Talous

Suomalainen kehitti 44 vuotta sitten tekniikan, jota ilman elektroniikan pieneneminen ei olisi ollut mahdollista – Vihdoin myös voittoja päätyy Suomeen

Esimerkiksi matkapuhelimen monet osat ovat pikkuruisia mikroprosessoreja ja mikrosysteemejä, jotka valmistetaan piikiekoille erilaisilla pinnoituksilla ja käsittelyillä. Kaikkein hienoimmat ja tarkimmat kalvot tehdään Suomessa keksityllä ald-menetelmällä.

Elektroniikassa kaikesta on tullut äärimmäisen pientä. Esimerkiksi litteään 150 grammaa painavaan kännykkään pystytään ahtamaan toiminnot, jotka 25 vuotta sitten olisivat vaatineet matkalaukullisen erillisiä laitteita tai eivät olisi ylipäätään olleet mahdollisia.

Kännykän eri toimintoja hoitavat mikroprosessorit ja mikrosysteemit voivat olla vain muutamien neliömillimetrien kokoisia. Se, että niistä on voinut tulla niin pieniä, on osaltaan tekniikan tohtori Tuomo Suntolan 44 vuotta sitten keksimän ald- eli atomikerroskasvatusteknologian ansiota.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Miksi vain harva on edes kuullut siitä? Siksi, että keksintöä alun perin hyödyntäneet suomalaisyritykset myivät osaamisen ulkomaille.

Viime vuosina Suntolan oivalluksella on kuitenkin tehty menestyksekästä liiketoimintaa Kirkkonummen Masalassa, hyvin tavallisen näköisessä liikekiinteistössä.


Mikroprosessorit syntyvät niin, että piikiekoille pinnoitetaan erilaisia metalli- ja metallioksidikalvoja, suihkutetaan valoherkkää kemikaalia, johon valotetaan ja syövytetään kuvioita, jotka taas täytetään seuraavalla aineella.

Lopulta useista kymmenistä kerroksista ja käsittelyistä kasvaa kiekolle vieri viereen kolmiulotteisia pikkuruisia laitteita. Neliösenttimetrin kokoisella alueella voi olla miljardeja transistoreja, jotka kytkeytyvät toisiinsa johtimilla monimutkaisen kaavion mukaan.


Jatkuva pienentyminen on vaatinut koko ajan tarkempaa tekniikkaa.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

Yhdestä 20 senttimetriä halkaisijaltaan olevasta piikiekosta esimerkiksi kännykän mikrofonina toimivia siruja voi syntyä tuhansia.

Kerrosten ja osien paksuudet ovat ohuimmillaan vain joitain nanometrejä eli millimetrin miljoonasosia.

Jatkuva pienentyminen on vaatinut koko ajan tarkempaa tekniikkaa. Vuonna 2005 maailman suurin prosessorivalmistaja Intel totesi, että siihen asti käytettyjen pinnoitusmenetelmien tarkkuus ei enää riitä. Mikroprosessorien rakentamiseen alettaisiin käyttää ald-tekniikkaa.

Se oli verraten kallis ja hidas mutta hyvin hyvin tarkka.

Masalassa Picosun-yhtiön kellarikerroksessa sijaitsevassa laboratoriossa on ahdasta. Siellä pannaan kokoon ja testataan asiakkaille lähteviä ald-reaktoreita ja niiden ympärille rakennettuja tuotantoklustereita, joihin kuuluu reaktorin lisäksi muun muassa robotteja, plasmalaitteita ja paljon säätöelektroniikkaa.

Ald-reaktoreissa piikiekoille pystytään kasvattamaan kalvoja vain atomin paksuisena kerroksena kerrallaan.


Kun kiekolle on suihkutettu ensin yksi atomikerros jotain ainetta, loput on huuhdeltu pois ja sen päälle suihkutettu toinen ensimmäisen kanssa reagoiva aine, muodostuneen kerroksen paksuus on vain yksi ångström eli nanometrin kymmenesosa. Se on millimetrin kymmenesmiljoonasosa.
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy
Mainos (Teksti jatkuu alla)
Mainos päättyy

”Tekniikan vahvuus on se, että ald-tekniikalla tehty kalvo on täysin tasainen ja se muodostuu saman vahvuisena myös kolmiulotteisten rakenteiden koloihin, kaikille pinnoille. Kun näitä kerroksia on kasvatettu kymmenen, eli kalvon paksuus on yhden nanometrin, pinta on myös täysin läpäisemätön”, toimitusjohtaja Juhana Kostamo sanoo.

Suihkutettavista aineista ja niiden muodostamista yhdisteistä riippuen kalvot voivat toimi mikroprosessorissa erilaisissa rooleissa esimerkiksi eristeinä, johtimina tai vaikka magneetteina.

 

Ald:stä tulisi kehittyneimpien mikroprosessorien keskeinen valmistustekniikka.

Suntolan vuoden 1974 keksinnöstä ehti kuitenkin kulua pitkä aika ennen kuin Picosun syntyi.

Keksintö syntyi Suntolan pohtiessa Instrumentariumin palkkalistoilla litteän elektroluminenssinäytön kehittämistä. Ald:llä rakennettu näyttö syntyi, mutta teknologian ostaneella Lohja-yhtiöllä oli vaikeuksia saada teollista tuotantoa toimimaan. Liiketoiminta myytiin Yhdysvaltoihin.

Suntola siirtyi työtoverinsa Sven Lindforsin kanssa Nesteen ja Lohjan yhdessä omistamaan Mikrokemia-yhtiöön kehittämään ald:n sovelluksia. Mikrokemia alkoi myydä ald-reaktoreita lähinnä tutkimuskäyttöön.

Kun Fortum vuonna 1997 muodostettiin Ivon ja Nesteen fuusiossa, yhtiö myi Mikrokemian hollantilaiselle ASM:lle. Puolijohdeteollisuus oli jo lähellä aikaa, jolloin ald:stä tulisi kehittyneimpien mikroprosessorien keskeinen valmistustekniikka.

ASM:stä on tullut sittemmin maailman suurin ald-reaktoreiden valmistaja, jonka liikevaihto oli viime vuonna 737 miljoonaa euroa.

Lindfors oli siirtynyt kaupan mukana ASM:lle, ja Suntola jatkoi töitä Fortumissa eläkeikään asti.

Mutta kaihersihan se, että Suntolan keksimän tekniikan tuotot olivat niin näytöissä kuin puolijohdeteollisuudessa valuneet ulkomaisiin käsiin.

Tämä muuttui, kun Lindfors tapasi vuonna 2003 perhejuhlissa yrittäjä-sijoittaja Kustaa Poutiaisen. Miehet perustivat Picosunin, johon Suntolakin tuli mukaan pienellä osuudella. Vuonna 1974 haettu patentti oli jo vanhentunut, joten tekniikkaa saattoi hyödyntää vapaasti kuka tahansa.

Picosun alkoi tehdä ald-reaktoreita ensin tutkimuskäyttöön. Alkuvuosina kasvu oli hidasta, mutta viime vuosina vauhti on kiihtynyt. Liikevaihto kasvoi syyskuussa päättyneellä tilikaudella 37 prosenttia noin 26 miljoonaan euroon ja liikevoittoakin tuli 5,5 prosenttia liikevaihdosta. Kuluvalta tilikaudelta odotetaan yhtä suurta kasvua.


Henkilöstöä on nyt noin 90, ja lisää palkataan koko ajan. Yli viidesosa väestä on koulutukseltaan tohtoreita, ja kansallisuuksia on useita.

Poutiaisen mukaan Picosunin vahvuuksia kilpailluilla markkinoilla on teknologian syvällinen ymmärrys ja kyky kehittää ratkaisuja asiakkaiden tarpeisiin joustavasti ja nopeasti. Ymmärrystä tukee alan tutkimus Helsingin yliopistossa, Aalto-yliopistossa ja VTT:llä.

”Moni asiakas on etsinyt ratkaisuja ensin jonkun toisen yrityksen kanssa, mutta kääntynyt sitten meidän puoleemme. Meillä on myös kehityshankkeita kaikkien suurimpien puolijohdeyhtiöiden kanssa. Olemme niille hyvin kiinnostava kumppani aina kun jotain uutta ald:n sovellusta kehitetään”, Poutiainen sanoo.

 

Ald:n avulla voidaan myös pinnoittaa esimerkiksi syöpälääkkeitä

Toimitusjohtaja Kostamon mukaan ald-tekniikka on vienyt puolijohteiden pienenemisen hyvin pitkälle.

Muillakin alueilla, kuten lääketieteen tekniikassa, pieneneminen ja tekniikan kehitys etenee hurjaa vauhtia.

”Ald:llä on paljon käyttöä erilaisissa kehon sisään asennettavissa lääketieteellisissä laitteissa, joilta vaaditaan esimerkiksi bioyhteensopivuutta tai jotka pitää suojata kehon nesteiltä. Ald:llä voidaan muodostaa täysin aukoton ja yhtenevä kalvo, jossa ei ole edes nanomittakaavan reikiä.”

Ald:tä voidaan käyttää esimerkiksi hammasimplanttien titaanisten keinojuurten pinnoittamiseen titaanioksidilla, jonka päälle luu mielellään kasvaa. Sillä voidaan myös pinnoittaa esimerkiksi syöpälääkkeitä ja säädellä missä kohtaa ruoansulatusta ne liukenevat.

Tulevaisuudessa kehon sisään uitetaan yhä useammin esimerkiksi pikkuruisia antureita, joilla voidaan mitata verenpainetta sydämen verisuonissa tai laitteita, joilla stimuloidaan aivojen alueita sähköisesti. Kaikissa niissä ald:llä on käyttöä.


Tekniikalla voidaan pinnoittaa melkein mitä vain. Piikiekkoja käsittelevien useita miljoonia euroja maksavien reaktorikokonaisuuksien lisäksi Picosunin laboratoriossa on reaktori, johon voidaan panna kerralla esimerkiksi satoja kiloja teräsesineitä.

”Ne voidaan latoa sinne vapaasti, koska nanomittakaavassa ne eivät todellisuudessa koske toisiaan. Ald:llä tehty kalvo peittää päällekkäinkin olevat pinnat”, Kostamo sanoo.

Kostamo itse ja yhtiön muut myyjät reissaavat paljon maailmalla. Kauppa käy nyt hyvin.

Mitkä ovat kasvuun liittyvät haasteet? Tilat ainakin ovat käymässä ahtaiksi, mutta se ongelma on luultavasti helposti ratkaistavissa.

”Meidän pitää olla paras, jotta pärjäämme kilpailussa”, hallituksen puheenjohtaja Poutiainen sanoo.

Haasteena on myös maailmanlaajuisen myynnin tuen järjestäminen. Se vaatii paljon resursseja.

Picosun ei myy vain laitteita, vaan asiakkaan tarpeeseen suunnitellaan toimiva ratkaisu ja sen vaatimat laitteet. Laitteiden toimittamisen jälkeen niille pitää pystyä tarjoamaan huolto ja tuotannolle tuki, jos prosessissa tulee ongelmia.

Laitteisiin voidaan olla yhteydessä verkon kautta ja analysoida näin vaikka Kirkkonummelta käsin, mistä prosessissa kiikastaa. Mutta huolto vaatii myös maantieteellistä läsnäoloa siellä, mihin laitteita on myyty. Picosunilla onkin jo kuusi tytäryhtiötä ulkomailla.


”Toimintavarmuus on todella tärkeätä asiakkaille. Jos yhdestä piikiekosta voi valmistaa 10 000 kännykän mikrofonia ja laite pystyy käsittelemään 800–1 000 kiekkoa vuorokaudessa, niin aika monta mikrofonia jää tekemättä, jos laite seisoo vian takia viikon”, teknologiajohtaja Jani Kivioja sanoo.

Laitteistojen monet komponentit ostetaan ulkomailta, mutta itse teräsastiat ja -osat valetaan ja työstetään suomalaisilla konepajoilla. Esimerkiksi oululainen vaativiin konepajatöihin erikoistunut Mectalent on tärkeä alihankkija.

Fakta

Palkittu teknologia


 Tekniikan tohtori Tuomo Suntola sai vuoden 2018 toukokuussa Tekniikan Akatemian jakaman Millennium-teknologiapalkinnon vuonna 1974 kehittämästään ald- eli atomikerroskasvatustekniikasta. Ald tulee sanoista atomic layer deposition.

 Suntola on Picosunin hallituksen jäsen ja omistaja pienellä osuudella.

 Ald-tekniikkaa on hyödyntänyt myös toinen suomalainen yritys Beneq, joka valmistaa muun muassa läpinäkyviä elektroluminenssinäyttöjä, ald-laitteita ja tarjoaa pinnoituspalvelua. Yritys siirtyi syksyllä kiinalaisen SRI Intellectualin omistukseen. Sitä ennen 49 prosenttia yhtiöstä omisti Venäjän valtion nanoteknologian kehitysyhtiö Rusnano.

Oikaisu 21.11. klo 9.54: Rusnano omisti yhtiöstä 49 prosenttia, ei enemmistöä niin kuin faktalaatikossa aiemmin luki.

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Teknologia
  • Anni Lassila
  • Elektroniikka
  • Tiede
  • Yritykset

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    • Juuri nyt
    • Päivä
    • Viikko
    1. 1

      Helsinkiläismiehet kehittivät päivässä takuuvarman ratkaisun kauppakeskus Rediin eksyneille

    2. 2

      Ohikulkija löysi päiväkodin pihalle yksin unohdetun lapsen – Henkilökunnalle sattui virhe, sanoo varhaiskasvatusalueen päällikkö

    3. 3

      Mummon autotallista löytyi autofanien sydämet särkevä, jopa sadantuhannen arvoinen yllätys

    4. 4

      Henri Heinonen huomasi teininä olevansa erilainen kuin kaverinsa – Nyt hän kertoo elämästään, johon seksi ei kuulu

      Tilaajille
    5. 5

      Intian superrikkaat viettävät häitä kuin Euroopan kuninkaalliset – Aasian vauraimman miehen tytär vihittiin perheen ikiomassa pilven­piirtäjässä, etkoilla lauloi Beyoncé ja jorasi Hillary Clinton

    6. 6

      Trafin pääjohtaja on irti­sanoutunut ajokortti­tietojen julkaisemisesta syntyneen kohun vuoksi

    7. 7

      Kansallisbaletin Tuhkimon ylipainoiseksi puettu hahmo loukkasi Ani Kellomäkeä niin, että hän lähti esityksestä pois: ”En halunnut osallistua yhteiseen kiusaamishetkeen”

    8. 8

      Mies joutui raiskauksesta vankilaan väärän ilmiannon perusteella – uhri tunnusti seitsemän vuotta myöhemmin, nyt korkein oikeus purki tuomion

    9. 9

      Pikavippimainoksia vastustava Sikavippikampanja käynnistyi – Järjestäjä vaatii mainostajia kertomaan ”todelliset faktat” lainoista

    10. 10

      Floridan kouluampumista tutkiva komissio suosittelee opettajien aseistamista – Uudistusta vastusti ainoastaan Parklandin ampumisessa poikansa menettänyt isä

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Kansallisbaletin Tuhkimon ylipainoiseksi puettu hahmo loukkasi Ani Kellomäkeä niin, että hän lähti esityksestä pois: ”En halunnut osallistua yhteiseen kiusaamishetkeen”

    2. 2

      Venäläinen huippu­robotti paljastui ihmiseksi

    3. 3

      Suomi häviää isot datakeskus­hankkeet naapuri­maille, ja merkittävä syy on hyvin yksin­kertainen

    4. 4

      Uusi Harry Potter -elokuva raivostuttaa faneja, koska se paljastaa asioita, joiden ei pitänyt olla mahdollisia

    5. 5

      Mummon autotallista löytyi autofanien sydämet särkevä, jopa sadantuhannen arvoinen yllätys

    6. 6

      Helsinkiläismiehet kehittivät päivässä takuuvarman ratkaisun kauppakeskus Rediin eksyneille

    7. 7

      Henri Heinonen huomasi teininä olevansa erilainen kuin kaverinsa – Nyt hän kertoo elämästään, johon seksi ei kuulu

      Tilaajille
    8. 8

      Autoilijalta vaaditaan nyt suuria muutoksia: Työryhmä tekisi autoilusta niin kallista, että kaikki vaihtaisivat menopeliä

    9. 9

      Mies joutui raiskauksesta vankilaan väärän ilmiannon perusteella – uhri tunnusti seitsemän vuotta myöhemmin, nyt korkein oikeus purki tuomion

    10. 10

      Perussuomalaisten kansan­edustaja vertasi EU:ta natsi-Saksaan ja suututti muut puolueet edus­kunnassa – ”Nyt ylitettiin sopivuuden ja totuuden rajat”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Kansanedustaja Touko Aallon päälle käytiin Linnan juhlissa – ”Kahdella kädellä rintakehään niin voimakkaasti kuin pystyy”

    2. 2

      Kuvakooste: Valitsimme Linnan juhlien kymmenen säväyttävintä pukua – lukijoiden suosikiksi nousi 19-vuotias yllätysnimi

    3. 3

      Suomesta on tullut myrkkyä – Venäjällä tunnetaan syvää tyytymättömyyttä suomalaisia kohtaan

    4. 4

      Helsingissä hakaristilippujen kantaminen johti käsirysyyn, pidätyksiin ja epäilykseen kiihottamisesta kansanryhmää vastaan – Kaksi pidätettiin myös 612-soihtukulkueen häirinnästä

    5. 5

      Suurta osaa naisista koskevaa terveysongelmaa ei ole tutkittu, vaikka se haittaa elämänlaatua merkittävästi – Professori: ”Pidetty liian banaalina ongelmana”

    6. 6

      Kesän jälkeen äitien kasvoilta katosivat ilmeet, ja kätilö Rosmariini Tolonen näki sen – HS:n erikoisartikkeli vie vainottujen rohingyojen pakolaisleirille

      Tilaajille
    7. 7

      Näyttelijä Jasper Pääkkönen rikkoi asuvalinnallaan etikettiä – kumppanilla kultainen, käärmeteemainen paljettiasu

    8. 8

      Kun 35-vuotias nainen haluaa lapsen, mutta ei kelpuuta mukavaa miestä, naisen täytyy olla sekaisin

    9. 9

      Mies oli hurmaava, mutta kun yksiön ovi yöllä sulkeutui, Minna tajusi jotain olevan vialla – ”Minulle tapahtui asioita, joita en olisi halunnut tapahtuvan”

      Tilaajille
    10. 10

      Ennätykselliset veronpalautukset maksuun tänään – ensi vuonna valtaosa ei enää saa ”joulupalautuksia”

    11. Näytä lisää