I ett föredrag under SEE med rubriken ”Nanoelektroniken – förutsättningar för vårt uthålliga samhälle” stakade Mikael Östling, professor vid KTH, ut några några utvecklingsspår inom halvledartekniken. Utvecklingen tycks följa Moores lag, men inte på det sätt de flesta tycks tro.

– Moores lag är ingen naturlag och har inget med teknik att göra, hävdade Mikael Östling.
Ofta citeras Gordon Mores lag att gälla en fördubbling av antalet möjliga transistorer per ytenhet var artonde månad.
– Vad Gordon Moore gjorde var att förutspå hur utvecklingen skulle bli på ekonomiska grunder, dvs vilken teknik som skulle vara tillämpbar på basis av vad ekonomin tillät. Detta illustrerade han i en kurva med exponentiell tillväxt.

Allt mindre mått
Utvecklingen mot allt finare strukturer har lett till en utveckling mot allt färre, men större kiselsmedjor. Intel är teknikledande på processområdet med sin finFET-teknologi, med tredimensionella strukturer av gate och kanal. Idag har man en press för 22 nm finFET i bruk och en process för 14-15 nm finns framme.
– Kanske är detta den sista rena halvledarprocessen.
Den kommersiella utvecklingen bromsas av en konservativ bransch som inte vågar prova på det allra senaste.
– Det är dock troligt att skalningen kommer att fortsätta i takt med den ekonomiska utvecklingen eftersom det finns mycket att vinna. Att gå från 32 till 22 nm processnod innebär 37 procents prestandaökning och halva effektförbrukningen.

”Hype” för grafen
Nu talar alla om materialet grafen.
– Det brukar ta tio år innan en ny halvledarteknik får ett kommersiellt genombrott. Och grafen är bara ett av många nya material som forskarna undersöker. Dessutom tittar forskaren på nya former av integration, t ex att integrera grafen i optiska vågledare.
Andra utvecklingsvägar som Mikael Östling nämnde var nanoreläer som kan ge perfekta till/frånslag utan läckning.

Kiselkarbid
Kraftelektroniken har fått ett tillskott av intressanta komponenter utförda i kiselkarbid, detta efter 20 års forskning där Sverige hörde till pionjärländerna.
–  Dessa komponenter bidrar definitivt till att ge en renare miljö.
Kiselkarbidkomponenter kan bidra till att skapa lösningar med mycket högre verkningsgrad än vad kisel kan ge och de passar utmärkt för kraftlösningar genom att kiselkarbiden tillåter tio gånger så hög fältstyrka som kisel.
Kiselkarbidtekniken har ännu svårigheter att nå in på bilmarknaden eftersom man där så hårt betonar faktorn ”kronor per Ampere”. Men SiC-komponenter används exempelvis i inte lika hårt prispressade vindkrafttillämpningar.
ett problem Mikael Östlund tog upp är att västvärldens halvledarindustrier har allt svårare att hävda sig globalt.
– Europa skulle behöva ett projekt likt ”Airbus”.
Vi skall i sammanhanget inte glömma de svenska insatserna. Renrumsaktiviteterna hos KTH/Acreo (elektrumlaboratoriet), Chalmers (MC2) och Uppsala universitet (Ångströmlaboratoriet) kan gemensamt utnyttjas inom konstellationen Myfab.  Har har företag som IR-nova och TranSiC kunnat växa fram.

Filed under: SvenskTeknik