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

Ju högre frekvens, desto enklare att tillverka. Så paradoxalt är det med mikromekaniska vågledarkomponenter. KTH-avknoppningen TeraSi håller på att kommersialisera tekniken.

– Vi blev tillfrågade om vi kunde sälja det vi tog fram i forskningen så jag och en kollega sade, vi kör! säger James Campion som grundade företaget tillsammans med Bernhard Beuerle år 2020.

Till att börja med arbetade de lite vid sidan av sina doktorandstudier med att tillverka transmissionsledningar för tera­hertzområdet. De behövs vid så kallad TRL-kalibrering av nät­verksanalysatorer och de mikromekaniska komponenterna var noggrannare än de som fanns att köpa.

Kalibreringskomponenterna ser ut som en skiva med ett mini­malt fyrkantigt hål i mitten – vågledaren – plus ett antal större hål för styrstift och skruvar längs periferin som behövs för monteringen.

Storleken på det rektangulära hålet bestäms av vilka frekvenser det ska transportera. Vågledare kommer i bestämda dimensioner där varje storlek används för ett visst frekvensband, exempelvis 75 till 110 GHz, 110 till 170 GHz och så vidare. TeraSi har kalibreringskomponenter som går hela vägen från 220 till 1500 GHz. Vid den högsta frekvensen är tjockleken på skivan bara 70 µm vilket motsvarar en fjärdedels våglängd men företaget har visat att det går att göra ännu tunnare skivor på 40 µm.

– Efter många diskussioner och många funderingar kom vi fram till att om vi vill ta fram mer än några få komponenter måste vi satsa på riktigt.

I slutet av förra året gick före­taget med i ett program kallat Test Drive Deeptech som drivs av inkubatorn Sting tillsammans med KTH och antogs därefter i Stings Deeptech inkubator i februari.

– Från april i år har vi jobbat heltid med företaget och i dags­läget är vi tre personer.

Adrian Gomez-Torrent har klivit in som medgrundare.

– Vi har alla doktorerat inom samma område men alla har sina egna kompetenser, så tillsammans blir vi ett bra team, säger James Campion.

Ambitionen för TeraSi är betydligt större än enstaka komponenter för kalibrering.

– Långsiktigt vill vi börja skapa hela system där man stoppar in kretskorten i vårt kiselsystem.

Tekniken har testats i labbet genom att koppla en integrerad mikrovågskrets, en så kallad MMIC, till den mikromekaniska vågledaren. Systemet arbetade på D-bandet (110–170 GHz) med 25 GHz bandbredd.

– Det finns många sätt att koppla ett kretskort till en vågledare. Vi har gjort det på ett sätt som kanske inte fungerade så bra men vi har gått igenom alla moment och vet på ett ungefär hur man inte ska göra.

Företaget har också sökt finansiering från både EU och ESA för att utveckla komponenter och system för satellitprojekt som går ut på att observera jorden och atmosfären genom terahertzstrålningen.

– Där kan terahertzspannet erbjuda något som inte finns i dagsläget.

TeraSi har precis stängt en pre-seed-runda med några affärsänglar, KTH Holding och Sting Holding.

– Det är de pengarna vi lever på idag men vi hoppas kunna göra en betydligt större runda första halvåret nästa år för att kunna expandera teamet och fortsätta utveckla tekniken och vår IP.

Det senare handlar om att ta patent nästan hela vägen från materialnivå upp till tillämpningar.

Planen är att anställa ytterligare två personer fram till årsskiftet. Bland annat är ambitionen att hitta någon som kan driva försäljningen.

– Vi har sett mycket intresse från 5G och 6G. Där gör vi projekt med kunder som ser potentialen att förbättra prestanda och minska volymen, säger James Campion.

Det handlar om frekvenser under 100 GHz där man idag använder laminat med hög dielektricitetskonstant och etsar fram passiva komponenter.

– Där kan vi skapa betydligt bättre filter eller antenner som sedan kopplas ihop med deras kort.

Ett alternativ till mönsterkort om man är ute efter prestanda har varit att använda vågledarkomponenter i metall. De är därför intressanta för 6G på grund av problem med mönsterkortens toleranser och förluster.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

Vågledarna tillverkas genom mekanisk bearbetning, i praktiken fräsning, varefter man sätter man ihop dem genom att skruva ihop två delar. Kopplingen mellan två vågledarkomponenter är dessutom kritisk och görs med skruvförband i flänsar som är betydligt större än själva vågledaren.

– Vi deltar i ett nytt projekt för att ta fram en förbättrad standard för vågledarflänsar, planen är att skapa något som lindrar problemen med dagens väg­ledar­flänsar. Vi deltar också i den nya standardgruppen för IEEE P3136 där en ny vågledarfläns till 6G ska tas fram.

Tillverkas i Electrumlabbet

Processen är flexibel i så måtto att man kan utgå från både rena kiselwafers men också från kisel-på-isolator med två kisellager åtskilda av ett lager med kiseldioxid.

Komponenterna kan användas som de är. Eller så kan man lägga guld eller andra metaller på de färdiga ytorna för att öka prestanda. Eller fylla vågledarna med andra material för att förändra egenskaperna.

– Många tror att kisel kommer att skapa problem, att det är sprött och kan spricka. Men vi har jobbat med designen så att den är lätt att hålla i och tål att hanteras.

Företaget har visat att tekniken fungerar upp till 1,5 THz med en tjocklek på transmissionsledningen ned till 40 µm. Tilläggas kan att etsprocessen har en noggrannhet på 1 till 2 µm med hög repeterbarhet.

MER LÄSNING:
 
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus