200105758 - Taloussanomat - Ilta-Sanomat

Muovinen mikropiiri läpimurron kynnyksellä

Julkaistu: 6.10.2001 21:45

Parikymmentä vuotta sitten tiedemiehet havaitsivat, että muovi saadaan johtamaan sähköä. Keksinnön ansiosta maitopurkistakin voidaan tehdä älykäs.

Marketin kassajonossa hermonsa menettäville on luvassa helpotusta lähivuosina. Tavaroiden latominen kassan hihnalle tulee jäämään historiaan. Täyteen lastatut ostoskärryt työnnetään vain portin läpi, ja laitteisto lukee paketteihin painetuista muistipiireistä laskua varten tarvittavat tiedot.

Samalla paketti voi päästää hälytyssignaalin, jos lämpötila on kuljetusketjun jossakin vaiheessa noussut tuotteen säilyvyyden kannalta epäedullisiin lukemiin.

Tämä on arkipäivää nopeammin kuin voisi luullakaan. Niin uskoo ainakin VTT Mikroelektroniikan tutkija Tapio Mäkelä. Hän on työskennellyt viitisen vuotta ryhmässä, joka tutkii polymeereillä eli muovimateriaalilla toteutettavaa elektroniikkaa.

Mäkelän mukaan muovinen elektroniikka ei tule vielä alkuvaiheessa kilpailemaan piipohjaisen elektroniikan kanssa. Sovelluskohteet haetaan alueilta, joissa ei ole aiemmin elektroniikkaa käytetty.

-Yksi mielenkiintoinen sovellutus on esimerkiksi älypakkaukset, joihin tarvitaan halpaa johtavaa materiaalia ja tuotantoon sopivaa painomenetelmää elektroniikan toteuttamiseen. Tällaisia tuotteita on markkinoilla mahdollisesti jo kahden vuoden päästä, Mäkelä ennustaa.

Muovisia mikropiirejä halpoihin tuotteisiin

Nykyiset mikropiirit valmistetaan piistä, joka vaatii kallista tuotantoteknologiaa. Siksi mikropiirien hinnat ovat olleet liian korkeita, jotta niitä voitaisiin liittää halpoihin tuotteisiin, kuten elintarvikepakkauksiin.

VTT:n kokeissa johdepiirejä on painettu paperin pinnalle. Johdinkuviot toteutetaan nestemäisellä polymeerimateriaalilla, jota käytetään kuin painomustetta perinteisessä painamisessa. Koepainokoneessa paperi kulkee sadan metrin minuuttivauhtia, joten massatuotannon edellyttämä nopeus on realistista saavuttaa tuotantomittakaavassa.

Mäkelän mukaan muovisiin muistipiireihin voidaan ensivaiheessa tallettaa vain kyllä/ei-tyylistä tietoa. Hollantilainen elektroniikkajätti Philips on kuitenkin jo toteuttanut tutkimuskeskuksessaan prototyyppejä ohjelmoitavista muistipiireistä.

Muoviset mikropiirit eivät pärjää piistä valmistetuille kestävyydessä ja toimintanopeudessa, mutta niiden halpuuden ja tuotannon helppouden uskotaan takaavan suuret markkinat vähemmän kriittisissä sovellutuksissa. Talouslehti Financial Times arvioi muovisten mikropiirien liikevaihdon olevan vuonna 2004 jo kymmenen miljardia dollaria.

Kireää kilpailua muovinäytöistä

Mikropiirien tuloon menee siis vielä tovi, mutta johdepolymeereistä valmistettavia tuotteita on osittain jo markkinoilla. Pisimmällä ovat antistaattiset päällystemateriaalit. Staattisen sähkön purkautuminen voi aiheuttaa ongelmia esimerkiksi räjähdysvaarallisissa tiloissa tai elektroniikkateollisuudessa, jossa käsitellään herkästi vioittuvia komponentteja.

Lupaava sovellusala on myös polymeeristä toteutetut ledit eli valoa tuottavat elektroniikkakomponentit ja niiden hyödyntäminen erilaisissa näytöissä. Ledejä käytetään usein merkkivaloina sähkölaitteissa. Polymeerimateriaali mahdollistaa suurten valoa hohtavien pintojen toteuttamisen. Kaiken lisäksi polymeeriledit voidaan toteuttaa taipuisalle pohjamateriaalille.

Polymeeriledien avulla toteutettujen näyttöjen optiset ominaisuudet ovat monessa suhteessa paremmat kuin nykyisten nestekidenäyttöjen. Kehitystyötä tehneen Philipsin tutkimuskeskuksen raportin mukaan polymeerinäytön ohjaaminen syö myös vähemmän tehoa kuin perinteiset ratkaisut.

Philipsin lisäksi polymerinäyttöjen mahdollisuuksista on innostunut ainakin yhdysvaltalainen kemiamammutti Dupont. VTT:n Mäkelän mukaan näyttöjen valmistus on jo niin tiukasti kilpailtu ala, ettei Suomella ole enää kovin hyviä mahdollisuuksia sillä puolella.

-Pienellä tutkimusporukalla meidän on valittava hieman päälinjasta poikkeavia tutkimusalueita. Painetussa elektroniikassa olemme sillä tasolla, että voimme kunnollisella satsauksella tehdä asiat ensimmäisinä. Tämä on myös alue, joka on suomalaisten isojen metsäteollisuuden yritysten ja high tech -yritysten intressissä, Mäkelä linjaa.

Tuoreimmat osastosta