Kiselkarbiden i blåsväder

I augusti 2001, efter tio års utvecklingsarbete, ger ABB upp sitt kiselkarbidprojekt. När de trodde att de nästan var i mål upptäcker de att materialet degraderas med tiden. Men andra kämpar vidare i ABBs fotspår, och Sverige har blivit något av ett centrum för kiselkarbidforskning.

Kiselkarbid som halvledarmaterial har potential att klara betydligt högre frekvenser, spänningar och temperaturer än vanlig kisel. ABB intresserade sig för materialet i elkraftstillämpningar, men basstationer för tredje generationens mobilnät brukar också framföras som användningsområde.

I praktiken har kiselkarbiden dock visat sig vara ett knepigt material att hantera. "Inom två år är det kommersiellt gångbart" har blivit något av ett mantra, men tidshorisonten har hela tiden flyttats fram. 1997 trodde ABB att de hade nått fram till målet.

Projektet läggs på is

Då visar det sig att kiselkarbiden, förutom alla problem med att få fram substrat av tillräckligt hög kvalitet, degraderas vid användning. Två och ett halvt år av fruktlösa försök att göra något åt problemet ger ABB upp och lägger projektet på is.

I spåret på ABB:s kiselkarbidhaveri hoppas många på ett uppsving för galliumnitrid, ett material med liknande egenskaper, men som det i Sverige forskats betydligt mindre på. På Chalmers bygger man under 2001 en maskin för galliumnitridsubstrat som de hoppas få kommersiell användning för.

Men på andra håll valde man att kämpa vidare med kiselkarbiden. ABB hade ju trots allt valt att satsa på en av de svåraste tillämpningarna; bipolära kraftdioder för både hög spänning och frekvens. Siemens, däremot lanserade framgångsrikt shottkydioder i kiselkarbid som kommersiell produkt under 2001.

I dag har det avknoppade Acreoföretaget Advanced Microwave Device Solutions tagit över ABB:s utrustning i Kista, och tänker använda den för att ta fram transistorer i kiselkarbid, som ska klara uppemot 100 watt. Epigress i Lund är världsledande på att tillverka maskiner för epitaktiska skikt på kiselkarbidsubstrat. När finska Okmetic planerar en ny fabrik för att tillverka kiselkarbidsubstrat tittar de på Linköpingsregionen. Och på Linköpings universitet forskar de vidare kring materialproblemen och tror att de går att lösa, bara substraten blir bättre.

Och när tror de då att kiselkarbidens problem är lösta och materialet får sitt kommersiella genombrott? Om två år.

Elias Nordling