Vi måste växla upp från halvledarkompetens till industriell produktion

Artikeln publicerades ursprungligen av RISE – Sveriges oberoende statliga forskningsinstitut, och återpubliceras här med tillstånd.

Gästartikel av: Björn Samel, Vice president, Emerging hardware technologies, RISE

Vi exporterar kunskap men importerar alltför ofta värdeskapandet. I en tid präglad av geopolitiska spänningar och sårbara leveranskedjor handlar detta ytterst om rådighet och teknologisk suveränitet: Vår förmåga att själva säkra tillgången till kritiska komponenter som vårt samhälle, vår konkurrenskraft och vår säkerhet vilar på.

På RISE har vi arbetat inom halvledarområdet i drygt 35 år. Genom att driva utvecklingen av kraftelektronik baserad på kiselkarbid (SiC) och erbjuda öppna innovationsmiljöer fungerar vi som en brygga mellan akademi och kommersiell industri. Det är just här – i steget från labbet till skalbar produktion – som Sveriges största utmaning och möjlighet ligger. Vårt uppdrag på RISE handlar till stor del om att höja teknikens mognadsgrad i en miljö som efterliknar industrins krav. Utan den möjligheten stannar annars lovande innovationer ofta upp innan de hinner bli till storskalig produktion och svenska arbetstillfällen.

Uppskalning: Nyckeln till framtidens energisystem

Behovet av industriell uppskalning är stort inom många områden, men energi och krafthalvledare är särskilt intressanta eftersom de utgör ett av få teknikområden där Europa fortfarande har starka positioner längs stora delar av värdekedjan. Med ledande kompetens inom material, kraftelektronik och industriella tillämpningar finns möjligheten att bygga kompletta europeiska värdekedjor och nya industrisatsningar.

Avgörande funktioner byggs inte bara i energisystemen, fordonen eller datacentren. De byggs i halvledarna. Därför är investeringar i halvledarkapacitet investeringar i Europas framtida konkurrenskraft och motståndskraft.

Avancerad kraftelektronik baserad på material med brett bandgap gör det möjligt att minska förluster och kombinera flera omvandlingssteg i mer effektiva system. Att höja effektiviteten i världens kraftomvandling med bara en enda procent innebär enorma globala miljövinster och minskad spillvärme.

Här har Sverige en historisk spetskompetens, men tillverkningen behöver i större utsträckning ske på hemmaplan för att säkra:

• Robust distribution i elnätet: Minskar förlusterna avsevärt vid integration av förnybar el och långdistansöverföring (HVDC).
• Svensk e-mobilitet: Möjliggör snabbare laddning, lägre vikt och längre räckvidd.
• Effektiv basindustri: Kapar dolda energiförluster genom uppgraderade drivsystem.

Utan inhemsk produktion riskerar vi nya, osäkra importberoenden som bromsar vår elektrifiering.

En nationell strategi för strategiska nischer

Den nyligen publicerade IVA-rapporten, där RISE bidrog, pekar tydligt på Sveriges styrkor inom forskning och innovation, men också på de strukturella svagheterna i att ta teknik hela vägen till industriell skala.

Den bilden delas brett inom Semiconductor Sweden, där industri, akademi och offentliga aktörer gemensamt har arbetat fram en strategisk inriktning för att stärka Sveriges position inom halvledare.

Diskussionen illustrerar varför satsningar som Lab2Fab är så viktiga. För teknologier som SiC-baserad kraftelektronik är den största utmaningen sällan att utveckla ny kunskap, utan att skapa förutsättningar för industrialisering. Genom starkare uppskalningsmiljöer och kapacitet för pilotproduktion kan vi korta tiden från forskning till marknad och samtidigt stärka Europas konkurrenskraft och värdekedja inom halvledarområdet.

En central slutsats är att det inte räcker att vara stark i tidiga forskningsfaser. Den avgörande frågan är vår förmåga att skala upp teknik.

I en global kapplöpning med massiva internationella subventioner måste Sverige säkra sina egna leveranskedjor. Vi ska inte konkurrera om generiska megafabs, utan kapitalisera på de nischer där vi redan leder: kraftelektronik, fotonik, avancerade sensorer, högfrekvensteknik och mikrosystem (MEMS).

Sverige är duktigt på att starta bolag, men förutsättningarna för att behålla hårdvaruproduktion behöver stärkas. Kapital och verksamhet rör sig dit förutsättningarna att driva företag är bäst och utan rätt miljö kommer företagen att flytta från Sverige till andra länder både i och utanför Europa. Den kritiska frågan är vår förmåga att skala upp teknik och behålla värdeskapandet i Sverige.

Vad krävs för att vända utvecklingen

För att vända utvecklingen är tre saker avgörande:

• Industriell utveckling och infrastruktur: Sverige behöver utvecklingsmiljöer med fokus på repeterbarhet och processkontroll där hela kedjan från material till demonstrator och kvalificering kan hanteras.
• Långsiktiga investeringar: Halvledare är kapitalkrävande och kräver uthållighet. Infrastruktur måste ses som en strategisk investering. 
• Snabbare vägar till uppskalning: Sverige måste bli bättre på att ta teknik från forskning till industriell produktion. Den avgörande utmaningen är inte brist på forskning, utan brist på förmåga att skala upp teknik och behålla värdeskapandet i Sverige.

Det kräver ett starkare institutslager med uppdrag, resurser och långsiktighet att ta teknik hela vägen från labb till produktion. Sverige behöver sammanhängande utvecklings-, test- och uppskalningsmiljöer som kan minska risk, höja teknikmognaden och göra det möjligt för industrin att investera.

Halvledare är ett av världens mest kapitalintensiva teknikområden. Forsknings- och innovationsinfrastruktur måste därför ses som en strategisk nationell investering, inte som en kortsiktig projektkostnad. Teknologisk konkurrenskraft, försörjningstrygghet och industriell utveckling kommer att kräva uthålliga satsningar över tid.

Sverige har stark forskning, en konkurrenskraftig industri och goda förutsättningar att ta en ledande position inom halvledare. Men förutsättningar räcker inte. Det krävs en modern industripolitik, långsiktiga investeringar och ett innovationssystem som förmår ta teknik hela vägen från forskning till konkurrenskraftig produktion. Det betyder ett starkt och proaktivt agerande från forskningen, politiken och industrin, där man tillsammans tar tillvara och bygger vidare på Sveriges fördelar med ett tydligare fokus på industriell uppskalning.

På RISE ser vi fram emot att tillsammans med politik och industri ta krafttag för att bygga upp en konkurrenskraftig teknologisk suveränitet i Sverige. Det är nu det avgörs om framtidens värdeskapande sker i Sverige eller någon annanstans.

Björn Samel
Vice president, Emerging hardware technologies, RISE