Podczas uroczystej inauguracji projektu European Wide Band Gap Semiconductors Pilot Line – Polish Node, w dniu 13 listopada 2025 r., w Audytorium Leonarda Sosnowskiego Instytutu Fizyki PAN w Warszawie, odbyła się ceremonia złożenia kapsuły czasu. Było to symboliczne rozpoczęcie prac związanych z budową, rozbudową i uruchomieniem linii pilotażowej półprzewodników szerokopasmowych na bazie azotku galu.

Międzynarodowy projekt Chips Joint Undertaking

Projekt realizowany jest w ramach Chips Joint Undertaking. Stanowi ważny krok w kierunku wzmacniania suwerenności technologicznej Europy oraz rozwoju polskich kompetencji w zakresie zaawansowanych technologii półprzewodnikowych, mających zastosowanie w kluczowych sektorach, takich jak przemysł, motoryzacja, energia odnawialna, elektronika użytkowa i obrona.

Linia pilotażowa będzie jedną z czterech finansowanych przez Unię Europejską i państwa członkowskie. Międzynarodowe konsorcjum składa się z 22 jednostek badawczych i uniwersytetów z Włoch, Szwecji, Finlandii, Austrii, Niemiec, Francji i Polski.

Dr hab. inż. Anna Szerling. Fot. Agnieszka Kubasik

– Jesteśmy cześcią międzynarodowego projektu, który ma na celu zwiększenie niezależności Europy od obecnej trudnej sytuacji w zakresie chipów półprzewodnikowych na świecie – powiedziała prowadząca spotkanie dr hab. inż. Anna Szerling, zastępca dyrektora ds. badań w Instytucie Mikroelektroniki i Fotoniki im. Łukasiewicza, prezes zarządu microEPC i prezes zarządu PPTF.

Łukasiewicz – IMiF razem z IWC PAN

Linia pilotażowa stanowi rozwój innowacyjnych technologii materiałowych i instrumentalnych opartych na półprzewodnikach szerokiej przerwy energetycznej, takich jak azotek galu (GaN), azotek glinu (AlN), węglik krzemu (SiC) i tlenek galu (Ga2O3). Polskie jednostki badawczo-rozwojowe, Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki i Instytut Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk (Unipress), będą odpowiedzialne za opracowanie technik wzrostu podłoży GaN i warstw epitaksjalnych, a także technologii produkcji urządzeń opartych na GaN i Ga2O3.

Za dostarczenie materiałów, czyli kryształów azotku galu, będzie odpowiedzialny IWC PAN. Gotowość do wykonania tego zadania zadeklarował dyrektor, prof. dr hab. Michał Boćkowski. Natomiast wytworzeniem przyrządów półprzewodnikowych zajmie się Łukasiewicz – IMiF, pod przewodnictwem dr Andrzeja Taube, koordynatora projektu i lidera obszaru przyrządów na bazie GaN.

Wykład prof. Tetsuo Narita. Fot. Agnieszka Kubasik

Finansowanie: Unia Europejska i MNSW RP

Budżet w wysokości ok. 50 mln EUR przeznaczony jest na zakupienie i wybudowanie infrastruktury oraz przeprowadzenie badań, w wyniku których w instytucie powstaną demonstratory technologii i uruchomiona zostanie linia pilotażowa. Połowę kosztów pokrywa Unia Europejska w ramach programu Chips Joint Undertaking, druga połowa – decyzją polskiego rządu – pochodzi ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego Rzeczypospolitej Polskiej oraz KPO.

Gościem specjalnym wydarzenia i prelegentem był prof. Tetsuo Narita z Toyota Central R&D Labs i Nagoya University, światowej klasy ekspert w dziedzinie półprzewodników szerokopasmowych. Z wykładem wystąpił również Francesco La Via, Research Director w CNR-IMM oraz SiC Epitaxial Growth and New Devices Coordinator w projekcie WBG Pilot Line. Obecni byli także naukowcy z Sieci Badawczej Łukasiewicz oraz eksperci w dziedzinie technologii półprzewodnikowych, m.in. Tomasz Tracz z Instytutu Wysokich Ciśnień PAN, dr Piotr Guzdek, dyrektor Łukasiewicz – IMiF; prof Paweł Kempisty z Unipress oraz dr Andrzej Taube, lider obszaru przyrządów na bazie GaN w Łukasiewicz – IMiF, który przedstawił technologie opracowywane w instytucie.

Francesco La Via. Fot. Agnieszka Kubasik

Listy od przedstawicieli polskiego rządu

Izabela Najda-Jędrzejewska, zastępca dyrektora Departamentu Innowacji i Rozwoju w Ministerstwie Nauki i Szkolnictwa Wyższego, odczytała list od prof. Marii Mrówczyńskiej, Podsekretarz Stanu MNiSW. Posłanka napisała w nim, że zaangażowanie zespołów badawczych Łukasiewicz – Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki oraz Instytutu Wysokich Ciśnień PAN jest dowodem wysokiego poziomu naukowego przedsięwzięcia.

Patrycja Skoczek. Fot. Agnieszka Kubasik

Patrycja Skoczek, odpowiedzialna za marketing w Łukasiewicz – IMiF, odczytała list Władysława Kosiniaka-Kamysza, Ministra Obrony Narodowej. Według niego inicjatywa ta włącza Polskę w grono państw aktywnie uczestniczących w budowie systemu nowoczesnych technologii półprzewodnikowych. Podkreślił, że rozpoczęcie działalności polskiego ośrodka naukowego w ramach europejskiej linii pilotażowej szerokopasmowych półprzewodników to ważny i symboliczny moment, który otwiera nowy rozdział w historii polskiej myśli technologicznej w mikroelektronice, energetyce i komunikacji. Minister wskazał też na symboliczne znaczenie złożenia kapsuły czasu, które przypomina, że każde pokolenie buduje przyszłość na fundamencie nauki i współpracy.

Kapsuła czasu z technologią półprzewodnikową Łukasiewicz – IMiF

– Kapsuła zawiera zapis wspólnej misji, wzmacnia suwerenność technologiczną Europy, rozwój technologii SiC i GaN oraz budowanie mostu pomiędzy nauką, innowacją i przemysłem – odczytała tuż przed podpisaniem aktu dr Anna Szerling.

Od lewej: prof. Paweł Kempisty, dr Piotr Guzdek, dr Anna Szerling, Francesco La Via, dr Andrzej Taube. W gablocie zamknięta jest kapsuła czasu, Fot. Łukasiewicz – IMiF

Podpisy na dokumencie złożyli: Francesco La Via, dyrektor CNR-IMM; dr Piotr Guzdek, dyrektor Łukasiewicz – IMiF; prof. Paweł Kempisty z Unipress oraz dr Andrzej Taube. Do kapsuły czasu została włożona płytka półprzewodnikowa wyprodukowana w Łukasiewicz – IMiF. Był to uroczysty moment oznaczający oficjalne rozpoczęcie projektu.

Dr Anna Szerling i dr Andrzej Taube o planowanej linii pilotażowej:

Po ceremonii, prezentacjach i sesji dyskusyjnej uczestnicy zostali zaproszeni na obiad i swobodne rozmowy w kuluarach. Poprosiłam wówczas dr Annę Szerling i dr. Andrzeja Taube, aby opowiedzieli o projekcie i planach jego realizacji.

Jaki jest cel wdrożenia tej technologii?

– Zademonstrowanie przydatności podłoży GaN i epitaksjalnych struktur przyrządowych do konstrukcji różnego rodzaju przyrządów półprzewodnikowych mocy. Takich jak diody czy tranzystory mocy, które mogłyby być wytwarzane w ramach europejskiej linii pilotażowej dedykowanej półprzewodnikom szerokoprzerwowym. Te wszystkie przyrządy znajdują zastosowanie w wielu gałęziach gospodarki, gdzie wymagane jest gromadzenie, efektywne przetwarzanie i wykorzystanie energii elektrycznej, np. w elektromobilności, magazynowaniu energii czy inwerterach fotowoltaicznych. Przyrządy na bazie azotku galu, tlenku galu czy węglika krzemu, oferują znacznie lepsze parametry użytkowe niż obecnie stosowane przyrządy na bazie krzemu. Dzięki nim jesteśmy w stanie polepszyć parametry użytkowe samych układów i jednocześnie zmniejszyć ich rozmiar poprzez zwiększenie częstotliwości pracy oraz zredukować wymagania dotyczące odprowadzania ciepła – powiedział dr Andrzej Taube.

– Są to bardzo perspektywiczne przyrządy, znane chociażby z zasilaczy, do których można podłączyć kilka urządzeń jednocześnie bez utraty efektywności, np. telefonu, zegarka itd. – dodała dr. Anna Szerling.

Dr Anna Szerling i dr Andrzej Taube. Fot. Agnieszka Kubasik

– Gdybyśmy dzisiaj chcieli wykorzystać chipy na bazie azotku galu do bardziej wymagających urządzeń, np. ładowarek pokładowych czy ładowarek samochodów elektrycznych, to nie udałoby nam się to. Obecnie przyrządy te nie mogą dostarczyć dostatecznej ilości mocy do układu. Te, nad którymi my zamierzamy pracować, będą działać w wyższych klasach napięcia i większym natężeniu prądu. Staną się dobrą alternatywą dla rozwiązań opartych na krzemie – zapewnił dr Andrzej Taube.

Kiedy realnie zacznie działać linia pilotażowa?

– W pierwszej fazie musimy przebudować laboratorium. Po stworzeniu linii pilotażowej, w ciągu dwóch najbliższych lat, rozpoczniemy realizację demonstratorów. Pierwsze egzemplarze już mamy, a teraz musimy powalczyć o efekt skali, czyli wykonać je na dużo większych podłożach i w dużej ilości. Oznacza to wyjście z poziomu badań do wyższego poziomu gotowości technologicznej. Taki jest cel tego projektu. Staniemy się jednostką, która będzie mogła prototypować i wykonywać demonstratory nie tylko dla polskiego przemysłu, ale również europejskiego, któremu udostępnimy nasze laboratoria. Projekt jest tak rozpisany, że oba elementy, zarówno demonstratory, jak i efekt skali, powinny być widoczne na koniec 2029 roku – oznajmiła dr. Anna Szerling.

Jak będzie wyglądać komercjalizacja technologii?

– Na pewno będziemy oferować usługi technologiczne. Inną gałęzią będzie sprzedaż licencji. Cały czas poszukujemy nabywcy, który mógłby wdrożyć nasze rozwiązania do wielomilionowej produkcji. W przypadku tranzystorów jest to wielomilionowa produkcja w ciągu roku. Linia pilotażowa ma służyć temu, aby móc doprowadzić do momentu sprzedaży licencji, czyli testowania 50-60 tysięcy sztuk. Instytut będzie mógł realizować takie prace w zakresie przyrządów półprzewodnikowych. Oczywiście będziemy również wykonywać małoseryjną produkcję, np. na potrzeby wojska. W przyszłości komercjalizacja będzie przebiegać wielotorowo. Obecnie jesteśmy raczej na etapie realizowania usług technologicznych – powiedziała dr Anna Szerling.

Wykład dr Andrzeja Taube. Fot. Agnieszka Kubasik

W jakim czasie będą dostępne materiały do produkcji?

– Tomasz Tracz z Instytutu Wysokich Ciśnień PAN zadeklarował dostępność materiałów do produkcji przyrządów półprzewodnikowych już w 2028 roku. Myślę, że chipy półprzewodnikowe na bazie GaN będą gotowe do użytku w 2029 roku – zapowiedziała dr Anna Szerling.

– Sukces projektu będzie się opierał na skutecznej współpracy pomiędzy dwoma jednostkami – Łukasiewicz – IMIF i Unipress. Pracujemy ze sobą już od lat. Liczymy na to, że będziemy otrzymywać najlepszej jakości kryształy azotku galu na świecie, ponieważ to będzie determinować niezawodność przyrządów półprzewodnikowych, które my wykonamy – dodał dr Andrzej Taube.

Czy jest już zespół, który będzie rozwijał technologię?

– Historycznie temat azotku galu rozpoczęła w naszym instytucie prof. Anna Piotrowska. Zespół, który będzie pracował przy tej technologii, złożony jest przede wszystkim z młodych ludzi. Doktorantów, którzy ciężko pracują, są innowacyjni i mają otwarte umysły. To oni będą decydować o sile i sukcesie tego przedsięwzięcia. Już znają technologię. Musimy się jeszcze nauczyć zarządzania tego typu linią pilotażową – zaznaczył dr Andrzej Taube.

– Należy podkreślić, że jeden z naszych doktorantów, którego opiekunem jest dr Andrzej Taube, jest już wdrażany. Ma być odpowiedzialny za linię pilotażową GaN i jej zarządzanie – dodała dr Anna Szerling.

Izabela Najda-Jędrzejewska i dr Anna Szerling. Fot. Agnieszka Kubasik

Szkolenie kadr dla europejskiego przemysłu półprzewodnikowego

– Idea linii pilotażowych opiera się na tym, że będziemy szkolić kadry na europejskiego przemysłu w dziedzinie technologii dedykowanej półprzewodnikom szerokoprzerwowym azotku galu, tlenku galu itd. Mamy nadzieję robić to również dla polskiego przemysłu półprzewodnikowego. Stanie się to możliwe między innymi dzięki realizacji projektu linii pilotażowej GaN – podkreśliła dr Anna Szerling.

Warto na koniec zaznaczyć, że w Polsce już są produkowane półprzewodniki w zakresie fotoniki podczerwieni. Autorem technologii i wytwórcą płytek epitaksjalnych jest firma VIGO Photonics z Ożarowa Mazowieckiego.