Kvadratmeterprisen bliver i den høje ende, når DTU om tre år forventer at have en ny 700 m2 stor tilbygning til sine eksisterende renrum på DTU Nanolab.
Det samlede budget forventes at lande et sted mellem 300 og 400 millioner kroner.
Siden 2020 har den globale elektronikindustri, inklusiv den danske, været ramt af en massiv chip- og komponentkrise, fordi efterspørgslen har været langt større end udbuddet.
Det har de også kunne mærke på DTU Nanolab, hvor interessen for at anvende de 1.300 m2 renrum er langt større, end kapaciteten tillader.
Hvis lignende kriser skal undgås i fremtiden, er der brug for at opgradere danske forskere og virksomheders adgang til renrumsinfrastruktur til chip- og sensorproduktion, lyder motivationen for at etablere et nyt renrum.
Derfor har DTU for nyligt sendt opgaven med at designe et nyt renrum i udbud.
»Lige nu er ambitionen, at det nye renrum kan tages i brug i 2026. Men kompleksiteten i sådant et byggeri betyder, at vi endnu ikke har en fast dato,« siger Anders Michael Jørgensen, vicedirektør på DTU Nanolab.
Grundlæggende skal DTU Nanolab forene to hensyn, når de designer et nyt renrum.
Dels skal faciliteterne være så fri for støvpartikler og upåvirkede af omgivelser, at man kan have maskiner til at arbejde med en præcision i nanometer-skala.
Samtidig er renrummet til forskning og uddannelse. Det kræver fleksibilitet.
Mere besvær end pharma-renrum
I dag er Danmark kendt for at være en global spiller inden for life science, og der findes i dag mange renrum inden for biotek- og life science sektoren.
Men når det er elektronik og ikke væsker, der skal håndteres, stiger kravene til at lukke alle udefrakommende forstyrrelser ude, både vibrationer, partikler og elektromagnetisk stråling
»Det betyder, at gulvet skal være ekstra solidt for at undgå vibrationer i de maskiner, der bevæger sig med en præcision, som måles i nanometer,« siger Anders Michael Jørgensen.
Ventilationen skal sikre overtryk, så luften lækker mod de mindre rene rum, og på den måde forhindrer snavset luft i at trænge ind i renrummet. De fleste pharma-renrum benytter sig af undertryk for at forhindre, at materialerne bevæger sig ud omgivelserne.
Det betyder også, at det indtil videre kun er udenlandske virksomheder, der har meldt sig som interesserede i at designe renrummet, fordi det i vidt omfang kræver designkompetencer, som er svære at finde på det danske marked.
»Der er flere dygtige virksomheder i Danmark med ekspertise indenfor design og byggeri af renrum til pharma. Men når der skal fremstilles elektronik, er kravene noget anderledes,« siger Anders Michael Jørgensen.
Ønskes: Et multirum
I dag er DTU Nanolabs renrum Danmarks største renrum dedikeret til mikroelektronik.
Det betyder, at det ikke bare er universitetets egne forskere og studerende, som benytter sig af faciliteterne.
Dagligt bruges det udover forskning og undervisning også til udvikling og produktion af en lang række sensorchips fra op mod 30 danske virksomheder.
En af dem er Capres, som udvikler metrologi-udstyr til kvalitetssikring af chip- og halvlederproduktion. Virksomheden er udsprunget af DTU Nanolab tilbage i 1990’erne og har stadig adresse op ad DTU Nanolab.
Men for tiden er der ikke plads til nye virksomheder, fordi renrummet er overbooket.
Netop det at tegne et renrum, som kan tilgodese alle typer behov fra uddannelse over forskning til produktion, er udfordrende.
»Vi er en uddannelses- og forskningsinstitution, og derfor skal det nye renrum kunne holde i 50 år og være ekstremt fleksibelt. Så bygningen skal kunne håndtere alle typer maskiner og udstyr, og det er vigtigt, at nye brugere hurtigt kan installere og afinstallere udstyr,« siger Anders Michael Jørgensen.
Renrummet er opdelt i to niveauer; selve renrummet og så en kælder med plads til de tekniske installationer.
Det er dog lidt et puslespil, da kælderen i forvejen har en større søjleskov på grund af det tunge gulv, der skal sikre, at vibrationerne ikke forplanter sig i det øvre dæk op mod renrummet.
»Vi håber, det bliver muligt at placere ventilation, kølevand, og farlige gasser i kælderen, så de installationer bliver mere tilgængelige.«
For at hente inspiration til hvordan et kommende design kan se ud, har DTU Nanolab og projektlederne Fra DTUs Bygherresektion været på rundrejse til en række tekniske universiteter med lignende faciliteter, blandt andet MIT i USA, hollandske TU i Eindhoven og Chalmers tekniska högskola i Göteborg.
»Udviklingen går ret stærkt med blandt andet mere åbenhed og mod inside-out'-bygninger, hvor man kan se alle installationer,« siger Anders Michael Jørgensen.
Det måske mest kendte og gennemførte eksempler på ‘inside-out'-arkitektur er det franske kunstmuseum Centre Pompidou, hvor bygningens strukturelle og mekaniske systemer og ventilation er placeret synligt på ydersiden af bygningen.
»Vi arbejder med ideer om, at visuelt at kunne se alle området i renrummet, men uden fysisk at skulle bevæge sig derind. Det kan også være, vi skal etablere undervisningslokaler med direkte udsyn til renrummet,« siger Anders Michael Jørgensen.
Han nævner også Microsofts danske hovedkvarter i Lyngby, hvis kvantelaboratorium vender ud mod resten af bygningen.
Endelig finansiering ikke på plads
Det er forventningen at design og byggeri af et nyt renrum på 700 m2 vil ende med et samlet budget på mellem 300- og 400 millioner kroner og dermed blive en af de største enkeltstående byggerier på DTU nogensinde.
Selvom investeringen kan lyde stor, så blegner den i forhold til de svimlende 500 milliarder danske kroner, som verdens tre største chipproducenter, TSMC, Samsung og Intel har investeret i nye produktionsfaciliteter på et enkelt år for at imødegå den globale chipkrise.
Chipkrisen har fået EU til at søsætte en storstilet handlingsplan, Chips Act, der skal trække chipproduktion i Asien og USA retur til Europa, så 20 procent af den globale produktion af mikrochips i 2030 sker i EU.
Målsætningen bliver dog ikke direkte indfriet ved hjælp af de nye renrum på DTU, og vi skal ikke forvente at de mest avancerede processorer, grafikkort og RAM bliver produceret i Danmark - heller ikke i 2030.
»Vi producerer ikke den type mikroelektronik. Det vil kræve meget store investeringer i milliardklassen, og kompetencer som vi ikke besidder her i Danmark. Men jeg tror godt, vi kan udvikle en række nicheområder inden for sensorer og MEMS(Mikro Elektro-Mekaniske Systemer, red.) og optiske chips (fungerer med lys i stedet for elektroner, red.), som vil komme mange danske virksomheder til gode,« har Jörg Hübner, direktør på DTU Nanolab tidligere fortalt Ingeniøren.
Indtil videre er det kun udbud af design, som er bevilliget af DTU, og så skal den endelige finansiering fastlægges senere.
»I stedet for at vente på, at vi har den endelige finansiering, er vi gået i gang med de indledende øvelser for at accelerere tidsplanen, så vi kan åbne så hurtigt som muligt,« siger Anders Michael Jørgensen.
