VTT laajentaa puolijohteiden pilottilinjatoimintaa. Nykyisen Otaniemessä sijaitsevan Micronovan pilotointiympäristön rinnalle rakennetaan uusi yhteiskäyttöinen pilottilinja. Sen laitteistot tukevat sirukehitystä ja piensarjatuotantoa sekä 300 millimetrin että 200 millimetrin piikiekoille. Uusi pilottilinja täydentää nykyistä tutkimusinfrastruktuuria ja avaa täysin uusia teknologioiden kehityssuuntia puolijohdetoimialan yrityksille. Uusi linja sijoittuu Otaniemeen rakennettavaan TKI-keskittymään, Kvanttinovaan.
EU:n sirusäädös tavoittelee Euroopan markkinaosuuden kaksinkertaistamista mikroelektroniikassa 20 %:iin vuoteen 2030 mennessä. Suomen mikroelektroniikkateollisuus hakee jopa tätä kovempaa kasvua. Valmistuessaan pilottilinja laajentaa alan toimijoiden valmistuskyvykkyyksiä 200 millimetrin kiekkokoossa ja tarjoaa ensimmäisenä Suomessa alan tutkimus-, kehitys- ja pilottivalmistusta 300 millimetrin kiekkokoossa.
Puolijohdealalla kiekkokoko on keskeisessä roolissa, ja tulevaisuudessa yhä useampi puolijohdeteknologia siirtyy entistä suurempaan kiekkokokoon. Kiekkokoon kasvaessa valmistuskustannus yksittäisen sirun pinta-alayksikköä kohden pienenee. Lisäksi se vaikuttaa kehitettäviin teknologioihin sekä tutkimus- ja kehitystoiminnan mahdollisuuksiin.
”Yhä useammin mikroelektroniikan uusimmat materiaalit ja valmistusmenetelmät kehitetään ensimmäisenä palvelemaan 300 millimetrin kiekkokokoa. Esimerkiksi kehittyneimmässä prosessorivalmistuksessa käytettävä CMOS-tekniikka käyttää alustana 300 millimetrin kiekkokokoa. Suomalainen mikroelektroniikkateollisuus on keskittynyt erikoistuneeseen mikroelektroniikkaan, ja ala pääsee nyt ottamaan hyödyt irti uudesta laitteistosta ja suuremman kiekkokoon eduista”, toteaa VTT:n mikroelektroniikan ja kvanttiteknologioiden tutkimusalueen johtaja Tauno Vähä-Heikkilä.
Pilottilinja avaa suomalaisille yrityksille mahdollisuuden uusien materiaalien, teknologioiden ja innovaatioiden kehittämiseen uusiin tuotteisiin ja uusille markkinoille.
”Tulevaisuudessa pilottilinjalla voidaan kehittää etenkin uusia puolijohdeteollisuuden materiaaleja, kuten pietso- ja ferromateriaaleja, suprajohtavia komponentteja, uusia laskentateknologioita sekä tietoliikenneteknologioihin liittyviä RF-komponentteja ja integroidun fotoniikan ratkaisuja”, Vähä-Heikkilä kertoo.
Pilottilinjan avulla pyritään tiivistämään yhteistyötä eurooppalaisten tutkimuslaitosten kanssa, joissa tutkimusta tehdään sekä 200 millimetrin että 300 millimetrin kiekkokoossa. Tämä tuo uusia mahdollisuuksia sekä kotimaisille yrityksille että laajemmin T&K-toimintaan.
Siruteknologioita kehitetään yritysten ehdoilla
Espoossa sijaitsevassa mikro- ja nanoteknologian keskuksessa Micronovassa sirujen valmistuksen alustana käytetään tällä hetkellä halkaisijaltaan 150 millimetrin kiekkokokoa ja siirtymä 200 millimetrin kiekkokokoon tapahtuu lopullisesti vuoden 2025 aikana. Tämän osaamisen kehittämiseen panostetaan jatkossakin, koska monien yritysten tuotekehitys ja valmistus perustuu 200 millimetrin kiekkokokoon ainakin seuraavat 10 vuotta.
Myös uudelle pilottilinjalle hankitaan 200 millimetrin kiekkokokoon laitteita, jotka täydentävät Micronovan nykyistä laitekantaa. Uuden laitteiston hyödyt näkyvät esimerkiksi valmistusprosessien luotettavuuden ja toistettavuuden parantumisena.
Tukea eurooppalaiselle sirutuotannolle
Hallitus myönsi viime syksynä pilottilinjalle 79 miljoonan euron rahoituksen yhteiskäyttöisten laitteiden hankintaan ja käyttöönottoon. VTT hakee pilottilinjalle merkittävää lisärahoitusta sirusäädöksestä osana eurooppalaisten pilottilinjojen verkostoa. Tavoitteena on tehdä jatkossa enenevissä määrin yhteistyötä Euroopan muiden suurten puolijohdetutkimuslaitosten kanssa. VTT on jo aloittanut yhteistyön tekoälykomponenttien pilottivalmistukseen ja kehitykseen keskittyvässä Prevail-projektissa yhdessä CEA-Letin, Fraunhoferin ja Imecin kanssa. Lisäksi EU haluaa vauhdittaa sirusäädöksen avulla kvanttiteknologiaan keskittyvien pilottilinjojen kehitystä. Uutta pilottilinjaa halutaan kehittää lisää kohti kvanttiteknologiakyvykkyyksiä osana sirusäädöksen kvanttipilottilinjoja.
Kasvua kotimaiselle puolijohdeteollisuudelle
Suomalainen mikroelektroniikkateollisuus on keskittynyt erikoistuneeseen mikroelektroniikkaan, kuten kvanttiteknologiaan, integroituun fotoniikkaan, radiotaajuiseen tietoliikenteeseen, piipohjaisiin detektoreihin sekä MEMS-antureihin. Alan investointikustannukset ovat suuria, mikä muodostaa esteitä sekä yritysten perustamiselle että niiden kasvulle. Uusi esikaupallinen pilottilinja tukee yritysten kasvua, uusien teknologioiden, valmistusprosessien ja tuotteiden kehittämistä sekä tuotannon pilotointia.
Pilottilinja sijoittuu uuteen puolijohdetoimialan TKI-keskittymään, Kvanttinovaan, joka rakentuu Otaniemessä sijaitsevan Micronovan välittömään läheisyyteen.
