JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Kraftkomponenter i kiselkarbid är extremt energieffektiva och därmed rena miljövinsten men bristen på substrat hindrar tillväxten. Det vill TekSiC råda bot på. Företagets långsiktiga mål är att utveckla utrustning som gör att nya aktörer får råd att börja tillverka kiselkarbidkristaller med hög kvalitet så att fler och billigare kretsar med brett bandgap når ut på marknaden.

– Det är en extrem tillväxt inom kiselkarbid idag samtidigt är det väldigt svårt för nya aktörer att komma in. Det krävs tid och en jättesäck med pengar, säger Olof Kordina, en av TekSiC:s grundare, och fortsätter:

Olof Kordina

– Vi vill hjälpa till så att även en mindre aktör kan komma igång med sin process. Vi vill korta tiden att slå sig in och komma på banan från fem till ett år.

Till det målet är det en bra bit kvar. Tills nu har en stor del av arbetstiden istället gått till konsultuppdrag.

– Den verksamheten är jag jätteglad för, för den drar in pengar så att vi parallellt har kunnat börja bygga utrustning för att tillverka kiselkarbidkristaller med hög kvalitet.

En färdig SiC-kristall ser nästan ut som en hockeypuck. Det är det halvledarmaterial som sedan kapas upp i tunna skivor (wafers), poleras och används för att tillverka komponenter på.

Samlad kompetens

Sex personer grundade TekSiC i februari 2021. Olof Kordina och Kristian Flodström är initiativtagare – tillsammans fick de idén att bygga en utrustning för kristalltillväxt, så kallad PVT-utrustning som är bättre än alla alternativ.

Olof Kordina har arbetat med kiselkarbid i över 30 år. Han är uppfinnare av hot-wall CVD-konceptet för kiselkarbid (SiC), som idag är den dominerande tekniken för att odla SiC. Han var bland annat med vid starten av substrattillverkaren Norstel, numera ST Microelectronics, och kommer närmast från materialtillverkaren SweGaN.

Ytterligare två från SweGaN finns med i grundargruppen: Valdas Jokubavicius som är expert på kristalltillväxt av kiselkarbid, och Martin Eriksson som är expert på epitaxiprocessen.

Till detta kommer Joachim Tollstoy, som presenteras som en ”gudabenådad ingenjör” och Henrik Söderlund som är expert på att bygga maskiner.

Konsultuppdragen handlar däremot främst om att utveckla epitaxi-utrustning.

– Så sent som idag talade vi med en kund om att hjälpa till med att lägga tunna lager av kiselkarbid på en kiselkarbid-wafer.

Framförallt är det två riktigt stora projekt med extremt tuffa specifikationer som engagerat teamet på senare tid. I princip har ett företag bett TekSiC om hjälp att ta fram nästa generation utrustning för SiC-epitaxi.

– Jag har hållit på med detta hela mitt yrkesliv men när jag fick specifikationerna trodde jag spontant att det inte skulle fungera. Men efter en massa tänkande har vi nu ett koncept som inte bara når upp till specen, utan krossar den totalt, säger Olof Kordina.

– Vi har fått till en process som är otroligt snabb och som kommer att kunna tillverka väldigt bra material.

TekSiC:s resa har gått extremt snabbt så långt. För ett år sedan fanns företaget inte, om en månad ska den första utrustningen stå färdig i labbet.

– Det är en variant på PVT-utrustning. Den är tänkt för epitaxi, men vi kommer att testa den för kristalltillväxt innan den levereras till kund.

Utrustningen håller vakuum riktigt bra konstaterar Olof Kordina när han inspekterar det nya tätningskonceptet. Utrustningen ska snart flyttas till labbet.

PVT står för physical vapor transport och är den vanligaste metoden att tillverka SiC-kristaller på. Principen är väldigt enkel men hantverket tar åratal att lära sig.

Den utrustningen som TekSiC håller på att utveckla för att tillverka kiselkarbidkristaller har fått namnet DominaSiC.

– Det började som ett skämt men sen insåg vi att våra kunder är lika nördiga som vi, och gillade namnet, säger Olof Kordina, och fortsätter:

– Just nu bygger vi tre liknande system, med lite annorlunda funktion, som ska till två olika kunder. Jag får tyvärr inte säga vilka kunderna är eller vilken funktion dessa maskiner har.

Design, tillverkning och svetsarbete är gjort av TekSiC.

Till att börja med kommer maskinerna att optimeras för skivor på 8-tum, men samma maskin ska även klara 12-tum.

– Mina kollegor säger att det inte går, men jag är envis. Det kommer att gå.

På agendan står dessutom en egen utrustning som ska bli permanent i labbet. Om allt flyter på blir den klar i maj.

– Då kommer vi även att börja bygga tre nya utrustningar för oss själva, mest för att samla data och optimera processen.

– Tanken är att vi skall leverera en process med vår maskin till kunderna, så vi har ett digert arbete framför oss. För vi måste visa att vår maskin verkligen har högre produktivitet än vår största konkurrent, och att den är servicevänlig och billig i drift.

TekSic med tydlig färdplan

 
Linköpingsföretaget TekSiC har en tydligt utstakad väg framåt där material med brett bandgap, främst kiselkarbid, är en given ingrediens.

Förenklat kan verksamheten delas upp i tre steg, som tidsmässigt följer på varandra.

Steg 1: Konsultande, som ger pengar in. Här hjälper TekSiC andra företag att designa utrustning för att tillverka halvledarmaterial. Det kan vara utrustning för att göra epitaxi, men också kristallmaterialet som i nästa skede skivas upp i wafers. Kunden kan vara en maskin- eller halvledartillverkare, men även ett universitet.

Steg 2: Företaget bygger egen utrustning för att tillverka kiselkarbidkristaller. TekSiC ska skapa en utrustning som ger högre yield, längre serviceintervall och kortare servicetid. Företaget planerar även att addera artificiell intelligens för att bland annat kunna erbjuda prediktivt utfall av tillväxten vid ett visst val av parametrar. För en fungerande AI krävs en rejäl databas, vilket leder till nästa steg.

Steg 3: Detta steg tillhör framtiden, men blir på sikt det absolut största affärsområdet. Här ska TekSiC erbjuda sina kunder access till den tänkta databasen via någon form av licens. Likaså ska företaget erbjuda förbrukningsmateriel, specialdesignat råmaterial samt groddkristaller. Idag går det inte att köpa groddkristaller, istället måste de utvecklas från små SiC-plattor, kallade Lely platelets, vilket tar mycket lång tid.

En väsentlig del i framtidskonceptet är att addera artificiell intelligens, så kallad maskininlärning, till maskinen.

– Det är dit vi vill komma. I ett första steg kan maskininlärningen hjälpa till med underhåll och service. Om exempelvis pumpen går varm kan du få en hint om att det är dags att byta filter eller olja.

– Det handlar om att få varningar i tid kring detaljer som kan påverka processen. Det kan vara att detektera små variationer som ingen tidigare kunnat upptäcka. Det gör att du får en mycket mer stabil process och ökad yield.

För att förstå betydelsen av en ökad yield förklarar Olof Kordina att det tar runt en vecka att odla en kiselkarbidkristall som ger 30 till 40 SiC-skivor. Om yielden kan öka 10 procent motsvarar det ytterligare 3 till 4 skivor – ren vinst med andra ord

Det långsiktiga målet är att ha en AI som kan få nya aktörer att ta sig in på marknaden och snabbt komma fram till hög kvalitet på sina kristaller. En sådan AI ska kunna ge svar på en fråga som ”jag vill ha en kristall som ser ut si eller så – hur ska jag göra?”

– Men för att ha en vettig och fungerande AI krävs det en rejäl databas. Det kommer att ta tid att få fram, men tanken är att vi ska göra det.

– För att nå dit har vi sökt pengar från EU, eftersom vi vägrar att ta in externa investerare.

Än så länge är det halvledartillverkare som TekSiC vänt sig mot när det gäller utrustning för att tillverka kristaller.

– Men vi kan även vända oss mot maskintillverkare. Fast då kommer vi att sälja konceptet. I princip tar de över volymtillverkningen vilket jag ser som positivt för de kan bättre nå ut till halvledartillverkarna.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

Samtidigt är Olof Kordina tydlig med att TekSiC inte är ute efter att enbart sälja utrustning, utan företaget vill följa med på kundernas resa och successivt förbättra maskinerna genom nya versioner.

– Det är ju den biten vi är experter på.

Ingressbild: En odlad kiselkarbidkristall med 2 tums diameter. Företaget har även en process på 4 tum klar.

MER LÄSNING:
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus