JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
måndag 17 juni 2019 VECKA 25
Guidelines for contributing Technical Papers: download PDF
Ett litet antal svenska ingenjörer har satt tydliga spår i elektronikens historia. Bertil Stålhane, Hans Nettelbladt, Uno Lamm, Åke Lundqvist, Torkel Wallmark och Bengt Berg är några av dem.


I slutet av 1980-talet hade mobiltelefonen en tvivelaktig nimbus i Sverige. "Yuppienallen" var symbolen för årtiondets karikatyrfigur, yuppien, en girig, uppblåst och odräglig typ, vars främsta drag var en vulgär nyrikedom som byggde på andras pengar eller blott glansen av pengar.

En del av "nallarna" gjordes av en telefonväxeltillverkare som hette Ericsson. Den som då - på 1980-talet - hade gissat att mobiltelefoner från Ericsson skulle peta ned självaste skogsindustrin från toppen av exportindustrierna hade nog blivit avfärdad som en - yuppie.

Få produkter är så späckade med halvledare som just mobiltelefoner. I 1997 års mobiltelefoner finns det 15 miljoner transistorer, eller snarare transistorfunktioner, eftersom de mikroskopiskt små transistorerna ligger packade på några få kiselbrickor.

Det är anmärkningsvärt med tanke på att den drivande kraften bakom Ericssons mobiltelefonsatsning, Åke Lundqvist, inte hade läst en rad om transistorer i kurslitteraturen när han gick ut från KTH 1956.



Kiselkarbid redan 1940


Svensk halvledar- och elektronikutveckling har ofta burits upp av några få, men envisa, skickliga och förutseende tekniker som exempelvis just Åke Lundqvist. Den första svenske halvledarteknikern var nog Bertil Stålhane, som utvecklade kiselkarbidvaristorer vid Elektrovärmeinstitutet år 1940.

Varistorerna såldes till Asea, som använde dem till överspänningsskydd, samt till LM Ericsson, som använde dem som gnistsläckare i telefonreläer. Så småningom tog Asea och LM Ericsson över de delar av tillverkningen som de själva behövde.

Idag är det alltjämt ABB, Aseas efterträdare, och framför allt Ericsson, som är de stora polerna i den svenska elektronikindustrin. För ABBs del ligger numera tyngdpunkten utanför Sverige när det gäller utvecklingen och tillverkningen av halvledare.

Elektrovärmeinsitutet fick med tiden ett mer målande namn, Halvledarforskningsinstitutet, Hafo. 1963 lyckades Hans Nettelbladt på Hafo att tillverka en lysdiod, en komponent som hade uppfunnits i USA bara ett år tidigare. Nettelbladt uppfann också optokopplaren, som sen kopierades av halvledartillverkare över hela världen.

Forskarna vid Hafo vidareutvecklade också tyristorn, en styrd halvledarlikriktare som hade uppfunnits och patenterats av amerikanska General Electric. Tyristorn var som klippt och skuren för att användas i kraftöverföringar för högspänd likström, en teknik som hade uppfunnits av Uno Lamm på Asea. De små, smidiga tyristorena ersatte jonventilerna, en sorts tunga och invecklade elektronrör där strömmen leddes av kvicksilverjoner.

Aseas ledning insåg att elektronik var något som skulle komma in i allt flera Asea-produkter, och Asea köpte också Hafo.



Hafo skulle försörja Asea


Tanken var att Hafo skulle försörja Asea med de halvledare som behövdes. Den idén höll dock inte alls när halvledartekniken som industri började expandera explosionsartat.

Asea byggde upp en ny tyristoravdelning i Västerås ungefär samtidigt som företagen i kaliforniska Kiseldalen började spotta ur sig enorma mängder av standardhalvledare. Hafo fick specialisera sig.

En specialitet blev kundanpassade integrerade kretsar. De kallades också för tillämpningsspecifika kretsar eller asic, den engelska akronymen för application specific integrated circuits.

Hafo var så litet att det behövde en partner. Det blev RCA, vars MOS-teknik (Metal on Semiconductor) Hafo köpte licens för att använda. Tekniken var dock inte mogen på 1960-talet, för det var svårt att få MOS-transistorerna stabila. Den som löste det problemet var Torkel Wallmark, professor på Chalmers, och med ett förflutet på just RCA.

Hafo utvecklade också transistorer och senare chips för hjärtstimulatorer, pacemakers, åt Siemens-Elema. Så småningom lyckades man med att lägga all elektronik på ett enda chips. 1993 gjorde man också om bravaden med ett chips för hörapparater.

Hafo fick allt mindre med Asea/ABB att göra, och därför såldes företaget till den kanadensiska elektronikkoncernen Mitel år 1996.

Ericssons halvledarutveckling följde en annan bana än Aseas. Hos Ericsson började man med att göra högspänningsdioder på licens från National Semiconductor. Då kallades verksamheten för Rifa, efter bolaget Radioindustrins Forskningsaktiebolag, som hade startats under kriget för att tillverka bristvaran elektrolytkondensatorer.

Sedan gjorde man reläersättare till 1970-talets första AXE-växlar. De första AXE-växlarna var inte elektroniska, eftersom det inte gick att göra digitalelektronik med den komplexitet som behövdes i växlarna vid mitten av 1970-talet. Elektroniken smögs istället in gradvis, allt eftersom kretsarna kunde utvecklas.



Tonvalskrets på 1970-talet


I slutet av 1970-talet utvecklade Ericsson en tonvalskrets. Finessen med den var att den arbetade med strömstyrning och därför var okänslig mot spänningsfallet på långa linjer, en teknik som Bengt Berg stod bakom. Samtidigt började de för den tiden ovanligt elektroniska AXE-växlarna att bli en framgång. Ericssons ledning insåg då att halvledarutvecklingen och komponenttillverkningen hade blivit en strategisk tillgång för hela koncernen.

1988 bytte Rifa namn till Ericsson Components, och kondensatordelen med det ärevördiga namnet Rifa såldes.

Mycket av dagens svenska halvledarforskning görs som ett samarbete mellan företagen och högskolorna. Det forskas i halvledare och elektronik i Göteborg, Linköping, Lund, Stockholm, Uppsala och på några ställen till. De vanligaste forskningsområdena finns inom MOS-tekniken.

Chalmers sticker av en smula, för där är forskningen delvis inspirerad av högskolans rymdobservatorium i Råö och den högfrekvensteknik som används där.

Ett område där svenska forskare, särskilt vid KTH, också har kommit långt inom är kiselkarbidtekniken. Kiselkarbid har en högre spänningstålighet än kisel och tål också mycket högre arbetstemperaturer. Så småningom kan kiselkarbidhalvledare ersätta dagens kiselteknik i komponenter för strömförsörjning och kraftelektronik.



Knoppar av runt högskolorna


Ett vanligt fenomen är att det bildas små "kiseldalar" av avknoppningsföretag kring de svenska högskolorna. Avknopparna är befolkade av forskare och utvecklare som i praktiken står med det ena benet i laboratoriet och det andra i industrin.

I Sverige är föregångaren Chalmers. Där har de svenska halvledarforskarnas nestor Torkel Wallmark sedan årtionden tillbaka uppmanat och stött unga civilingenjörer och forskare som vill utveckla idéer, processer och produkter.

Till det yttre är många av de här avknopparna källarfirmor i samma mening som HP var när Bill Hewlett och Dave Packard började att göra tongeneratorer i ett garage i Palo Alto. En sak har de gemensamt trots avståndet i tid på sex decennier: de är välutbildade.

Halvledarteknik är ett område där det aldrig har räckt med blott och bar entusiasm och hårt arbete. Det krävdes en Bardeen och en Brattain för att få transistorn att fungera, och en Shockley för att konstruera den och inse vad den kunde användas till. Det har krävts tekniker och forskare i toppklass för att utveckla halvledarna under 50 år, och så lär det nog förbli.

En utvecklingschef på ett mycket stort svenskt elektronikföretag säger brutalt och kristallklart: "Det är civilingenjörer, licentiater och doktorer som vi är intresserade av.
MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)