Inget modernt samhälle utan halvledarchips

– ”Det finns inget digitalt utan chips”, sade EU-kommissionens ordförande Ursula von der Leyen när hon 2022 presenterade den europeiska förordningen om halvledare. Vi skulle med andra ord inte ha ett modernt samhälle utan halvledarchips.

– Tillgång till chips och halvledarteknologi är inte bara grunden för den digitala omställningen i vårt moderna samhälle, utan också en förutsättning för tre viktiga områden: den gröna omställningen med minskad chipseffekt för att undvika överdriven energianvändning, elektrifieringen med effektiv energihantering, samt framtida AI-system där särskilda chips krävs för kvantteknologier och hjärninspirerad databehandling.

Kan du beskriva den senaste utvecklingen i er forskning?

– Vi är djupt engagerade i det nyligen lanserade, långsiktiga Vinnova Excellenscentret ”Advanced Chip Technologies” (ACT), som koordineras av Lunds universitet. I detta konsortium utvecklar vi tre generiska nyckelteknologier för det digitala området: höghastighetselektronik, optoelektronik och kraftelektronik. Dessa är basteknologier som redan används inom svensk industri och som har starkt stöd i den akademiska forskningen. Vi kommer att fortsätta arbeta med dessa befintliga teknologier för att stödja industrin, men framför allt kommer vi att utveckla strategier för disruptiv heterogen 3D-integration av komponentlager på kommersiella kiselplattformar.

– Vi har nyligen rekryterat en ny doktorand, Surya Prakash, till ACT. Han kommer att utveckla avancerade optiska sensorer baserade på nanotrådar, nålliknande halvledarkristaller som är ungefär tusen gånger tunnare än ett hårstrå. Dessa sensorer är unika genom att olika halvledare kan kombineras längs varje nanotråd, vilket gör det möjligt att skräddarsy sensorn för att selektivt detektera en specifik del av infraröd strålning. Detta är av central betydelse för exempelvis avancerad övervakning genom moln, rök eller dis med tillämpningar inom försvar, säkerhet, jordbruk och miljö. Nanotrådarna har dessutom en unik inbyggd förstärkningsmekanism, vilket ger en mycket hög känslighet. Projektet genomförs tillsammans med Lunds universitet, Kungl. Tekniska Högskolan (KTH) och den svenska detektortillverkaren IRnova.

Forskargruppen inom halvledare i Halmstad har också nyligen beviljats ett förnyat fyraårigt anslag från Vetenskapsrådet (VR). Vad ska ni använda finansieringen till?

– Vårt projekt handlar främst om fördjupade studier av det fysikaliska ursprunget till och implementeringen av en komplex interaktion mellan infraröd strålning och särskilda defekter på nanotrådars ytor, som vi upptäckte i vårt tidigare VR-projekt. Denna hittills okända mekanism möjliggör utvecklingen av olika typer av optiska sensorer med skräddarsydd prestanda och extremt hög känslighet, ner till detektion av enskilda ljuspartiklar, så kallade fotoner. Ett annat tillämpningsområde är optoelektroniska synapser och artificiella näthinnor där de enskilda nanotrådarna ”minns” tidigare inkommande ljuspulser, vilket efterliknar biologiska synapser i den mänskliga hjärnan. För detta projekt har vi rekryterat ytterligare en ny doktorand, Arzoo Kathewadi.

De senaste månaderna har ni också varit en del av Semicon Sweden, ett nytt nationellt kompetenscentrum med fokus på halvledare. Berätta mer!

– Med finansiering från Tillväxtverket beviljades Högskolan i Halmstad nyligen del i det fyraåriga projektet Semicon Sweden, tillsammans med Svensk Elektronik – Sveriges främsta branschorganisation för industriell elektronik – Lunds universitet, RISE och flera industripartner. Syftet är att skapa en bred allians för att stärka Sveriges nationella halvledarekosystem.

– Med denna satsning tar Sverige nästa steg för att stärka sin position i Europa och etablera sig som en betydande aktör inom halvledarteknologi och framtidens elektronik. Initiativet syftar till att bygga ett starkt ekosystem för innovation och industriell tillväxt genom att knyta samman akademi, företag och forskningsinstitut. Målet är att öka konkurrenskraften, attrahera fler investeringar och stärka Sveriges roll i europeiska samarbeten, inklusive Chips Joint Undertaking, ett europeiskt trepartssamarbete som främjar utvecklingen och användningen av avancerade nanoelektroniska chipsteknologier och system tillverkade i Europa.

Bild: Vinnova Excellenscentret ACT och Håkan Pettersson