KTH Presentation av Organisationen för Vinnovas Workshop om Banbrytande Elektronik. Carl-Mikael Zetterling

Transkript

1 KTH Presentation av Organisationen för Vinnovas Workshop om Banbrytande Elektronik Carl-Mikael Zetterling

2 Innehåll Profil i Sverige Frontforskning Infrastruktur Utbildning Kommersialisering Internationell benchmarking Forskning Utbildning Företag Strategi för området 2

3 Profil: (front)forskning Funktionella material Kiselnanoelektronik Nanofotonik Höghastighetselektronik Kolnanorör Heterogent integrerade system 3

4 Carbon-nanotube FET DNA sensor - Electric detection of biomolecules Virgin nanotube- FET Adsorption of DNA probes Capture of complementary DNA I I+ΔI 1 I+ΔI 1 +ΔI 2 In collaboration with KTH Biochemistry Pd Hybridized I D (A) Immobilized Reference Pd V G (V) Reference Immobilized Hybridized 4

5 Deca Nanometer MOSFET Main processing, incl. lithography High-k dielectrics replacing SiO 2 (ASM Finland or CNRS in France) Ultra shallow implantations and TEM micrographs Device characteristics: nm gate length High-k dielectrics Strained channels f T = 100 GHz Transconductance = 500 µs/µm Part of the µ Fab collaboration Strained-Si and SiGe channels (University of Warwick, Imperial College or University of Stuttgart) 5

6 Fotoniska kristaller: Polarisationsstråldelare, α-si:h på SiO 2 Den första demonstrationen av en praktisk komponent med negativt brytningsindex - Två lager deponeras med PECVD - Cirkulära kiselpelare med jämna sidor etsas fram - Gitterkonstant 1.1µm - Pelardiameter 440nm - Pelarhöjd 2.2µm En utsläckning av ~15dB i det spektrala området nås för TE- och TM-moderna Total komponentstorlek: 20x20µm 2 6

7 Travelling-Wave Electro-Absorption Modulators - TWEAM Världsledande resultat från KTH: 100GHz modulationsbandbredd Användbara för 100Gb/s Utvecklade i samarbete med företagen Syntune och Svedice Teknologin utgör grunden för KTHs deltagande i två pågående EU-projekt: HECTO: Optoelektroniska sändare och mottagare för 100Gb/s Ethernet (100GbE) med två SEM-deltagare som exploaterar resultaten och fälttester i Acreos testbädd (KTH koordinerar) IPHOBAC: Komponenter för fiberoptisk bärvågskommunikation med frekvenser i millimetervågsområdet 7

8 SiC Bipolar Junction Transistor Main processing Emitter contact N+ contact layer N+ emitter P base N collector N + substrate TEM X-section of contact interface (Uppsala) Collector contact Oxide passivation (Chalmers) Base contact Base-emitter epi (Acreo) Al contact implantation and JTE blocking (Uppsala) External partners: Fraunhofer Erlangen anneal, IDM company packaging, Norstel wafers and epi Spin-off company TranSiC set to commercialize the KTH SiC BJT Record high current gain exceeding 60 for SiC BJT with breakdown voltage 1100 V Improved ohmic contacts and TO-220 packaged BJTs coming up soon Part of the µ Fab collaboration 8

9 Vinnex ipack center - It s not just about printing and polymers It s more about heterogeneous system integration: Sensors and actuators printing, coating, nano, and polymer Antenna and energy supply conductors and ink printing Wireless communication silicon chip integration Access Point or PHA Energy supply Smart Chip Existing ICT infrastructure Testbed Infrastructure Radio/ RFID 1st Generation 2nd Generation 3rd Generation 4th Generation Sensor interface Paper substrate Sensor Common Focused Demonstration A Focused Common Goal of Prototyping in ipack 9

10 Profil: Infrastruktur Electrumlaboratoriet Sömlös forskningsmiljö: material-komponenter-system 10

11 Electrum Laboratory The most complete semiconductor laboratory in Sweden Education, development and production of components in semiconductor materials Integrated electronics and microsystems in silicon Optoelectronics in gallium arsenide and indium fosfide Power components in silicon carbide Serves KTH, ACREO and industry Up to 8 inch wafers with 15 nm minimum feature size 11

12 The infrastructure of the information society Communication & Cognitive Science Software Technology Information systems Computer Systems IT Security Electronics Systems Materials & Physics Photonics Telecommunication Internet Device Technology Nanoelectronics 12

13 Profil: Utbildning Masterprogram som lockar studenter från Asien, Europa och Afrika: Design and Implementation of IT Products and Systems Nanoelectronics Photonics (Erasmus Mundus) Security and Mobile Computing (Erasmus Mundus) System-on-Chip Design Wireless Systems 13

14 Profil: Kommersialisering Infrastruktur för nya företag: STING Exempel på nystartade företag: PhoXtal Communications Replisaurus Technologies Scint-X Syntune TranSiC 14

15 The eco system Deal flow, support and financing STING support programs Acreo SICS Ericsson IBM Infineon 300 ICT Companies Business networks Venture Cup Connect Innovationbridge ALMI Financing Traditional VC 15

16 Nya företag i Kista: Medel Medel

17 Benchmarking: Forskning VINNEX center: ipack EU-projekt: SiNano, Hecto mfl EU-plattformar: ENIAC, PHOTONICS21, ARTEMIS Semiconductor Research Corporation (SRC) National Science Foundation (NSF) Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Ingvarstipendiater, Rådsforskare 17

18 Benchmarking: Utbildning 2 Erasmus Mundus program i Elektronik/Fotonik KTH utbildar 40% av Sveriges Teknologie Doktorer Relevanta arbetsuppgifter utomlands: IBM Intel (Irland och Hillsboro) Qimonda (Infineon DRAM) ZTE (Kina) och i Sverige: Ericsson Micronic Laser Systems Note Proximion Silex Syntune Zarlink 18

19 Benchmarking: Företag Applied Materials valde KTH i konkurrens med Frauenhofer, Minatec, Chemnitz mfl när de valde samarbetspartner för MEMSutveckling Freescale Samarbetspartner för spintronik Replisaurus Ursprungligen exjobb i Lund, men valde KTH för företagsstarten 19

20 Strategi Avancerad hårdvara Grundforskning-Tillämpad forskning- Produktion Heterogen integration inom fotonik och elektronik: fotonik på kisel, elektronik på papper mm Nano etc naturligtvis! Annan banbrytande hårdvara för system inom området: spintronik, ferroelektriska material och andra multifunktionella material 20