Til hovedinnhold
Norsk English

Uten mikrobrikker stopper vårt moderne samfunn

En biomems-brikke. I de to svarte hullene til høyre skal det komme veske gjennom, som måles i det bittelille prøvekammeret før det går ut igjen. Dette prinsippet brukes i mange sammenhenger innenfor  medisin og biologi. SINTEF MiNaLab har mange slike eksempler som kalles "Lab on a chip". Akkurat denne brikken er fra prosjektet COASTAL, som har som mål å minske den negative konsekvensen av skadelig algeoppblomstring i havet og bidra til rent vann og god helse, samt en mer bærekraftig akvakultur.
En biomems-brikke. I de to svarte hullene til høyre skal det komme veske gjennom, som måles i det bittelille prøvekammeret før det går ut igjen. Akkurat denne brikken er fra prosjektet COASTAL, som har som mål å minske den negative konsekvensen av skadelig algeoppblomstring i havet. Foto: Mari Aftret Mørtvedt

I en verden uten mikrobrikker kunne vi ikke ringt med smarttelefon, reist med fly, handlet med bankkort eller jobbet på pc.

Hvert år produseres over 100 nye mikrobrikker per person på jorda. Rekorden ble satt i 2021, da verden produserte over 1100 milliarder på ett år.

Nesten alle mikrobrikker produseres i Taiwan, men noen designes, utvikles og produseres på SINTEF MiNaLab i Oslo. Det er et renromslaboratorium på 800 kvadratmeter for mikro- og nanoteknologi, som i 2024 fyller 20 år.

En av dem som startet det hele er Ralph William Bernstein, som i dag jobber som senior forretningsutvikler i SINTEF Digital.

— Den digitale verdenen vi lever i er fundert på mikrobrikker. Alt vil stoppe opp uten dem. Nå intensiverer Europa, Kina og USA sin satsing på dette, for å være fremst i den videre utviklingen av denne teknologien, sier Bernstein i SINTEFs podkast Smart forklart.

Blant det mest kompliserte i menneskets historie

Uten at du tenker over det, bruker du trolig mikrobrikker hver eneste dag. Bare i smarttelefonen din finnes ulike mikrobrikker som, hver for seg, gir tilgang til henholdsvis mikrofon, kamera, wi-fi, gps og blåtann.

Alle disse styres av en prosessorbrikke, hjernen i telefonen, som styrer og kjører appene våre.

— Nesten alt av kjøkkenutstyr er utstyrt med mikrobrikker, og både tannbørsten og barbermaskinen min har lyst til å snakke med telefonen min om dagen, sier Christopher Dirdal, som gjester Smart forklart sammen med Bernstein. Han er en av forskningslederne i SINTEF MiNaLab, og spesialist på optikk og bruk av lys på brikker.

En del av laben er utstyrt med UV-fritt lys, fordi prosessen med å lage sensorer er basert på kontrollert UV-lys. Det kan dermed ikke være UV-lys inne i laben. Foto: Mari Aftret Mørtvedt

For å forklare hvordan mikrobrikker fungerer og ser ut, foreslår Dirdal å tenke som om vi ser en by ovenfra, som et kart. Der er det store gatenett, med veier og bygninger. Hvert av husene representerer komponenter vi kaller transistorer, som kan skrus av og på. For hver utregning en databrikke gjør, må en transistor være på eller av.

— Det smarte med databrikker er at man har tatt veldig kompliserte oppgaver, og brutt dem ned til det aller enkleste: På eller av, null eller en, forklarer Bernstein.

Enkelt i teorien, kanskje. Men den kompliserende faktoren her, er at en mikrobrikke kan bestå av så mange som 100 milliarder slike transistorer på én enkelt brikke, for å få løst alle oppgaver og utregninger.

Det at transistorene må gjøres veldig små for å få plass til alle gjør dette til svært avansert teknologi. Faktisk noe av det mest kompliserte mennesket har laget, ifølge Dirdal.

— Denne teknologien er på samme vanskelighetsgrad som å lande på månen, vil jeg tro. Det er vanskelig å forestille seg, men en mikrobrikke på størrelse med en lillefingernegl kan altså romme 100 milliarder bittesmå transistorer, sier Dirdal i podkasten.  

Rense- og etseprosesser skjer i en kjemibenk inne i laben. Laben bruker et stort spekter av syrer og baser for å rense skivene for forurensning eller for å overføre mønstre som er laget på den delen av laben som er UV-fri. Alle ansatte er kledd i drakter som beskytter produksjonen mot støv og forurensning. Foto: Mari Aftret Mørtvedt

Stor mikrobrikke-industri i Norge

Norge har en betydelig mikrobrikke-industri, som mange ikke vet om, mener Bernstein. Samlet omsetter den for 10 milliarder kroner årlig, noe som utgjør en tiendedel av den mye mer kjente lakseindustrien.

— I Trondheim designer for eksempel Nordic Semiconductor mikrobrikker, som produseres i Taiwan. De har levert opptil to millioner enheter hver dag, sier Bernstein.

Han mener Norge bør satse mer på denne teknologien innenfor både forskning, utvikling og industri, og peker tilbake til 1980-tallet. Da besluttet vestlige land å flytte produksjonen av denne type teknologi til Asia, for å spare penger.

— Skjer det noe i Asia nå, så får vi problemer, sier han.

Vi så det under pandemien, da en global leveringskrise stoppet tilgang til teknologi over hele verden. Blant annet ble seks millioner biler satt på vent, fordi produsentene ikke fikk tak i avgjørende mikrobrikker.

— Med bakgrunn i dette må Norge også henge med nå som Europa, USA og Kina satser. Vi snakker ikke bare om produksjon, men også at vi må ta tilbake teknologilederskap, sier Bernstein.

I tillegg til design, utvikling og produksjon av mikrobrikker, er Norge selv en storbruker av avansert teknologi. I SINTEF MiNaLab produseres skreddersydde mikrobrikker, som brukes i sensorer. Mange av disse er spesialtilpasset norske forhold, f.eks. for bruk offshore og på skip.  

— Vi kan ikke ta for gitt at andre land produserer en type teknologi som er spesialtilpasset våre behov. Vår industri trenger blant annet mikrobrikker og sensorer som tåler krevende miljøer, som for eksempel på dypt hav med høyt trykk, sier Dirdal.

Vil du vite mer om hva som ble sagt i podkasten med Bernstein og Dirdal i samtale med Smart forklarts programleder Aksel Faanes Persson?

Flaks for deg! Det er mulig. Bare klikk her eller søk «Smart forklart» i din favoritt-podkastsspiller!

PS! Når verden nå går inn i en ny æra med kunstig intelligens, krever dette at våre datamaskiner får mer regnekraft og helst at de også bruker mindre energi. I SINTEF forskes det nå på nye løsninger, som kan gjøre fremtidens teknologi enda raskere og mer effektiv. Mikrobrikker kan også brukes til å gi treffsikre svar om helsen din! Hør tre episoder i podkastserien om mikrobrikker i podkasten "Smart forklart". 

Kontaktpersoner