Mikroelektroniikassa valtavirta vyöryy Kaukoidästä, mutta monilla sen erikoisaloilla Suomi on tutkimuksen ja tuotekehityksen kärjessä.
VTT yhdistää ensi vuoden alusta kaikki mikroelektroniikan kanssa tekemisissä olevat tutkimustiiminsä mikroelektroniikan tutkimusalueeksi, jonka keskuspaikka on Micronova-rakennus Otaniemen Tietotie 3:ssa. Siellä on tutkimuslaboratorioiden lisäksi puhdastiloja myös mikroelektroniikan komponenttien valmistukseen. VTT:n puhdastiloilla on noin 20 ulkopuolista yrityskäyttäjää. VTT:n tytäryhtiö VTT Memsfab tarjoaa yritysasiakkaille piensarjavalmistuspalveluita.
– Ala on hyvin pääomavaltainen, eivätkä pienet aloittavat yritykset pysty omalla rahoituksellaan hankkimaan laboratorioita ja puhdastiloja. Autamme näitä yrityksiä kasvamaan meidän infrastruktuurin ja muiden palvelujen avulla, VTT:n mikroelektroniikkatutkimuksen johtaja Tauno Vähä-Heikkilä sanoo.
VTT:n verkostojen kautta suomalaisyritykset pääsevät myös alan kansainvälisiin tutkimusprojekteihin.
Läpileikkaava teknologia
Mikroelektroniikkaa hyödynnetään monilla aloilla. Läpileikkaavana teknologiana sillä ei ole yhtä kärkeä, joten kärkikamppailuitakin on useita. Suomalaiset eivät kilpaile logiikka- ja muistipiirien valmistuksessa, jossa tehdasinvestoinnit ovat miljardiluokkaa ja liiketoiminta muutaman ison Kaukoidässä operoivan toimijan pelikenttää.
VTT:llä mikroelektroniikan parissa työskentelee lähes 200 henkilöä. Tutkimus- ja kehitystoimintaa on avaruusteknologian, fotoniikan, kvanttiteknologioiden sekä radio- ja millimetriaaltojen ja mikroelektromekaanisten systeemien (MEMS) aloilla.
– Myös erilaiset sensoriteknologiat ovat viime vuosina olleet erittäin kovassa kasvussa, esimerkiksi hyperspektrikamerat ja tutkat. Ajureina ovat olleet matkapuhelimet ja IoT-teknologiat, joissa antureiden määrä on kasvanut, niin kuin teollisuudessakin. Nyt isona ajurina on ajoneuvojen sähköistyminen ja automatisointi. Myös terveys- ja hyvinvointisovellusten odotetaan kasvavan voimakkaasti, yhteistyöpäällikkö Jyrki Kiihamäki kertoo.
Suomalaisia mikroelektroniikan klustereita on jo syntynyt esimerkiksi säteilyilmaisimien, hammaslääketieteen kuvantamiseen liittyvien instrumenttien ja atomikerroskasvatuksen aloille. Myös kvanttiteknologiat tuovat liikevaihtoa suomalaisille.
– Kun maailmalla esitellään kvanttitietokoneiden prototyyppejä, niissä on suomalaiset Blueforcin kryogeeniset jäähdyttimet, joilla päästään lähelle absoluuttista nollapistettä. Micronovassa pystymme myös valmistamaan suprajohtavia komponentteja, joita käytetään osana kvanttiteknologisia laitteita, Vähä-Heikkilä toteaa.
Monilla isoillakin mikroelektroniikkaa hyödyntävillä yrityksillä on Suomessa tutkimusta ja tuotekehitystä, kuten Nokialla ja Huaweilla. Kotimaisista kuluttajamerkeistä Suunto ja Polar nojaavat vahvasti mikroelektroniikkaan.
Avaruustoiminta kasvaa reippaasti
Erityisen ripeästi viime vuosina on kasvanut avaruusteknologian kaupallinen hyödyntäminen.
– Avaruusteollisuudessa Suomessa toimii useita perinteisiä isoja yrityksiä. Lisäksi viime vuosina on tullut paljon pieniä yrityksiä New Space –teemaan. Heillä on omia satelliitteja, joissa myös hyötykuorma on tehty Suomessa, Vähä-Heikkilä sanoo.
Satelliittien laukaisuja ei tehdä Suomesta, vaan niihin käytetään eri puolilla maailmaa tarjolla olevia kaupallisia palveluita, esimerkiksi Yhdysvalloissa ja Intiassa. Satelliitit eivät ole enää auton vaan maitopurkin kokoisia, ja niitä on paljon enemmän kuin aikaisemmin. Se mahdollistaa pienten hyötykuormien viennin ja uusia sovelluksia.
– Osa tietoliikenneyrityksistä suunnittelee koko maapallon kattavia satelliittien muodostelmia. Ajatuksena on saada suurempia tietoliikennenopeuksia ja pienempiä viiveitä, ja viime kädessä palvelu loppukäyttäjälle halvemmalla hinnalla, Vähä-Heikkilä sanoo.
Pienet satelliitit kiertävät maapallon isoja nopeammin, joten niillä saadaan nopeammin myös tietoa halutusta kohdasta esimerkiksi luonnonkatastrofeissa tai laivojen öljypäästöjen valvonnassa. Satelliiteilla voidaan myös todentaa hiilidioksidipäästöjä ja hiilidioksidin sitoutumista, jotta päästökauppa voi toimia.
– Pienillä satelliiteilla taataan tietoliikenneyhteydet laivoihin, lentokoneisiin ja harvaan asutuille seuduille. Tyypillisesti niiden kiertorata on matala, jolloin ne voidaan elinkaarensa loppupäässä polttaa ilmakehässä pois, Kiihamäki kertoo.
MilliLabin mittauksia ei muualta saa
Keskeisessä roolissa suomalaisen avaruusteknologian kehityksessä on VTT:n ja Aalto-yliopiston yhteinen MilliLab, joka on myös Euroopan avaruusjärjestö ESA:n ulkoinen laboratorio.
MilliLab keskittyy erityisesti millimetrialueen teknologioihin ja palveluihin. Joitakin sen tekemiä mittauksia maailmassa voi ostaa vain VTT:ltä.
– ESA:n lisäksi teemme paljon mittauksia eurooppalaiselle teollisuudelle ja muillekin. Millimetriaaltoalueen asioissa olemme ainoa kaupallisesti palveluja tarjoava toimija tällä hetkellä, Vähä-Heikkilä kertoo.
Iso osa MilliLabin toiminnasta on avaruuskvalifiointia. Siinä pyritään ennalta selvittämään, kestääkö avaruuteen lähetettävä elektroniikka satelliitin laukaisuvaiheen lisäksi avaruusolosuhteita, mutta myös pitkäaikaista säilytystä ennen avaruuteen laukaisua.
VTT:llä on avaruudessa myös omaa hyötykuormaa; tällä hetkellä esimerkiksi kaksi hyperspektrikameraa kuvaamassa maapalloa eri aallonpituusalueilla. Ensi vuonna lähtee ensimmäinen ESA:n 5G-satelliitti.
