Mange: 13 rullmaskiner vil bli satt opp i Thinfilms fabrikk. Rullene vil gå gjennom alle sammen som hvert tar seg av et prosesstrinn.
Mange: 13 rullmaskiner vil bli satt opp i Thinfilms fabrikk. Rullene vil gå gjennom alle sammen som hvert tar seg av et prosesstrinn. (Karna Kurata)

Thin film Electronics

Ga opp drømmen om verdens billigste plastelektronikk - i år trykker de 100 millioner kretser på stålfilm

Silicon Valley: Det norsk-amerikanske selskapet Thin Film Electronics trapper opp produksjonen kraftig i sin nye fabrikk utenfor San Jose sør i Silicon Valley. Her lager de elektronikk nesten på samme måte som aviser og magasiner trykkes - og konkurrerer med den tradisjonelle silisiumsbaserte metoden for å bygge elektronikk.

Vi har besøkt fabrikken hvor selskapet i en tre års tid har trykket elektronikkkretser på ark av stål ved hjelp av den nye teknologien. Nå girer de fra første til femtegir og installerer en prosess som kan trykke kretsene på stålruller. 

Men først litt historikk.

Tro på eksponentiell vekst: Thin Film Electronics ASA er straks klar til å trykke elektronikk på tynn stålfilm og sjefen Davor Sutija tror markedet vil vokse dramatisk og at de er svært godt posisjonert med din nyte trykkteknologi. Foto: Odd Richard Valmot

Som det ofte går med en teknologisk utvikling, så er det fint lite igjen av den opprinnelige ideen når det er gått et par decennier. Slik er det med norske Thin Film ASA også. De ble startet på restene av det som en gang het Opticom og har gått gjennom mange slike omveltninger. De hadde et par forsøk på å revolusjonere markedet for datahukommelse. Først, i Opticomtiden, ved å bygge verdens tetteste pakkede minne i plast, for deretter å snu til å lage et superbillig minne, og svært lite tettpakket, i trykket plast. Det lykkes de med, men drømmen om å bygge verden billigste elektroniske kretser strandet på at trykte transistorer ikke oppnådde den hastigheten man tenkte seg.

Resultatet er at de på slutten av fjoråret solgte minneteknologien til Xerox. Dette gjorde de for å konsentrere seg om den nye trykketeknologien de overtok da de kjøpte Californiaselskapet Kovio i 2014 for 3,7 millioner dollar. Det inkluderte all IP, alle eiendelene og 21 ansatte. Nå kunne de fremstille elektronikk på stålfolie i en blanding av trykking og etsing.

Rulltrykkeri

Stålrullprosessen fungerer slik: 32 centimeter brede stålfolier opptil 200 meter lange. Rullteknologi er noe de utviklet ved forskningssenteret i Linköping, og nå er den konvertert fra plast til stål. Selve trykkvirksomheten i Sverige er solgt, det de jobber med er i for liten skala for det Thinfilm nå satser på.

– I fjor produserte vi 25 millioner kretser med stålfolieteknologien. I år kommer vi over 100 millioner, men til neste år skal vi passere milliarden. De aller fleste i år vil være basert på antityveri EAS-brikker, men NFC vokser mye raskere, men fra et lavere antall. Vi har hatt store investeringer i fabrikken de siste par årene, men jeg tror vi kommer til å gå i pluss andre halvår neste år, sier Thinfilm sjefen Davor Sutija.

Ståltrykkeri: Det som starter med en 200 meter lang stålrull på 32 cm bredde går gjennom 13 prosesstrinn med trykking og etsning før det blir til ferdig produkter. En rull kan blir til 70 millioner EAS-brikker eller 9 millioner av de fysisk større NFC-brikkene. En tilsvarende prosess basert på silisium ville krevet 600 såkalte wafere, eller silisiumskiver. Bilde: Karna Kurata

Selv om ledelsen sitter i Oslo, og regner selskapet som norsk, er 40 prosent av kapitalen britisk og 38 prosent norsk. All produksjon er lagt til USA hvor de i fjor overtok Qualcomms fabrikk hvor de skulle produsere reflektive fargeskjermer, men mislykkes.

Direkte kommunikasjon

Thinfilm har fått en lang rekke store selskaper på kundelisten både på EAS- og NFC-brikker.

Testing: Stålfilmen testes i en av de nye rulltrykkemaskinene. Foto: Karna Kurata

– Vi har rundt 30 betydelige produsenter som kunder og det kommer nye hele tiden. Men det er tidlig ennå for denne teknologien og dette kommer til å øke raskt.

Sutija tror NFC kommer til å bli stadig viktigere fordi det gjør at vareprodusenter kan kommunisere direkte med kundene siden. De første kundene kom for et par år siden og implementerte NFC-brikker for eksempel en slags papphatter på flasker. Nå kommer stadig flere med brikkene montert inne i selve etiketten. For en stund siden fikk selskapet den første million-ordren fra en kunde som bygger NFC-brikkene inn i etiketten:

En kjøper som holder mobilen bort til etiketten vil få åpnet websiden til produsenten direkte. Det er mye enklere og svært mye raskere enn å gå veien om Bluetooth, eller noen annen teknologi.

– Jeg er overbevist om at NFC er en overlegen teknologi og vi venter mange nye kunder fremover. Vi bruker en variant av NFC som heter TTF – Tag Talks First. Det vil si at det ikke trengs batteri i brikken, eller at brukeren må gjøre noe annet for å starte kommunikasjonen. Det er nok å holde mobilen over brikken, så induseres det tilstrekkelig strøm i brikken slik at den kommuniserer med mobilen. I dag kan denne funksjonen brukes av de fleste Androidtelefoner, men Apple har åpnet for slik bruk av NFC i iOS 11. Foreløpig for eldre versjoner av NFC, men vi håper de kommer med støtte for TTF snart.

Konkurrerer med silisium

Thinfilms stålprosess konkurrerer som sagt med den tradisjonelle silisiumbaserte teknologien for å bygge elektronikk. Utfordringen for slike produsenter er at det kreves enorme investeringer for å bygge nye fabrikker.

– Vi har investert rundt 35 millioner dollar i den nye fabrikken vår. Det er mindre enn en prosent av hva en moderne silisiumfabrikk med tilsvarende kapasitet ville ha kostet. Når alle produksjonslinjene er klare senere i år vil fabrikken ha en kapasitet på 5 milliarder kretser i året og den kan vi øke til 7 milliarder innen 2021 ved å krympe den fysiske størrelsen på NFC-brikkene. Markedet for EAS-brikker er noe mer begrenset og vil ha et tak på rundt en milliard brikker, sier Sutija.

Artikkelen fortsetter under.

Snakker med mobilen: Etter at de er trykket blir de ferdige NFC-brikkene klippet ut og loddet til antenner og ledninger og levert til bånd for montering. Foto: orv

Billigere

Selve brikkeproduksjonen koster mellom 5 og 10 prosent av silisiumbrikker og ender opp på rundt et øre per stykk. Men det er før kutting, lodding og montering av antenner. Da har prisen steget til 45 øre og det er nesten like mye som silisium.

– Den prisforskjellen kanskje er ikke nok til å snu markedet i vår retning, men det at stålbaserte kretser er nesten halvparten så tykke, og tåler tjue ganger kraftigere støt, kan leses 5 ganger hurtigere på en emballasjelinje er det som gjør det, i tillegg til at vår programvareplattform CNECT nå har over 450 brukere. Selve produksjonen er også mye mer miljøvennlig. Vi bruker bare ti prosent av kjemikaliene og strømmen som silisiumkretsproduksjon trenger, sier han.

Lappen: Til nå har de fleste NFC-lappene blitt brukt i i merker festet til produktet. Nå kommer de i økende grad til å bli en del av etiketten. Selve NFC-brikken er 1,3 x 0,4 mm, men antennen rundt, som skal indusere strøm i brikken og kommunisere informasjon, er vesentlig større Foto: Odd Richard Valmot

Rullproduksjonen for EAS-kretser vil starte i slutten av mai. NFC-produksjonen trenger fem rullmaskiner til de 13 produksjonstrinnene, og de kommer i sommer. De regner med å starte rullproduksjonen i september.

IKEA vil ha trykket NFC

Thin Film har også planer om andre typer kreter som kan trykkes på stål, men foreløpig handler det om å skalere opp NFC.

De vil konsentrere seg om det raskt voksende markedet. IKEA har et innovasjonsprogram som inviterer forslag om bruk av trykte NFC-brikker, først og fremst tror vi fordi de er så mye mer miljøvennlige å fremstille.

– Det blir spennende. IKEA har bedt flere om et tilbud og alt de tar i er stort, sier han.

Kommentarer (7)

Kommentarer (7)