технологий освещения.
•Органические электронные устройства. Созданы прозрачные проводящие пленки, ведутся работы по разработке светоотражающих элементов и устройств, встроенных гибких сенсоров. Перспективными направлениями считаются создание высокочастотных активных и пассивных устройств-идентификаторов.
•Встроенные умные системы на основе органической электроники и фотоники. Ожидаются достижения в области создания умной одежды и умной упаковки с органическими сенсорами. Исследуются направления умной волоконной фотоники и электроники.
Применение аддитивных технологий, например печати roll-to-roll ("из рулона в рулон"), дает дополнительные преимущества благодаря значительному сокращению стоимости производства многих видов электронных устройств, включая резкое снижение инвестиций в технологическое оборудование по сравнению с традиционными полупроводниковыми заводами стоимостью в несколько миллиардов долларов. Таким образом, гибкая электроника обеспечивает не только новые приложения, но и содействует применению инновационных производственных технологий. Также технологии органической фотоники и электроники обеспечивают экономию энергии и сокращение производственных отходов, благодаря способности изделий к биологическому разложению.

Кластерная инфраструктура

В США, Израиле, странах Европы и юго-восточной Азии имеется уже более 200 научных центров, разрабатывающих и производящих изделия органической электроники и фотоники. На основе таких центров создаются инновационные кластеры, позволяющие ускорить процесс генерации и коммерциализации инноваций в данной сфере.

Примером могут служить активно развивающиеся инновационные кластеры по органической электронике и фотонике, которые были созданы на основе частно-государственного партнерства в соответствии с моделью тройной спирали. Так, в США кластеры по органической фотонике сформировались вокруг университетских центров в Нью-Йорке, Чикаго и Калифорнии. Ядром последнего – самого крупного – является Калифорнийский университет, в том числе в Санта-Барбара.

В Европе созданы 10 активно развивающихся инновационных кластеров в области органической фотоники и электроники

•в Австрии – ISOTEC, разрабатывающий органические сенсоры, и NILaustria по созданию литографического оборудования и технологий;
•в Финляндии – PrintoCent по коммерциализация исследований в области печатной электроники;
•во Франции – инжиниринговый центр полимерных материалов Plastipolis;
•в Греции – кластер развития органической электроники в Трисаллониках;
•в Швейцарии гибкая оптоэлектроника развивается в кластере на Нижнем Рейне;
•в Голландии – открытый инновационный кластер Holst Centre.
При этом крупнейшими мировыми центрами по органической электронике и фотонике стали Великобритания и Германия. В Великобритании основным инкубатором стартапов по этому направлению является Центр фотоники и органической электроники университета Кембриджа. В Германии существуют несколько кластеров, включая инкубатор Innovation Lab и Ассоциацию органической электроники (OE-A) во Франкфурте, которая объединяет около 200 организаций.

Безусловным приоритетом в создании российского нанотехнологического кластера по органической электронике и фотонике должно стать взаимодействие с европейскими коллегами, в первую очередь, с кластером в Саксонии (Германия), в районе Дрездена, где обеспечена коммерциализация многих передовых научно-технологических разработок. Этот кластер является крупнейшим в Европе по исследованиям и производству органических полупроводников, и включает более 40 компаний, 17 исследовательских институтов и факультетов, а также три виртуальных сетевых платформы.

Концепция российского нанотехнологического кластера по органической электронике и фотонике

Основные концептуальные подходы к созданию российского нанотехнологического кластера по органической электронике и фотонике включают интеграцию отечественного и международного опыта по организации производств на основе прорывных промышленных технологий в гражданских секторах экономики, которые должны соответствовать новому шестому технологическому укладу. Это позволит решить поставленную Президентом страны В.Путиным задачу обеспечения научно-технологического перевооружения предприятий ВПК для серийного производства вооружений и военной техники нового поколения. Аналогичная задача в декабре 2014 года поставлена Президентом США перед министерством обороны в рамках создаваемого Производственного инновационного Института гибкой гибридной электроники.

При организации российского нанотехнологического кластера по органической электронике и фотонике целесообразно использовать международную кооперацию с участием аналогичных структур из КНР, Кореи, Японии, Германии и других стран с учетом опыта США по разработке технологий двойного назначения и формирования проектных консорциумов. Для эффективного управления созданием и развитием высокотехнологичных производств предлагается использовать хорошо известную кластерную модель Портера. На основе этой модели сформированы основные концептуальные подходы к комплексному анализу особенностей организации новых международных, национальных и региональных кластеров в области органической электроники и фотоники, позволяющие ускорить процесс коммерциализации научно-технических результатов в несколько раз.

В стратегическом инвестиционном проекте по созданию российского нанотехнологического кластера по органической электронике и фотонике участвуют или планируют участие ведущие в данной области научно-исследовательские центры Москвы, Санкт-Петербурга, Казани и других городов России. Получены согласия и от организаций из Израиля, США, Южной Кореи. В частности, в соответствии с решением НОР, Дирекция федеральных целевых и региональных программ заключила 7 августа 2014 года соглашение о научно-техническом сотрудничестве с Международным научно-исследовательским нанотехнологическим центром Polymate (Израиль) и Nanotech Industries (США, Калифорния), которых представлял директор по науке и развитию О.Фиговский, а 17 декабря 2014 года подписано соглашение о разработке и реализации совместных проектов и программ с Корейским институтом машиностроения и материалов (KIMM) в лице президента, профессора Ен Тэк Им.

С учетом отечественных теоретических и практических исследований, а также международного опыта коммерциализации новых технологий (на примере кластера в Саксонии) прогнозируется, что создание российского кластера по электронике и фотонике потребует не более 12 лет. Реализация данного проекта будет включать формирование системы подготовки кадров для стартапов и научно-исследовательских и технологических центров мирового уровня, что позволит разрабатывать и производить новые эффективные материалы для органической электроники и фотоники, технологии создания новых устройств, новое технологическое оборудование.

Для ускорения коммерциализации инноваций в области органической электроники и фотоники необходима система эффективного инновационного инжиниринга с использованием механизмов пакетного финансирования высокотехнологических проектов на основе частно-государственного партнерства. Организация российской инжиниринговой компании с участием иностранных партнеров при параллельном внедрении международной системы развития компетенций, трансфера технологий и стандартов в области органической электроники и фотоники позволят реализовать проект по созданию российского нанотехнологического кластера за 4 года.

Целью инжиниринговой компании является встраивание инновационного продукта в многомерное пространство будущего, для чего необходимо выполнить следующие условия:

•инновация должна полностью удовлетворять будущим потребностям, отвечать требованиям экологической чистоты и энергосбережения, безопасности и экономичности;
•участники создания инновационного продукта должны обладать самыми передовыми компетенциями и методами проектирования и реализации инновационного проекта;
•в процессе всего жизненного цикла разработки, включая стадии проектирования, реализации, продвижения и внедрения инновации, в проекте должны использоваться наиболее современные и эффективные методы работы и вза-имодействия участников
Для реализации концепции российского нанотехнологического кластера по органической электронике и фотонике разработана и апробируется система управления полным жизненным циклом проекта (SMFLIP – System of Manage Full Lifecycle of Innovation Project), составной частью которой является инновационный проектный инжиниринг. Система предусматривает соответствующую подготовку кадров и охватывает все основные этапы разработки и реализации высокотехнологичных проектов:

•научные исследования (НИР, генерирование идей, базирующихся на основе достижений фундаментальной науки и современных технологий в интересах существующих и прогнозируемых потребностей);
•отбор и анализ поступивших на рассмотрение идей совместно со всеми участниками инновационного процесса, включая инвесторов в рамках государственно-частного партнерства;
•разработка технологий (ОКР, разработка концепции инновации и ее проверка);
•разработка стратегии маркетинга (исследование рынка и выбор перспективного рыночного сегмента для нововведений);
•составление технико-экономического обоснования (ТЭО инновационного проекта на основании технической части инновационного предложения, определение объема затрат всех видов ресурсов, численности работников, сроков выполнения работ по проекту и экономической эффективности инновационного проекта);
•разработка конструкторской и проектной документации;
•организация производства и сбыта, модернизация производства.
В целом, успешное продвижение работ по созданию российского нанотехнологического кластера по органической электронике и фотонике во многом зависит от своевременного принятия Правительством РФ решений по организационной и финансовой поддержке инжинирингового центра, проектных команд и консорциумов предприятий, работающих в данном направлении.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art