Teknologia kehittyy jatkuvasti. Nykypäivänä on mahdollista tuotteistaa mitä ihmeellisempiä asioita - tekoälyä, kvanttikoneita, itseohjautuvia autoja, hyvinvointiantureita, joitakin mainitaksemme. Kaikkien näiden laitteiden ytimissä pörrää siruja ja antureita, joissa piilee laitteiden älykkyys.
Kiekkokoolla on puolijohteiden valmistuksessa väliä. VTT muutti puhdastilansa tukemaan 200 mm:n kiekkokoon prosessointia – eikä 300 mm:n kiekkokokoa tarvitse enää kauan odottaa.
Suomessa on pitkät perinteet tiettyjen siru- ja anturiteknologioiden kehityksessä, kuten matkapuhelimet, tukiasemat ja kvanttiteknologiat. Osaamista ja kokemusta on kertynyt suomalaisiin yrityksiin, tutkimuslaitoksiin ja yliopistoille vuosikymmenten ajan, kiitos jatkuvan yhteisten tavoitteiden ja TKI-ponnistusten sekä pitkäjänteisen infrastruktuurien kehittämisen. Tuskin olisimme maailmanlaajuisesti näin vahvassa teknologiapositiossa ilman rohkeaa toimintaa teknologioiden murroskohdissa.
Puolijohdeteknologia kehittyy koko ajan ja kiekkokoko kasvaa
Aiemmin meillä oli Suomessa vain 150 mm:n kiekkokoon laitteita. Nyt VTT:n yhteiskäyttöinen puhdastila Micronovassa toimii kokonaisuudessaan 200 mm:n laitekoolla. Uuteen Kvanttinova Hubiin VTT:lle tulee myös 300 mm:n kiekkokokoa tukevia puolijohteiden valmistusta tukevia laitteita. Miksi tällä on väliä?
Mitä enemmän tiettyjä puolijohdekomponentteja valmistetaan yhdellä piikiekolla, sitä kannattavampaa se on: näin voidaan säästää kustannuksissa ja vähentää ympäristövaikutuksia. Digitaalisen elektroniikan valmistus, erityisesti edistyneimpien mikroprosessorien osalta käyttää jo laajasti 300 mm:n kiekkokokoa. Erikoistunutta mikroelektroniikkaa on kuitenkin tähän asti valmistettu pienemmissä erissä, joten 200 mm:n kiekkokoko on riittänyt. Kuitenkin puolijohdemarkkinoiden voimakas kasvu - erityisesti tekoälyn, sähköautojen, tehdasautomatiikan, uusien mobiiliverkkojen ja sensoriverkkojen yleistyessä - kasvattaa erikoistuneiden mikroelektroniikkapiirien kysyntää. Piirejä valmistavat ja hyödyntävät yritykset etsivät keinoja tehostaa tuotantoa, vähentää kustannuksia sekä vähentää ympäristön kuormitusta. Tässä tilanteessa suurempi kiekkokoko nousee nopeasti esille houkuttelevana vaihtoehtona.
Laitevalmistajat kehittävät jo 300 mm:n laitteita
Puolijohteiden laitevalmistajat ovat jo pitkään laittaneet suurimmat paukut 300 mm:n kiekkoja käsittelevien laitteiden kehitykseen. Parhaaseen prosessointilaatuun yltävät laitteet ovat laajalti 300 mm:n kiekkokoon laitteita. Jotta yritykset ja tutkimuslaitokset voivat kehittää aivan uusinta teknologiaa, niiden täytyy saada käyttöönsä nämä parhaimmat laitteet jo tutkimus- ja kehitysvaiheessa, koska eri kiekkokoon prosessointilaitteet voivat siis tuottaa erilaisia lopputuloksia.
Laitevalmistajat panostavat erityisesti 300 mm:n kiekkokoon laitteiden kehitykseen, ja niihin sisällytetään yleensä uusimmat ominaisuudet. Lisäksi 300 mm:n kiekkojen prosessointi on ympäristöystävällisempää ja resurssitehokkaampaa kuin pienempien kiekkojen prosessointi.
Pystyäksemme kehittämään uusinta kriittistä teknologiaa uusimmalla laitekannalla, on 300 mm:n prosessointikyvykkyys elinehto Suomelle sillä muuten muut menevät ohi, kun me vielä kehitämme vanhemman sukupolven teknologioita.
Erikoistuneessa mikroelektroniikassa siirtyminen 200:sta 300 mm:iin on selkeä teknologinen murroskohta. Euroopassa ei ole vielä saatavilla sellaisia 300 mm:n kiekkokoon puolijohteiden pilotointivalmiuksia, jotka tukisivat uusia laskentamenetelmiä ja tietoliikennettä, suprajohtavaa kvanttiteknologiaa sekä MEMS-antureita ja kaksoiskäyttötuotteita.
Suomella on nyt ainutlaatuinen mahdollisuus edetä rohkeasti eturintamassa ja varmistaa teollisuuden ja puolijohdealan ekosysteemin kasvu näillä aloilla. Olemalla ensimmäisten joukossa kehittämässä ja hyödyntämässä uusinta teknologiaa erikoistuneessa mikroelektroniikassa, luomme vahvan perustan tulevaisuuden talouskasvulle.
Kehitetään sellaista, mitä muilla ei vielä ole
Olemme tällä hetkellä onnekkaassa tilanteessa, sillä meillä on sellaista teknologiaosaamista, jota muilla ei ole. Vahvuuksiimme kuuluu muun muassa sirusuunnittelu, RF-teknologiat ja tietoliikenne, MEMS-anturit, suprajohtava kvanttiteknologia, atomikerroskasvatus sekä fotoniikka. Tämä on tärkeää, koska tarvitsemme myös muissa maissa kehitettyä kriittistä teknologiaa – sellaista, jota emme itse pysty valmistamaan tai edes suunnittelemaan. Edistyksellisimmät prosessoriteknologiat ovat tästä hyvä esimerkki: niitä osataan valmistaa suuria määriä ainoastaan Taiwanissa, jossa kokonainen kansakunta on vuosikymmeniä määrätietoisesti panostanut uusimman puolijohdeteknologian kehittämiseen. Koneita voi aina siirtää muualle, mutta osaamista ja kokemusta on vaikeampi monistaa.
300 mm:n erikoistuneen mikroelektroniikan valmistuslinjan avulla rakennamme itsellemme edellytykset olla kehittämässä uusimpia kriittisiä teknologioita - sellaisia, joita muilla ei vielä ole.
Tavoitteenamme on lisätä 300 mm:n kiekkokoon tuotantokyvykkyyttä Euroopan Chips Act 2 -säädöksen kautta Euroopan omavaraisuuden ja talouskasvun edistämiseksi ja varmistamiseksi. Julkisten investointien lisäksi tarvitsemme yksityisiä investointeja
Blogin kirjoittivat Piia Konstari ja Pekka Pursula
