Världens största teknologipris till finländaren Tuomo Suntola - också du har hans relativt okända innovation i din ficka

Millenniumpriset för teknologi går i år till den finländska fysikern Tuomo Suntola för hans innovation som möjliggör tillverkning och utveckling av moderna IT-produkter. Priset delas ut av Teknikakademien i Finland, och prissumman är en miljon euro.

Datorer, surfplattor och mobiltelefoner har under senare år blivit allt mindre men samtidigt snabbare. Det är tack vare teknologie doktor Tuomo Suntolas innovation, som har möjliggjort att Moores lag har kunnat fortsätta gälla. Den uppskattar alltså att antalet komponenter på ett mikrochip fördubblas vartannat år, samtidigt som deras pris sjunker.

Innovationen kallas atomlagerdeponering, eller kort och gott ALD.

Det är en teknik som är osynlig för användarna men trots det helt avgörande för utvecklingen.

– ALD har gjort ägandet av IT-produkter mer demokratiskt och breddat tillgången till information och kommunikationsmöjligheter, säger akademiprofessor Päivi Törmä, ordförande i Millenniumprisets internationella jury.

Han ville lösa ett problem

Suntola, som nu är 75 år, kom på atomlagerdeponeringen redan på 1970-talet då han jobbade som forskningschef på Instrumentarium.

Han ville då utveckla en så kallad elektroluminescerande display - en slags tunn bildskärm. Det hade inte gjorts tidigare för det var mycket svårt att bygga tunt och hållbart - materialet gick lätt sönder av den elektriska spänningen.

– För att lösa det här problemet så började jag fundera om man skulle kunna bygga en tunnfilm, ett atomskikt i taget, säger Tuomo Suntola.

När jag kom på idén hade vi inte ett laboratorium, utan jag satt i ett vanligt kontor och tittade på en plansch över grundämnena i det periodiska systemet.

― Tuomo Suntola

Han behövde göra flera avancerade beräkningar kring temperatur och tryck för att komma fram till hur den här turvisa processen skulle uppnås.

– När jag kom på idén hade vi inte ett laboratorium, utan jag satt i ett vanligt kontor och tittade på en plansch över grundämnena i det periodiska systemet. Då kom jag på att pröva den här möjligheten.

Det gick snabbt att bekräfta att idén fungerade.

Det första materialet han prövade med var en kemisk förening av zink och svavel, alltså zinksulfid. Då byggde han upp materialet ett atomlager åt gången och varvade zink med svavel.

Sedan krävdes en hel del jobb för att utveckla nödvändig utrustning - särskilda reaktorer - för att kunna tillverka snabbt i industriell skala.

Nu används den här nanotekniken världen över, till exempel för tillverkning av ytterst tunna materialskikt för mikroprocessorer och flashminnen. Tekniken gör det möjligt att skapa komplicerade tredimensionella strukturer ett atomskikt i taget.

Det kan alltså handla om tusentals otroligt tunna skikt på varandra.

ALD var länge en onödigt precis tillverkningsmetod men det har ändrat på 2000-talet i och med att elektronik i mycket liten nanoskala har blivit vanligare.

– Tidigare kunde man använda andra teknologier. Men den moderna elektroniken ska innehålla så mycket data och har så många olika krav på sig att atomlagerdeponering är den enda möjligheten för tillverkningen, säger Kustaa Poutiainen som är styrelseordförande på Picosun.

Företaget tillverkar och exporterar utrustning och kemikalier som behövs för ALD-framställning. Det siktar på att växa till ett av de största i världen, bland annat genom satsningar på hälsoteknik.

– Vi kommer i framtiden att ha en hel del elektronik i våra kroppar, delar som använder sig av ALD. Det kan handla om komponenter som doserar, vårdar, säkerställer, stoppar eller skyddar. Möjligheterna är många, säger Poutiainen.

Enormt stor marknad

Den globala marknaden för utrustning och kemikalier för tillverkning av ALD-filmer beräknas uppgå till ungefär två miljarder dollar årligen, och väntas fortsätta öka under de närmaste åren.

Marknadsvärdet på de produkter som årligen tillverkas med ALD-teknik överstiger i dagens läge 500 miljarder euro. Den allra största delen är konsumentelektronik.

Atomlagerdeponering har alltså en stark position inom IT-industrin men också en ljus framtid på många andra områden.

Tekniken kan dessutom användas för att förbättra prestandan för solpaneler, led-lampor, oled-skärmar och litiumbatterier för elbilar. Forskning pågår även inom miljövänliga förpackningsmaterial.

Tuomo förtjänar verkligen att vinna Millenniumpriset

― Kustaa Poutiainen på företaget Picosun

Poutiainen sade redan för länge sedan att Tuomo Suntola skulle förtjäna att vinna ett stort pris.

– När vi startade Picosun år 2003 och satte de här målen så var en av våra målsättningar att han skulle få ett Nobel-pris för vi insåg den enorma betydelse ALD hade och skulle få. Då fanns inte Millenniumpriset än. Det har kommit med som målsättning och önskemål senare. Tuomo förtjänar verkligen att vinna Millenniumpriset.

Upptäcktes också i Sovjetunionen

ALD verkar ha upptäckts och utvecklats minst två gånger, oberoende av varandra. Riikka Puurunen som är professor i teknisk kemi vid Aalto-universitetet bekräftar det här för Svenska Yle.

Millenniumprisjuryn påpekar att viktig bakomliggande forskning för ALD-tekniken bedrevs i det forna Sovjetunionen av professorerna Valentin B. Aleskovsky och Stanislav I. Koltsov. Där kallades tekniken bland annat för “molecule layering” (ML).

I Sovjetunionen publicerades vetenskapliga studier kring ALD-tekniken på 1960-talet - ett årtionde innan Suntola. Det framkommer till exempel i en publicerad vetenskaplig studie från i fjol.

Tuomo Suntola tog ändå ALD-tekniken längre än vad man hade gjort i Sovjetunionen, där ALD-upptäckten främst förblev på en akademisk nivå.

Suntola var också den som patenterade upptäckten, och då med fokus på den tekniska apparaturen.

Patenträttigheterna är numera hos en utländsk aktör, efter att Neste år 1999 sålde sitt tidigare dotterbolag Microchemistry, där Suntola verkade.

Priset har delats ut sju gånger tidigare och en finländare har tidigare vunnit priset: Linus Torvalds år 2012.

Torvalds belönades för sina insatser i utvecklingen av ny öppen källkod som resulterade i Linux kernel, det vill säga kärnan i operativsystemet Linux.

Samma år vann också professor Shinya Yamanaka för sina insatser som stamcellsforskare.