Unia Europejska (UE) jest gotowa wyłożyć miliardy euro w ramach European Chips Act, by zwiększyć znaczenie w globalnej branży półprzewodnikowej. Skorzystają na tym nie tylko firmy, ale też naukowcy. Beneficjentami z Polski będą m.in. Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki (ŁIMiF) oraz Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk (IWC PAN).
50 mln EUR na półprzewodnikową linię
Instytuty dostaną 50 mln EUR – czyli ponad 200 mln zł, mniej więcej po równo – na budowę linii pilotażowej półprzewodników szerokoprzerwowych (głównie azotkowych i tlenkowych). Połowa kwoty to dofinansowanie z UE, a reszta pochodzi z budżetu Polski jako państwa uczestniczącego w projekcie.
– Otrzymaliśmy właśnie rekomendację do dofinansowania projektu i teraz negocjujemy z Komisją Europejską ostatnie detale przed podpisaniem umowy. Zakładamy, że najpóźniej z początkiem 2025 r. rozpoczniemy budowę, a zakończymy ją w latach 2029-30. Prace zakładają przystosowanie i rozbudowę naszego laboratorium – informuje dr inż. Andrzej Taube, lider obszaru przyrządów na bazie azotku galu w ŁIMiF.
Polskie instytuty stworzą jedną z czterech linii pilotażowych w ramach wspólnego, większego przedsięwzięcia – z myślą o rozwoju zaawansowanych technologii półprzewodnikowych dla kluczowych współcześnie sektorów jak przemysł, motoryzacja czy energia odnawialna. Międzynarodowe konsorcjum składa się z 22 instytutów i uczelni z Austrii, Niemiec, Finlandii, Francji, Szwecji, Włoch i właśnie z Polski.
Cel i potencjał projektu
Andrzej Taube podkreśla, że IWC PAN zajmuje się azotkiem galu już od połowy lat 80. i robi wyjątkowej jakości kryształy azotku galu, które ŁIMiF od kilku lat wykorzystuje do prac nad stworzeniem różnych przyrządów półprzewodnikowych dla elektroenergetyki: głównie tranzystorów, diod mocy itp.
– W ramach obecnego projektu będziemy kontynuować te prace. Liderem polskiego pakietu zadaniowego – dotyczącego rozwoju kryształów i podłoży azotku galu oraz bazujących na nich przyrządów – jest IWC PAN. Odpowiada on za kwestie wytwarzania podłoży i struktur z azotku galu, a ŁIMiF za technologie wytwarzania przyrządów – mówi Andrzej Taube.
Celem projektu jest uruchomienie linii pilotażowej do wytwarzania rozmaitych elementów – europejskie przedsiębiorstwa będą mogły wybierać z opracowanego katalogu przyrządów lub testować własne rozwiązania.
– Przekrój potencjalnych zastosowań jest bardzo szeroki: od zasilaczy do elektroniki użytkowej i przemysłu przez telekomunikację aż po tranzystory do celów wojskowych. Nasza technologia pozwoli poprawić efektywność i zminiaturyzować gotowe rozwiązania. W przypadku powodzenia będziemy prowadzić komercyjną działalność usługową, zapewniającą stałe przychody – mówi Andrzej Taube.
To jedna z czterech tego typu linii pilotażowych realizowanych w ramach European Chips Act – polskie ośrodki badawcze uczestniczą w dwóch z nich, pracujemy nad dołączeniem do kolejnej. Warto podkreślić dwie kwestie. Po pierwsze, nie mówimy o inwestycji w pojedynczą, kompletną infrastrukturę w Polsce, bo poszczególne ośrodki międzynarodowego konsorcjum będą odpowiadały tylko za jeden z etapów procesu produkcyjnego i ściśle ze sobą współpracowały. Niemniej ważne jest to, że polskie instytuty – mające już obecnie duże kompetencje w tym zakresie – wchodzą do ścisłego grona europejskich podmiotów wspólnie pracujących nad nowymi technologiami półprzewodnikowymi.
Po drugie, chodzi o linie pilotażowe, a nie wielkoskalowe. To etap pośredni między laboratorium a fabryką. Na liniach pilotażowych powstaną i zostaną przetestowane technologie masowej produkcji, uwzględniające wymagania jakości, powtarzalności, kosztów itd. Szansa na rozwój jest jednak bardzo duża. Krzem rozpowszechnił się w elektronice, ponieważ jest relatywnie tani i dobrze opanowaliśmy jego obróbkę. Ma jednak wady ograniczające jego zastosowania – przede wszystkim słabo odprowadza ciepło, przez co czipy krzemowe wymagają kosztownego chłodzenia. Tej wady nie mają półprzewodniki o szerokiej przerwie energetycznej [z ang. wide band-gap semiconductors – red.] – np. azotek galu czy węglik krzemu. Gdy nauczymy się je przetwarzać i produkować z nich komponenty na masową skalę, otworzą się przed nami nowe zastosowania m.in w energetyce czy elektromobilności.