Otaniemessä juhlittiin puolijohdetutkimusta

Julkaistu: 03.11.2014 / Marja Saarikko

Syyskuussa Espoon Otaniemessä oli aihetta juhlaan: VTT juhlisti puolijohdetutkimuksensa 50-vuotista taivalta seminaarin merkeissä ja esitteli tutkimuksesta syntyneitä huippuinnovaatioita ja uusia yrityksiä.

Suomesta on tullut, ellei tuotannon määrässä, niin ainakin tutkimuksen laadussa puolijohdeteknologian kärkimaa, ja se on pitkälti VTT:n puolijohdelaboratorion sekä Teknillisen korkeakoulun elektronifysiikan laboratorion ansiota. Seminaarissa muistutettiin, että laboratorioiden tekemästä tutkimuksesta on saanut alkunsa useita yrityksiä, joista monet ovat alansa markkinajohtajia. Esimerkiksi menestyneitä anturi- ja sensorivalmistajia ovat Murata, Vaisala ja Okmetic. Suomalaisia säteilynilmaisimien kehittäjiä ovat muun muassa Planmeca, Detection Technology, Oxford Instruments ja VTT-lähtöinen startup-yritys Advacam.

”Näiden lisäksi maailmalla on valtava määrä muita yrityksiä, jotka käyttävät puolijohteita omissa sovelluksissaan, kuten Nokia, Polar ja Suunto”, kertoo liiketoiminnan operatiivinen johtaja Arto Maaninen VTT:ltä.

Irtisanomiset vaarantavat tutkimuksen

Syykuussa koettu ilo vaihtui kuitenkin lokakuussa järkytykseen, kun tieto VTT:n yt-neuvottelujen tuloksesta tuli: 335 henkeä saa lähteä. Tämä on noin 12% laitoksen noin 2800-päisestä kokonaishenkilökunnasta.

Henkilöstön vähentämiseen johtivat julkisen tutkimusrahoituksen aleneminen ja yritysten t&k-investointien lasku. Tämän seurauksena toiminnot Turussa, Lappeenrannassa, Kajaanissa ja Raahessa lakkaavat.

Vaikka irtisanomisia voidaan hoitaa osin eläkkeelle siirtymisillä ja määräaikaisuuksien päättämisillä, on toimintojen karsimisella vaikutuksia tutkimukseen.

Puolijohteiden alalla tilanne ei liene niin huono kuin joillain toisilla aloilla, sillä VTT on linjannut painopistealueikseen mikroteknologioiden ja elektroniikan lisäksi bio- ja kemianprosessit, energian, sovelletun materiaalitekniikan, rakennetun ympäristön sekä näitä tukevan liiketoimintatutkimuksen.

Taivaalla oli kuitenkin jo syyskuussa juhlien aikaan pilviä.

”Suomella olisi hyvä mahdollisuus olla puolijohteiden kehityksen kärjessä, koska meillä on tehokasta yhteistyötä tutkimuslaitosten ja yritysten välillä sekä vaadittava infrastruktuuri: puhdastilat tarjoava Micronova, kylmälaboratorio ja nanomikroskopian keskus”, totesi Maaninen tuolloin.

Puolijohteisiin perustuvia tuotteita on hänen mukaansa joka puolella ympärillämme, esimerkiksi terveydenhuollossa ja ajoneuvoissa liikeantureina, mutta ennen kaikkea teknologia on mukana vahvasti tietoyhteiskuntamme kehityksessä.

”Markkina on erittäin merkittävä, sillä viime vuonna maailmanmarkkinat ylittivät ensimmäistä kertaa 300 miljardia Yhdysvaltain dollaria”.

”Juuri nyt kannattaisi investoida eikä leikata”, jatkoi Maaninen. ”Luodun tutkimusinfrastruktuurin ylläpito ja kehittäminen on kansallisestikin erittäin merkittävää”.

Anna Rissanen esittelee hyperspektrikameran toimintaa.

Hyperspektrikamera yksi jalokivistä

Yksi VTT:llä kehitteillä oleva puolijohdetutkimuksen helmi on kevyt ja erittäin tarkka hyperspektrikamera, jolla selviää niin ihosyöpä kuin seteliväärennöskin (ylempi kahdesta yllä olevasta kuvasta).

Teknologian mahdollisuudet ovat huimat: aina kun suuresta laitteesta saadaan kehittyä pieni ja kannettava, sen kaupallinen potentiaali on valtava.

Kamera on miniatyrisoitu spektrometri, joka perustuu mikromekaaniseen rakenteeseen. Hyperspektriteknologiassa kohteesta otetaan kuvaa kymmenillä valon aallonpituuksilla, kun normaali kamera kykenee kolmeen aallonpituuteen.

VTT:n ryhmänjohtajan Anna Rissasen mukaan kuvasta nähdään spektrisormenjäljet, joiden perusteella aineita ja kohteita voidaan analysoida ja tunnistaa.

Esimerkiksi ihosta voidaan sen avulla tunnistaa terveet ja pahanlaatuiset ihoalueet toisistaan ja päätellä hoidettavan ihokasvaimen sijainti ja laajuus. Tästä on käynnissä pilottivaiheen tutkimushanke, jossa ovat mukana VTT:n lisäksi Jyväskylän yliopisto, Päijät-Hämeen keskussairaala ja HYKSin Iho- ja allergiasairaala.

Kameralla on mahdollisuuksia myös esimerkiksi silmänpohjankuvauksiin ja ympäristömittauksiin.

”Nyt pystymme kehittämään kameroita eri aallonpituusalueisiin, näkyvästä valosta aina termiseen infrapunaan asti, sekä muokkaamaan niitä erilaisiin sovelluksiin”, Rissanen kertoo.

Toinen lupaava sovellus on samaan teknologiaan perustuva pienikokoinen laite, jolla voi mitata vaikka kosteutta tai lääkeainepitoisuuksia reaaliaikaisesti prosessiolosuhteissa. Tämän kaupallistamista varten on perustettu yhtiö Spectral Engines (alempi yllä olevista kuvista).

(Valtion) teknillinen tutkimuslaitos

VTT:n historia alkoi 16. tammikuuta 1942 Valtion teknillisenä tutkimuskeskuksena, kun presidentti Risto Ryti antoi uudelle organisaatiolle tehtäväksi "harjoittaa teknillistä tutkimustoimintaa tieteellisessä ja yleishyödyllisessä tarkoituksessa".

VTT:n oli lisäksi testattava viranomaisten ja yksityisten henkilöiden sekä yritysten tai yhteisöjen pyynnöstä materiaaleja ja rakenteita. Laitoksella oli myös oikeus tehdä maksullisia toimeksiantotutkimuksia.

Kun 1960-luvulla VTT oli Suomen suurin tutkimuslaitos, on nykyisin sanan ”valtio” nimestään pudottanut ja yhtiöitetty Teknologian tutkimuskeskus VTT Pohjois-Euroopan suurin soveltavaa tutkimusta tekevä organisaatio. Sen asiakkaita ovat kotimaiset ja kansainväliset yritykset sekä julkinen sektori.

Nyt syyskuussa juhlittu mikroelektroniikka tuli mukaan 50 vuotta sitten, kun VTT:n puolijohdelaboratorio ja Teknillisen korkeakoulun elektronifysiikan laboratorio aloittivat toimintansa. VTT:n ja TKK:n yhteistyö on ollutkin kautta koko historian hyvin tiivistä ja VTT sijaisee myös lähellä TKK:n seuraajan Aalto-yliopiston kampusta – tai oikeastaan sen keskellä.

Keksintöilmoituksia VTT on tehnyt lähes 300 ja ohjelmistoilmoituksia noin 20. Patenttisalkussa sillä on 1300 patenttia ja patenttihakemusta.

Kun toimintoja ollaan nyt supistamassa, ottaa VTT patenttisalkkunsa käyttöön ja tarjoaa irtisanottaville työntekijöilleen muun muassa mahdollisuutta yrittäjyyteen patenttiensa hyödyntämisen kautta.

VTT:n vaiheikkaasta historiasta on lukemisen arvoinen kirja, Karl-Erik Michelsenin kirjoittama historiikki ”Valtio Teknologia Tutkimus”. Lisää kirjasta julkaisijan sivuilta: www.finlandiakirja.fi/fi/karl-erik-michelsen-valtio-teknologia-tutkimus…

Jari Mäkinen on kirjoittanut jutun viimeisen, VTT:n historiaa käsittelevän kappaleen.