Mikrobrikker: – Kan bli et eksporteventyr for Norge

Digitale løsninger er som regel basert på målinger av den fysiske verden. Med dagens teknologiutvikling øker behovet for mer nøyaktige og mer spesialiserte sensorer for flere formål.

Nettopp innenfor den mer spesialiserte delen av industrien har Norge et stort potensial til å hevde seg, ifølge forskningssjef Mats Carlin i Sintef Digital. Han kaller det en skjult industri i Norge.

I dag er omtrent 2000 arbeidsplasser knyttet til mikrobrikkeindustrien i Norge, som omsetter for 10 milliarder kroner årlig, ifølge forskningssjefen.

Det tilsvarer en tiendels lakseksport, påpeker han. Nesten alt er eksportrelatert.

Carlin leder avdelingens smarte sensorer om mikrosystemer i Sintef med 80 forskere.

De jobber blant annet med utvikling av mikrobrikker som kan brukes i simuleringen av menneskets organer, til mikrobrikker til 3D-kameraer tilpasset bruk i verdensrommet og sensorer som kan avsløre utslipp fra skip og fordervet mat.

Skreddersøm

Den norske mikrobrikkeindustrien består av to deler. Det ene er de som designer mikrobrikkene og får dem produsert et eller annet sted i verden.

– Nordic semiconductor og fire-fem andre selskaper er ganske store på dette i Norge. De lager blant annet kommunikasjonsbrikker og mikrobrikker for energistyring og eksporterer det ut i verden. Men den globale konkurransen er også stor, sier Carlin.

Den andre delen av industrien er de som jobber med spesialiserte sensorer. Her mener Carlin at det ligger store potensielle verdier for Norge.

– Grunnen til at sensorer er litt annerledes, er at du ikke har like standardiserte prosesser for å produsere dem. Dermed er det mye mer skreddersydd som teknologi.

– Sensorindustrien er i enorm vekst, og vekstpotensialet er enda høyere der enn for en del andre mikrobrikker.

Mer spesialiserte brikker til spesifikke formål kommer til å være driveren i det som skjer fremover, med bruk av sensorer og innsamling av data i stadig flere sammenhenger, forteller han. Slik teknologi vil være nødvendig for å møte samfunnsbehov som mindre og annen energibruk, energi styring på nett og klimamålinger, ifølge forskningssjefen.

– Må fornyes

Strukturene som er på en mikrobrikke er så ørsmå at produksjonen må skje i såkalte renrom.

Norge har kapasitet til å produsere sensorer i renrom, som finnes på Minalab hos Sintef i Oslo og hos Safran, (tidligere Sensonor) i Horten. NTNU, USN og UIO har også renrom til forskningsformål, og Universitetet i Tromsø holder på å etablere et renrom for optikk.

Carlin mener mikrobrikker kan bli et eksporteventyr for Norge. Men da kreves mer kompetanse og investeringskapital, mener han, og infrastrukturen både for utvikling og produksjon er dessuten gammel og må fornyes.

– Noen av de mer spennende tingene vi gjør i dag, gjør vi bare en liten del av renrommet fordi vi har begrenset størrelse, sier Carlin.

For å lykkes, kreves det også tilgang til problemstillinger hvor det er krevende å gjøre målinger, og det har vi mye mye av i Norge. Vi har en sensorindustri allerede i dag som har muliggjort å ta opp olje fra dypt vann, drive fiskeoppdrett med en ganske tøff kyst, sier han.

Unike komponenter

Sintef produserer for bedrifter som har utviklet sensorer gjennom forskningen fra instituttet. Dette er den delen av Sintef som har størst andel produksjon, forteller Carlin. Omtrent 10 oppstartsselskaper har kommet ut av Sintef Minalab på de siste 15 årene.

Ett av dem, Gassecure AS, ble bygget opp fra noen mikrobrikker med spesifikke fortrinn, og ble solgt for en halv milliard til et tysk selskap.

– Det er fullt mulig å gjøre, og jeg tror det vil bli enda større neste gang. Du bygger kjempestore verdier med denne typen teknologi. Grunnen er at du får et unikt konkurransefortrinn som det er svært vanskelig å kopiere hvis du har en unik komponent i bunnen i systemene.

Sintef er verdensledende i utviklingen en teknologi kalt Piezo-teknologi som gjør at de ørsmå komponentene i mikrobrikkene kan flyttes, forteller Carlin.

– Høy verdiskaping per arbeidsplass

Det er et politisk spørsmål om denne industrien vil satses på eller ikke, mener Carlin.

– Her er det høy verdiskapning per arbeidsplass, og det er det Norge egentlig trenger, fordi vi i praksis ikke har arbeidsløshet. Det betyr at skal du skape en fremtidig industri i Norge så er du nødt til å gjøre det innenfor områder med høy verdiskapning, sier Carlin.

Han tror Norge har størst sjanse til å hevde seg der det er høyest presisjon på sensormikrobrikkene, og viser blant annet til en tradisjon med gode fysikkmiljøer i Norge med kompetanse på både industrielle prosesser og hvordan sensorer interagerer med omverden.

– Det er det vi er gode på. Hvis du skal lage noe som virkelig er billig og i stort antall, der kan vi gjøre design, men det er hard konkurranse på produksjonsbiten, sier han.

De meste avanserte fabrikkene for mikrobrikker er så komplekse og kostbare at de bare finnes noen få steder i verden. 90 prosent av verdens mest avanserte mikrobrikker produseres i Taiwan, ifølge Sintef.

Å være selvforsynt på mikrobrikker er ikke realistisk, men det kan bety mye å ha en viss kapasitet og å ha noe eget å tilby den andre veien, dersom det blir knapphet slik det ble under Covid, understreker Carlin.

– Når du skal lage et utstyr som er unikt, og som det skal produseres mellom rundt 10.000 og en million av, er det en fordel å gjøre det på samme sted som du har utviklet prosessene for å lage det, forteller Carlin.

De store produksjonslabbene er ikke interessert før antallet kommer opp i flere titalls millioner, ifølge forskningssjefen.

Satsing i Europa

Nå er det flere tiltak på gang for å tilrettelegge for videreutvikling av industrien i Norge og Europa.

Et konsortium bestående av Sintef, NTNU, UIO, UIT og USN er under oppbygging som kan bli et viktig instrument for å gjøre noe mer på mikrobrikker, ifølge Carlin.

Forskningsrådet har lyst ut penger til kompetansesentre som skal kunne veilede bedrifter i Norge om å ta i bruk denne typen teknologi.

EU jobber for å gjøre kontinentet mer selvforsynt med halvlederkomponenter som databrikker, gjennom European Chips Act.

Det er satt av 43 milliarder i EU til å subsidiere og støtte utvikling og produksjon av mikrobrikker i Europa, blant annet gjennom programmene Digital Europe og Horizon Europe.