Mikroskooppisen pieni, mutta jättiläismäisen tärkeä: Suomella ja Espoolla mahdollisuus siruteknologian kärkimaaksi ja alueeksi

Mitä tekisit, jos hajonneen imurin tai jääkaapin tilalle ei olisi mahdollista ostaa uutta sirupulan takia? Siruteknologia ja siruomavaraisuus on polttava kysymys paitsi suurvaltapolitiikassa ja maailmantaloudessa, mutta myös nykykuluttajan arjessa. Mikroskooppisen pienet sirut ovat suuressa roolissa nykyihmisen elämässä, koska siruja tarvitaan kaikkialla, esimerkiksi älypuhelimissa, autoissa, jääkaapeissa ja imureissa. Kun jokin osa tuotantoketjusta sakkaa, kuten koronapandemian aikana autoteollisuudessa, suomalaisten sirut, kodinkoneet ja autot saattavat jäädä jumiin tuotantoketjun varrelle. Suomella on kuitenkin erinomaiset mahdollisuudet nousta eurooppalaiseksi siruosaamisen kärkimaaksi. Espoo kulkee kärjessä siruteknologian osaamisessa ja valmistuksessa. 

Mistä mikrosiruissa on kyse?

Pienenpienet mikrosirut ovat tärkeitä kaikkialla arkielämässä ja kaikilla aloilla. Niitä käytetään esimerkiksi kännyköissä ja kodinkoneissa, matkapuhelinverkoissa ja autoissa, mutta myös korkean teknologian tuotteissa, esimerkiksi kvanttiteknologiassa ja terveysteollisuudessa. Alan yritysten arvioiden mukaan sirujen maailmanlaajuisen kysynnän on arvioitu tuplaantuvan nykyisestä noin 500 miljardista noin biljoonaan eli tuhanteen miljardiin dollariin vuoteen 2030 mennessä. Tekoälyn yleistyminen ja vihreän siirtymä vauhdittavat omalta osaltaan kehitystä. 

Mikrosirut ovat maailmanlaajuisesti polttavan ajankohtaisia ja satojen miljardien liiketoimintaa. Yhdysvallat ja Kiina taistelevat sirujen herruudesta, ja sirupulan siivittämänä myös Euroopan unioni on luonut oman sirusäädöksensä unionin siruomavaraisuuden takaamiseksi. 

Kvanttiteknologia on yksi toimiala, jossa tarvitaan puolijohdeteknologiaa. Kvanttiteknologian avulla voidaan esimerkiksi kehittää uusia, tehokkaampia lääkkeitä entistä nopeammin. 

Tulevaisuuden teknologiaa valmistetaan ja kehitetään Espoon Otaniemessä

Espoossa on kehitetty mikrosiruja yhdessä yliopistojen ja yritysten kanssa 90-luvun alusta lähtien matkapuhelimista tietoliikenneverkkoihin. Otaniemen matalien punatiilisten rakennusrivien uumenissa syntyy teknologiaa, joka on avainroolissa vahvistamassa siruomavaraisuutta ja Suomen asemaa yhtenä Euroopan tärkeimmistä mikroelektroniikan ja kvanttiteknologian solmukohdista. Strategisesta näkökulmasta Espoossa sijaitseva Pohjoismaiden suurin tutkimuspuhdastila, Micronova ja sen kylkeen syntyvä uusi Kvanttinova-nimellä kulkeva pilottilinja, tulevat vahvistamaan Suomen ja Euroopan mikrosirujen ja puolijohteiden huoltovarmuutta. 

Suomeen on nyt mahdollisuus synnyttää Euroopan johtava erikoistuneen mikroelektroniikan ja kvanttiteknologioiden tutkimus- ja yritysklusteri. 

"Me Suomessa olemme teknologian tutkimuksessa ja kehityksessä monissa asioissa edellä muuta maailmaa. Meille halutaan tulla ulkomailta töihin ja oppimaan. Otaniemessä tilat ja -laitteet toimivatkin sekä yleishyödyllisessä tutkimuskäytössä, mutta myös alkuvaiheen ponnahduslautana puolijohdealan yrityksille. Kvanttinova-hankkeessa tavoitteena on rakentaa uusi yritysten ja tutkimustoimijoiden yhteinen puhdastilaympäristö, joka kytkeytyy saumattomasti Otaniemessä sijaitsevaan Micronovan puhdastilaan. Micronova on jo nykyisellään suurin tutkimuspuhdastila Pohjoismaissa ja Kvanttinovan investointien kautta tämä kapasiteetti noin kolminkertaistuu", kertoo VTT:n mikroelektroniikan ja kvanttiteknologian tutkimusalueen johtaja Tauno Vähä-Heikkilä. 

Puojohteet ja mikrosirut ovat tulevaisuuden ala. Teknologiateollisuuden mukaan Suomessa toimivat puolijohdetoimialan yritykset työllistävät tällä hetkellä 5 000 henkilöä ja alan yritykset arvioivat työpaikkojen määrän kasvavan 20 000:een vuoteen 2023 mennessä. Suomessa puolijohdealan liikevaihdon arvioidaan kasvavan noin 1,5 miljardista eurosta kuuteen miljardiin vuoteen 2032 mennessä.

Fakta: Mistä siruissa ja puolijohteissa on kyse

1. Sirut eli mikrosirut, -piirit tai -prosessorit ovat pieniä elektronisia komponentteja, joiden valmistuksessa käytetään puolijohdemateriaaleja, kuten piitä, piikarbidia ja germaniumia.
2. Sirut sisältävät usein myös muita elektronisia komponentteja, kuten vastuksia, kondensaattoreita ja transistoriryhmiä, jotka on integroitu erittäin pienelle piilevylle.
3. Puolijohdeteollisuudessa käsitellään puolijohteiden valmistusta, suunnittelua, tutkimusta sekä soveltamista elektroniikan ja tekniikan aloilla.
4. Puolijohde on materiaali, joka johtaa sähköä ja materiaali helpottaa sähkönkulun hallitsemista.
5. Erilaisia materiaaleja ja uusia teknologioita hyödyntävät sekä yhdistelevät ratkaisut yleistyvät siruteollisuudessa ja sirujen valmistuksessa hyödynnetään puolijohteiden lisäksi myös esimerkiksi suprajohteita ja fotoniikkaa.

Fakta: Mistä kvanttiteknologiassa on kyse

1. Kvanttiteknologia on yksi toimiala, jossa tarvitaan puolijohdeteknologiaa. 
2. Kvanttitietokoneiden tarvitsemat komponentit pohjautuvat mikroelektroniikkaan, joten samassa puhdastilaympäristössä kiihdytetään sekä mikroelektroniikka- että kvanttiteknologiaekosysteemin kasvua.
3. Espoossa on jo vahva kvanttiteknologian osaamisen ympärille rakentunut ekosysteemi, jossa kehitetään kvanttilaskentaa ja -ohjelmistoja sekä kvanttitietokoneita.  
4. Kvanttiteknologioiden kehitysnopeus on valtava ja edessä oleva kvanttimurros tulee haastamaan kaikkien toimialojen kehityksen. Kvanttiteknologia nähdään jopa osana maailmanlaajuista suurvaltojen kilpailua. 
5. Euroopan tavoitteena on nostaa mikroelektronisten sirujen omavaraisuus nykyisestä 10 prosentista 20 prosenttiin vuoteen 2030 mennessä. 

Lisätietoja
Tauno Vähä-Heikkilä
Mikroelektroniikan ja kvanttiteknologian tutkimusalueen johtaja
Teknologian tutkimuskeskus VTT
Puh. 040-7587941
tauno.vaha-heikkila@vtt.fi

Kvanttinova-hanke ja toimijat lyhyesti

Kvanttinova on VTT:n, Aalto-yliopiston, Espoon kaupungin, Teknologiateollisuuden puolijohdetoimialaryhmän ja muiden alan yritysten yhteinen aloite. Tavoitteena on rakentaa uusi yritysten ja tutkimustoimijoiden yhteinen puhdastilaympäristö, joka kytkeytyy saumattomasti Otaniemessä sijaitsevaan jo olemassa olevaan Micronovan puhdastilaan. Micronova on jo nykyisellään suurin puhdastila Pohjoismaissa ja Kvanttinovan investointien kautta tämä kapasiteetti noin kolminkertaistuu.

Suomeen muodostetaan Euroopan suurimpiin ja merkittävimpiin lukeutuva erikoistuneen mikroelektroniikan ja kvanttiteknologian TKI-ympäristö ja yrityskeskittymä. Alan yritykset ovat ilmaisseet tarpeen mikroelektroniikan ja kvanttiteknologian yhdistetylle puhdastilalle, jolla mahdollistetaan teollisen mittakaavan skaalaus. Kansainvälisten esimerkkien perusteella tiedetään, että ilman julkista tukea tällaiset kehitysympäristöt eivät synny. Julkisella rahoitusosuudella tuetaan tutkimuksen ja yritysten yhteiskäyttöisen TKI-laitekokonaisuuden hankintaa. 

Kvanttinovan rakennushanke toteutetaan kaupallisin perustein, ja yrityksillä on mahdollisuus vuokrata omia toimitilojaan yhteisen puhdastilarakennuksen sisältä. Jaetun julkisrahoitteisen yhteiskäyttöisen puhdastilan laitteiden budjetti on tällä hetkellä 130 miljoonaa euroa ja tämän lisäksi yritysten suunnittelemat investoinnit Kvanttinovaan ovat yli 500 miljoonaa euroa.

Summary of the press release in English:

Microscopically small, colossally important: Finland has the potential to be the leader of chip technology 

What if you couldn't replace a broken vacuum cleaner or fridge due to a microchip shortage? Chip technology is a burning question in global politics and economics with enormous implications for our daily lives. Microchips are needed, for example, in smartphones, cars, and high-tech equipment such as quantum computers and healthcare devices. The demand for chips is expected to double from 500 billion to a trillion dollars by 2030.

Microchips are a global political battleground, with the US and China vying for dominance. The EU is also enacting chip legislation to secure its self-sufficiency.

Why Finland and Espoo can become chip leaders in Europe?

Espoo, especially the Otaniemi area, is a pioneer in chip tech, driving Finland's potential as a chip expertise leader. Since the 1990s, universities and companies in Espoo have collaborated in microchip development. Micronova, the largest research cleanroom in the Nordic, and the upcoming Kvanttinova pilot line will reinforce chip supply in Finland and Europe.

This creates an opportunity for Finland to establish a leading European hub for microelectronics and quantum tech, with companies predicting a job surge from 5,000 to 20,000 and a turnover increase from 1.5 to 6 billion euros by 2032 in Finland.

Image: VTT