Ari Alastalo nimitetty VTT:n Mikroelektroniikka ja fotoniikka -tutkimusalueen johtajaksi

Puolijohdeala on yksi nopeimmin kasvavista toimialoista, sillä laskennan, datankäsittelyn ja tiedonsiirron tarve kasvaa jatkuvasti. Samaan aikaan myös robotiikan, älykkäiden koneiden, puolustustarvikkeiden ja avaruussovellusten kasvu on ollut vauhdikasta ja erityisesti fyysistä tekoälyä sovelletaan näihin alueisiin. Esimerkiksi puolijohteet ovat olleet viime vuosina tekoälymarkkinoiden nopeimmin kasvava osa-alue. Niitä tarvitaan tekoälyn kaikilla tasoilla: anturoinnissa ja laskennassa verkon reunalla, tiedonsiirrossa reunan ja pilven välillä ja laskennan pilvessä. Samalla huoli alan energiankulutuksesta on kasvanut.  

”Mikroelektroniikan avulla laskennan energiantarvetta voidaan vähentää ratkaisevasti esimerkiksi analogisella laskennalla. Usein käytetty vertauskohta ovat ihmisaivot, jotka ovat miljoona kertaa energiatehokkaammat kuin supertietokone. Arvioiden mukaan analoginen laskenta voi vähentää tehontarvetta sadasosaan ja joissakin sovelluksissa jopa tuhannesosaan nykyisestä. Tällä olisi suuri merkitys teknologian kehitykselle”, sanoo Ari Alastalo.

VTT:n Mikroelektroniikka ja fotoniikka -tutkimusalue koostuu seitsemästä tutkimusryhmästä, joissa kehitetään uusia ratkaisuja muun muassa tekoälyn, sähköistyksen, langattoman viestinnän, terveysteknologian ja kvanttiteknologian tarpeisiin. Sen osaaminen kattaa mikroelektroniikan ja integroidun fotoniikan kentässä esimerkiksi optisia, MEMS- (mikroelektromekaaniset systeemit) ja grafeenipohjaisia antureita, integroitujen piirien kehittämistä anturoinnin ja tietoliikenteen tarpeisiin, muistiteknologioita ja fotoniikkaa laskennan ja tekoälyn käyttöön, kryogeenistä elektroniikkaa kvanttilaskennan tarpeisiin sekä materiaali- ja prosessikehitystä.  

Kun antureita ja niiden tuottaman datan lukemiseen ja tulkitsemiseen tarvittavaa logiikkaa kehitetään samalle piisirulle, voidaan tiedonkäsittelystä merkittävä osa tehdä jo anturissa. Tällaiset integroidut ratkaisut voivat olla tietyissä tehtävissä perinteistä erillisiin antureihin, prosessoriin ja muistiin perustuvaa laskentaa merkittävästi tehokkaampia. Uusia tehokkaita ratkaisuja tarvitaan muun muassa terveysteknologiaan, ympäristön havainnointiin, liikenteeseen ja teollisuudelle.

Kommunikaatioteknologioissa kehitys vie kohti korkeampien taajuusalueiden käyttöä 6G- sovelluksissa. Alastalon johtamalla tutkimusalueella kehitetään suodatin-, IC- ja antenniteknologioita mahdollistamaan 6G-taajuuksien tehokas hyödyntäminen.  

Integroidussa piifotoniikassa VTT on edelläkävijä erityisen vähähäviöisten ratkaisujen kehittämisessä. Niille ennustetaan suurta kysyntää esimerkiksi tekoälysirujen yhdistämisessä. 

VTT on eurooppalaisessa tutkimus- ja innovaatioympäristössä tunnettu mikroelektroniikan ja fotoniikan toimija. Yritykset voivat hyödyntää VTT:n kautta myös eurooppalaisten keskeisten pilottilinjojen teknologiaosaamista ja tutkimusinfrastruktuureja.

”Toimimme tutkimuskumppanina kaikenkokoisille yrityksille. Autamme suuryrityksiä suuntaamaan liiketoimintaansa uusille teknologia-alueille ja pieniä kehittämään teknologiaansa ja kasvamaan ilman että niiden tarvitsee ensin investoida oman tutkimusinfrastruktuurin rakentamiseen”, Alastalo kertoo. 

Suomen vahvuuksia mikroelektroniikassa ovat Alastalon mukaan muun muassa radiotaajuusteknologia, sirusuunnittelu, fotoniikka, anturiteknologiat, prosessi- ja materiaalikehitys sekä kvanttiteknologia ja niihin liittyvät vahvat ekosysteemit. Ekosysteemit vahvistuvat edelleen yritysten kasvaessa ja kun uusia yrityksiä perustetaan ja ulkomaiset yritykset investoivat ja perustavat toimintojaan Suomeen.  

”Minua innostaa mahdollisuus rakentaa mikroelektroniikan ja fotoniikan kasvua Suomessa ja tehdä töitä sen toteutumiseksi yhdessä VTT:n huippuosaajien ja laajan suomalaisen verkoston kanssa”, Alastalo sanoo.

Tekniikan tohtori Ari Alastalo on työskennellyt VTT:llä vuodesta 2002 ja sitä ennen Nokialla ja Teknillisellä korkeakoululla (TKK, nykyään Aalto yliopisto). Hän on tehnyt tutkimusta MEMSin, painetun elektroniikan, puettavien antureiden, antenniryhmien ja suprajohtavuuden parissa. Hän on johtanut painetun elektroniikan komponenttikehitystä sekä työskennellyt EU-hankkeiden koordinoinnin sekä mikroelektroniikan ja fotoniikan tutkimusjohdon tehtävissä.