About / Advertise
Stor optimism i branschen trots ABBs misslyckande
Trots ABBs avhopp har kiselkarbiden framtiden för sig. Det tror i alla fall Acreo, Epigress, Okmetic med flera, och Sverige ligger långt framme. Fast professor Erik Janzén på Linköpings universitet tror att det fortfarande är ett par år kvar innan tekniken är mogen.
Trots ABBs avhopp har kiselkarbiden framtiden för sig. Det tror i alla fall Acreo, Epigress, Okmetic med flera, och Sverige ligger långt framme. Fast professor Erik Janzén på Linköpings universitet tror att det fortfarande är ett par år kvar innan tekniken är mogen.
Kiselkarbid är ett material med många lockande egenskaper. Jämfört med vanlig kiselelektronik kan man konstruera halvledare som klarar betydligt högre frekvenser, temperaturer och spänningar. åtminstone i teorin.
I praktiken har kiselkarbiden visat sig vara ett svårhanterligt material. ABB, som kommit längst i forskningen kring bipolär kiselkarbid (ett måste om man ska kunna konstruera kretsar och inte bara diskreta komponenter) meddelade i augusti att de inte tänker fortsätta med sin forskning.
- Problemet med bipolär kiselkarbid är att materialet rekombinerar när det används och tappar funktionaliteten. Forskningen just nu går ut på att spåra problemet, som vi tror beror på substraten, och ändra sättet man odlar materialet på. Om det tar ett eller tre år att lösa kan jag inte svara på idag, säger Erik Janzén.
Han är professor på Linköpings universitet och har arbetat med kiselkarbidforskningen i tio år, och hoppas få fortsätta med det ett bra tag till. ABBs avhopp utgör naturligtvis ett hot mot anslagen.
- När det fanns ett kraftfullt industriprogram var ju forskningspengarna tryggade på ett annat sätt, förklarar han.
ABB slickar såren
Men ABB är faktiskt de enda som lämnat kiselkarbiden åt sitt öde, och det rör på sig en hel del på andra håll. Acreo knoppar av ett företag som ska göra krafttransistorer av kiselkarbid, och finska Okmetic planerar att bygga en substratfabrik i östergötland (se nyheterna på sid 4), samtidigt som intresset för materialet ökat i bland annat Kina.
- Om ABB hade hoppat av för ett par år sedan hade det varit ett hårdare slag. I dag står och faller tekniken inte med ABBs intresse, säger Göran Berg, marknadschef på Epigress.
Epigress finns i Lund och tillverkar maskiner för epitaxi, den process där de elektriskt ledande lagren byggs upp på substraten, för kiselkarbid. Enligt dem själva har de egentligen inga konkurrenter, deras marknadsandel är minst 90 procent. Epigress har funnits sedan 1993 och är ett svenskt företag, men ägs idag av det tyska företaget Aixtron.
För att kiselkarbiden ska slå igenom anser Göran Berg att det måste bli mindre materialfel på substraten.
Det är framför allt hål i substraten, så kallade mikropipor, som orsakar problem. Ju större komponenter, desto svårare är det att undvika hålen. Kommersiella substrat har i dag cirka 20 hål/cm2, men man har lyckats komma ner i 1-2 hål/cm2.
Allt större skivor
En viktig trend som Göran Berg ser här är att amerikanska Cree, som tidigare var nästan ensamma om att göra kiselkarbidsubstrat nu får se sitt monopol brutet.
- Det behövs konkurrens mellan substratleverantörer för att den här tekniken ska få ett genombrott, tror han.
Göran Berg är dessutom överens med Erik Janzén om att substratskivorna för kiselkarbid måste bli större. I dag används tvåtumsskivor. Tretumsskivor håller på att dyka upp. Fyratumsskivor finns som prover och beräknas vara i produktion om två till tre år.
- Fyra tum verkar vara något slags magisk gräns, det är det marknaden efterfrågar, påpekar Erik Janzén.
Om två till tre år ska alltså allting vara på plats för kiselkarbiden. Bättre kvalitet, större skivor och de bipolära problemen ska vara lösta. Fast så sade förstås ABB för två till tre år sedan också.
I praktiken har kiselkarbiden visat sig vara ett svårhanterligt material. ABB, som kommit längst i forskningen kring bipolär kiselkarbid (ett måste om man ska kunna konstruera kretsar och inte bara diskreta komponenter) meddelade i augusti att de inte tänker fortsätta med sin forskning.
- Problemet med bipolär kiselkarbid är att materialet rekombinerar när det används och tappar funktionaliteten. Forskningen just nu går ut på att spåra problemet, som vi tror beror på substraten, och ändra sättet man odlar materialet på. Om det tar ett eller tre år att lösa kan jag inte svara på idag, säger Erik Janzén.
Han är professor på Linköpings universitet och har arbetat med kiselkarbidforskningen i tio år, och hoppas få fortsätta med det ett bra tag till. ABBs avhopp utgör naturligtvis ett hot mot anslagen.
- När det fanns ett kraftfullt industriprogram var ju forskningspengarna tryggade på ett annat sätt, förklarar han.
ABB slickar såren
Men ABB är faktiskt de enda som lämnat kiselkarbiden åt sitt öde, och det rör på sig en hel del på andra håll. Acreo knoppar av ett företag som ska göra krafttransistorer av kiselkarbid, och finska Okmetic planerar att bygga en substratfabrik i östergötland (se nyheterna på sid 4), samtidigt som intresset för materialet ökat i bland annat Kina.
- Om ABB hade hoppat av för ett par år sedan hade det varit ett hårdare slag. I dag står och faller tekniken inte med ABBs intresse, säger Göran Berg, marknadschef på Epigress.
Epigress finns i Lund och tillverkar maskiner för epitaxi, den process där de elektriskt ledande lagren byggs upp på substraten, för kiselkarbid. Enligt dem själva har de egentligen inga konkurrenter, deras marknadsandel är minst 90 procent. Epigress har funnits sedan 1993 och är ett svenskt företag, men ägs idag av det tyska företaget Aixtron.
För att kiselkarbiden ska slå igenom anser Göran Berg att det måste bli mindre materialfel på substraten.
Det är framför allt hål i substraten, så kallade mikropipor, som orsakar problem. Ju större komponenter, desto svårare är det att undvika hålen. Kommersiella substrat har i dag cirka 20 hål/cm2, men man har lyckats komma ner i 1-2 hål/cm2.
Allt större skivor
En viktig trend som Göran Berg ser här är att amerikanska Cree, som tidigare var nästan ensamma om att göra kiselkarbidsubstrat nu får se sitt monopol brutet.
- Det behövs konkurrens mellan substratleverantörer för att den här tekniken ska få ett genombrott, tror han.
Göran Berg är dessutom överens med Erik Janzén om att substratskivorna för kiselkarbid måste bli större. I dag används tvåtumsskivor. Tretumsskivor håller på att dyka upp. Fyratumsskivor finns som prover och beräknas vara i produktion om två till tre år.
- Fyra tum verkar vara något slags magisk gräns, det är det marknaden efterfrågar, påpekar Erik Janzén.
Om två till tre år ska alltså allting vara på plats för kiselkarbiden. Bättre kvalitet, större skivor och de bipolära problemen ska vara lösta. Fast så sade förstås ABB för två till tre år sedan också.
Elias Nordling
