Историй успеха

Газ под замком

Компания: ООО «Тепловые микросистемы»

Регион: г. Зеленоград, Москва

Сайт: www.tmems.ru/

Проект: Разработка цифровых датчиков анализа газовых сред на основе МЭМС-технологий.

Поддержка Фонда содействия: Компания успешно прошла три этапа программы «Старт» и получила от Фонда содействия на развитие проекта более 5 млн рублей (2008, 2010, 2012 годы).

Краткое описание проекта: Датчики анализа газовых сред помогают контролировать целый ряд параметров газовой среды: температуру, остаточное давление, теплопроводность. Их отличает высокая устойчивость к агрессивным средам, сверхчувствительность и высокий уровень быстродействия. «Тепловые микросистемы» – единственная компания, производящая цифровые МЭМС-датчики такой точности, что позволяет конкурировать с мировыми лидерами отрасли.

регуляторы расхода газа

Утечка газа – проблема не только для жилищно-коммунального хозяйства, но и для  производственных объектов: угольных шахт, газопроводов, предприятий ядерной энергетики. В случае аварии под угрозу попадают жизни  тысяч людей и экологическая безопасность целый регионов. Чтобы это предотвратить, необходимо постоянно следить за состоянием газовой среды, фиксируя малейшее ее изменение. Такая задача только под силу высокочувствительным анализаторам, которые до недавнего времени закупались исключительно за рубежом. Однако отечественным инноваторам  удалось создать технологию, которая способна в разы снизить импортную зависимость. ООО «Тепловые микросистемы» стала первой в России компанией, производящей уникальные цифровые датчики на основе МЭМС-технологий.

 Идея использовать технологию микроэлектромеханических систем в создании различных датчиков у коллектива фирмы возникла еще в 1992 году. Тогда будущий руководитель «Тепловых микросистем» Дмитрий Зиновьев и его зеленоградские коллеги занимались систематическим исследованием одного из самых перспективных линий приборостроения – МЭМС.

В основе технологии лежит традиционная система создания микросхем на кремниевом основании, как в обычном компьютере.  Однако от микроэлектроники они отличаются тем, что взаимодействуют со средой, газами и жидкостью, а от типичных механических систем – микроразмером, позволяющим получать новые уникальные свойства материала. Комбинирование механических элементов, датчиков и электроники на кремниевой пластине позволяет на порядок увеличить быстродействие и чувствительность систем. А учитывая, что кремниевые технологии почти исчерпали свой ресурс, МЭМС обещают стать прорывом в области приборостроения.

Потенциал технологии генеральный директор компании Дмитрий Зиновьев прекрасно понимал и апробировал разработки в разных отраслях. При его непосредственном участии были созданы опытные образы микромеханического микрофона, микромеханического гироскопа, первые промышленные партии регуляторов расхода газа. В процессе разработок было опубликовано более 40 научных работ, получено шесть патентов.

В 2008 году Дмитрий, накопив достаточный опыт, принял решение действовать. Вместе с коллегой Дмитрием Локтевым, уже имевшим успешным опыт коммерциализации измерительных технологий, собрал молодую команду для исследований. Большую часть из них составили аспиранты и студенты Московского института электронной техники. Работа шла в двух направлениях: технологии направлялись напрямую в испытательные лаборатории, а результаты – на страницы научных работ. Чтобы вывести разработку на коммерческие рельсы, была создана компания  «Тепловые микросистемы».

Зеленоградские ииноваторы осознавали, что внутренними ресурсами им  не обойтись. И в 2008 году компания  подала заявку на участие в программе Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Старт».  К тому времени в багаже «Тепловых систем» уже был целый ряд готовых к продаже разработок: вакуумметр Пирани, цифровой датчик газа, течеискатель – поэтому фирме был одобрен первый грант Фонда в размере 750 тысяч рублей.

Первые опытные образцы, произведенные на средства гранта, продемонстрировали многофункциональность и высокую производительность систем. Приборы помогают специалистам контролировать целый ряд параметров газовой среды: температуру, остаточное давление, теплопроводность. Разработанные сенсоры обладают длительной стабильностью и чувствительностью к изменению температуры на уровне 0,01-0,0001К (кельвин). Для сравнения: чувствительность обычного лабораторного термометра около 0.1К, что хуже, как минимум, на порядок. При этом датчики «Тепловых микросистем» устойчивы к грязи, скачкам давления и электромагнитным полям.

Как отмечает Дмитрий Зиновьев, в числе особых преимуществ датчиков – их высокая точность. Даже зарубежные компании при разработке технологий используют приближенные аналитические методы, которые на практике резко снижают качество измерений, в то время как технология  «Тепловых систем» позволяет избежать ошибок в расчетах. За себя говорят цифры: чувствительность приборов ООО «Тепловые микросистемы» в 10-25 раз выше лучших зарубежных аналогов (Hewlett Packard, Honeywell).

Конкурентные преимущества позволили компании в короткие сроки завоевать свою нишу на отечественном рынке. Если в 2008 году прирост выручки на 1 рубль средств Фонда составил 0,39 рублей, то уже в 2009 году показатель улучшился в 14 раз, достигнув почти 6 рублей. 

Востребованность технологий «Тепловых систем» объясняется большим количеством промышленных объектов, который требуется качественный мониторинг. Анализ стабильности газовой среды – необходимый процесс на ядерных объектах, производствах нефтяной промышленности, газовых магистралях, производстве гетероструктур и сверхрешеток для силовой электроники и фотоники и даже простейших индикаторах шахтного и бытового газа. «Вместе с тем, –  комментирует Дмитрий Зиновьев, –  ситуация на рынке датчиков расхода газа, использующих прецизионные системы контроля температуры, остается на уровне 20-30-летней давности».  Поэтому появление высокотехнологичных и дешевых по сравнению с аналогами датчиков «Тепловых систем» стало для российских компаний эффективным решением проблемы.

В 2010 году в рамках второго этапа  программы Фонда «Старт» компания получила грант, благодаря которому был разработан  новый  датчик массового расхода воздуха для автомобиля (ДМРВ). Этот прибор, знакомый каждому автомобилисту, определяет количество воздуха, идущего на заполнения цилиндра для двигателя. От него зависит расход топлива, качество работы и запуска мотора, и, что немаловажно на сегодняшний день, степень экологичности выхлопа. Опытные образцы показали, что быстродействие ДМРВ «Тепловых микросистем» в четыре раза выше тех же приборов от Bosch.

Благодаря новой технологии компании удалось существенно улучшить финансовые показатели. Прирост выручки на 1 рубль инвестиций в 2011 году составил уже больше 7 рублей.

Третий этап участия в программе «Старт» стал для «Тепловых систем» знаковым. Фондом были одобрены разработки опытного образца датчика газа нового поколения, и в 2012 году компания получила грант на проведение НИОКР. В результате был выпущен образец регулятора расхода газа с МЭМС чувствительным элементом и клапаном. Разработка позволила улучшить длительную стабильность системы и получить рекордные массогабаритные характеристики. По итогам работы в 2014 году выручка компании составила более 8 млн рублей[1].

Одна из главных преимуществ технологий «Тепловых микросистем» для отечественной промышленности – слабая зависимость от колебаний курса доллара. Используемые при производстве российские комплектующие позволяют держать цены на одном уровне в независимости от внешних экономических санкций. В то время как ослабление рубля для многих российских компаний приносит убытки, для зеленоградской фирмы это шанс освоить новые рынки за счет снижения стоимости датчиков.

Существенной проблемой, как отмечает руководство компании, является большое количество сторонних организаций в цепочке производства приборов, что в итоге снижает качество продукции. Ситуацию можно исправить, взяв под контроль все этапы производства, но это требует дополнительных инвестиций в проект.

Сегодня, когда вопрос начальной коммерциализации инноваций перед компанией уже не стоит, важно провести сертификацию уникальных датчиков на соответствие международным стандартам. Это откроет для компании высокотехнологичные рынки Евросоюза (Германии и Бельгии) и позволит «Тепловым микросистемам» перейти на качественно новый уровень бизнеса и финансовых результатов.

 


[1] Первое полугодие 2015 года пока что принесло компании 1,5 млн рублей.