Jussi Myllyluoma talar på Elektronikmässan

Teamet bakom Elektronikmässan träffar Jussi Myllyluoma, grundaren av Cool Sweden Initiative. Jussi brinner för frågan om elektronikkylning och förklarar varför ingenjörskunskap generellt och elektronikindustrin i synnerhet, är av strategisk betydelse för Sveriges framtid som innovationsland. Jussi Myllyluoma kommer hålla ett riktigt spännande seminarium på plats på Elektronikmässan i april, här kommer en sneak peak:

Varför är effektiv elektronikkylning avgörande för den hållbara utvecklingen av Sveriges elektronikindustri (och andra industrier) och dess roll i global innovation?

Det handlar om att all elektronik skapar värme. Om värme inte har någonstans att ta vägen byggs den upp som temperatur — temperaturen i produkten höjs. All modern elektronik utvecklas i riktning mot att den skall bli snabbare och kraftfullare, samtidigt som den skall det bli mindre och kompaktare, tre riktningar som samtliga driver effekttäthet, vilket i sin tur driver värme.

Utvecklingsvektorn i elektronikbranschen — AI, Försvar, Automotive, Telecom, egentligen all elektronik — följer dessa tre riktningar. Vill Sverige vara i framkant behöver vi vara bäst på att lösa så att värmen har någonstans att ta vägen. Kylningen är den dimensionerande parametern! Hur effektivt kan vi få värme ur en applikation bestämmer i stort sett hur kraftfull den kan vara.

Vi har slagit i taket tidigare: En gång i tiden när man skulle köpa dator hem talade man om gigahertz, GHz, sedan övergick vi till hur många processorkärnor datorn hade. Värmekostnaden av att höja GHz-talet blev till slut för hög, man slog i ”The power wall”. För att kunna öka processorförmågan var man tvungen att fördela jobbet på flera kärnor, därigenom sprida värmeeffektutvecklingen över en större yta.

Nu lurar nästa ”power wall”. För utvecklingen mot kraftfullare, snabbare och kompaktare enheter har inte slutat. De företag som lyckas bäst med att skjuta detta framför sig, kommer även vara de som får ut mest kraftfulla produkter på sin marknad.

Med dagens teknikhorisont kommer vi aldrig kunna nå en punkt där kyltekniken inte behöver utvecklas. Även med elektronik med högre verkningsgrad kommer vi behöva utveckla mer avancerad kylteknik, och kunskapen hur man skall tillämpa kylteknik.

Oavsett vilken applikation eller teknikriktning man väljer att ta kommer alltid effektiv kylning krävas när man vill ha kraftfullare elektronik.

Som exempel; det talas om att en kvantdator fullt utvecklad kommer vara 1000 ggr mer energieffektiv — för samma arbete som dagens chip, förbrukar en kvantprocessor en tusendel så mycket energi, och utvecklar därmed en tusendel så mycket värme. Men det är ju inte så marknaden funkar. Vad detta i själva verket betyder är att istället för apparater som är tusen gånger energisnålare, kommer vi att få apparater som är tusen gånger kraftfullare, givet den nivå av förlusteffekt som befintlig kylteknik kan göra av med. Och för att sedan kunna utveckla den förmågan ytterligare till nästa generation, behöver kyltekniken utvecklas.

Vi kommer aldrig ifrån det.

Hur står sig Sverige inom detta område i jämförelse med den globala arenan?

Tyvärr är inte Sverige bra på detta. Vi är så gott som helt beroende av internationella leverantörer, från främst utanför EU. Det är heller inte ett prioriterat område inom svensk forskning. Idag har vi inga institutioner som lär ut elektronikkylning. Trots att det finns en stark svensk elektronikindustri och många branscher som är helt beroende av utvecklingen av elektronik.

Vi talar om att skapa inhemsk produktion av halvledare och integrerade kretsar, men inhemsk industri måste även kunna hantera kylningen av dessa komponenter för att kunna integrera dem i applikationer och i förlängningen skapa ett oberoende av andra länder. Eller “strategisk autonomi”.

Grundproblematiken är att naturvetenskapen inte är högt värderat. Vi behöver gå långt ner i åldrarna för att börja förändra. Ingenjörskunskap är strategiskt avgörande för Sveriges framtid som innovationsland.

Kan du utveckla hur Sveriges klimat och miljöhänsyn påverkar utformningen och implementeringen av kylningslösningar för elektronik?

Elektronik som blir för varm förbrukar mer energi. Det finns en tydlig koppling mellan temperatur och verkningsgrad, vilket t.ex. översätter till batterilivslängd. Ju varmare min telefon är, desto oftare måste jag ladda den. Ju mer effektivt man kan se till att elektroniken inte arbetar vid för höga temperaturer, desto mer energieffektiv blir den.

Dessutom leder högre temperaturer till snabbare slitage på produkten, vilket i sin tur gör att apparater måste bytas ut oftare, vilket också är en miljöbelastning som kan undvikas med bra kylteknik.

Med tanke på den ökande beroendet av elektronik inom olika sektorer, hur bidrar strävan efter självständighet inom elektronikkylningsteknologi till Sveriges strategiska autonomi och motståndskraft mot potentiella störningar i leveranskedjan?

Första steget är få upp ämnet i skolundervisningen, så att vi säkrar industrins tillgång till ingenjörer som har en grundläggande förståelse i ämnet. Jag skulle vilja se några poäng i elektronikkylning som obligatorium i alla landets elektro- och maskinteknikutbildningar! Detta är något vi måste behärska, och i förlängningen, bli bättre på än — eller allra minst, lika bra som — de länder som redan inkluderar det i universitetsundervisningen.

Nästa steg är att få upp kompetensen inom industrin, så att svenska OEM-företag har kunskap både om befintlig spetsteknologi inom Thermal Management, och om hur denna bäst tillämpas i deras egen produktutveckling. Många länder har redan konferenser och mässor som fokuserar exklusivt på elektronikkylning. I jämförelse är Europa betydligt mindre framträdande inom detta område.

Steg tre är att bygga upp en inhemsk industri för elektronikkylning. De allra flesta tillverkarna av kyllösningar — fläktar, kylflänsar, interface-material, heat pipes, etc — finns i Kina. Ett antal tillverkare med teknikspets är baserade i länder som Taiwan, Japan, USA. I bästa fall kan vi hitta det vi behöver i Tyskland eller Storbritannien. En ytterst snäv handfull, förvisso framstående, leverantörer — främst inom aluminiumkylkroppar — finns inhemskt.

Vi har ett litet antal startups och innovationsföretag med intressanta idéer inom det här området, men vi behöver många fler — och de vi har behöver kunna skala upp sina teknologier till volymer som får utväxling inom industrin. Detta måste dessutom ske på sätt som tryggar svensk strategisk autonomi och inte flyttar kontroll till länder som inte har Sveriges bästa intressen i främsta rummet.

Kan du ge exempel på framgångsrika samarbeten mellan svenska akademiska institutioner, forskningscentra och industrier som har bidragit till framsteg inom teknologier för elektronikkylning?

Cool Sweden-initiativet strävar precis efter detta. Vi verkar för att kompetens och expertis inom detta område skall utvecklas och spridas inom svensk industri. Det finns några projekt som fokuserar t.ex. på att kyla datacenter och andra system mer på anläggningsnivå, men i förhållande till kylning av sådana enheter som vi har i fickan, i våra hem och arbetsplatser eller i våra fordon etc, finns mycket kvar att göra.

Något ytterligare du vill lyfta fram?

Vi talar om att svensk industri befinner sig i en grön omställning, vilket är gott på många olika plan. Men vårt nyupptäckta geopolitiska predikament har belyst behovet av även en annan typ av ”grön” omställning, som berör försvarsindustrin. En sådan omställning är av nöden för att återuppbygga vår beredskap och försvarsindustri. Tidigare har vi varit både framgångsrika och innovativa inom detta område. Vår industri måste vara med på den här resan. Och inom kylning av militär elektronik ställs vi inför samma utmaningar som civil elektronik, fast i ännu högre grad.

Här finns utrymme för förbättring.