Главная » Экономика » Почему в России нет инноваций?

207617_original

 

 

Последние месяцы отметились серией скандалов в области научно-технического развития страны. Сначала Генпрокуратура и Счетная палата объявили о серьезных нарушениях в работе госкорпорации «Роснано» и инновационного центра Сколково. Затем последовала кампания по реформированию ран, которую ряд независимых экспертов назвал обычным «рейдерским захватом» собственности Академии наук. В итоге, и общество, и власть стали искать причины (а то и виноватых) провала построения инновационной экономики, обещанной нам еще несколько лет назад. Между тем, как это часто бывает, большая часть ответов лежит на поверхности. Прийти к ним можно разными путями, я предлагаю пойти методом индукции, от частного к общему. Разобрать процесс зарождения и развития инновационных технологий на примере Института физики полупроводников (ИФП) Сибирского отделения РАН. За полвека своей работы это научное учреждение выдало немало ценных результатов (прежде всего, в области космонавтики), и сегодня там ведутся работы по десятку перспективных направлений. Но чтобы не зарываться слишком глубоко в тему, возьмем только два из них (кстати, не самых масштабных).

Чудо-сенсор для обычной поликлиники

С тем, что вовремя и правильно поставленный диагноз – это залог успешного лечения, вряд ли кто будет спорить. Равно как и с тем, что российской (как и мировой) медицине не мешало бы повысить качество диагностики пациентов. Над решением этой задачи трудятся научные центры многих мировых держав, причем, исследователи идут самыми разными путями. Один из таких вариантов – совместная разработка российских исследователей из Института биомедицинской химии (ИБМХ РАМН, Москва), Института биоорганической химии и фундаментальной медицины и Института физики полупроводников (СО РАН, Новосибирск).

Как известно, большинство заболеваний вызывают появление в организме особых молекул – антигенов. Иммунная система человека отвечает на них выработкой особого вида протеинов – антител, каждый из которых реагирует только на «свой» антиген. Именно это свойство и легло в основу разработанной совместными усилиями модели биосенсора. Он представляет собой микросхему, изготовленную на основе структуры «кремний на изоляторе». В России такие структуры научились изготавливать только в ИФП, а в мире признанным лидером является Франция (например, именно французская продукция присутствует в начинке большинства смартфонов). На этом чипе размещается нанопроволока толщиной в сотые доли микрона. На ней «садятся» антитела, соответствующие разным видам заболеваний. Затем в сенсор помещается капелька крови или слюны больного. И если в ней содержатся определенные антигены, то соответствующие антитела на транзисторе вступают с ними в реакцию, чип это фиксирует, мы получаем электрический сигнал. Причем, чувствительность прибора очень высока, имеется возможность регистрации одиночных молекул. Это позволяет выявлять многие заболевания, включая генетические и онкологические, на самой ранней стадии, когда их еще нельзя определить другими методами.

Вся эта работа была проделана благодаря научной кооперации. Москвичи разработали саму методику диагностики, а сибирские институты – микросхемы для сенсоров и способ закрепления на них маркеров (антител). Причем, работа на этом не закончилась. Вскоре в ИБМХ нашли способ заменить антитела на аптомеры — белковые молекулы, которые могут выполнять роль антител, но при этом намного легче синтезируются. В результате биосенсор стал заметно дешевле. Скажем, чип в нем может быть не дороже, чем в карточке московского метро. Но при этом он позволяет за одну диагностическую процедуру (продолжительностью около часа) проверить организм человека на наличие порядка сотни заболеваний. Отличный подарок для всех районных поликлиник с их скудным бюджетом и нехваткой профильных специалистов.

На базе институтов было изготовлено несколько тысяч чипов, часть из них успешно прошла испытания специалистов ИБМХ. Так что на сегодня технология готова к массовому производству. Важным обстоятельством является то, что зарубежные аналоги этого биосенсора пока тоже находятся в стадии лабораторных образцов. А, значит, тот, кто первым выйдет на мировой рынок – получит на нем очень хорошие позиции. Потенциально объем этого рынка оценивается в сотни миллиардов долларов – помимо прочего, речь идет о существенном прорыве в лечении онкологии и генетических заболеваний.

И вот тут-то и начались проблемы. Сами биосенсоры готовы изготавливать на Новосибирском заводе полупроводниковых приборов. Тем более, у них есть опыт в производстве подобной продукции – именно сибиряки производили знаменитую «кремлевскую таблетку» для советской номенклатуры. Но чипы с диагностической системой – «сердце» этого сенсора – это предприятие само сделать не в состоянии (у НЗПП, в принципе, нет такого оборудования). Стало быть, надо их закупать. Но вот беда – в России остался лишь один завод в Зеленограде, способный производить микросхемы такого уровня сложности (а всего в мире насчитывается порядка ста таких заводов). И в силу своей уникальности для отечественной экономики зеленоградский завод уже полностью загружен, преимущественно оборонными заказами. Так что на сегодня запуск серийного производства откладывается на неопределенный срок. И вполне вероятно, что когда НЗПП удастся решить эту проблему, на мировом рынке уже будут доминировать аналоги зарубежных производителей.

«Мал золотник, да дорог»

Это определение вполне заслужили не только биосенсоры, о которых шла речь выше, но и болометрические приемники, разработанные в другой лаборатории Института физики полупроводников.

Справедливости ради, надо сказать – сам по себе болометр не новинка. Ученые разрабатывают способы получения изображений объектов в инфракрасном диапазоне достаточно давно. Этот прибор, способный получать изображение объектов в инфракрасном диапазоне, был изобретен американским физиком и астрономом Самуэлем Пирпонтом Лэнгли еще в 1878 году.. А в годы Второй мировой войны компания Bell создала первый в мире полупроводниковый болометр, который отличался надежностью и высокой чувствительностью. Современные болометры позволяют получать изображения довольно удаленных предметов без всякой подсветки. Неудивительно, что почти все разработки в этом направлении имеют двойное применение – военное и гражданское.

Принцип работы такого болометра достаточно прост: в приборе помещаются два полупроводниковых элемента. Первый улавливает тепловое излучение внешнего объекта. Затем вступает во взаимодействие со вторым, нейтральным. В результате, меняется их сопротивление и на основании этих изменений прибор создает изображение объекта. Для обеспечения высокой чувствительности оба элемента помещают в вакуум, да еще и охлаждают до сверхнизких температур.

Собственно говоря, это и есть главное «слабое место» традиционного полупроводникового болометрического приемника – его требуется оснащать специальной криогенной системой. А это увеличивает его стоимость, размер и осложняет эксплуатацию.

Решить эту проблему (по заказу Министерства обороны) взялась группа исследователей из ИФП. Совместно с московским научно-исследовательским центром «Циклон» они разработали микроболометрические приемники, которые не требуют специального охлаждения. Стоимость изготовления такого приемника стала сопоставима, например, с обычным цифровым фотоаппаратом. Но при этом прибор сохранил высокую чувствительность (он отмечает изменения температуры объекта в 0,05 Cо) и создает изображение, соответствующее большинству мировых стандартов. При этом для него не являются помехой ни полная темнота, ни сильное задымление или густой туман.

Неудивительно, что в числе первых потенциальных заказчиков этого прибора оказались производители систем безопасности для угольных шахт. Особенно после того как приемник сибиряков успешно прошел полевые испытания на Кузбассе.

Вызвал он интерес и у железнодорожников: установив такой приемник на рельсы, можно получать информацию о состоянии букс и колес вагонного состава прямо на ходу. А это позволит значительно снизить вероятность аварий и преждевременного износа, причем, с минимальными затратами. Впервые это было опробовано на некоторых участках московского метрополитена.

Безусловно, болометрический приемник пригодится и в сфере ЖКХ, поскольку он позволяет быстро и точно определять зоны теплопотерь и протечек в зданиях и коммуникациях. А маленькие габариты прибора позволяют встраивать его в системы охранной сигнализации…

В общем, как и в случае с биосенсорами мы имеем готовую к употреблению технологию с очень большим рынком сбыта. Для сравнения небольшая французская фирма (один из европейских лидеров в этой области), имея в штате пару сотен человек (включая менеджеров по продажам и вахтеров) ежегодно продает от 20 до 50 тысяч аналогичных приборов и, как уверяют сами французы, подумывает о расширении производства.

Но, как и в первом примере – технология готова, только «употребить» ее некому. Упомянутые уже зеленоградцы предпочитают работать по обкатанным направлениям, не заморачиваясь поиском новых рынков сбыта (тем более, что этого хватает для загрузки предприятия). Заинтересовались технологией на новосибирском предприятии «Восток». Но их оборудование во многом «морально устарело» и прежде им надо решить задачу модернизации. Вот и получилось, что ближайший потенциальный производитель микроболометрических приемников оказался только в Минске. А в России таких заводов больше нет.

И теперь пора перейти от частного к обещанному общему. То, о чем говорилось выше – инновации безо всяких натяжек. Они успешно прошли испытания, на них выписаны патенты. Но производить их негде. В мире есть сто предприятий, способных выпускать такую продукцию. В России только один завод. Построить еще один стоит, по разным оценкам от 10 до 30 млрд. рублей. Деньги немалые. Но, напомню, на «зимнюю олимпиаду в субтропиках» страна тратит полтора триллиона. Хватило бы на 50 крупных суперсовременных заводов. Хватит для них и технологий. Я рассказал только о двух направлениях работы ИФП, а их там более десяти. Только в Новосибирском научном центре СО РАН (Академгородке) работает свыше тридцати институтов (и работают не «в холостую»). А ведь есть еще Дубна, Черноголовка… Так что загрузки для заводов хватило бы. Повторю, 50 заводов, выпускающих передовую, востребованную на мировом рынке продукцию, чего вполне достаточно для зарождения той самой инновационной экономики. Если бы власть на самом деле хотела ее построить. Вместо этого мы вкладываемся в спортивное шоу… Вот вам и главный ответ на вопрос, вынесенный в заголовок этой статьи.

Сергей Кольцов

Комментариев пока нет... Будьте первым!

Оставить комментарий