Publicerad av De kallas ibland Möjliggörarna för den Elektriska Revolutionen. Nya halvledarmaterial står i centrum när användningen av elenergi går in i en ny fas. Det krävs effektivare, robustare och billigare kraftelektronik. Bakom scenen jobbar Epiluvac i Lund sedan många år med framtidens teknik – men nu är den här!
Kiselkarbid, SiC, och galliumnitrid, GaN, kallas ibland Möjliggörare av den Elektriska Revolutionen, den revolution som vi just nu befinner oss i starten av. Dessa två halvledarmaterial har helt förändrat hur elenergi kan styras och regleras med minimala förluster. Av kiselkarbid görs komponenter till elsystemen i de nyaste elbilarna, i moderna tåg och i transformatorer för de nya mikroelnäten. Dessa nät kopplar ihop vindkraftverk, solpaneler och batterier och styr elen till konsumenterna. Galliumnitriden används till förstärkare i 5G basstationer, superhögupplösande micro-LED TV och radarutrustningar för att nämna några tillämpningar.
Både SiC och GaN är nya halvledarmaterial för kraftelektronik som klarar höga effekter, som 1200 V och 100 A i varje chip. Med dessa material får man bättre verkningsgrad och betydligt lägre vikt. I en ren elbil kan detta till exempel innebära att räckvidden ökar med 10 procent.
Epiluvac är ett privat startup med rötter i Lund och med historia från 1993. Då startade en av grundarna Epigress som blev pionjärer inom utveckling av reaktorer för tillverkning av kiselkarbid och galliumnitrid. Epigress blev uppköpta och nerlagda 2013 – det blev startpunkten för dagens Epiluvac AB.
-Vi har under årens lopp utvecklat mycket avancerad teknik tillsammans med bland annat Linköpings Universitet som i många år varit världsledande inom detta forskningsområde. Epigress reaktorer såldes till ungefär 40 forskningslaboratorier runt om i världen. Det var något av en standardutrustning som alla andra jämförde sig med. Flera välkända företag som IBM, LG och Mitsubishi utrustade sina utvecklingsavdelningar med reaktorer från Lund, berättar Bo Hammarlund, en SiC-pionjär och grundare till Epiluvac.
-Under 2019 har Epiluvac lanserat en helt ny utrustning för storskalig produktion i ett världsunikt system. En ny funktion är till exempel att vi kan mäta och reglera temperaturen väldigt exakt upp till 1700°C. Denna funktion är viktig för krävande produktion av komponenter till elbilar.
-Vi siktar helt enkelt på att göra världens bästa reaktor, avslöjar Bo Hammarlund.
Sverige är fortfarande bland de ledande i världen för forskning runt kiselkarbid och galliumnitrid. Idag är utvecklingen koncentrerad till Linköpings Universitet, KTH, Chalmers och RISE. Ett antal privata företag som Ascatron, Epiluvac, SenSiC, KISAB och SweGaN jobbar med SiC- och GaN-tekniken.
-Vi erbjuder nu våra kunder en helt nytt system av reaktorer för kostnadseffektiv tillverkning av material som ska bli kraftelektronik. Dessa transistorer kan till exempel sitta i drivlinan på en elbil. Det nya systemet är delvis baserat på en utveckling som skett inom C3NiT-projektet på Linköpings Universitet. Det är ett femårigt projekt i ett nationellt kompetenscentrum delfinansierat av VINNOVA.
-Målet är att också kunna göra elektronikkomponenter för bland annat radar och för effektivare förstärkare i basstationerna i 5G-nätet. Utan dessa komponenter kommer 5G-nätet att bli enormt energislukande. Det är ett extremt komplext utvecklingsprojekt, där inget av företagen skulle kunnat lyckas få ihop detta själva, säger Roger Nilsson, teknisk chef.
Epiluvac är just nu inne i en expansionsfas som drivs av den mycket snabbt växande marknaden. Den växer med ungefär 45 procent per år och förväntas göra så i mer än 10 år framåt. Tillväxten för Epiluvac drivs även av det nyligen lanserade systemet för kiselkarbidtillverkning. Ingen har tidigare lyckats få det att fungera så att de tillverkande kunderna har varit helt nöjda. Viktigt för framgången och tillväxten just nu är att skivorna, som kallas wafers, kan göras mycket större. Från skivorna tillverkas transistorerna och ju fler transistorer man kan ha per skiva, desto lägre blir tillverkningskostnaden. Med Epiluvacs teknologi kan man öka diametern från 150 mm till 200 mm. En skiva med diameter 200 mm ger ungefär dubbelt så många komponenter per wafer!
– Vi är inne i ett teknikskifte med dessa större skivor. Vi är först i världen att ha en plattform klar för dessa nya skivor med en diameter på 200 mm. För tio år sedan var skivorna 100 mm i diameter, för fem år sedan 150 mm. Denna ökning i storleken gör väldigt stor skillnad för slutresultatet. Varje elbil kommer att ha många transistorer, berättar Bo, och det kommer att behövas miljontals av dessa SiC-och GaN-transistorer.
Det finns ett stort intresse över hela världen för den nya teknologin. Störst intresse märker Epiluvac från Kina, vilket Bo menar är naturligt, då kineserna är och vill förbli störst i världen på att tillverka elbilar.
– Vi är inne i en mycket spännande teknikutveckling med en rad nya utvecklingsidéer och nya samarbeten. Epiluvac är ett sant spjutspetsteknikbolag och intresset för att investera i bolaget är stort, avslutar Bo.
Det händer även saker på hemmaplan. I Lund har Elonroad just startat ett nytt center för utveckling av laddningsteknik där elfordon laddas medan de kör. En teststräcka ska anläggas ett stenkast från Epiluvacs kontor. På Epiluvac hoppas man kunna vara med och bygga upp detta, då den egna tekniken lämpar sig väldigt väl för ändamålet att reglera stora laddströmmar på ett mycket effektivt sätt.
Innovation Sverige 