Inwestycje w nowoczesność
W końcu lat 60. w USA opracowano technologię MOVPE (Metalorganic Vapour Phase Epitaxy) i MBE (Molecular Beam Epitaxy). Technologie te polegały na kontrolowanym osadzaniu atomów poszczególnych pierwiastków uwalnianych w wyniku pirolizy w fazie gazowej związków metaloorganicznych lub oddziaływania wiązki molekularnej. W rezultacie powstawały ultra cienkie (rzędu kilku, kilkunastu nanometrów) warstwy materiałów półprzewodnikowych.
Zaprojektowana architektura warstwowa licząca od kilku do kilkuset warstw umożliwiała uzyskanie struktur przyrządów półprzewodnikowych, takich jak: diody elektroluminescencyjne, diody laserowe, ogniwa słoneczne, detektory światła oraz przyrządy elektroniczne.
Technologie te szczególnie w zakresie optoelektroniki doprowadziły do rewelacyjnych rezultatów. Zawdzięczamy im obecny stan optoelektroniki półprzewodnikowej, w tym diod laserowych o sprawności rzędu 50%. Urządzenia realizujące wspomniane technologie stały się wtedy dostępne na rynku (COCOM został formalnie rozwiązany w 1995).
Instytut zdecydował się na zakup urządzeń MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) przydatnych zarówno w pracach badawczych, jak i przy małoseryjnej produkcji. W ciągu kilku kolejnych lat zakupione zostały dwa urządzenia do epitaksji związków AIIIBV (gdzie A oznacza Ga lub In, zaś B - As lub P), urządzenie do epitaksji azotków (GaN), węglika krzemu (SiC) i grafenu (Black Magic).
W sumie Instytut zakupił 5 urządzeń MOCVD. Koszt ich zakupu wyniósł nie mniej niż 5 mln euro, a koszt instalacji nie mniej niż 2 mln zł. Dodatkowo, ze środków Agencji Rozwoju Przemysłu (ARP), w ramach współpracy ze spółką Nanocarbon zakupiono za 3,5 mln euro urządzenie zdolne do przemysłowej produkcji warstw SiC na podłożach kryształów SiC i warstw grafenu na podłożach SiC.
W roku 2007 Instytut uzyskał 36-milionową dotację inwestycyjną na budowę Centrum Grafenu i Innowacyjnych Technologii. Etap I. W ramach inwestycji wybudowaliśmy dwukondygnacyjne laboratorium o powierzchni ok. 250 m2. Etap I projektu miał przede wszystkim służyć pomiarom i charakteryzacji struktur grafenowych już wytwarzanych w Instytucie. Koszt całej inwestycji, włączając środki własne instytutu, wyniósł ok. 42 mln zł.
W rezultacie w ITME powstało największe w Polsce i jedno z większych w Europie laboratorium epitaksji z fazy gazowej związków półprzewodnikowych. W laboratorium tym zrealizowano wiele największych projektów badawczych finansowanych przez Ministerstwo Nauki, Ministerstwo Gospodarki i Rząd RP. Projekty dotyczyły laserów półprzewodnikowych dużej mocy przeznaczonych do pobudzania laserów na ciele stałym, diody SiC dla elektroniki dużej mocy ( trzy projekty zamawiane), detektory UV ślepe na światło widzialne (Program Strategiczny Niebieska Optoelektronika).
Wykonywanie struktur o submikronowych i nanometrycznych rozmiarach w płaszczyźnie płytki półprzewodnikowej można uzyskać, stosując metodę rentgenolitografii, fotografii projekcyjnej w głębokim ultrafiolecie lub elektronolitografii. Instytut zdecydował się na wybór elektronolitografii oferującej proces pierwotnej generacji wzorów o rozdzielczości sięgającej kilku nanometrów i podobnie wysokie dokładności.
W 2011 r. Instytut uzyskał dotację w wysokości 36 754 000 zł z Unii Europejskiej (całkowita wartość projektu wyniosła 43 240 000 zł) na sfinansowanie Centrum Mikro i Nanotechnologii - MINOS, które umożliwiłoby tą metodą generację wzorów o złożonej geometrii i rozdzielczości sięgającej poniżej 50 nm.
O wyborze elektronolitografii zadecydowało także wcześniejsze posiadanie w Instytucie urządzenia tego typu starszej generacji. Istniało także laboratorium z kompetentną załogą kierowaną przez dr. Andrzeja Kowalika, specjalistę z wieloletnim doświadczeniem.
Inną możliwością zastosowania tego urządzenia było wytwarzanie precyzyjnych struktur optycznych (optyka dyfrakcyjna) na podłożach kwarcowych dla techniki laserowej i optyki wykorzystywanej w przemyśle kosmicznym. Urządzenie kosztowało 8 mln euro. Instalacja urządzenia kosztowała 5,5 mln zł. Tyle kosztowało dostosowanie istniejącego od końca lat 80. i wydawałoby się, że jeszcze w miarę nowoczesnego laboratorium. Projekt zakończono z sukcesem w czerwcu 2013 r.
Źródła finansowania
Z czynionych inwestycji wynika, że Instytut musiał dysponować znacznymi środkami finansowymi. Nie brały się one znikąd i wymagały stosownych zabiegów kierownictwa Instytutu. Ograniczając się do czasu mojej współpracy z ITME, jego budżet zamykał się kwotą 30 – 40 mln zł. i pochodził z następujących źródeł finansowania: dotacja statutowa, projekty badawcze, w tym indywidualne; samodzielna działalność gospodarcza polegająca na wytwarzaniu trudno dostępnych na rynku materiałów lub podzespołów. Ich odbiorcami były głównie ośrodki badawcze nie tylko w Polsce, ale także na całym świecie; wynajem lub sprzedaż pomieszczeń, budynków lub terenu.
Jeżeli chodzi o przychody z tytułu najmu, to jakoś nie słyszałem o tym zbyt wiele w trakcie mojej pracy w Instytucie. Dla porządku trzeba jednak nadmienić, że był on właścicielem pomieszczeń w dawnej siedzibie instytutu przy ul. Konstruktorskiej, które wynajmował. Przychód z tego tytułu w 2013 wyniósł ok. 1,95 mln zł. Pieniądze te szły jednak prawie w całości na utrzymanie budynku i jego bieżące naprawy, dlatego w instytutowym bilansie przychód z wynajmu (rzędu kilkuset tysięcy złotych) nie był widoczny.
Nie wszędzie tak jednak było. Nasi (mam na myśli WAT) sąsiedzi, Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy (IFPiLM), dzięki przezorności i zapobiegliwości jego pierwszego dyrektora prof. Sylwestra Kaliskiego stał się właścicielem terenu o znacznej powierzchni. Powinienem dodać, że była to nie tyle zaradność dyrektora IFPiLM, co nieporadność Komendy WAT. Tereny te kiedyś w całości należały do wojska (były pod zarządem WAT) i przynajmniej częściowo mogły być w 1992 r. wraz z powrotem oficerów z IFPiLM do WAT, odzyskane. Nie zostały. Były za to sprzedawane deweloperom i zabudowywane między innymi apartamentowcami. Zdobyte w ten sposób niemałe środki instytut przejadał. Na ul. Wólczyńskiej, gdzie mieścił się ITME, proceder odpłatnego wynajmowania pomieszczeń również miał miejsce. Była to domena kierownictwa CEMAT-u.
Elektroniczny szok lat 90.
Przez cały czas pracy w ITME byłem świadkiem wielostronnych działań, by Instytut w miarę możliwości spełniał wyznaczoną mu rolę zaplecza naukowo-badawczego przemysłu elektronicznego. Nazywano to samodzielną działalnością gospodarczą Instytutu.
W czasie przemian ustrojowych na początku lat 90. przestał niestety istnieć w Polsce przemysł elektroniczny. Upadł nie tylko CEMAT, ale także szereg innych zakładów, z którymi do tej pory Instytut współpracował (TEWA, Unimor, Zakłady im. Kasprzaka, Biazet, Omig, WZT, Diora i wiele innych). Jedynym sposobem zachowania Instytutu było otwarcie się na świat.
Wobec powszechnego zamykania państwowych zakładów przemysłowych mógł to robić w dwojaki sposób:
• Wspomagać powstawanie mniejszych firm organizujących się na nowych, dopuszczanych prawem zasadach.
• Przejmować małoseryjną produkcję trudno dostępnych materiałów lub elementów będących w zasięgu Instytutu i jednocześnie potrzebnych na rynku, szczególnie w Polsce, ale nie tylko. Odbiorcami produktów Instytutu bywały nieraz ośrodki badawcze (uniwersytety) z odległych zakątków świata.
Obydwie formy współpracy instytutu z przemysłem były praktykowane.
Przybliżmy tę mało eksponowaną, prorynkową działalność Instytutu.
Intrygowała mnie, istniejąca jakby praktycznie bezpośrednio na terenie Instytutu, firma nazywana w skrócie Siliconem. Produkowała i sprzedawała krystaliczny krzem wytwarzany metodą Czochralskiego. Powstanie firmy sięgało końcowego okresu, gdy dyrektorem Instytutu był prof. Wiesław Marciniak. Przedsiębiorstwo państwowe CEMAT, a właściwie jego część produkcyjna - przekształcona w roku 1991 w jednoosobową spółkę Skarbu Państwa CEMAT 70 SA - chyliło się ku upadkowi. Znikały jej rynki zbytu (upadały inne fabryki przemysłu elektronicznego), a ponadto było chyba dość nieudolnie, jak mnie przekonywano, zarządzane. Kolejno zamykane były poszczególne jego wydziały, przez co dla pozostałych (w tym dla ITME) rosły infrastrukturalne koszty stałe, pogarszając trudną już sytuację ogólną.
W 1993 w CEMAT likwidacji uległ wydział produkcji krzemu. Można rzec, że dla instytutu to było wysoce niekorzystne. W ITME od chwili jego powstania tematyka technologii wytwarzania krzemu stanowiła bardzo ważny, a początkowo najważniejszy obszar działalności. Do tej pory krzem stanowi podstawowy materiał półprzewodnikowy wykorzystywany w elektronice. Większość przyrządów półprzewodnikowych zarówno dyskretnych (diody, tranzystory, detektory), jak również układy scalone i pamięci wytwarzanych jest na krzemie. W Polsce prace badawcze w tej dziedzinie prowadził jedynie ITME. Obecność Polski w zajmowaniu się tą tematyką miała znaczenie symboliczne – twórcą technologii wytwarzania monokrystalicznego krzemu był Polak, profesor Politechniki Warszawskiej zmarły w 1953 r. Jan Czochralski.
W Instytucie badaniami nad technologią wytwarzania krzemu zajmowały się dwa zakłady naukowe:
• Zakład Technologii Krzemu pracujący nad wytwarzaniem monokryształów krzemu dysponował dwoma urządzeniami do krystalizacji (jedno firmy Leybold, drugie wyposażone w potężny elektromagnes firmy Mistsubishi);
• Zakład Epitaksji Krzemu dysponujący jednym amerykańskim urządzeniu GEMINI.
Zakłady te przez cały czas istnienia instytutu, gdy tylko była taka potrzeba, wykonywały prace badawcze na rzecz istniejących w kraju wytwórców krzemu (płytek krzemowych), lub w ramach współpracy zagranicznej. Warto przy tej okazji wspomnieć, że w stosowanych w CERN krzemowych detektorach ciężkich jonów wykorzystano wyniki badań przeprowadzonych na ich zlecenia w ITME.
Prowadzona była w nich także wspominana już wcześniej małoseryjna produkcja. Krótka seria płytek krzemowych o nietypowej orientacji krystalograficzej, geometrii, lub rodzaju domieszkowania osiągała ceny wielokrotnie przewyższające dostępne na światowym rynku wyroby standardowe. Permanentnie z tytułu takiej produkcji Instytut uzyskiwał kilkaset tys. USD rocznie.
Ratowanie sytuacji
Po likwidacji wydziału produkcji krzemu w CEMAT, do zupełnego zaniechania tak ważnej w kraju produkcji Instytut nie chciał dopuścić. Wydział miał liczną i kompetentną załogę. Powstał projekt powołania spółki akcyjnej typu akcjonariat pracowniczy, która byłaby w stanie reaktywować w nowych warunkach produkcję krzemu. Prof. W. Marciniak powołał spółkę, w której ok. 40 byłych pracowników CEMAT-u „kupiło” sobie miejsca pracy, obejmując 51% jej akcji. Pozostałe akcje rozdzielono pomiędzy ITME i CEMAT. Powstała spółka nazwana została CEMAT – SILICON SA. Prezesem został pracownik Instytutu, wybitny technolog w dziedzinie technologii krzemu, dr Andrzej Bukowski, a jego zastępcą zdolny organizator inż. Jacek Bogucki.
O powołaniu spółki zadecydowały dwa czynniki.
Jeden dość oczywisty z punktu widzenia gospodarczego. Jak wiadomo, Instytut powstał w celu prowadzenia prac badawczo-rozwojowych w dziedzinie technologii materiałów dla nowoczesnego przemysłu elektronicznego. W sytuacji, gdy przemysł ten zanikał, dalsze istnienie Instytutu stawało się problematyczne. Instytut, wspomagając powstanie spółki, częściowo wypełniał tę lukę.
Drugi dotyczy wspomnianych już wcześniej względów oszczędnościowych. Instytut, funkcjonując na wspólnym terenie, związany był z resztą przedsiębiorstwa chociażby wspólną siecią energetyczną i innymi instalacjami. Po upadku wydziałów produkcyjnych bardzo wysokie koszty utrzymania infrastruktury musiałby ponosić samodzielnie. Ogrzewanie, zasilanie energią elektryczną, produkcja wody chłodzącej i demineralizowanej itp. kosztowało. Chociaż instalacje te należało przebudować, to taka przebudowa wymagała czasu i niestety poniesienia olbrzymich nakładów. Doraźnie łatwiej było wspomóc się partnerem, który działając na sąsiednim terenie, ponosiłby część tych kosztów.
Spółka wynajęła od CEMAT-u hale produkcyjne wraz z urządzeniami produkcyjnymi. Należy przypomnieć, że nowoczesne urządzenia technologiczne zostały zakupione w czołowych światowych firmach w końcu lat 80. na mocy uchwały rządu „o elektronizacji kraju”. Zakupione wcześniej materiały do produkcji i obróbki (cięcia i polerowania płytek) CEMAT wniósł do spółki w formie aportu. Oszczędzał w ten sposób na kupnie akcji.
Początkowo Instytut utrzymywał nad spółką „parasol ochronny”. Na rozruch przedsięwzięcia pożyczył spółce dość znaczną kwotę pieniędzy, potem zagwarantował wzięcie z banku kredytu obrotowego. Oczywiście Instytut ponosił pewne ryzyko. Prawnie była taka możliwość na początku lat 90., gdy nie było jeszcze restrykcyjnych przepisów dotyczących finansów publicznych. Na szczęście wszystko zakończyło się dobrze. Spółka prosperowała nieźle. Spłaciła Instytutowi pożyczkę, nie zalegała ze spłatą rat kredytowych i stopniowo rozwijała produkcję.
Eksport
Wobec braku krajowych odbiorców krzemu (jedyny krajowy producent podzespołów elektronicznych TEWA już upadł, kolejny LAMINA chylił się ku upadkowi) jedynym możliwym kierunkiem działania spółki był eksport. Pierwszym sprzedawalnym produktem były kryształy krzemu bezpośrednio po procesie wzrostu (tzw. as grown).
Z czasem asortyment produktów uległ poszerzeniu. Zamawiany np. przez firmy amerykańskie krzem musiał spełnić warunki podyktowane normami ASTM (American Society for Testing and Materials). Normy te obejmowały wyśrubowane parametry techniczne i geometryczne zamawianych partii. Sytuacja stała się dla Instytutu korzystna. Pojawił się bowiem klient (SILICON), który autentycznie potrzebował wsparcia ze strony badawczej.
Ówczesne kierownictwo resortu nauki (KBN, później ministerstwo nauki), zdając sobie sprawę z potrzeb gospodarki, uruchomiło system grantów celowych, w których pokrywało ze środków publicznych połowę kosztów związanych z pracami B+R dla krajowych przedsiębiorstw. Pozostałą część pokrywało przedsiębiorstwo, dając tym samym dowód, że realizacja projektu jest mu autentycznie potrzebna. Wydając własne pieniądze, przedsiębiorstwo automatycznie akceptowało otrzymywane wyniki. Zakłady naukowe technologii krzemu ITME wspólnie ze spółką CEMAT – SILICON zrealizowały kilka takich projektów. Ostatni z nich (pod patronatem i przy współfinansowaniu Naczelnej Organizacji Technicznej) przyniósł wyjątkowe korzyści. W ramach tego projektu opracowano technologię wytwarzania płytek o średnicy 100 i 125 mm z naniesioną krzemową warstwą epitaksjalną spełniających wymagania japońskiej firmy Rohm.
W rezultacie zawarto wielki kontrakt, CEMAT–SILICON osiągnął roczny przychód na poziomie 60 mln USD. To prawdopodobnie zadecydowało, że nie tylko wyroby SILICON-u stały się atrakcyjne dla odbiorców, ale także on sam jako firma dla zagranicznych inwestorów.
Firma rozrastała się, zatrudnienie osiągnęło ponad 200 osób, roczny przychód liczony był w dziesiątkach milionów USD. CEMAT–SILICON stanowił jeden z nielicznych przykładów sukcesu formuły akcjonariatu pracowniczego w Polsce.
A co z przedsiębiorstwem o nazwie CEMAT?
Warto prześledzić rolę, jaką odgrywały upadające przedsiębiorstwa państwowe w trakcie przekształceń ustrojowych. Zakłady produkcyjne CEMAT-u upadały kolejno na początku lat 90. Nie oznacza to, że on sam przestał istnieć. Istniał jako zarząd i był właścicielem terenu, budynków i zakupionych wcześniej urządzeń technologicznych, które chętnie sprzedawał lub wynajmował. Nie ponosił wprawdzie żadnych kosztów związanych z konserwacją czy naprawami urządzeń, bo to należało do wynajmujących je przedsiębiorstw.
Po praktycznym wygaszeniu działalności produkcyjnej podstawowym źródłem utrzymania CEMAT-u były przychody z wynajmu pomieszczeń, urządzeń, parkingów itp. Zdobywane tym sposobem środki pozwalały na niezłe pensje dla członków zarządu, posiadanie reprezentacyjnych samochodów służbowych itp.
Nic dziwnego, że udziałowcy Siliconu, (w większości jego pracownicy), na walnych zgromadzeniach akcjonariuszy głosowali za przeznaczeniem rocznych zysków na inwestycje w firmę, zamiast na dywidendy dla siebie. Inwestycjami między innymi był wykup akcji od CEMAT-u, gdyż wynajmowanie urządzeń było uciążliwe i kosztowne.
Wkraczają Duńczycy
Po usamodzielnieniu się Instytut (ITME) otrzymał do swojej dyspozycji zajmowane budynki i przynależny mu teren. Konieczność decentralizacji sieci wspomagających działanie urządzeń technologicznych zainstalowanych w Instytucie wymusiła budowę nowej, przystosowanej do wymogów tych urządzeń, indywidualnych instalacji: stabilnego zasilania, chłodzenia, klimatyzacji, instalacji gazów technicznych itp. Z racji bliskości usytuowania i dobrej współpracy niektóre z tych instalacji realizowane były wspólnie ze spółką. W ten sposób obydwie organizacje, a szczególnie spółka, uniezależniały się od CEMAT-u.
Dobra sytuacja rynkowa CEMAT–SILICON SA zachęciła w 2008 r. duńską firmę Topsil Semiconductors do złożenia oferty kupna spółki. Topsil Semiconductors to znany w świecie producent krzemu metodą topienia strefowego (float zone). Zakup był stosukowo prosty: wystarczyło odkupić akcje spółki od jej właścicieli. W tym czasie Instytut posiadał ich niecałe 5%, więc zgodnie z prawem, bez dodatkowych zezwoleń, podlegały one wykupowi przymusowemu.
Wraz ze zmianą właściciela firma nie zmieniła profilu działalności, produkowała i sprzedawała na całym świecie krzem. Zwiększył się jedynie asortyment wyrobów: oprócz produkowanego w Warszawie krzemu metodą Czochralskiego dołączono wyroby z krzemu produkowanego w Danii metodą float zone. Nowy właściciel sporo zainwestował w część położoną w Polsce, kupując nowe urządzenia technologiczne i modernizując hale produkcyjne. Także współpraca z Instytutem układała się bez zarzutu.
Na co dzień była to współpraca pracowników obu firm na stanowiskach pracy. W szerszym horyzoncie Instytut wspólnie z Topsilem otrzymał duży program badawczy finansowany przez UE dotyczący technologii wytwarzania krzemu odpornego na promieniowanie jonizujące. Taki materiał służy m.in. do produkcji detektorów promieniowania i ogniw fotowoltaicznych dla przemysłu kosmicznego. Wyniki programu oczywiście wykorzystywane były (wdrażane) w Topsilu.
Warto zaznaczyć, że kupując SILICON, Topsil stał się automatycznie właścicielem CEMAT 70 SA, którego znakomita większość akcji została wcześniej wykupiona przez akcjonariuszy SILICON-u. Nowy właściciel nie potrzebował już kosztownego zarządu CEMAT-u. Do zarządzania terenem wystarczył jeden pracownik. Tym prostym posunięciem Duńczycy wycięli tę wieloletnią narośl - relikt przemian własnościowych III RP.
W ostatnich latach (w roku 2016) Topsil Semiconductors został kupiony przez tajwańską firmę Global Wafers (trzeciego co do wielkości producenta krzemu na świecie). Ta niestety w 2019 wycofała swoją działalność z Polski.
Jak widać, SILICON podzielił los wielu innych sprzedanych polskich przedsiębiorstw. Obce firmy, kupując SILICON, kupowały także jego rynki zbytu i pozbywały się konkurencji. Była jednak pewna różnica. Akcje SILICON-u, których nominalna wartość wynosiła 500 zł, w dniu sprzedaży spółki Duńczykom zostały wycenione przez firmę konsultingową Deloitte and Touch na 77500 zł. Prywatni akcjonariusze spółki zostali sowicie uposażeni za podjęte ryzyko i trud. W końcu to oni ciężko wypracowali różnicę w wartości akcji swojej firmy. Stosowne pieniądze zarobił również Instytut.
Zapytałem kiedyś dr. Zygmunta Łuczyńskiego od którego uzyskałem większość informacji tu zamieszczonych, czy i ile akcji SILICON-u kupił prywatnie. Odpowiedział, że nie kupił ani jednej, chociaż prawo wtedy tego mu nie zabraniało. Byłby to, jak stwierdził, konflikt interesów. Był przecież dyrektorem Instytutu. Podaję tę informację bez komentarza.
Zdzisław Jankiewicz
Jest to druga część wspomnień prof. Zdzisława Jankiewicza związanych z pracą Autora w ITME, obserwatora przez ostatnich ponad 20 lat wzrostu pozycji naukowej znaczącego dla polskiej nauki i gospodarki instytutu oraz jego niszczenia przez organ założycielski. Pierwsza część - Byłem pracownikiem ITME (1) - ukazała się w numerze 1/21 SN; kolejne odcinki zamieścimy w następnych numerach SN.
Całość wspomnień poświęconych ITME można czytać na blogu Autora – https://zdzislawjankiewicz.pl
Śródtytuły i wyróżnienia pochodzą od Redakcji.