wersja mobilna
Online: 560 Wtorek, 2016.09.27

Biznes

Polski niebieski laser wielki sukces czy manipulacja doskonała?

środa, 07 czerwca 2006 21:27

Niebieska optoelektronika jest z pewnością jednym z tematów, które robią w ostatnim czasie dużą karierę. Dzieje się tak również w Polsce, gdyż od wielu lat prowadzi się u nas prace badawcze z tej dziedziny, w szczególności związane z technologią laserów półprzewodnikowych. Jesienią zeszłego roku wokół części rządowego programu rozwoju niebieskiej optoelektroniki, której wykonawcą był obecny Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk, rozpętała się medialna burza, czego początkiem była niekorzystna dla instytutu publikacja w jednej z gazet stołecznych. Redakcja Elektronika, również zainteresowana wynikami programu rządowego, podjęła temat i, po miesiącach poszukiwań informacji w ministerstwach oraz u przedstawicieli świata nauki, zgromadziliśmy dokumenty, które rzucają nowe, niekoniecznie niebieskie światło na rozwój optoelektroniki na azotku galu w Polsce.

Porowski
Nowość - wersja PDF!!!
PDF

 

Rozwój laserów i innych przyrządów na azotku galu (GaN) ma w Polsce swoją historię. Za kluczowy dla niej moment można uznać koniec 1998 roku, kiedy Rada Ministrów ustanowiła strategiczny program rządowy „Rozwój niebieskiej optoelektroniki”. Cel programu nakreślony był ambitnie – miały powstać technologiczne oraz produkcyjne podstawy dla tej nowej gałęzi przemysłu w Polsce. W lutym 2000 roku uchwałą Rady Ministrów (nr 14/2000) program strategiczny przekształcony został w program wieloletni, a miesiąc później podpisane zostało porozumienie trójstronne pomiędzy Ministrem Gospodarki, Komitetem Badań Naukowych (KBN) oraz Centrum Badań Wysokociśnieniowych Polskiej Akademii Nauk (CBW PAN) w Warszawie. 

Podpisując porozumienie, zawarto w rzeczywistości umowę dotyczącą programu celowego, którego wynikiem miało być „uruchomienie produkcji lasera półprzewodnikowego emitującego światło niebieskie o mocy 5mW (GaN-InGaN) na podłożach objętościowych kryształów GaN”. Uczestnikami programu były również Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME) w Warszawie oraz zielonogórski Lumel, z którymi zostały również podpisane umowy na wykonanie projektów celowych. 

W ITME realizowano program opracowania technologii detektorów nadfioletowych na bazie azotków, natomiast Lumel miał wykonać prace o charakterze bardziej inżynieryjnym, uruchamiając produkcję m.in. pełnokolorowych projektorów laserowych, analizatorów medycznych zmian nowotworowych i sygnalizatorów ulicznych. Głównym koordynatorem programu został prof. Sylwester Porowski, dyrektor CBW PAN, postać uważana za ojca polskiego niebieskiego lasera

Po ponad sześciu latach od tamtych wydarzeń i zakończeniu programu rządowego, jego wyniki, jak też sam przebieg, budzą poważne kontrowersje. Dotyczy to w szczególności rezultatów prac nad niebieskim laserem, który miał, zgodnie z zapowiedziami prof. Porowskiego, stać się naszym hitem eksportowym. Przedstawiciele środowiska naukowego w Polsce są również podzieleni w opiniach co do tej części programu, traktując zwykle temat jako tabu. 

Ponieważ, jak do tej pory, większość dyskusji prowadzonej w mediach na temat działalności CBW PAN opierała się na spekulacjach i wypowiedziach, które nie były poparte faktami, zdecydowaliśmy się na opublikowanie informacji dotyczących rozwoju niebieskiej optoelektroniki w Polsce, bazujących na formalnych wnioskach i dokumentach, których autorami są czołowi polscy naukowcy, w tym przedstawiciele PAN oraz KBN. Powinno to pozwolić na merytoryczne przedstawienie historii programu rządowego i działalności jego uczestników, przyczym ocenę tych wydarzeń pozostawiamy Czytelnikom.

 

Sukces na miarę potrzeb

 

Celem wieloletniego programu miało być stworzenie podstaw nowej gałęzi przemysłu, jak też wprowadzenie polskich produktów na światowy rynek niebieskiej optoelektroniki. W przypadku laserów mających być najbardziej przełomową i intratną częścią programu, stawiano na wykorzystanie wcześniejszego dorobku naukowców z CBW PAN. Posiadali oni technologię wytwarzania monokryształów azotku galu (GaN), których właściwości fizyczne predysponowały je do wykorzystania w laserach dużej mocy. 

Chociaż wytwarzanie tego typu monokryształów wiąże się z ogromnymi problemami technologicznymi, w tym koniecznością stosowania wysokich temperatur i ciśnień do ich wzrostu, w przypadku wykorzystania w laserach ich unikalne właściwości miały mieć bardzo duże znaczenie w walce z firmami konkurencyjnymi, które stosowały podłoża szafirowe z warstwą epitaksjalną GaN. W CBW PAN opanowano również procesy homoepitaksji InGaN/AlGaN na podłożach z azotku galu, a więc podstawowe procesy technologiczne pozwalające w dalszej kolejności na wytwarzanie przyrządów laserowych na GaN.

Pierwszą akcję laserową uzyskano w CBW PAN (wg informacji samego Centrum) pod koniec 2001 roku, i rzeczywiście było się czym chwalić. Do zbudowania lasera wykorzystano podłoża z azotku galu, nad którymi pracowano od wielu lat, a za skonstruowanie tego lasera w 2002 roku prof. Porowski, wraz z zespołem CBW PAN, otrzymał z rąk Prezydenta RP nagrodę w kategorii „Najlepszy wynalazek w dziedzinie produktu lub technologii”. 

Opracowywane lasery charakteryzowały się pionową konfiguracją kontaktów, a nie poziomą, jak np. w przyrządach firmy Nichia, co otwierało perspektywę przyszłej produkcji niebieskich i ultrafioletowych laserów półprzewodnikowych średniej i dużej mocy, z których komercyjnej produkcji zyski mogły być znaczne.

laser

W owym czasie zarówno twórcy lasera, jak też liczni dziennikarze, poddali się fantazji, opisując możliwe zastosowania tych przyrządów. Projektory laserowe wysokiej jasności, ochrona środowiska, wykrywanie broni chemicznej, telekomunikacja, komputery optyczne – te i inne zastosowania wymieniano jako przykładowe aplikacje laserów. W szczególności bardzo często mówiło się o użyciu lasera w czytnikach DVD nowej generacji, z czego, podczas zeszłorocznej konferencji prasowej, twórcy lasera się wycofywali, twierdząc, że przyrządy tworzone w oparciu o technologię opracowaną w CBW PAN znajdą zastosowania głównie w aplikacjach dużej mocy – m.in. projektorach laserowych.

Często pojawiającym się hasłem, które zresztą przetrwało do dzisiaj, było zajęcie przez Polskę około 2% światowego rynku niebieskich laserów półprzewodnikowych, którego obecna wartość jest szacowana na ponad 100 mld dolarów. Aby jednak przekonać się, jak bardzo owe obietnice składane były na wyrost, wystarczy skonfrontować polskie starania z tym, co w owym czasie działo się na świecie w zakresie technologii niebieskich laserów (patrz ramka).

W owym czasie przyrządy, o których jest mowa, były jedynie chipami przytwierdzonymi do wielkich radiatorów, a uzyskany został jedynie symptom akcji laserowej, a nie stabilna i długotrwała praca, nie mówiąc już o emisji fali ciągłej. Ponadto ich twórcy musieli stawić czoło dużej liczbie trudnych problemów technologicznych, w tym związanych z wykonywaniem kontaktów przyrządów i montażem pozwalającym na odpowiednie odprowadzanie ciepła. 

Jednak propaganda sukcesu, która w przypadku niebieskich laserów powstała jeszcze przed rozpoczęciem programu rozwoju niebieskiej optoelektroniki, przyćmiła, jak się wydaje, fakty merytoryczne. Z perspektywy czasu wydaje się, że to właśnie ona była głównym powodem, który odsunął informacje o realnym postępie naukowym i o zakresie możliwości wdrożenia laserów do produkcji na dalszy plan.

Świat nie będzie czekał na Polskę

Polski program rządowy rozpoczęto 4 lata po tym, jak Shuji Nakamura opracował w firmie Nichia pierwszy niebieski laser półprzewodnikowy na podłożu szafirowym. W roku 1999 produkowane w Nichia diody laserowe pracy ciągłej charakteryzowały się czasem pracy ponad 10 tys. godzin i mocami do 5 mW. Wartość ich sprzedaży przez firmę, jak ocenia sam Nakamura, wynosiła wtedy już około 2 mln dolarów rocznie. W kolejnych latach produkcja diod laserowych GaN w Nichia się zwiększyła, również inne firmy pojawiły się na rynku ze swoimi produktami. W roku 2004 firma NEC Electronics dostarczała próbki inżynierskie laserów, do produkcji wkraczały lasery firm Matsushita oraz Sony, jak też Sanyo Electric i Sharp. W ofercie Sony można było wtedy znaleźć m.in. lasery dużej mocy, które wytwarzane były na podłożach firmy Sumitomo.

Ponieważ informacje dotyczące technologii niebieskich laserów są dla firm je produkujących jedną z najbardziej chronionych tajemnic (jednym z większych procesów sądowych był proces Nichia oraz Cree, po tym jak Shuji Nakamura przeniósł się do USA i pracował dla ostatniej z firm jako konsultant), intensywne prace są ukierunkowane na opracowanie laserów na podłożach GaN, gdyż jest to jeden ze sposobów na ominięcie praw patentowych firmy Nichia. 

Dodatkowo, z powodów związanych z problemami patentowymi i procesami sądowymi, rynek niebieskich diod laserowych znajdował się przez długi czas w zastoju. Procesy sądowe miały m.in. Nichia z Toshibą oraz Nichia z Osramem. W roku 2005, po zakończeniu niektórych z tych procesów, nastąpił boom na niebieskie lasery, a ich ceny obecnie szybko spadają. Pod koniec zeszłego roku ceny rynkowe niebieskich diod laserowych o mocy 60mW CW oscylowały w zakresie 2 tys. dolarów, a lasery o mniejszych mocach, do zastosowań np. w sprzęcie DVD nowej generacji, sprzedawane były po kilkaset dolarów.

Dlatego jest mało prawdopodobne, aby nowy gracz na rynku tych przyrządów mógł zrealizować swoje zyski w przypadku choćby urządzeń HD DVD czy Blu-ray, gdyż ich produkcja jest już w toku. Innymi słowy, wyrażając się nieco dosadniej, świat nie stanął w miejscu, co zakładali autorzy polskiego programu niebieskiej optoelektroniki.

 

Fot. 1. Jesienią 2005 roku, gdy na ostatnie spotkania zbierała się sekcja specjalistyczna oceniająca program niebieskiej optoelektroniki, w IWC PAN zorganizowana została konferencja prasowa. Przedstawiciele instytutu, w tym prof. Sylwester Porowski (po prawej), oświadczyli, że dysponują laserami fali ciągłej o mocy 200mW

Zaczęło się już wcześniej

 

Laser, o którym jest mowa w poprzednim rozdziale, powstał według przedstawicieli CBW PAN w rekordowo krótkim czasie. Jest tak rzeczywiście, jeżeli za skrajne daty przyjmie się moment rozpoczęcia projektu celowego i uzyskanie pierwszej akcji laserowej. Prawdą jest jednak, że rozwój technologii, które leżą u podstaw wytwarzania niebieskich diod laserowych, rozpoczął się znacznie wcześniej. Również CBW PAN korzystało wcześniej z grantów naukowych z nimi związanych, z których jednym był grant celowy na „Uruchomienie produkcji monokryształów GaN na podłoża do wytwarzania laserów na niebieski zakres widma” (nr 7 78 34 95 C/2399). 

Rozpoczęcie prac nastąpiło w maju 1995 roku, a projekt, wykonywany przez zespół prof. Porowskiego, trwał do końca kwietnia 1998 roku. Całość kosztowała blisko 3,7 mln złotych, przy czym ze środków samego KBN wydano ponad 2 mln zł, i zakończyła się sukcesem. Z dokumentów wynika, że technologię wytwarzania podłoży GaN opanowano, jednak w lutym 1999 roku CBW PAN podjęło decyzję o wstrzymaniu sprzedaży tych produktów, czego powodem miały być związane z nimi korzyści naukowe i potencjalne korzyści technologiczne. Sprzedaż została wstrzymana zarówno na rynek zewnętrzny, jak też wewnętrzny. W uzasadnieniu decyzji czytamy, że istotną przyczyną była możliwość użycia podłoży, które mogłyby stanowić zarodki dla metody HVPE (jedna z technologii stosowanych przy wytwarzaniu podłoży), przez firmy konkurencyjne.

Warto w tym miejscu przypomnieć, że grant celowy służy osiągnięciu przez wykonawcę konkretnego celu, którym w tym przypadku było uruchomienie produkcji podłoży (wytwarzane miało być ich 200 sztuk rocznie). Dlatego, chociaż decyzja o wstrzymaniu sprzedaży może wydawać się słuszna, była ona niezgodna z założeniami programu. Same zaś podłoża, ze względu na parametry technologiczne, stały się podstawowym elementem propagandy sukcesu zespołu zajmującego się opracowaniem niebieskich przyrządów laserowych. 

Niestety po wielu latach są one wytwarzane wciąż jako kawałki kryształu niewiele większe, niż te na początku rozpoczęcia programu, co znacznie ogranicza możliwość ich wykorzystania na skalę przemysłową. Obecnie światowi dostawcy podłoży do przyrządów niebieskiej optoelektroniki, tacy jak Sumitomo Electric, dostarczają swoje produkty jako płytki 2'' (anawet 4''). Wytwarzane są one za pomocą epitaksji wodorkowej (HVPE), a następnie oddzielane od oryginalnych podłoży.

Sięgając jeszcze bardziej wstecz, można odnaleźć inne ślady rozwoju niebieskiej optoelektroniki w Polsce. W latach 1993-1995 na Uniwersytecie Warszawskim realizowany był program „Fizyka i technologia niskowymiarowych struktur półprzewodnikowych dla technik przyszłej generacji”. Był to tzw. problem badawczy zamawiany (PBZ 101-01), w ramach którego wprowadzono aneksem również elementy związane z technologią niebieskiej optoelektroniki. W szczególności były to zadania związane ze wzrostem i charakteryzacją warstw GaN, domieszkowaniem GaN typu p oraz opracowaniem struktur niebieskich diod elektroluminescencyjnych wytwarzanych na bazie GaN. 

Uzasadnieniem wprowadzenia aneksu do programu, na skutek którego na badania związane z GaN wydano w owym czasie około 1,6 mln zł, było przekonanie, że należy inwestować w przyszłościową dziedzinę optoelektroniki opartej o azotek galu, zamiast prac nad fosforkami. O ile jednak przekonanie to było słuszne, gdyż pozwalało na uzyskanie przewagi technologicznej w zakresie technologii z GaN, z tego co wiemy, wyniki tej części programu były dalece niesatysfakcjonujące.

 

Niekompletny harmonogram

 

 

Rządowy program rozwoju niebieskiej optoelektroniki rozpoczął się hucznie. Uchwałę Rady Ministrów podpisał premier Jerzy Buzek, po czym uruchomione zostało przekazywanie funduszy na rozwój laserów, detektorów i innych przyrządów oraz urządzeń niebieskiej optoelektroniki. Program był jednak, jak przyznaje prof. Zdzisław Jankiewicz, słabo opracowany pod względem formalnym. Największą zagadką, która jego zdaniem kładzie się cieniem na całym programie, była podpisana w lutym 2000 roku umowa trójstronna pomiędzy Ministrem Gospodarki, KBN oraz CBW PAN.

Umowa ta dotyczyła projektu celowego na wdrożenie przez CBW PAN do produkcji przyrządów laserowych na bazie GaN o mocy 5mW i była ona, zdaniem prof. Jankiewicza, wadliwa w sensie prawnym, gdyż nie zawierała odpowiedniego harmonogramu. W przypadku prac badawczych harmonogram kończył się w 2001 roku (cały program trwał do roku 2004), natomiast w przypadku prac wdrożeniowych o rok później. W szczególności nie było harmonogramu opracowania laserów o mocy 50mW, które były jednym z kluczowych elementów programu rządowego rozwoju niebieskiej optoelektroniki rozpoczętego pod koniec 1998 roku (patrz ramowy harmonogram podany w tabeli 1).

W podpisanej umowie trójstronnej harmonogram kończył się na punkcie dotyczącym laserów o mocy 5mW. Innymi słowy, podpisana została umowa, która na lata 2003-2004, kiedy miał trwać drugi etap programu i wdrażane do produkcji miały być lasery o mocy 50mW, nie miała harmonogramu! Każdy, kto ma styczność z programami badawczymi finansowanymi ze środków publicznych oraz grantami naukowymi, przyzna, że sytuacja, taka jak powyższa, jest niedopuszczalna. Dodatkowo, o czym piszemy dalej, harmonogram umowy został zmieniony aneksem do umowy pod koniec 2003 roku, a więc w trakcie trwania samego programu.

 

Ile kosztował program rozwoju niebieskiej optoelektroniki?

Program podzielony był na dwie fazy, przy czym środki zostały rozdzielone pomiędzy trzech wykonawców (ITME, CBW PAN oraz Lumel):

  • nakłady na I fazę (lata 2000-2001) wyniosły ogółem 36,1 mln zł, przy czym 12,4 mln zł stanowiły środki KBN,
  • nakłady na II fazę (lata 2002-2004) wyniosły ogółem 60,1 mln zł, przy czym 16,4 mln zł stanowiły środki KBN.

Finansowanie nakładów na prace naukowe i badawczo-rozwojowe miało wynieść 38,5 mln zł, przy czym 28,9 mln zł finansowane było z budżetu państwa. Łączne nakłady na prace wdrożeniowe określono na kwotę 57,7 mln zł.

Informacje pochodzą z raportu z kontroli przeprowadzonej w CBW PAN w 2002 roku oraz planu finansowania programu wieloletniego „Rozwój niebieskiej optoelektroniki”.

 

Problemy z laserami

 

W końcu 2002 roku pojawiły się problemy, które omawiane były na posiedzeniu zorganizowanym w KBN. W tym okresie kończył się pierwszy etap programu rządowego, a prace miały wejść w fazę wdrażania laserów do produkcji. Z wykonawcami podpisane zostały umowy na drugą fazę programu celowego, przy czym w przypadku CBW PAN obiektem wdrożenia miał być laser niebieski o mocy 50mW (umowa z 29 sierpnia 2002 roku). Niemniej jednak, czego dowodem jest opisana poniżej konfrontacja, do pozytywnego rozliczenia działań w przypadku pierwszej fazy części laserowej programu było daleko.

Na spotkaniu zorganizowanym w KBN obecni byli m.in. prof. Porowski z CBW PAN, prof. Włodzimierz Janke odpowiadający za elektronikę w zespole T-11 KBN (patrz dalej), jak też członkowie PAN – prof. Wiesław Woliński (Politechnika Warszawska), prof. Antoni Rogalski (WAT) oraz prawnicy i przedstawiciele Ministerstwa Gospodarki. Dyskutowano nad kwestiami związanymi z 5-miliwatowymi laserami, które miały powstać w CBW PAN już w 2001 roku. Z relacji świadków wynika, że na spotkaniu doszło do absurdalnej dyskusji nad faktem, czy określenie laser pracy ciągłej oznacza laser CW (o fali ciągłej), czy może np. laser impulsowy działający ciągle! 

Sprawa dotyczyła minimalnych wymagań, które powinny spełniać przyrządy opracowywane w CBW PAN, aby można było zaliczyć wykonanie programu za 2001 rok. Według relacji świadków z ust profesora Wolińskiego padło wtedy stwierdzenie „niech chociaż ten laser pracuje przez minutę”. I pomimo że było to powiedziane półżartem, zostało ono zaprotokołowane, a zaliczenie roku 2001 miało nastąpić po dostarczeniu przez CBW PAN serii 40 laserów pracy ciągłej, z których każdy pracowałby minimum jedną minutę. Protokół ten został spisany jako pierwszy z aneksów do umowy programu celowego w części laserowej.

pismo

Tajne przez poufne

Osoba chcąca znaleźć informacje dotyczące programu „Rozwój niebieskiej optoelektroniki” z pewnością nie ma łatwego zadania. Biorąc pod uwagę liczbę naszych próśb o udostępnienie dokumentów, które wysłaliśmy do różnych instytucji publicznych, jak też liczbę otrzymanych odpowiedzi, z pewnością można mówić o reglamentacji informacji.

Dotyczy to w szczególności dokumentów, takich jak protokoły z posiedzeń sekcji interdyscyplinarnej „Rozwój niebieskiej optoelektroniki” oraz wniosków końcowych zawartych w raporcie grupy członków zespołu specjalistycznego oceniającego wyniki programu. W przypadku ostatniego redakcji udostępniony został przez ministerstwo jedynie fragment wniosków, który nie zawiera kompletnej opinii zawartej w raporcie. Można domniemywać, że instytucje odpowiedzialne za program za wszelką cenę nie chciały udostępnić opinii publicznej informacji, które, bądź co bądź, dotyczą programu finansowanego w części ze środków publicznych.

Zespół T-11, o którym jest mowa powyżej, był jednym z kilkunastu powoływanych w KBN zespołów branżowych i zajmował się sprawami z zakresu elektroniki, automatyki i robotyki oraz informatyki i telekomunikacji. Do opiniowania poszczególnych programów mógł on powoływać sekcje, co stało się również w przypadku programu rozwoju niebieskiej optoelektroniki. W skład powołanej sekcji interdyscyplinarnej weszli profesorowie specjalizujący się w optoelektronice i dziedzinach pokrewnych, w tym jej przewodniczący, którym został w marcu 2003 roku prof. Jankiewicz (patrz odpowiednia ramka). 

Na wyniki działania sekcji w latach 2003-2004 składa się 5 protokołów (w sumie 25 uchwał), które doskonale obrazują rozwój wydarzeń w programie rządowym, szczególnie w części związanej z niebieskimi laserami. Warto zaznaczyć, że działanie sekcji były sformalizowane – z każdego posiedzenia tworzony był protokół, a każda uchwała była głosowana. Uchwały były tworzone jako jednomyślne, a odrębne zdanie któregoś z członków mogło być wyrażone na piśmie – taki schemat działań pozwalał sekcji na przedstawianie ujednoliconych wniosków do zespołu T-11. Powodem, dla którego piszemy o tym tak szczegółowo, jest fakt, że sekcja odegrała istotną rolę w ocenie programu rozwoju niebieskiej optoelektroniki, a jej wiarygodność była często podważana.

 

Kontrola KBN nie przynosi rozstrzygnięcia

 

W części pierwszego posiedzenia sekcji, które miało miejsce w połowie kwietnia 2003 roku, wzięli udział, oprócz członków sekcji, zaproszeni eksperci, którzy na zlecenie KBN pod koniec 2002 roku przeprowadzili kontrolę księgowo-finansową i prawną w części programu rozwoju niebieskiej elektroniki dotyczącej laserów i CBW PAN. Wskazali oni na nieprawidłowości stwierdzone podczas kontroli, w tym m.in. w zakresie kontaktów i udzielenia licencji pomiędzy CBW PAN a spółką ToPGaN (spółka ta powstała w celu wdrażania do produkcji opracowanych przyrządów laserowych), jak też w zakresie zakupionej aparatury naukowej.

Kontrola wykazała również, że PAN, choć była właścicielem większościowym w ToPGaN, nie posiadała kontroli nad tą spółką. Dodatkowo sama spółka, zgodnie z założeniami programu, powinna była powstać dopiero w II fazie programu, a więc w latach 2002-2004. Dodatkowo kontrolujący przyznali, że nie zostały im udostępnione wszystkie dokumenty konieczne do oceny stanu realizacji programu.

Bazując na powyższych opiniach, jak również na raporcie rocznym z wykonania etapu programu za rok 2002 (I etap II fazy) i innych dokumentach, sekcja przyjęła pięć uchwał. O ile raport dotyczący projektu realizowanego w ITME zaopiniowany został pozytywnie, wnioski dotyczące części laserowej były bardziej złożone. Przede wszystkim, po zapoznaniu się z wynikami kontroli KBN, podjęto uchwałę o konieczności skierowania sprawy programu realizowanego przez CBW PAN do kontroli przez odpowiednie organy państwowe (program skontrolowała później Najwyższa Izba Kontroli).

Samo zaś sprawozdanie roczne zostało zwrócone do CBW PAN jako zbyt ogólnikowe i niepozwalające na ocenę stanu zaawansowania prac. W związku z niejasnościami w zakresie prawno-finansowym, sekcja postanowiła nie rekomendować finansowania programu na rok 2003.

Lasery niebieskie na fali ciągłej o mocy 200 mW wytwarzane w Warszawie należą do najlepszych na świecie (...). Według danych z ostatniej konferencji Półprzewodników Azotkowych w Bremie (wrzesień 2005, 700 uczestników z całego świata, w tym 37 z Polski), osiągnięta w IWC PAN moc lasera pracy ciągłej 200 mW może być porównywalna jedynie z wynikami firm japońskich Nichia, Sony i NEC (sprzedaje tylko Nichia). (...) Polskie lasery, które uzyskały ciągłość fali i są technologicznie konkurencyjne.
prof. Sylwester Porowski, dyrektor IWC PAN

Opracowana [w CBW PAN, przyp. red.] technologia wytwarzania niebieskich laserów oraz jej produkty nie osiągnęły jeszcze zaawansowania pozwalającego na wdrożenie do produkcji seryjnej. Wszelkie zaś porównania z wyrobami firm zagranicznych są w tej mierze bezzasadne, jeżeli nie znamy dokładnie szczegółów dotyczących procesu produkcyjnego niebieskich laserów w tych firmach.
prof. Bohdan Mroziewicz, członek sekcji interdyscyplinarnej „Rozwój niebieskiej optoelektroniki”

Prof. Porowski obiecywał, że opracuje laser i zdobędzie część rynku światowego. I chociaż ustanawiał światowe rekordy [mowa o parametrach podłoży wytwarzanych w CBW PAN i o szczytowych mocach podczas pracy impulsowej laserów, przyp. red.], lasera pracy ciągłej spełniającego kryterium użyteczności, którym było 10 tys. godzin bezawaryjnej pracy, nie udało się opracować. Przyrządy produkowane w CBW PAN były typowym produktem laboratoryjnym i nie można mówić, że ma się laser pracy ciągłej, tym bardziej mówić o jego produkcji, będąc we wstępnej fazie opracowywania przyrządu spełniającego kryteria użyteczności. Doświadczenia innych firm pokazują, że na spełnienie tych kryteriów potrzeba dalszych kilku lat intensywnej pracy popartej dużymi nakładami finansowymi. W przypadku firmy Nichia było to około czterech lat [od czasu zademonstrowania pierwszych niebieskich laserów, przyp. red.], w przypadku Osram minęło pięć lat i nie osiągnięto jeszcze 10 tys. godzin pracy lasera o mocy 5mW.
prof. Antoni Rogalski, członek sekcji interdyscyplinarnej „Rozwój niebieskiej optoelektroniki”

Zgodnie z harmonogramem ramowym na początku drugiej fazy programu, tj. do końca 2002 roku, miał powstać prototyp lasera o fali ciągłej mocy 50mW. Stwierdzenia „o fali ciągłej” nie ma w pierwotnym harmonogramie programu, lecz jest ono oczywiste, o czym piszemy w dalszej części artykułu. Tymczasem do końca omawianego okresu, jak twierdzą przedstawiciele sekcji, nie powstał nawet laser fali ciągłej o mocy 5mW, którego realizacja miała być ukończona już w roku 2001.

 

Poszukiwane 40 laserów

 

Głównym tematem kolejnego posiedzenia sekcji, które odbyło się niecałe dwa miesiące później, była także część programu związana z laserami. Po porównaniu treści harmonogramu do aneksu nr 2/2002 z dnia 30 października 2002 roku (był to aneks do umowy trójstronnej) z treścią raportu rocznego za 2002 rok przedstawionego przez CBW PAN stwierdzono niezgodności. Przede wszystkim w harmonogramie była mowa o wykonaniu 40 sztuk laserów 5mW na fali ciągłej o czasie życia powyżej 1 minuty (z terminem wykonania do końca 2002 roku), natomiast w raporcie była mowa o wykonaniu serii tylko 5 sztuk tych laserów. 

Inne zarzuty dotyczyły niezgodności raportu z wymogami KBN, jak też faktu, że nie zawierał on, w ocenie sekcji, znaczących wyników merytorycznych (w szczególności eksperymentalnych), które dawałyby możliwość dokonania oceny rzeczywistego stanu badań.

Przepis na laser

Warstwa aktywna opracowanego w CBW PAN niebieskiego lasera jest zbudowana z heterostruktury składającej się z wielokrotnych studni kwantowych In0,09Ga0,091N/In0,02Ga0,098N. Warstwa światłowodowa składa się z niedomieszkowanych warstw GaN o grubości około 0,4µm. Ograniczenie optyczne modu promieniowania w kierunku transwersalnym jest zapewnione przez supersieci GaN/AlGaN (średnio 8% aluminium) o periodzie 25Å, które domieszkowane są krzemem i magnezem.

Struktura przykryta jest warstwą kontaktową GaN silnie domieszkowaną magnezem. Dioda jest przyrządem izolowanym tlenkiem (ZrO2), w którym szerokość paska wynosi typowo do 20µm, a długości rezonatora 500µm lub 1000µm. Zwierciadła lasera zostały uformowane przez łupanie kryształu, przy czym tylne pokryte jest warstwami wykonanymi z TiO2 oraz SiO2 i tworzącymi zwierciadło Bragga. 

Główna różnica, w stosunku do przyrządów innych producentów, opiera się właśnie na wykorzystaniu różnych materiałów podłożowych. W przypadku diod laserowych produkowanych przez Nichia stosowane są podłoża szafirowe, a nie, jak w CBW PAN, z azotku galu. W Nichia jest w szczególności stosowana technologia opracowana przez Shuji Nakamurę, który zmodyfikował dostępny komercyjnie reaktor MOCVD (Metalorganic Chemical Vapor Deposition), dodając drugi obieg gazów.

Program miał na celu stworzenie podstaw technologicznych dla powstania w Polsce nowej gałęzi przemysłu – niebieskiej optoelektroniki. Łatwo się domyślić, że stworzenie nowej gałęzi przemysłu za 3 mln dolarów [mowa tu o laserach, przyp. red.] przynoszącej miliardowe zyski, w kraju takim jak Polska – bez znaczących sukcesów w elektronice i z kompletnym brakiem infrastruktury przemysłowej, nie jest możliwe.
prof. Sylwester Porowski, dyrektor IWC PAN


Dla zdobycia pieniędzy polski uczony jest w stanie odtańczyć dowolny taniec. A rząd daje mu na to pieniądze, bo ludzie chcą w to wierzyć. Nie jest to [mowa o rozwoju niebieskiego lasera, przyp. red.] kompromitacja prof. Porowskiego, a samego systemu. Całość jest wynikiem polityki finansowej w Polsce – trudno dostać pieniądze, więc uprawia się ekwilibrystykę, przy czym im ktoś jest lepiej umocowany, tym więcej korzysta.
prof. Zdzisław Jankiewicz przewodniczący sekcji interdyscyplinarnej „Rozwój niebieskiej optoelektroniki

Sekcja przyjęła uchwały, w których stwierdzono, że w związku z nieprzekazaniem do 7 maja 2003 roku 40 laserów działania ciągłego do badania w Instytucie Technologii Elektronowej (ITE) oraz Instytucie Optoelektroniki Wojskowej Akademii Technicznej (IOE WAT), zaległości powstałe w trakcie 2001 roku nie zostały nadrobione.

Tym samym nie został spełniony warunek do uruchomienia finansowania II fazy programu w części laserowej. Jednocześnie uznane zostało, że niedopuszczalne są zmiany w raporcie w zakresie prac nakładanych na CBW PAN przez aneks 2/2002. W ostatniej uchwale sformułowany został również wniosek o powierzchowności raportu, w związku z czym sekcja zwróciła się do CBW PAN o możliwie szybkie wykonanie poważnego sprawozdania merytorycznego, które zawierałoby m.in. wyniki badań eksperymentalnych. Stanowiska sekcji z 15 kwietnia i 7 maja podzielił zespół T-11.

Warto nadmienić, że niektóre z wniosków nie były dla programu, zdaniem prof. Jankiewicza, niczym nowym. Już pod koniec 2002 prof. Włodzimierz Janke z zespołu T-11 wystosował do Michała Kleibera, ówczesnego ministra nauki, pismo, w którym wyraźnie sugerował, aby uruchomienie finansowania II fazy programu w części wykonywanej przez CBW PAN nastąpiło po wydaniu przez ITE oraz IOE WAT pozytywnej opinii o prawidłowej pracy serii 40 laserów. Innymi słowy, sugerowane było przejście do II fazy po nadrobieniu zaległości powstałych w poprzedniej fazie programu.

 

Zrecenzowano...

 

Fot. 2. Reaktor epitaksjalny MBE w IWC PAN

W kolejnych miesiącach powstała nowa edycja raportu rocznego z realizacji I etapu programu w części laserowej, a zespół T-11 wyznaczył do jej oceny niezależnego recenzenta merytorycznego. Opinia recenzenta przedstawiona została w kwestionariuszu firmowanym przez Ministerstwo Nauki i Informatyzacji i dotyczyła zarówno raportu rocznego za rok 2002, jak też realizacji projektu celowego uruchomienia produkcji niebieskiego lasera o mocy 50mW. W opinii autora recenzji raport roczny był napisany lakonicznie, nie dołączono do niego odpowiedniej dokumentacji konstrukcyjnej laserów, jak też wyników odpowiednich badań laboratoryjnych. Oprócz powyższych, znanych z wcześniejszych dokumentów zarzutów, dodatkowe wnioski dotyczyły braku informacji o tzw. „czystości patentowej” wyrobu, a zawarta w recenzji ocena końcowa wykonania projektu była negatywna.

Na szczególną uwagę zasługuje początkowa część opinii, w której autor wskazuje na fakt, że dwoistość w wynikach prac i ich opisie ujawnia się również w samym tytule projektu celowego. Deklarowana w owym czasie przez wykonawcę moc wyjściowa 50mW dotyczyła pracy impulsowej lasera, podczas gdy istotą projektu było osiągnięcie generacji w warunkach zasilania prądem stałym. Powinno być przy tym oczywiste, że moc impulsowa nie charakteryzuje lasera, jeżeli nie są określone warunki impulsowego zasilania (czas trwania impulsów oraz częstotliwość ich powtarzania). 

Uzyskanie dużej mocy szczytowej podczas krótkiego impulsu wcale nie musi oznaczać dużej mocy średniej. Autor opinii stwierdza, że w raporcie podano jedynie częstotliwość powtarzania impulsów, podczas gdy nie ma mowy o ich długościach i, jak puentuje – „lasery emitujące dużą moc szczytową nie mogą być nazwane laserami dużej mocy”. W konkluzji czytamy również, że pomimo negatywnej oceny sprawozdania rocznego, autor stwierdza, że „w zakresie bardzo trudnej technologii laserów InGaN/GaN dokonano w rozliczanym okresie znaczącego postępu technologicznego”, podając jako przykład obniżenie prądu progowego przyrządów.

 

... zbadano i omówiono

 

 

Prawie jak laser pracy ciągłej

Czy laser pracy ciągłej to laser działający ciągle? Chociaż pytanie to wydaje się być absurdalne, przez ostatnie lata padało ono często. Podczas trwania programu dochodziło bowiem do dyskusji, czy określenie „laser pracy ciągłej” to laser CW (continous wave), czy może laser działający impulsowo, który działa ciągle. Naturalnie odpowiedź na nie, jak też fakt, że podanie jedynie mocy szczytowej nie jest wyznacznikiem jakości i dojrzałości technologicznej lasera półprzewodnikowego, powinny być dla każdego inżyniera oczywiste.

Dowodem na pojawianie się nieścisłości jest artykuł doc. dr hab. Piotra Perlina z IWC PAN „Niebieskie i fioletowe półprzewodnikowe diody laserowe wielkiej mocy”, który ukazał się w miesięczniku naukowo-technicznym Elektronika (numer 03/2006). W rozdziale dotyczącym montażu i parametrów laserów czytamy: „Uzyskano pracę ciągłą laserów wykonywanych w dwóch geometriach paska: a) 20µm x500µm i b) 20µm x1000µm. Na rysunku 6 pokazano podstawowe parametry optyczne tych laserów, zmierzone podczas testów impulsowych”. 

Drugą ciekawostką jest stwierdzenie: „Dzięki zastosowaniu technologii szerokopaskowej i wysokiej jakości struktury lasera udało się osiągnąć znaczne moce (rekordowe egzemplarze dochodzą do 200 mW) przy relatywnie niskiej gęstości prądu pracy. (...) Polskie lasery osiągają również rekordowe moce w impulsie do około 2,5 W na zwierciadło (użytecznego światła). Podstawowe parametry optyczne pokazano na rys. 8”. W opisie pojawia się jeszcze rysunek nr 7, na którym przedstawiono charakterystykę prądowo-napięciową i prądowo-świetlną dla lasera. W tekście komentarz do rysunku jest następujący: „Po opisanej wcześniej procedurze montażu eutektycznego lasery były poddane testom impulsowym. (...) Najlepsze uzyskane parametry lasera szerokopaskowego podano w tabeli”.

Zamieszczamy trzy rysunki, o których jest mowa w tekście, jak też tabelę towarzyszącą im w artykule. Jak widać z tych przykładów, w artykule, który bądź co bądź ma charakter naukowy, jest nieścisłość, przez co czytelnik zasadniczo nie wie, o jakim laserze jest mowa. Jeżeli bowiem o laserze pracy ciągłej, to dlaczego pomiary są dokonywane w warunkach zasilania impulsowego? Dodatkowo, jeżeli mówi się o bardzo dużych mocach optycznych (do 2,5 W), co ma potwierdzać rysunek 8, to dlaczego określa się je mianem po prostu mocy optycznej lasera (co sugerowałoby moc średnią), natomiast w tabeli w kolumnie maksymalna moc optyczna na przyrząd widnieje tylko wartość 190mW? 

Ten prosty przykład pokazuje, jak bardzo można zaciemnić opis techniczny, który powinien być ze swej natury przejrzysty i jednoznaczny. Proponujemy dodatkowo porównać całość z danymi w tabeli 2, która przedstawia parametry techniczne modułów laserowych budowanych w oparciu o diody laserowe produkowane w ToP-GaN. Jeżeli któryś z szanownych Czytelników rozwikła zagadkę powyższego opisu, my również z chęcią poznamy odpowiedź.

wykresy

Wnioski przedstawione przez niezależnego recenzenta nie zostały udostępnione sekcji przed kolejnym posiedzeniem, na które się ona zebrała w połowie września 2003 roku. Działania te, podjęte przez jej przewodniczącego, były celowe i miały sprawić, aby opinie członków sekcji o nowej edycji raportu rocznego CBW PAN były niezależne. Na spotkaniu poddano pod dyskusję raporty z badań serii niebieskich laserów z CBW PAN, które przeprowadzone zostały w maju i czerwcu 2003 roku w ITE oraz Instytucie Optoelektroniki WAT. Testy wykonały osoby uważane w polskim środowisku naukowym za specjalistów – przykładowo zespołem prowadzącym badania w ITE przewodniczył prof. Maciej Bugajski.

Na każdym etapie realizacji tego projektu stosunek Zespołu KBN do wykonawców Projektu Laserowego był wysoce negatywny. O zmianach składu Sekcji Oceniającej, włącznie z jej Przewodniczącym, w zależności od wyrażanych na temat osiągnięć IWC PAN opinii, nie będziemy tu pisać, bo jest nam po prostu wstyd [przyp. red.: chodzi o powołanie na funkcję przewodniczącego sekcji prof. Jankiewicza]. Dlatego KBN w głosowaniu (...) odrzucał postulaty Zespołu o przerwaniu realizacji projektu, a Sekcję oceniającą, kierowaną przez prof. Z Jankiewicza, rozwiązał. W takiej sytuacji Ministerstwo rzeczywiście powołało nową Komisję Oceniającą, ponieważ Program Rządowy dobiegł końca i trzeba go ocenić oraz rozliczyć.
prof. Sylwester Porowski, dyrektor IWC PAN

Kwintesencją sprawy jest fakt, że opiniodawców [mowa o sekcji, przyp. red.] można zakrzyczeć. To co mówiliśmy było dla wielu niewygodne. Dlatego uważamy, że publikacja dokumentów [chodzi m.in. o uchwały sekcji o których jest mowa w artykule, stanowiska zespołu KBN, opinie komisji, przyp. red.] jest jedynym miarodajnym świadectwem. Dodatkowo warto tutaj zaznaczyć, że nie wypracowano form kompetentnego opracowywania założeń, łącznie z wiarygodnym rachunkiem ekonomicznym, oraz kontroli realizacji grantów odpowiednich dla programów rządowych. Z tego powodu umowę dotyczącą programu niebieskiej optoelektroniki zarejestrowano jako grant celowy.

Potrzebne są też odpowiednie procedury kontrolne i decyzyjne w trakcie wykonywania programu, łącznie z określeniem warunków umożliwiających jego przerwanie. Propaguje się bowiem zły nawyk, że obiecuje się rzeczy na wyrost, czego przykładem jest obietnica zdobycia 2% światowego rynku niebieskich laserów. Niedopuszczalne jest, że później się ukrywa fakty, jak też to, że program jest kontynuowany, chociaż staje się oczywiste, że jego założenia nie będą zrealizowane.
prof. Zdzisław Jankiewicz, prof. Antoni Rogalski, członkowie sekcji interdyscyplinarnej „Rozwój niebieskiej optoelektroniki

Przed posiedzeniem sekcji jej poszczególni członkowie dodatkowo wyrazili na piśmie własne opinie dotyczące raportu. W tych dokumentach, których treść jest również znana redakcji, wyraźnie stwierdzono, że w CBW PAN nie wykonano zadań polegających na wyprodukowaniu serii próbnej laserów 5mW fali ciągłej i czasie życia powyżej 1 minuty, jak też innych zadań. W opinii jednego z członków sekcji zaawansowanie prac nie przekraczało wtedy 20-50%. 

O ile postępy technologiczne uzyskane przez zespół CBW PAN, m.in. w zakresie epitaksjalnego wzrostu struktur półprzewodnikowych na bazie GaN (głównie wzrost MBE), były znaczne i zyskały uznanie recenzentów, o tyle prace w zakresie obróbki technologicznej, technologii montażu oraz badań niezawodnościowych laserów były na etapie wstępnym. Dla większości opiniujących oczywiste było, co wyrazili na piśmie, że zrealizowanie zamierzonych prac przez zakończeniem programu, co miało nastąpić w czerwcu 2004 roku, było nierealne.

Czy Sekcja Interdyscyplinarna była merytoryczna?

Zarzuty o brak obiektywizmu sekcji interdyscyplinarnej „Rozwój niebieskiej optoelektroniki” powołanej przez zespół T-11 pojawiały się wielokrotnie. W szczególności wiarygodność sekcji podważał prof. Porowski, co jest zrozumiałe, biorąc pod uwagę negatywne opinie wyrażane przez nią na temat postępów w badaniach prowadzonych przez CBW PAN. Chociaż przyznanie racji stronom pozostawiamy Czytelnikom, ponieważ w artykule przedstawiamy m.in. uchwały podejmowane przez sekcję, warto poinformować, kim byli ludzie ją tworzący. Cytując profesora Zdzisława Jankiewicza, przewodniczącego sekcji, „tworzyli ją znani, wybitni specjaliści z zakresu technologii półprzewodnikowych i laserów, a jednocześnie duże indywidualności – byli to profesorowie Anna Piotrowska, Antoni Rogalski, Włodzimierz Nakwaski, Marian Nowak oraz przedstawiciel Ministerstwa Gospodarki”. 

Swoje zdanie o członkach sekcji wyraził również zapytany przez nas prof. Włodzimierz Janke, który w owym okresie był członkiem zespołu T-11, stwierdzając: „Rządowy program niebieskiej optoelektroniki był monitorowany i oceniany m.in. przez Komitet Badań Naukowych, w którym utworzono sekcję interdyscyplinarną, złożoną (w większości) z osób kompetentnych. [W zakresie poruszanej problematyki] mogę opierać się na opiniach fachowców. Do takich osób zaliczam m.in. profesorów: A. Rogalskiego i Z. Jankiewicza z WAT, B. Mroziewicza, M. Bugajskiego i A. Piotrowską z ITE, W. Wolińskiego z Politechniki Warszawskiej”.

Na posiedzeniu sekcji stwierdzono, że nowa edycja raportu była znacznie lepiej przygotowana niż poprzednia. Niemniej nadal krytycznie oceniano fakt, że zademonstrowane lasery działały impulsowo (zasilane były impulsami o czasie trwania 200ns przy prądzie szczytowym 1A), a nie w sposób ciągły, natomiast lasery wchodzące w skład dostarczanych serii charakteryzowały się dużym rozrzutem parametrów. W związku z tymi uchybieniami w realizacji programu, jak też rozbieżnościami pomiędzy raportem a wynikami testów (wyszczególnione w uchwale sekcji nr 3/2002), uznano, że nie może być mowy o wykonaniu w 100% planu prac, co wielokrotnie sugerowali autorzy w recenzowanym raporcie. 

Uznano również, że wobec opóźnień w realizacji programu, cele programu były w owym czasie już niewykonalne. Dlatego, choć sekcja uznała osiągnięty przez CBW PAN wynik za interesujący pod względem naukowym, na tym pochwały się kończyły. Biorąc pod uwagę harmonogram prac oraz zobowiązania badawcze Centrum, sekcja uznała ponownie, że zarówno w 2002 roku, jak też w pierwszych miesiącach 2003 roku zaległości powstałe w trakcie realizacji zadań projektu w 2001 roku nie zostały nadrobione. 

Na podstawie tych wniosków prof. Jan Węglarz, przewodniczący zespołu T-11, miał stwierdzić, że dalsze finansowanie projektu jest niewskazane, wysyłając odpowiedni dokument do ministra nauki. Pomimo tej negatywnej opinii na drugą fazę programu zostały przyznane kolejne środki finansowe, co potwierdza fakt braku istnienia odpowiednich procedur egzekucji wymagań programu lub brak chęci stosowania tych dostępnych.

Jeszcze jedna komisja

Program rządowy rozwoju niebieskiej optoelektroniki kończył się, zgodnie z pierwotnym harmonogramem, w grudniu 2004 roku. Z informacji zebranych przez redakcję wynika, że Ministerstwo Nauki i Informatyzacji zleciło wtedy wykonanie ekspertyzy dotyczącej projektu celowego realizowanego przez IWC PAN. Członkowie zespołu ekspertów, w skład którego weszli profesorowie Józef Piotrowski (przewodniczący), Wiesław Woliński, Maciej Bugajski, Jacek Kossut oraz Zygmunt Mierczyk, stwierdzili, że poziom techniczny laserów o działaniu ciągłym wytwarzanych w IWC PAN istotnie odbiega od poziomu tego typu laserów dostępnych na rynku. W szczególności dotyczyło to optycznej mocy wyjściowej oraz trwałości tych przyrządów. Dodatkowo stwierdzono, że wymagania techniczne dotyczące laserów mocy 5mW o pracy ciągłej zapisane w projekcie celowym nie zostały osiągnięte.

 

Za mało miejsca dla dwojga?

 

Sekcja interdyscyplinarna, której opinie przedstawiamy w celu nakreślenia historii programu rozwoju niebieskiej optoelektroniki, nie była jedynym ciałem naukowym związanym z programem. W 2003 roku prof. Porowski wystąpił o powołanie rady naukowej programu, która byłaby odrębna od samej sekcji. I chociaż członkowie tej ostatniej, jak przyznają, nie mieli nic przeciwko temu, byli oni zdania, że nie powinny istnieć dwa ciała opiniujące, które zajmowałyby się oceną jednego programu. Ewentualnością było powołanie rady w samym programie, która stanowiłaby radę koordynacyjną będącą forum do dyskusji o pracach badawczych.

W początkowym okresie taka rada, z tego co wiemy od członków sekcji, powstała wewnątrz, tworząc ciało na kształt rady koordynacyjnej, która występuje bardzo często w programach badawczych. Jednak okazała się ona prawdopodobnie być niewystarczająco dobrze umocowana, w związku z czym powołana została rada przy programie. Jej członkami byli głównie wykonawcy programu i, czego nietrudno się domyślić, opinie przez nią przedstawiane były zwykle odmienne niż pochodzące z sekcji, której przewodniczył prof. Jankiewicz. 

Notabene tego ostatniego również włączono do rady, przy czym na początku jako przedstawiciela ITME, później, po interwencji prof. Węglarza, jako przedstawiciela samej sekcji. W radzie znalazł się później również prof. Rogalski, który przyznał, że nie podejmowała ona merytorycznej dyskusji w kwestiach istotnych dla realizacji programu niebieskiej optoelektroniki, zajmując się głównie przygotowywaniem uchwał, w których oceniano postęp realizacji programu. Zdaniem profesora etapy prac były przy tym oceniane bez udostępniania dokumentów całościowych – np. założeń programu czy harmonogramu jego realizacji. Opinie rady redagowane przez prof. Jerzego Kołodziejczaka, przewodniczącegp rady, trafiały przy tym do wielu instytucji w różnym stopniu związanych z programem niebieskiej optoelektroniki.

Do dziś nie mogę tego zrozumieć, czego chciało od nas Ministerstwo. Jeżeli jego zamierzeniem było, aby takie ciało [mowa o sekcji interdyscyplinarnej, przyp. red.] się podłożyło, to się zawiodło. Zachowaliśmy maksymalną niezależność i obiektywność.
prof. Zdzisław Jankiewicz, przewodniczący sekcji interdyscyplinarnej „Rozwój niebieskiej optoelektroniki

O ile powstanie rady i jej działania owiane są mgiełką tajemnicy, członkowie sekcji interdyscyplinarnej, z którymi udało się nam skontaktować, twierdzą, że rada była „sposobem na ominięcie sekcji” i ciałem, które „zaopiniuje pozytywnie część laserową”. I wydaje się to prawdopodobne, gdyż sekcja często odnosiła się krytycznie do wydarzeń, jakie miały miejsce podczas trwania programu. Między innymi nie zatwierdzała wyników programu prowadzonego przez CBW PAN, jak też nie chciała zaakceptować niektórych aneksów, pojawiających w II etapie trwania programu.

 

Aneksy, których nie widziano

 

Kolejne wydarzenia, które miały miejsce na przełomie lat 2003 i 2004, można zaliczyć do grona co najmniej absurdalnych. W grudniu 2003 roku podpisany został aneks nr 3/2003 do umowy trójstronnej oraz powstały projekty aneksów 4/2004 i 5/2004. Aneksami tymi wprowadzano zmiany w zakresie merytorycznej zawartości programu, przy czym w szczególności dotyczy to aneksu 3/2002, który zmieniał harmonogram prac nad przyrządami laserowymi. W przypadku opracowania technologii laserów o mocy 50mW pojawił się dopisek „impulsowy” i, co można uznać za normę w tym programie, nie zostały sprecyzowane parametry impulsów.

Nowe wymogi mogły być więc spełnione przez dowolny laser o mocy szczytowej 50mW, co było znaczącym odstępstwem od choćby harmonogramu ramowego przyjętego podczas uchwalania programu rządowego. Zdaniem przedstawicieli sekcji w aneksie pojawiały się również inne absurdalne stwierdzenia, takie jak „laser pracy ciągłej odbierany jako laser pracy impulsowej”. Członkowie sekcji, którzy zdaniem jej przewodniczącego zaczęli obawiać się, że mogą zostać „wmanewrowani” w zaaprobowanie harmonogramu odbiegającego znacznie od wyjściowych założeń programu rządowego, podjęli na swoim czwartym spotkaniu w dniu 14 maja 2004 uchwałę, że aneksu nr 3/2003 sekcja nie dostała do opiniowania. Dodatkowo o sprawie powiadomione zostały władze PAN, a sam prof. Jankiewicz udał się wraz z aneksem do prezesa PAN, określając podczas rozmowy jego wprowadzenie mianem matactwa.

O czym nie piszemy?

W artykule nie napisaliśmy o wnioskach z kontroli wykonania programu, która została przeprowadzona przez Najwyższą Izbę Kontroli. Dokumenty te nie zostały nam udostępnione, a nieoficjalne opinie o ich treści są rozbieżne. 

Nie piszemy także zbyt wiele o spółce ToPGaN, która wdraża do produkcji opracowane przyrządy laserowe. Wokół tej firmy, której głównym udziałowcem jest IWC PAN, pojawiło się jak dotychczas wiele kontrowersji, w tym związanych właśnie z udziałami IWC PAN oraz interesami państwa. Zrezygnowaliśmy z podjęcia tego wątku celowo, gdyż celem artykułu jest opisanie historii programu rozwoju niebieskiej optoelektroniki jako takiego, i skupienie się na jego technicznym, a nie sensacyjnym aspekcie.

W przypadku kolejnych aneksów było mniej emocji. Aneks nr 4 został przez sekcję zaopiniowany pozytywnie, gdyż przesuwał tylko datę złożenia raportu rocznego, natomiast w przypadku aneksu nr 5 sekcja wyraziła swoją opinię nieco szerzej. Negatywnie oceniła ograniczenie zakresu programu laserowego, wprowadzane przez aneks (do 5 mW lasera pracy ciągłej i 50 mW lasera impulsowego), który był niezgodny z ramowym harmonogramem realizacji programu wieloletniego. Jednocześnie sekcja wyraziła zgodę na przesunięcie terminu zakończenia programu. 

O ile ostatnie propozycje przesunięcia terminów zostały pozytywnie przyjęte przez zespół T-11, w odpowiednim piśmie czytamy, że zespół z zaniepokojeniem przyjął informację o negatywnej recenzji raportu rocznego z realizacji zadań w 2003 roku w części dotyczącej CBW PAN. Zespół zwrócił się do sekcji z zadaniem przedstawienia jej ostatecznego stanowiska w sprawie raportów rocznych wszystkich wykonawców za rok 2003 w formie protokołu z posiedzenia sekcji.

Na posiedzenie, które było dla sekcji ostatnim, zebrała się ona 23 lipca 2004 roku. Oprócz raportów dyskutowane były ich recenzje, które na zlecenie rady naukowej programu wykonali profesorowie Jacek Kossut, Maciej Bugajski, Bohdan Mroziewicz, Małgorzata Kujawińska i inni. We wnioskach z posiedzenia czytamy, że zadania w części programu realizowanej przez ITME zostały wykonane zgodnie z harmonogramem, natomiast w przypadku firmy Lumel stwierdzono, że prace wdrożeniowe nie są w większości związane z pracami w CBW PAN oraz ITME i, ze względu na brak analizy ekonomicznej produktów, nie była możliwa ocena szans ich rynkowego sukcesu.

Najwięcej dyskusji poświęcono części laserowej realizowanej przez CBW PAN, który jesienią 2004 roku został przekształcony w Instytut Wysokich Ciśnień PAN (IWC PAN). Sekcja stwierdziła, że pomimo częściowo pozytywnych wyników i opanowania wielu skomplikowanych technologii, w roku 2003 nie zrealizowano kluczowego zadania, którym było, według harmonogramu załączonego do aneksu nr 3 (!), wykonanie serii 40 sztuk modeli użytkowych lasera 5 mW na fali ciągłej o czasie życia powyżej 1 minuty. 

Według prywatnych opinii niektórych przedstawicieli sekcji, przyrządy takie nie powstały także do końca 2004 roku. Tymi wnioskami sekcja interdyscyplinarna zakończyła swoją działalność. Chociaż w późniejszym okresie, tj. od końca 2004 roku, sekcji formalnie nie rozwiązano, nie opiniowała ona już żadnych dokumentów.

 

Naukowo – tak, komercyjnie – niestety nie

 

Wydarzenia, o których piszemy powyżej, przenoszą nas wreszcie do czerwca 2005 roku, na kiedy przełożono zakończenie programu. W tym okresie powołano zespół specjalistyczny, który miał dokonać oceny programu wieloletniego „Rozwój niebieskiej optoelektroniki”. W jego skład weszli profesorowie Maria Kamińska, Krzysztof Kurzydłowski, Bohdan Mroziewicz i Antoni Rogalski, a przewodniczącym został prof. Janusz Lipkowski, wiceprezes PAN. 

Chociaż do września 2005 roku zespół miał wypracować wspólne stanowisko w sprawie oceny programu, nie nastąpiło to ze względu na różnice pomiędzy członkami związane z merytoryczną oceną programu. Jesienią zeszłego roku powstała jednak obszerna opinia autorstwa profesorów Kamińskiej, Mroziewicza i Rogalskiego, której fragmenty cytujemy poniżej. Twórcy opinii, oprócz raportów końcowych od wykonawców oraz recenzji tych raportów, wzięli pod uwagę również informacje uzyskane od głównych wykonawców programu w trakcie dyskusji, na którą ci ostatni zostali zaproszeni. 

Dodatkowo zespół uznał, że do właściwej oceny programu konieczne jest przeprowadzenie niezależnych badań testowych laserów, co miało być wykonane w ITE. Ponieważ jednak IWC PAN nie dostarczył na czas pełnej partii laserów zamówionych do badań, do końca września 2005 roku kompletna opinia wykonania programu nie powstała, a pracę zespołu opiniującego przedłużono do końca listopada. Wtedy dopiero powstała opinia autorstwa wspomnianej trójki profesorów, która zawiera również wnioski bazujące na wynikach testów przeprowadzonych w ITE przez prof. Bohdana Mroziewicza. 

Znamienne jest, że na naszą prośbę Ministerstwo Edukacji i Nauki udostępniło redakcji jedynie fragment końcowy wspomnianej opinii. Ponieważ jej autorzy uznali, że nie przedstawia on w pełni stanowiska, które wyrazili w opinii, udostępnili redakcji całość tekstu, na który powołujemy się poniżej.

W opinii z dnia 30 listopada czytamy, że cele programu zostały osiągnięte częściowo. W przypadku IWC PAN poziom naukowy prac był zdaniem autorów porównywalny z pracami prowadzonymi w wiodących w tej dziedzinie ośrodkach na świecie, a wyniki naukowe osiągnięte przez zespół są znakomite. Pomimo że nie osiągnięto zakładanych celów programu laserowego, członkowie zespołu uważają, że stosunkowo niskie, jak na zamierzone cele wdrożeniowe, środki budżetowe zostały właściwie zagospodarowane. 

Wskazali oni na korzyści wynikające z realizacji programu, takie jak zbudowanie laboratorium o światowym standardzie, jak też powstanie zespołu kompetentnych specjalistów z dziedziny technologii półprzewodników oraz laserów azotkowych. Dodatkowo uzyskana została zagraniczna ochrona patentowa na kilka opracowanych technologii i powstała firma typu celem wdrażania produkcji laserów.

Na powyższych stwierdzeniach pochwały części laserowej programu się kończą. W dalszej części pojawia się przytaczany uprzednio zarzut braku opracowania przez CBW PAN przyrządów ustalonych w umowie z 2000 roku. Według stanu na koniec października 2005 roku można stwierdzić, że IWC zademonstrował w warunkach laboratoryjnych lasery generujące promieniowanie ciągłe o mocy kilkudziesięciu miliwatów. 

Brak jest danych na temat niezawodności ich pracy, w tym statystycznego czasu życia – twierdzą autorzy opinii, dodając – same przyrządy są produktami laboratoryjnymi, które nie mogą być traktowane jeszcze „jako tzw. w przemysłowym i handlowym rozumieniu tego terminu”. Zespół uznał, że opracowana technologia wytwarzania niebieskich laserów oraz jej produkty nie osiągnęły jeszcze zaawansowania pozwalającego na wdrożenie przyrządów do produkcji seryjnej. Powtórzono też informację o fakcie, że produkcja taka musiałaby uwzględniać prawa patentowe innych firm, co wydaje się w Polsce nierealne ze względu na związane z tym koszty.

Zdaniem prof. Rogalskiego ze względu na celowy charakter programu najistotniejsze w jego ocenie jest to, że nie osiągnięto zasadniczego celu programu, tj. opanowania technologii wytwarzania laserów niebieskich o fali ciągłej, a poziom techniczny przyrządów pracy ciągłej opracowanych w IWC PAN odbiegał od poziomu laserów dostępnych na rynku. Dodatkowo w opinii czytamy, po latach realizacji programu laserowego, „wysoka jakość podłoży otrzymywanych w IWC PAN oryginalną techniką HP nie rozstrzygnęła o ich sukcesie komercyjnym”. 

Według opiniodawców, „przy oficjalnie powtarzanych tezach o znaczeniu podłoży bezdyslokacyjnych i przewadze konkurencyjnej związanej z posiadaniem ich technologii, wykonawcy projektu z IWC PAN zdecydowali się na poszukiwanie innych technologii otrzymywania podłoży”, takich jak GaN HP, ELOG GaN, GaN HPVE i innych. W tym czasie potencjalna pozycja Polski w przejęciu zapowiadanego w założeniach programu dwuprocentowego rynku laserowego stała się  trudniejsza, a zapowiadane powstanie nowej gałęzi przemysłu nie nastąpiło.

W przypadku projektu realizowanego przez ITME, a więc opracowania technologii wytwarzania detektorów UV, zaopiniowano go pozytywnie. Detektory wytworzone w ITME spełniają kryterium użyteczności, a czujniki zanieczyszczeń i wykonane z ich zastosowaniem spełniają wymagania stawiane przez projekt. Zdecydowanie przeciwna opinia przypadła w udziale firmie Lumel, do której sprawozdania z realizacji projektu autorzy mieli szereg uwag.

Stwierdzono, że założenia co do koncepcji najważniejszego zadania programu firmy, projektora laserowego, były od początku nierealne. Zadanie to w 2004 roku zamieniono na opracowanie całkowicie innego urządzenia, którym był ekran diodowy wideo typu EDV, czego uzasadnieniem był brak odpowiednich podzespołów (w szczególności niebieskiego lasera dużej mocy). Inne urządzenia opracowane przez firmę również nie zostały zaopiniowane pozytywnie – albo ze względu na brak powiązania z programem niebieskiej optoelektroniki, albo ze względu na uchybienia dokumentacyjne.

W podsumowaniu czytamy jednak, że „realizacja programu jest ważnym elementem takiej strategii działania, i opowiadamy się z całym przekonaniem za jej twórczą i dobrze przemyślaną kontynuacją”. Zespół zaproponował także uznanie nakładów finansowych poniesionych na projekty wykonywane przez IWC PAN oraz ITME, a w przypadku Lumelu zasugerował wykonanie przez ministerstwo dodatkowej oceny formalnej i finansowej.

 

Dwie strony barykady

 

Programowi rozwoju niebieskiej optoelektroniki z pewnością nie można wystawić jednoznacznej oceny. Od początku należał do kategorii projektów wysokiego ryzyka, dla której w systemie finansowania nauki w Polsce nie ma prawdopodobnie odpowiedniej formy. Wybrana w tym przypadku formuła projektu celowego niosła ze sobą duże ryzyko również dla jego wykonawców, a postawione w programie cele zostały osiągnięte tylko częściowo, co wyczerpująco opisano w cytowanym raporcie zespołu specjalistycznego. 

Redakcja może ze swojej strony dodać co najwyżej kilka słów komentarza. W szczególności bowiem warto zauważyć, że chociaż środowisko naukowe jest bardzo spolaryzowane, jeżeli chodzi o kwestie związane z niebieskim laserem, jedna rzecz jest z pewnością wspólna. Każdy, zarówno prof. Porowski, jak również profesorowie Jankiewicz, Rogalski i inni członkowie sekcji interdyscyplinarnej, wreszcie też sama redakcja magazynu Elektronik, dobrze życzą polskiej niebieskiej optoelektronice i daliby z pewnością wiele, abyśmy osiągali w tym zakresie sukcesy, także komercyjne. Nawet opinia, którą cytowaliśmy w poprzednim rozdziale, pomimo że jej autorami są osoby uznawane przez prof. Porowskiego za krytycznie nastawione do realizowanej w CBW PAN części programu niebieskiej optoelektroniki, zawiera wiele pochwał dotyczących naukowych aspektów przeprowadzonych badań.

Show must go on

16 maja, gdy zamykaliśmy część numeru czerwcowego zawierającą artykuł dotyczący niebieskiej optoelektroniki, na stronach internetowych Ministerstwa Gospodarki i Pracy pojawiła się informacja o zaakceptowaniu przez Radę Ministrów raportu końcowego z realizacji programu wieloletniego „Rozwój niebieskiej optoelektroniki”. W opublikowanej notatce prasowej można przeczytać, że „najważniejszym osiągnięciem programu jest opracowanie niebieskich laserów pracy ciągłej o mocy 200 mW” oraz że „unikalną metodą (pierwszą na świecie – bez stosowania wodoru) zbudowano niebieski laser pracy ciągłej o mocy 60 mW”. Po tym chwalebnym wstępie autorzy oświadczenia informują, że zostały opanowane technologie umożliwiające produkcję praktycznie wszystkich przyrządów niebieskiej optoelektroniki, a w szczególności niebieskich laserów.

Na poczet programu zaliczone zostało także, z czym akurat się w pełni zgadzamy, utworzenie laboratorium niebieskiej optoelektroniki oraz wykształcenie kadry w zakresie półprzewodników azotkowych. Stwierdzeniem zamykającym notkę prasową jest informacja, że w programie przygotowano wdrożenia 27 wyrobów i grup wyrobów niebieskiej optoelektroniki, przy czym dwanaście (!) z nich zostało już wprowadzonych na rynek. Kolejne 15 typów wyrobów ma trafić na rynek do 2009 roku. Jednocześnie ministerstwo podaje, że wielkość sprzedaży w spółce Top-GaN w roku 2004 wyniosła 985 tys. zł, natomiast w roku ubiegłym 1,4 mln zł i stale rośnie.

Ocenę prawdziwości faktów przedstawionych w powyższym podsumowaniu pozostawimy Czytelnikom. Ponieważ opinii publicznej nie został udostępniony pełny raport końcowy z realizacji programu rozwoju niebieskiej optoelektroniki, nie możemy odnieść się do szczegółowych zapisów w nim zawartych (np. odnośnie do zdobycia 2% światowego rynku urządzeń laserowych). Czytając jednak gładkie i optymistyczne stwierdzenia zawarte w udostępnionym podsumowaniu, nie sposób odnieść wrażenia, że wpisuje się ono w ciąg wydarzeń, których motywem przewodnim jest pozbawiona jakiejkolwiek samokrytyki propaganda sukcesu. Zupełnie jak w słowach znanej tytułowej piosenki...

Poza niewątpliwymi korzyściami naukowymi i opanowaniem szeregu trudnych technologii, o czym zaświadcza jednym głosem środowisko naukowe, wyścig o uczestnictwo w rynku niebieskich laserów, powiedzmy to otwarcie, przegraliśmy. Obietnice wdrożeń laserów i zdobycia części światowego rynku tych przyrządów nie miały prawa pojawić się w tak krótkim czasie i startując z pozycji, w jakiej znajdowała się Polska. 

Obecnie trudno jest uwierzyć, że nawet w przypadku wdrożenia do produkcji polskich laserów, producenci wykorzystujący je w dużych woluminach będą stosowali produkty polskie, jeżeli firmy japońskie już dawno podzieliły między sobą rynek niebieskich przyrządów laserowych, oferując coraz tańsze i lepsze technologicznie niebieskie lasery. Jest też druga strona medalu. Trudno bowiem wkroczyć na rynek światowy, dysponując tak niewielkimi funduszami (prawie 30 mln złotych wydanych na program), podczas gdy kwoty przeznaczane na świecie na rozwój technologii niebieskich przyrządów laserowych w przypadku pojedynczych firm wynoszą nawet po 100 mln dolarów i więcej!

Informacje przedstawione w tekście są oparte w większości o dokumenty, które są w posiadaniu redakcji. Pozostałe informacje pochodzą od osób bezpośrednio związanych z programem niebieskiej optoelektroniki, przy czym wypowiedzi tych osób należy traktować jako ich prywatne zdanie. Cytaty użyte w tekście pochodzą, w przypadku profesora Porowskiego, z artykułu „Polski niebieski laser w polskim piekle” (www.unipress.waw.pl/pdf/riposta.pdf), natomiast w przypadku profesorów Jankiewicza i Rogalskiego – z przeprowadzonego przez redakcję wywiadu.

Niechlubną stroną programu był proceder żonglowania pismami i opiniami, jak też manipulowania przez niektórych wykonawców opinią publiczną, co znacząco zaciemniało faktyczny obraz sytuacji. Jeżeli jednak można mówić o kompromitacji, to nie dotyczy ona samych wykonawców, ale zleceniodawców, którzy zgodzili się na program zaplanowany po części z ułańską fantazją, a nie zdrowym rozsądkiem. W trakcie samego wykonywania programu zabrakło z ich strony także należytej kontroli realizacji, co nie powinno mieć miejsca w przypadku programu finansowanego w części ze środków publicznych. 

Do listy zarzutów, oprócz ulegania opiniom, takim jak szybkie powstanie lasera, z którym Polacy stanęliby do boju z firmami typu Nichia, należy zaliczyć zmiany wprowadzane aneksami, które istotnie odbiegały od założeń wyjściowych, jak też tolerowanie opóźnień i braku realizacji przez wykonawców wyznaczonych zadań. Nawet do tej pory, a minął już ponad rok od zakończenia programu, nie dokonano jego formalnego rozliczenia. Mamy nadzieję, że gdy ono powstanie, wyjaśnione zostaną pozostałe nieścisłości, które rzucały się jak dotąd cieniem na opowieść o polskiej niebieskiej optoelektronice.

Zbigniew Piątek

 

World News 24h

poniedziałek, 26 września 2016 20:00

SiTime Corporation introduced an innovative Elite Platform encompassing Super-TCXOs and oscillators. These precision devices are engineered to solve long-standing timing problems in telecommunications and networking equipment. With the Elite Platform, communications equipment can deliver the highest performance, best reliability and highest quality of service, even in the presence of environmental stressors.

więcej na: www.sitime.com