Štajerka na elitni univerzi razvila revolucionarno rešitev. Stara je 25 let

Teja Potočnik je pozornost vzbudila z inovacijo na področju, ki ni le ekonomsko pomembno, temveč narekuje geopolitko.

Po tem, ko je pandemija razgalila ranljivost dobavnih verig in problem koncentracije svetovne proizvodnje polprevodnikov v Aziji, sta predvsem EU in ZDA začeli z obsežnimi vlaganji v domačo proizvodnjo ključnih komponent za digitalizacijo in razvoj novih tehnologij, kot je umetna inteligenca. Poleg tega se na področju razvoja naprednih čipov bije neusmiljena tekma med ZDA in Kitajsko; gre za boj za tehnološko prevlado v svetu.

Teja Potočnik že od dijaških let deluje premočrtno. Tretji in četrti letnik druge mariborske gimnazije je opravila na mednarodnem programu z jasno namero, da bo študirala v tujini. Ker sta jo na začetku zanimali predvsem fizika in kemija, se je nadejala več raziskovalnih priložnosti v tujini. Prijavila se je na univerze v Veliki Britaniji, Avstriji in na Nizozemskem ter se odločila za študij na univerzi v Manchestru, na študij znanosti materialov in inženiringa.

“Zanimiv program, ki ga v Sloveniji ni. To je novejše področje, na razvoju novih materialov je v zadnjih letih veliko poudarka,” pravi Teja. Diplomirala je leta 2020 in vpisala doktorat na univerzi v Cambridgeu na oddelku za elektroniko in elektrotehniko, s fokusom na nanoelektroniko in nanomateriale. Februarja je oddala doktorsko dizertacijo in čaka na zagovor. Prav tema dizertacije je vzbudila pozornost Forbesa, ki je Tejo letos uvrstil na evropski seznam perspektivnih posameznikov, mlajših od 30 let (30 under 30).

Forbes je v obrazložitvi izbora pojasnil, da ste v okviru doktorata avtomatizirali proizvodnjo polprevodnikov na osnovi nanomaterialov. Kako pomemben je razvoj nanomaterialov v industriji čipov?

V zadnjih desetletjih so bili polprevodniki podvrženi njihovemu hitremu zmanjševanju, zdaj se izdelujejo tudi v nanometrih. To so dimenzije, ki so približno tisočkrat manjše od debeline lasu. Na teh dimenzijah se interakcije materialov na svetlobo, toploto in elektromagnetna polja čisto spremenijo. Zato se izvajajo številne raziskave materialov, saj se na manjših dimenzijah obnašajo čisto drugače kot na večjih.

Primeri polprevodnih nanomaterialov so denimo ogljikove nanožice, nanocevke in dihalkogenidi prehodnih kovin. Ti materiali imajo na zelo majhnih dimenzijah veliko prednosti pred običajnimi polprevodnimi materiali in so v ospredju različnih tehnoloških prebojev v zadnjih desetih letih, denimo pri zaslonih, slikovnih senzorjih, fleksibilni elektroniki in podobno.

V industriji polprevodnikov je kot material še vedno najbolj uporabljan silicij, vendar prihajajo v osredje razni nanomateriali, ker imajo večji razpon lastnosti.

Teja Potočnik

Ali lahko poenostavljeno pojasnite rešitev, ki ste jo razvili v okviru doktorata?

V industriji polprevodnikov je kot material še vedno najbolj uporabljan silicij, vendar prihajajo v osredje razni nanomateriali, ker imajo večji razpon lastnosti. Dejstvo pa je, da je zelo težko z njimi delati. Rast večine nanomaterialov poteka na silicijevih vzorcih v vakuumskih komorah, kjer se njihove lastnosti lahko nadzorujejo s pomočjo različnih sinteznih parametrov. Ko sem pripravljala doktorat, sem nekaj mesecev samo sedela za mikroskopom v laboratoriju in ročno iskala nanostrukture na silicijevih vzorcih.

Na njih zrastejo polprevodni nanomateriali na čisto naključnih lokacijah. Na enem centimetru jih je lahko deset tisoč ali celo sto tisoč. Ker jih s prostim očesom ni mogoče videti, jih je treba skozi mikroskop locirati in karakterizirati njihove lastnosti. Ko najdeš nanomateriale, ki so uporabni za elektroniko, jih je potrebno ali ročno prestaviti in integrirati v elektroniko ali pa okoli njih ustvariti elektronsko vezje.

Ker je bilo vse skupaj delovno zelo naporno, sem poiskala način, da bi ta proces pospešila. Razvila sem programsko opremo, s katero sem avtomatizirala iskanje nanomaterialov. S tem se tudi pospeši proizvodnja polprevodnikov na osnovi nanomaterialov. Če poslikate silicijev vzorec, ta programska oprema oziroma postopek procesiranja slik poišče nanostrukture, ki jih potrebujete za posamezne aplikacije v elektroniki in tudi samodejno nariše vezje, ki se nato uporabi v proizvodnji.

Gre za inovacijo, ki, kot pravite, pospeši proizvodnjo polprevodnikov na osnovi nanomaterialov. Kolikšen je morebiti interes industrije za vašo rešitev?

Sicer smo še zelo na začetku, vendar se pogovarjamo z več podjetji v industriji, za zdaj predvsem v Veliki Britaniji. Gre za manjša podjetja, ki proizvajajo manjšo, naprednejšo elektroniko, kot so senzorji ali laserji, kjer se uporabljajo nanomateriali. Industrija polprevodnikov je namreč precej konservativna, zato je precej težko najti nekoga, ki bi se bil pripravljen pogovarjati z malim start upom.

Kako potem pristopate do njih?

Večinoma prek različnih zvez. Trenutno smo v programu podjetniškega pospeševalnika v sklopu univerze Cambridge. Tu je na voljo veliko mentorjev, nekateri so nekoč delali v podjetjih v polprevodniški panogi in nas povežejo z drugimi. Pomembni so tudi dogodki, kot je bil tisti, ko sem v britanskem parlamentu predstavila naše raziskave.

Kako naravna je bila ustanovitev start upa Nanomation in koliko je pri tem pomagala univerza?

Precej naravna. Ideja je padla kar hitro, približno šest mesecev zatem, ko sem začela pripravljati doktorsko dizertacijo, saj smo dobili zelo dobre rezultate iz avtomatizacije, ki smo jo razvili. Začeli smo razmišljati, da bi bila rešitev zanimiva tudi za industrijo in da bi jo veljalo komercializirati. To je bilo leta 2021, ko smo tudi začeli patentirati našo rešitev. Pri tem nam je pomagala univerza, ki je izpeljala postopek patentiranja in ga tudi financirala. Start up smo uradno ustanovili maja 2022.

Imela sem tudi srečo, ker me je mentor Jack Alexander-Webber na doktorskem študiju zelo spodbujal, naj ustanovim start up. Poznam veliko študentov, ki imajo te ideje, vendar jih težko izpeljejo znotraj doktorskega študija. Jaz pa sem imela veliko podporo mentorja, ki je zdaj na položaju glavnega znanstvenika v Nanomationu.

Vas univerza tudi finančno podpira?

Patent smo prijavili najprej v Veliki Britaniji in to, kot rečeno, je financirala univerza. Ker je od takrat preteklo 18 mesecev, patentno prijavo lahko vložimo tudi v drugih državah in tudi to bo plačala univerza. Ob vključitvi v program pospeševalnika start upov smo dobili 40.000 funtov, morda se uspešno potegujemo še za kako finančno podporo na koncu tega programa.

Kako vam koristi program v pospeševalniku?

Zelo. Program traja tri mesece, zdaj smo na polovici. Dvakrat na teden imamo srečanja z različnimi ljudmi, ki nam predavajo na različne teme – glede komercializacije, patentiranja, zakonodaje. Srečujemo se s predstavniki različnih odvetniških družb. Vsak teden imam sestanek tudi z različnimi mentorji iz industrije. Moj glavni mentor v pospeševalniku je nekoč delal v Arm, enem najpomembnejših podjetij v polprevodniški industriji. Ustvarjamo si zelo dobro mrežo, res je super, ampak je tudi zelo naporno.

Ekipa Nanomation šteje pet ljudi. Kako ste se spoznali?

Jack Alexander-Webber je bil, kot rečeno, moj mentor na doktorskem študiju in je pri Nanomation za polovični delovni čas, polovico je še vedno profesor na univerzi. Peter Christopher, ki je glavni za inovacije, je na našem oddelku raziskovalec na postdoktorskem študiju. Ralf Mouthaan, tudi z našega oddelka, dela bolj na razvoju programske opreme. Lani se nam je pridružila še Charlotte Esler, ki skrbi za poslovno plat. Mi štirje imamo tehnična znanja, Charlotte pa ima MBA in je tudi že delala v investicijskem bančništvu v Singapurju.

Prvi odzivi investitorjev so precej pozitivni. V industriji polprevodnikov je na voljo precej denarja, ne le pri zasebnih vlagateljih, temveč tudi javnih ustanovah.

Teja Potočnik

Kakšne načrte imate, ko boste končali program v univerzitetnem pospeševalniku?

Še naprej bomo veliko delali na stikih s podjetji iz industrije. V kakem letu bi rada, da začnemo ustvarjati prve prihodke. V prvem tednu junija gremo v režiji britanske vlade v Tajvan, ki je zelo znan po proizvodnji polprevodnikov. Tam se bomo pogovarjali z različnimi podjetji. Udeleževali se bomo tudi sejmov, kjer se bomo poskušali priti do prvih kupcev.

Koliko zasebnega kapitala vam je uspelo zbrati doslej?

Doslej smo zbrali 140.000 funtov tveganega kapitala. Od tega 100.000 funtov v okviru programa v enem od londonskih pospeševalnikov, ki sicer ni bil tako intenziven, kot je ta znotraj univerze Cambridge. Enkrat na mesec sem šla v London, tako da mi ga je uspelo narediti ob doktorskem študiju. Še 40.000 pa smo dobili v sklopu programa, v katerem smo zdaj. Kot rečeno, morda dobimo še kaj na koncu programa.

Ste denar dobili namensko ali je prepuščeno vaši presoji, kako ga boste porabili?

Prepuščeno je naši presoji.

Prejeli pa ste še 475 tisoč dolarjev od European Research Council.

Tako je. Ta denar pa moramo nameniti za raziskave in nakup raziskovalne opreme.

Kako težko je prepričati vlagatelje?

Iz skladov tveganega kapitala nas večinoma sami kontaktirajo. Radi bi pridobili večjo investicijo na koncu tega programa, torej v mesecu ali dveh. Prvi odzivi investitorjev so precej pozitivni. V industriji polprevodnikov je na voljo precej denarja, ne le pri zasebnih vlagateljih, temveč tudi javnih ustanovah. Glede tega so za nas zdaj dobri časi. Tudi v infrastrukturo se vlaga vedno več, ker je čedalje večje povpraševanje po bolj naprednih čipih zaradi vedno večje uporabe v umetni inteligenci, avtomobilski industriji in drugod.

Za kaj boste potrebovali kapital?

Predvsem za nadaljnji razvoj programske opreme, saj še preučujemo različne možnosti, kako bi jo lahko najbolje integrirali v proizvodnjo polprevodnikov, ki je precej komplicirana. Ugotovili smo, da bi bila naša programska oprema lahko uporabna na več točkah proizvodnje, raziskujemo še, kje bi jo najlažje namestili. Da to raziščemo, potrebujemo še kar nekaj denarja. Če nam uspe, se bo tudi ekipa še širila, trenutno je zelo majhna.

Kdo ste lastniki Nanomationa?

Lastniki smo štirje, vsi prej omenjeni brez Charlotte.

Imate enake deleže?

Ne, jaz imam največji delež, ker sem tudi vodila razvoj od samega začetka. Vendar bomo lastniško strukturo v prihodnje nekoliko preuredili, tudi ko bodo pristopili vlagatelji, ki bodo za investicijo pridobili določen lastniški delež.

Koliko imate morda stika s slovensko akademsko sfero oziroma industrijo?

Nimam, v Veliki Britaniji sem že več kot šest let.