Андрей Иванченко, ОКБ "Астрон" 17/08/26

В последние годы российская оптоэлектроника совершила настоящий рывок, и одно из ключевых мест в этом процессе занимает ОКБ "Астрон". Мы побеседовали с заместителем генерального директора ОКБ "Астрон" Андреем Иванченко о том, как создавалась технология микроболометров в России, с какими вызовами столкнулась команда ОКБ и что ждет отрасль в ближайшем будущем.

Рис. 1. Участок фотолитографии

– Андрей Федорович, компания "Астрон" была основана в 2007 г. С чего все начиналось? Каким был путь от небольшого КБ до лидера в производстве микроболометров?

– Действительно, путь был долгий и непростой. Компания создавалась как негосударственное предприятие, и с самого начала мы сосредоточились на разработке оптики и систем наблюдения в инфракрасном, видимом и даже терагерцовом диапазоне. В сотрудничестве с ведущими российскими научными и производственными предприятиями мы довольно быстро стали крупнейшим отечественным производителем тепловизионной техники для гражданского рынка. В 2010 г. ОКБ "Астрон" приняло участие в проводимом ОАО "РЖД" тестировании разных технических средств охраны железнодорожных путей, в том числе и самых известных зарубежных брендов. В ходе тестирования было выявлено, что наши тепловизионные системы наблюдения в сочетании с традиционными оптическими системами наблюдения обладают наилучшей эффективностью и универсальностью. В результате наше предприятие было выбрано исполнителем для реализации федеральной целевой программы по обеспечению антитеррористической защиты высокоскоростных железнодорожных магистралей. Но ключевой момент наступил, когда мы осознали: чтобы быть независимыми и гарантировать качество, нам нужен полный цикл, от материала до готового прибора. Сегодня это наше главное преимущество: мы единственные в стране, кто обладает полным циклом производства тепловизионной техники, от выращивания монокристаллов германия для оптики до выпуска детекторов и готовых систем.

– Расскажите подробнее о "сердце" тепловизора – микроболометре.  Когда были сделаны первые шаги в его разработке и как развивалась технология?

– Работа стартовала в середине прошлого десятилетия. Мы выбрали путь создания неохлаждаемых микроболометров на основе оксида ванадия – это мировой стандарт, обеспечивающий высокую чувствительность. Хронология событий была очень плотной. В 2015 г. мы разработали детектор в металлическом корпусе. 2016-й – первый отечественный детектор формата 384×288 с шагом пикселя 25 мкм.

В 2017-м мы сделали рывок, освоив формат 640×480 с 17-микронным пикселем. Это было очень важно, ведь меньший пиксель позволяет делать матрицы с большим разрешением в тех же габаритах. А в 2019 г. мы достигли рубежа в 12 мкм.

Рис. 2. Участок микросварки

– Расскажите о развитии технологии неохлаждаемых микроболометров в России.

– Россия на протяжении многих лет вела разработки в области болометров, надо вспомнить работы ИФП СО РАН (Новосибирск), НПО "Орион" и "Циклона" по оксидам ванадия и аморфному кремнию. В России была создана линейка чувствительных элементов на основе VOх еще в конце 90-х гг. Но долгое время основной проблемой оставались создание промышленной технологии производства больших матриц и организация серийного выпуска.

Однако последние несколько лет ознаменовались качественным сдвигом. Ключевым игроком в области разработки и производства микроболометров в России является холдинг "Швабе" Госкорпорации Ростех, в который мы входим. На форуме "Микроэлектроника 2025" холдинг представил линейку современных микроболометрических матричных фотоприемников, разработанных при поддержке Фонда перспективных исследований. В линейку вошли изделия трех форматов:

• 640×480 с шагом пикселя 17 мкм;
• 640×512 с шагом пикселя 12 мкм;
• 1280×960 с шагом пикселя 12 мкм.

Наличие мегапиксельной матрицы 1280×960 является прямым свидетельством выхода на передовой мировой уровень по разрешению. Чувствительность таких модулей достигает 40 мК, что соответствует лучшим мировым аналогам.

Параллельно с этим мы при поддержке Российского научного фонда завершаем разработку термочувствительного материала для датчиков мегапиксельного класса. На предприятии уже построена технологическая линия, выпуск которой измеряется десятками тыс. штук в год, что знаменует переход от опытных образцов к серийному производству.

– Какова государственная поддержка и роль кооперации?

– Критическую роль в ускорении разработок сыграла государственная поддержка. Фонд перспективных исследований (ФПИ) реализует проект "Гранит", целью которого является создание отечественной технологии производства неохлаждаемых тепловизионных матриц высокого разрешения. В сентябре 2025 г. было объявлено об успешном завершении второго этапа проекта, в ходе которого был создан экспериментальный образец с чувствительностью, соответствующей лучшим мировым образцам.

Результаты третьего этапа проекта в 2026 г. должны обеспечить технологический паритет Российской Федерации с зарубежными странами в этой области за счет достижения физического предела по разрешению и чувствительности. Важно отметить, что для внедрения результатов уже идет строительство новых технологических линий.

Кооперация охватывает широкий круг организаций, от разработчиков (НИИ "Полюс", НПО "Орион", ОКБ "Астрон") до производителей микроэлектроники и конечных изделий. Научную базу подкрепляют исследования Института физики полупроводников СО РАН, где, в частности, изучается регистрация импульсного терагерцового излучения с помощью неохлаждаемых матричных микроболометров. В конечном счете выстроилась кооперация: АО "НИИМЭ" и ПАО "Микрон" разработали и изготовили для нас систему считывания сигналов (коммутатор-мультиплексор).

Компания ООО "МАППЕР" (которая буквально ожила, после неудачи их проектов c РОСНАНО, когда стала нашей дочерней компанией) взяла на себя разработку технологии изготовления самих МЭМС-мембран с чувствительным слоем оксида ванадия и тонкопленочного геттера для поддержания глубокого вакуума. А мы в "Астроне" отвечали за все остальное, от разработки архитектуры до финальной сборки в корпусе, который, кстати, разработали совместно с НПП "Старт". Такой подход позволил снять все технологические риски по очереди.

Рис. 3. Участок плазмохимических процессов

–То есть можно сказать, что вы реализовали полный технологический маршрут под ключ?

– Совершенно верно. Мы выстроили законченную цепочку, от идеи и моделирования до выращивания кристаллов, нарезки пластин, формирования МЭМС, монтажа в корпус с германиевым окном и финальной откачки.

К 2024 г. мы получили опытные образцы, которые по ряду характеристик уже превышают мировой уровень.

– Как вы видите перспективы развития микроболометров в России? Останутся ли они нишевым продуктом или станут массовыми?

– Тенденция очевидна: они уже становятся массовыми. Посмотрите на мировой рынок: спрос на неохлаждаемые ИК-камеры растет на 6–9% в год и к 2035 г. его объем превысит 5 млрд долларов. В России тот же тренд: тепловизоры нужны и в умных городах, системах безопасности, промышленности, нефтегазовом секторе и на железной дороге. Наша задача – не просто создать технологию, а сделать ее доступной для массового потребителя, сохранив высокое качество и надежность. Сейчас, когда у нас есть своя оптика, свои детекторы, своя электроника и готовые изделия, мы можем гарантировать заказчику главное – стабильность и полную независимость от внешних факторов. В этом и есть наша главная перспектива. Добавлю, что мы видим большой спрос со стороны транспортной безопасности, энергетики, коммунального хозяйства и систем мониторинга инфраструктуры – эти сектора требуют надежных приборов, работающих в любых климатических условиях, и мы готовы закрывать эти потребности серийными поставками.

– И завершающий вопрос: Андрей Фёдорович, вы не раз подчеркивали переход к серийному выпуску. Но ведь масштабирование всегда сопряжено с риском потери качества. Как выстроена система контроля на производстве, чтобы каждый прибор соответствовал заявленным характеристикам?

– Это ключевой вопрос, и мы подошли к нему системно. Еще на этапе проектирования мы заложили многоуровневую схему входного, операционного и выходного контроля. Но главное – у нас сформирован собственный отдел технического контроля (ОТК), который работает независимо от производственных подразделений и подчиняется напрямую техническому директору. В ОТК сосредоточены самые опытные инженеры-метрологи и специалисты по тестированию, многие из которых имеют профильное образование в области оптоэлектроники и микроэлектроники.

На каждом этапе, от проверки исходных пластин до финальной откачки корпуса, мы проводим автоматизированные и ручные испытания. Например, после фотолитографии каждая пластина проходит оптический контроль на наличие дефектов рисунка; после формирования МЭМС-мембран измеряются их электрические параметры и тепловая чувствительность; перед герметизацией корпуса проверяется уровень вакуума. Финальная стадия – это многочасовые климатические и вибрационные испытания готовых модулей, которые имитируют реальные условия эксплуатации. Благодаря такому подходу мы добились того, что процент выхода годных изделий на серийной линии подбирается к 85%, а разброс характеристик между партиями не выходит за 5% – это показатели, сопоставимые с мировыми лидерами. И мы не собираемся снижать планку: в планах – внедрение дополнительного рентгеновского контроля для проверки целостности микросварных соединений внутри корпуса.

Иллюстрации автора.

АО "ОКБ "АСТРОН" 
140080, Московская обл., г. Лыткарино, ул. Парковая, 1

Тел.: +7 (495) 215-1382

Реклама. АО "ОКБ "АСТРОН". ИНН 5027224977. Erid: 2SDnjca1DsR