I fjol hakade även Tillväxtverket på med en egen utlysning. Verket har som uppgift att skapa just tillväxt så pengarna går till projekt som ligger högre upp på en tänkt TRL-skala än vad Vinnova och SSF normalt ger bidrag till.

Dagarna före jul blev det klart att ”Halvledare – en svensk ­värdekedja” passerat nålsögat och får finansiering på 23,5 miljoner under tre år från Tillväxtverket. Dessutom bidrar Region Östergötland med tre miljoner till budgeten som inklusive deltagarnas egna insatser landar på 58,8 miljoner kronor.

Ambitionen med projektet är bland annat att minska Sveriges beroende av utländska leverantörer. I praktiken handlar det om att bygga upp en tillverkningskedja för semi-isolerande kiselkarbidsubstrat och GaN på dessa substrat, hela vägen från att växa kristaller, göra wafers av dem, göra epitaxi och sedan tillverka komponenter. Som kan testas av slutanvändare.

Vid en första anblick liknar upplägget Sveriges bidrag till EU:s fjärde pilotlina för kompo­nenter med brett bandgap men det finns en viktig skillnad. I ”Halvledare – en svensk värdekedja” är utgångspunkten semiisolerande kiselkarbid – medan det i pilotlinan främst handlar om ”vanlig” elektriskt ledande kiselkarbid, standardwafers av typen 4H, N-dopat, om än lokalproducerade av Kisab och med väldigt få defekter.

– Det fanns ett starkt intresse att få med semiisolerande kiselkarbid i pilotlinan men vi var begränsade av den nationella finansieringen.

Det säger professor Vanya Darakchieva vars forskargrupper i Lund och Linköping deltar i bägge projekten liksom i det Vinnovafinansierade kompetenscentrumet C3NiT.

Linköpings universitet har under flera decennier haft en ledande position inom materialforskningen på sammansatta halvledare, framförallt kisel­karbid och galliumnitrid men även andra nitrider.

– Det var väldigt självklart för oss att försöka göra någonting här och stötta alla aktörer i området, säger Christer Karlsson som är projektledare vid IMA – Innovative Materials Arena.

IMA är en klusterorganisation i Östergötland med uppdraget att föra samman företag och organisationer med en bakgrund från innovativa material och forskning.

”Halvledare – en svensk värdekedja” startar formellt den 1 mars och löper under tre år. Det består i princip av tre delar.

– Det första är att vara ett kluster och att göra nätverksaktiviteter, inspirera, skapa kunskapsöverföring, ordna studieresor, och liknande. Där ska vi samarbeta med det svenska halvledarcentret SCCC på KTH, Lunds universitet och Chalmers samt regionala aktörer som Linköpings Universitet, NoSP och LiSP, säger Christer Karlsson.

Det andra arbetspaketet handlar om att stärka infrastrukturen och överföra kunskap från akademien till företagen. Här finns en koppling till Pilotlina 4.

– När vi har en nationell värdekedja för både kiselkarbid och GaN-på-kiselkarbid vill vi demonstrera materialkapaciteten. Vi pratar med flera företag om att använda komponenterna som vi tar fram på Chalmers.

Saab är en potentiell användare av rf-komponenter som dessutom skrivit ett stödbrev inför ansökan och i Linköping finns Polar Light Technologies som vill använda materialet i utvecklingen av mikroLED:ar.

För att projektet snabbt ska komma igång kommer ST Microelectronics – via verksamheten i Norrköping (fd Norstel) – att bidra med semiisolerade kiselkarbidwafers. Men planen är att Linköpingsbolaget TekSiC ska utveckla en PVT–baserad teknik för att växa kiselkarbidkristaller (boule) som sedan skivas upp i wafers, poleras och karakteriseras. Kristalltillväxten utförs i TekSiCs egenutvecklade och nu serie­tillverkade PVT utrustningar.

– Att skapa semiisolerande material som också är rent, det är en vetenskap för sig självt. Vi har ganska bra förståelse på universitetet och vill överföra det till TekSiC för att få material som är bättre eller har lika bra kvalitet som amerikanska Wolfspeed, säger Ivan Ivanov som är biträdande professor på Linköpings universitet.

Standardstorleken på semiisolerade kiselkarbidwafers är fyra tum idag men utvecklingen går mot sex tum. Det är en storleksordning mindre än vad som gäller för vanlig kiselkarbid.

– ­Materialprocessutveckling tar tid. Det är geometriska former, materialkompositioner, gaser och temperaturer som går att variera. Sen får man ett utfall som ska analyseras på Linköpings universitet. Därefter går vi tillbaka till process-simuleringsmjukvaran och optimerar geometri- och processparametrar inför nästa körning, säger Joachim Tollstoy som är en av grundarna av TekSiC.

Att sänka cykeltiderna mellan processiterationerna och minska beroende av kritiskt förbrukningsmaterial är också något TekSiC arbetar med.

– Anledningen till att använda semiisolerande substrat är att rf-komponenter är laterala och då vill man undvika all ledning i vertikal led. Det ger läckströmmar och man får försämrad rf-prestanda. Dessutom måste materialet ha så få defekter som möjligt, säger Vanya Darakchieva.

Förutom komponenter i kiselkarbid kommer projektet också att resultera i galliumnitridkomponenter tillverkade i en process där semiisolerade ­kiselkarbid-

wafers beläggs med ett tunt lager av galliumnitrid. Det är samma process som SweGaN i Linköping utvecklar och som används för att tillverka planära GaN-komponenter för högfrekvenstillämpningar som kommunikation, radar och rymd.

– Idag måste vi köpa substraten från USA eller Kina, det är en stor risk med den komplexa geopoliska situationen som gör att försörjningskedjorna kan klippas av utan förvarning.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

För försvarsindustrin, och andra aktörer som undviker Kina, finns det i princip bara en leverantör, amerikanska Wolfspeed.

– När projektet är slut om tre år hoppas vi verkligen att resultatet är att vi demonstrerar den här värdekedjan, även om det inte är en fullskalig industriproduktion i alla delar så har vi stärkt Sverige som en innovativ halvledarnation och minskat beroendet av import, säger Christer Karlsson.