Sähkönkulutusta ja hiilidioksidipäästöjä vähentävien uuden sukupolven Wide Band-Gap -puolijohteiden (WBG) -käyttöönotto kasvaa maailmalla sähköisen liikenteen, uusiutuvan energian ja teollisuuden digitalisaation myötä. Suomessa on käynnistynyt VTT:n koordinoima WIBASE-projekti WBG-teknologioiden kehittämiseksi tehoelektroniikan sovelluksiin. Projektissa ovat mukana johtavat puolijohde- ja tehoelektroniikka-alan yritykset ja tutkimusorganisaatiot.

WBG-puolijohteet mahdollistavat energiatehokkaammat sähköautot, nopeat latausasemat, älykkäät sähköverkot, pienemmät ja tehokkaammat arjen laitteet sekä luotettavammat sähköverkon ratkaisut. Kuluttajille tämä merkitsee esimerkiksi sähköautojen pidempänä toimintamatkana, nopeampana latauksena ja energiatehokkaampina kodinkoneina.

Projektikonsortio kattaa WBG-tehoelektroniikan arvoketjun puolijohdemateriaaleista ja komponenteista loppusovelluksiin. Projektissa ovat VTT:n lisäksi mukana Aalto-yliopisto, LUT-yliopisto, Helsingin yliopisto, ABB, Applied Materials, Comptek Solutions, Danfoss, Kempower ja Okmetic.

”Rakennamme WIBASE-projektissa Suomeen osaamiskeskittymää kattamaan koko arvoketjun puolijohdemateriaaleista loppusovelluksiin. Tämä parantaa omavaraisuuttamme ja kilpailukykyämme globaalilla puolijohde- ja tehoelektroniikkamarkkinalla. WBG-osaaminen mahdollistaa yllättäviäkin läpimurtoja ja uusia liiketoimintamahdollisuuksia”, toteaa VTT:n erikoistutkija ja WIBASE-projektipäällikkö Sami Suihkonen.

Tehoelektroniikan järjestelmät ovat keskeisessä roolissa yhteiskunnan sähköistymisessä – esimerkiksi teollisuudessa, liikenteessä ja energian varastoinnissa. WBG-puolijohteiden avulla voidaan vähentää merkittävästi järjestelmien sähkönkulutusta ja hiilidioksidipäästöjä ja näin tukea EU:n Green Deal -tavoitteita. 

WIBASE-projektissa kehitettävät osaamiset ja testauskyvykkyydet mahdollistavat suomalaisille yrityksille nopean pääsyn nopeasti kasvaville kansainvälisille markkinoille. Samalla luodaan pohjaa uusille innovaatioille, startup-yrityksille ja uusille työpaikoille. Projektissa kehitetään ja yhdistetään useita huipputeknologioita, kuten WBG-puolijohdemateriaaleja, uusia komponenttirakenteita, pakkaus- ja liitäntätekniikoita, luotettavuustestausta sekä kansainvälistä tutkimusyhteistyötä. Näillä ratkaisuilla pyritään vastaamaan alan haasteisiin, kuten materiaalien ja komponenttien luotettavuusongelmiin, testaus- ja validointikyvykkyyksien puutteeseen sekä osaavan työvoiman saatavuuteen.

Ensimmäisiä kaupallisia sovelluksia WBG-teknologioille on jo nähty, ja laajemman käyttöönoton on arvioitu alkavan vuosina 2028–2030. Uusien Ultra Wide Band-Gap (UWBG) -materiaalien sovellukset odotetaan saapuvan markkinoille 5–10 vuoden kuluessa.

Kolmivuotista WIBASE-projektia rahoittaa Business Finland. Hankkeen kokonaisbudjetti on 11 miljoonaa euroa.