Эксперт Эксперт - Эксперт № 26 (2013)
Мистер Полихов и профессор Хайд
На самом деле работа над проектом ведется уже давно, и «Эксперту» удалось побывать в лаборатории еще задолго до ее официального открытия. Самое удивительное в ней — атмосфера. Несмотря на солидность компании и устоявшиеся представления о немецкой приверженности регламентам, в исследовательском центре, скорее, возникает ощущение студенческого стартапа: большинство сотрудников очень молоды, график свободный, отношения дружеские, а руководитель проекта Степан Полихов на вид простой русский мужик в клетчатой рубахе навыпуск. Эта атмосфера — предмет особого старания и гордости руководства Siemens.
Есть стереотип, что в России — сумасшедшие ученые с гениальными идеями, а за рубежом — навыки успешной коммерциализации. В этом проекте все наоборот — связка фонтанирующего идеями немецкого ученого Оливера Хайда и скептически настроенных, ориентированных на рынок российских инженеров: «Мы давно работаем с профессором Хайдом, зачастую он играет роль идейного вдохновителя. И хотя некоторые его идеи сначала могут показаться неосуществимыми, при более детальном изучении в них обнаруживается рациональное зерно, которое нам удается впоследствии воплотить в коммерческий продукт. В итоге результаты такого сотрудничества устраивают всех», — рассказывает Степан Полихов.
Вопреки принятой в Siemens тендерной системе распределения НИОКР-задач Хайд по старому знакомству передал идею из рук в руки Степану. Причиной тому незначительность проекта: первая цель — рынок источников для ускорителей — оценивается компанией всего лишь в 1 млрд евро в год. Для сравнения: рынок решений для городов, на который также нацелен Siemens, оценивается им в 300 млрд евро в год.
Степан Полихов готов оснащать ускорители
Фото: Олег Сердечников
Возможность для разработки появилась, когда компания Infineon начала выпускать силовые транзисторы на основе карбида кремния для IGBT-устройств. Оливеру Хайду пришла в голову идея использовать их для создания твердотельного генератора высоких частот. Для него Infineon перепроектировала транзистор, изменив топологию и уменьшив размеры, чтобы повысить рабочую частоту. Хайд собрал из них «на коленке» модуль на основе карбидокремниевых транзисторов с частотой 176 МГц и получил с него 5 кВт мощности. Задачей команды Степана стало превратить эту идею в коммерческий продукт большей мощности и частоты, разработать его конструкцию и технологию производства, обеспечить надежность и экономичность эксплуатации. И это не так просто.
Степан сжимает в пальцах небольшой транзистор — крохотный плоский квадратик 4 на 4 мм, выдающий 10 кВт мощности. Этот транзистор используется в импульсном режиме, длительность каждого импульса лишь несколько сотен микросекунд. Но при таких объеме и площади даже это — огромная величина. «Как же он греется?!» — «Жутко!» — отвечает Степан.
Эффективно отводить тепло со столь малой площади — огромная проблема. А сделать транзистор больше по размерам нельзя — это приведет к падению частоты, за которую так боролись его создатели. Поэтому основой рабочего модуля служит массивный медный радиатор, охлаждаемый водой. Сверху накладывается «рабочий бутерброд»: изолятор, проводник, термопаста, которой проводник приклеивается к стоку транзистора. Обычные термопасты обладают слишком малой теплопроводностью. Удалось найти только одну подходящую — немецкой фирмы, которая делает ее практически из чистого серебра с небольшими добавками. Запекать «бутерброд» нужно с высокой точностью соблюдения температуры и давления.
Всего в лаборатории лишь три комнатки, но в них умещается все необходимое для полного цикла производства. В углу первой из них самодельный пресс, развивающий до 7 атм и 200 кг усилия. Пока «бутерброды» запекаются именно на нем по десятку за раз.
Во второй комнатке инженеры и конструкторы рассчитывают и проектируют конструкцию. В систему, предназначенную для ускорителей, заложен принцип легкого масштабирования: она строится из отдельных блоков по 10 кВт, собираемых по 10 штук в стандартную серверную стойку, излучение которых суммируется при помощи объединителей. Степан показывает один из них. На вид это обычная изогнутая медная труба диаметром сантиметров восемь, но расчет ее геометрии занял несколько месяцев. И уже подана заявка на патент на эту конструкцию. «А я лучше получаюсь на фото», — один из молодых авторов трубы пытается влезть в съемку. Приходится его осаживать: «Начальственный чин уже дает неоспоримую фотогеничность».
В последнем помещении, называемом «почти чистым» — там валяется меньше хлама и пылящих бумаг, — мастер собирает платы управления и тут же запекает их. В этих комнатках помещаются все 15 человек инженерного штата ООО «Siemens научно-исследовательский центр». Это оболочка, созданная специально для проекта со Сколковом и являющаяся 100-процентной «дочкой» Siemens. Директором новорожденного юрлица стал директор департамента корпоративных технологий в России Мартин Гитзельс . Получив статус резидента Сколкова, перемещаться на его площадку компания пока не планирует, предпочитая родной материнский офис.
Зачем Siemens на грант позарился
Изначально заявлялось финансирование проекта в равных долях: 150 млн рублей от Siemens и грант в таком же объеме от Сколкова. Позднее выяснилось, что на некоторые затраты, например на медицинское страхование сотрудников, деньги из общего котла направлять нельзя. Подобные траты компания взяла на себя.
Единственное условие предоставления гранта — локализация будущего производства на территории России. В качестве главного кандидата на производственную площадку сейчас рассматривается новосибирский Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера, который имеет большой опыт производства ВЧ-техники. Из 2,9 тыс. его сотрудников 760 — инженеры и техники и 1300 — рабочие, занятые на производстве оборудования. Сборка генераторов от Siemens в первый год создаст 50–100 рабочих мест.
Сотрудники Siemens не скрывают, что этот проект прежде всего имиджевый — стремление обозначить готовность делать в России высокотехнологичную продукцию. И грант от Сколкова не следствие потребности в финансировании: 5 млн долларов на фоне годовых объемов НИОКР компании в 4,2 млрд евро — сумма незаметная. Привлечение Сколкова — всего лишь пиар-ход.
Степан Полихов не боится неприятностей, связанных с получением государственных денег: его не пугает даже традиционное маски-шоу в исполнении ОМОНа с выемкой документов для оценки эффективности расходования казенных средств. Выстроенная система внутреннего контроля действует дотошнее любых внешних проверяющих. А при появлении граждан сурового экстерьера сотрудники, пережившие повышенное внимание правоохранителей, рыщущих по следам коррупции в Минздраве, привычно кивают: «Отдел томографов на четвертом этаже».
Излучение ищет рынок
Самые лакомые по объемам рынки для твердотельного генератора — радары и оборудование для радиоэлектронной войны (радиоэлектронное подавление и противодействие радиоэлектронному подавлению со стороны противника). Но военная техника — рынок весьма специфический, и Siemens пока не готов выходить на него со своей разработкой.
ВЧ-генератор сейчас затачивают под два рынка. Первый — источники ВЧ-излучения для коллайдеров. Этот рынок на порядок меньше военного, но более открыт для инновационных решений и сулит немалую маржу. Уже есть и потенциальные клиенты. На территории Швеции в Лунде сейчас строится European Spallation Source — самый мощный в мире ускоритель частиц. Первоначальная оценка его стоимости — 15 млрд шведских крон (почти 23 млрд долларов).
Для его запуска потребуется 600 генераторов мощностью 400 кВт каждый. Сейчас Степан Полихов рассчитывает выйти на финальную стоимость 2 тыс. евро за киловатт ВЧ-мощности, и контракт со шведами может принести Siemens почти полмиллиарда евро. А покупателям новая разработка позволит снизить энергозатраты на запитку ускорителя в полтора раза. «Заинтересованность шведских коллег настолько высока, что мы уже получили от них официальное предложение об участии в тендере на закупку опытных образцов ВЧ-генераторов. Но Siemens очень серьезно относится к вопросам коммерциализации, поэтому до начала продаж нам необходимо провести анализ рынков, детально проработать бизнес-кейс, полностью наладить процессы изготовления, поставки, обслуживания оборудования, — объясняет Степан. — Надеемся, к концу года нам удастся подготовить и передать потенциальным покупателям первый образец для проведения тестов».
Один из последних этапов — сборка платы контроля
