Финляндия: Ставка на чипы для роста Европы

Финляндия укрепляет свои позиции в европейской индустрии микросхем, активно участвуя в европейских пилотных линиях производства полупроводников. Это открывает новые возможности для развития бизнеса и стимулирует экономический рост страны.

Для долгосрочной конкурентоспособности Финляндии доступ к передовым технологиям и экспертным знаниям в области разработки, производства и применения критически важных технологий имеет первостепенное значение. Страна обладает солидным опытом и экспертизой в узкоспециализированной микроэлектронике, включая радиочастотные (RF) компоненты, микроэлектромеханические системы (MEMS), интегрированную фотонику, разработку материалов и процессов, технологии интеграции и сверхпроводящие квантовые технологии.

Технологии производства чипов представляют собой глубокие технологии, поскольку их принципы и производственные процессы чрезвычайно сложны. Например, самые передовые устройства для литографии содержат более 40 000 компонентов и разрабатывались десятилетиями с многомиллиардными инвестициями. Коммерциализация таких устройств — результат множества идей, изобретений, инноваций, амбиций, упорного труда и финансирования.

Драйверы роста: ключевые технологии и рыночные тренды

Ожидаемый рост индустрии чипов подпитывается развитием таких технологий, как 5G, искусственный интеллект (ИИ), смартфоны, компьютеры, автомобильная электроника, электромобили и автономный транспорт, а также автоматизация производства. Это приведет к значительному увеличению объемов производства полупроводниковых чипов в ближайшие годы.

Рынок квантовых технологий, по прогнозам, будет расти двузначными темпами ежегодно, а рынок фотоники также ожидает расширение. Страны Северной Европы осознают, что для сохранения лидерства в технологическом развитии необходимо стратегическое сотрудничество.

Создание устойчивой экосистемы чипов в Финляндии

Значительные национальные инвестиции в финскую индустрию чипов способствовали развитию сектора и его интеграции в европейские цепочки создания стоимости. Несмотря на свои небольшие масштабы по мировым меркам, экосистема чипов Финляндии является надежной и устойчивой, объединяя три основных направления: полупроводники, фотонику и квантовые технологии.

Ключевыми объединениями в этой сфере являются Группа по развитию полупроводниковой отрасли при Технологической промышленности Финляндии (полупроводники), Photonics Finland (фотоника) и InnovationQ (квантовые технологии). Несмотря на свою специфику, эти группы имеют много общих черт. Многие компании экосистемы занимаются разработкой, использованием или продажей чипов, а также производством оборудования и материалов для их изготовления.

Стратегия роста «Чипы с Севера», недавно разработанная Группой по развитию полупроводниковой отрасли, подчеркивает потенциал финского сектора: доходы и занятость могут утроиться в течение десятилетия. Этот сектор жизненно важен для общей конкурентоспособности Финляндии, подчеркивая необходимость экспертизы в разработке и применении критически важных технологий. Европейские цепочки поставок чипов также необходимы для обеспечения доступа к передовым микросхемам. Поскольку поставщики часто базируются в Азии и Америке, меняющаяся геополитическая обстановка открывает новые бизнес-возможности для финских компаний.

Сильные стороны Финляндии в секторе полупроводников сосредоточены на специализированной микроэлектронике — RF-технологиях, новых запоминающих устройствах и материалах, MEMS, силовых полупроводниках, интегрированной фотонике, квантовых технологиях, технологиях интеграции микросборки, а также мощных возможностях проектирования систем на кристалле (SoC). Эти компетенции позволяют разрабатывать все более сложные производственные модули и новые, миниатюрные технологические решения. Используя эти преимущества, Финляндия готова внести значимый глобальный вклад в отдельные секторы. В настоящее время Финляндия и VTT расширяют свои возможности в области специализированного производства чипов при поддержке ЕС, Министерства экономики и занятости и Business Finland через четыре пилотные линии Chips JU: FAMES, APECS, NanoIC и PIXEurope. Кроме того, Университет Тампере участвует в пилотной линии WBG. VTT также координирует сверхпроводящую пилотную линию SUPREME и участвует во всех других квантовых пилотных проектах.

Эти инициативы включают закупку нового и модернизацию существующего производственного оборудования для развития новых производственных мощностей в VTT в Эспоо, Финляндия. Ожидается, что эти инвестиции повысят конкурентоспособность и обеспечат долгосрочный доступ к критически важным технологиям, одновременно более прочно интегрируя Финляндию в европейскую экосистему чипов. Это, в свою очередь, открывает двери для ключевых переговоров и цепочек создания стоимости, поддерживая рост финских компаний на европейских и мировых рынках.

Новые инвестиции в чистые помещения VTT

Новое оборудование и технологические возможности будут размещены в помещениях VTT Micronova и в будущем центре Kvanttinova в Отаниеми, Эспоо. Эти новые мощности находятся в центре разработки специализированных чипов, особенно для приложений хранения и передачи данных, в частности, включающих новые технологии памяти, RF, пьезо-MEMS, интегрированную фотонику, технологии интеграции и сверхпроводящие квантовые технологии.

Бизнес и более широкая экосистема получат доступ как к новым, так и к модернизированным производственным возможностям, а также к существующим мощностям VTT через сервисы VTT в общей чистой комнате Micronova. Эти инвестиции позволят компаниям разрабатывать новые продукты и услуги, тем самым стимулируя рост в Финляндии. Одновременно финские компании смогут получить доступ к европейским технологиям пилотных линий через VTT, что еще больше укрепит производственные возможности Финляндии, включая те, которые связаны с европейскими технологиями процессоров.

Участие Финляндии в пилотных линиях микроэлектроники Chips JU

В пилотных линиях Microelectronics Chips JU VTT фокусируется на новых процессах и устройствах для специализированной микроэлектроники. В пилотной линии FAMES разрабатывается обработка RF BAW-фильтров для поддержки новых диапазонов телекоммуникаций до 15 ГГц. VTT также разработает энергонезависимую технологию памяти на основе FeFET, совместимую с монолитной интеграцией с CMOS, в качестве обработки на поздних стадиях или пост-CMOS. Обе технологии будут объединены с FD-SOI чипами, изготовленными LETI. В пилотной линии APECS VTT разрабатывает технологию интегрированных пассивных устройств (IPD) для RF-интеграции. Эта технология будет использоваться для телекоммуникационных приложений для поддержки упаковки и интеграции BAW и RF-приемопередатчиков. RF-технологии также находятся в фокусе VTT в пилотной линии NanoIC, где VTT оценивает RF-производительность 2-нм CMOS-технологии, разработанной IMEC.

PIXEurope: пилотная линия фотоники Chips JU

Фотоника — еще одна область, в которой Финляндия преуспевает. Photonics Finland сыграла ключевую роль в развитии финской экосистемы фотоники, а Финляндия обладает технологиями производства интегрированной фотоники как в VTT, так и в Университете Тампере. Последний участвует в пилотной линии Wide Band Gap Chips JU. Благодаря финансированию пилотной линии PIXEurope, VTT инвестирует в возможности для изготовления более сложных фотонных чипов и гибридной интеграции. В сочетании с экспертизой Университета Тампере в области полупроводников сложного состава это открывает широкий спектр применений, от телекоммуникаций до сенсоров. Финский центр компетенций в области чипов (FiCCC) помогает компаниям применять эти новые технологии чипов на практике.

В пилотной линии PIXEurope VTT сосредоточен на дальнейшем развитии своей платформы интегрированной фотоники на базе толстого SOI (3 мкм). Платформа PIC на базе толстого SOI в VTT обеспечивает сочетание низких оптических потерь, плотной интеграции и широкого диапазона длин волн. В рамках пилотной линии PIXEurope VTT инвестирует в новое оборудование для обработки SOI-пластин в чистой комнате Micronova, чтобы улучшить разрешение структурирования и гладкость поверхности волноводных структур в PIC, а также интегрировать другие материалы на SOI-пластины для обеспечения дополнительных функций, таких как быстрая модуляция света и детектирование.

Европейские квантовые пилотные проекты

Финляндия имеет давние традиции исследований и разработок в области сверхпроводящих квантовых технологий и в настоящее время является домом для мировых лидеров в этой области.

Тем не менее, обработка квантовых чипов все еще находится на ранней стадии и требует постоянного развития для достижения воспроизводимости и надежности. Для этой цели запускаются европейские квантовые пилотные проекты. VTT координирует европейскую пилотную линию сверхпроводящих квантовых технологий SUPREME и участвует в других квантовых пилотных проектах, ставя Финляндию в авангарде мирового развития квантовых технологий.

Поскольку квантовые технологии становятся все более важными для новых чипов и приложений, участие Финляндии в европейских пилотных линиях является значительной национальной инвестицией, укрепляющей ее репутацию пионера в специализированной микроэлектронике и деятельности пилотных линий. Это участие интегрирует Финляндию в европейские цепочки поставок чипов, открывая новые бизнес-возможности и перспективы роста для финских компаний и подкрепляя конкурентоспособность и рост национальной экономики. Кроме того, руководство SUPREME делает Финляндию центром развития европейских критически важных технологий.

В рамках пилотного проекта SUPREME VTT разрабатывает масштабируемые процессы изготовления сверхпроводящих квантовых чипов и джозефсоновских контактов — ключевых строительных блоков сверхпроводящих квантовых систем. Разработка включает четыре различных типа процессов:

• Угловые испарительные контакты обеспечивают наилучшие когерентные контакты, но требуется улучшение повторяемости обработки.
• Трехслойные контакты обеспечивают хорошую повторяемость изготовления, но нацелены на улучшение времени когерентности.
• Процессы сверхпроводящей 3D-интеграции, включая TSV и flip chip, позволяют создавать многочиповые модули со сверхпроводящими интерфейсами и интеграцией.
• Гибридные процессы поддерживают RF-оптическую интеграцию с помощью сверхпроводящих нанопроволочных однофотонных детекторов (SNSPD).

Дополнительные сильные стороны стран Северной Европы

Вклад Финляндии в европейскую экосистему чипов растет, чему в значительной степени способствует центральная роль VTT в европейской экосистеме пилотных линий. Если взглянуть за пределы Финляндии, то страны Северной Европы имеют хорошие возможности стать крупными игроками в области микроэлектроники, фотоники и квантовых технологий.

Совместно они могут внести значительный вклад в самодостаточность и конкурентоспособность Европы в области критически важных технологий. Сильные стороны стран Северной Европы взаимодополняющие, вытекающие из глубоких исследовательских традиций, высококачественного образования и сильного государственно-частного сотрудничества. Использование этих комплементарных преимуществ и расширение коллективных инноваций и влияния имеют решающее значение для дальнейшего роста.

Для стран Северной Европы крайне важно сотрудничать в разработке и внедрении новых критически важных технологий, позволяя северным предприятиям и экономикам расти вместе с возникающими возможностями.