Inovace v mikroelektronice: Zaměřte se na technologie šetrné k životnímu prostředí!

Inovace v mikroelektronice: Zaměřte se na technologie šetrné k životnímu prostředí!

Současný vývoj v mikroelektronice se vyznačuje inovativními přístupy, které integrují jak technický pokrok, tak výrobní procesy šetrnější k životnímu prostředí. Příkladem takové průkopnické role je výzkumná iniciativa na Technické univerzitě v Ilmenau, kterou vedou Dr. Ulrike Brokmann a stojí Dr. Christoph Weigel. Cílem této iniciativy je omezit chemické látky škodlivé pro životní prostředí v mikroelektronice, zejména procesní technologie obsahující fluor a poškozující klima. To otevírá nové cesty pro vývoj procesů reaktivního iontového leptání, které jsou klíčové pro výrobu mikročipů ( uni-heute.de ).

Těžištěm této výzkumné práce je efektivní nakládání se škodlivými emisemi a používání alternativních materiálů, jako je sklo, které se dosud v mikroelektronice málo využívalo. Důraz je kladen na přesné zpracování silikátových skel a sklokeramiky, jehož cílem je vyhnout se škodlivým procesním plynům. Tyto snahy nejsou pouze v kontextu mikroelektroniky, ale mají také dalekosáhlé důsledky pro udržitelnost digitálních technologií obecně. Digitální inovace mohou do roku 2030 ušetřit až 34 % emisí skleníkových plynů ( elektronikforschung.de ).

Výzvy ve výrobě čipů

Výzkumníci a inženýři čelí významným výzvám v procesu výroby mikročipů. Obzvláště riskantním krokem je leptání přes plátek; Aby senzory správně fungovaly, musí být konstrukce odříznuty. To vyžaduje, aby struktury byly schopny oscilovat, což představuje technické potíže. Použití agresivních metod leptání jako je proces leptání SF6 Bosch je často doplněno šetrnou technologií procesu leptání XeF2. Ten má tu výhodu, že je schopen zpracovávat citlivé struktury bez významného energetického vstupu ( tu-ilmenau.de ).

Předběžné testy v Centru pro mikro- a nanotechnologie vedly k přesunu procesu do Hahn-Schickard ve Schwarzwaldu. Poslední krok k dokončení mikročipu proběhl ve Skotsku u výrobce systému memsstar. Zákazník Endress+Hauser nakonec těžil z nového vývoje, který byl klasifikován jako vysoce rizikový projekt. Testování nově vyvinutých senzorů trvalo přibližně tři roky, přičemž šance na úspěch závisely na několika sekundách. Tyto snímače splňují specifické požadavky klienta a představují tak unikátní vývoj, protože srovnatelné magnetometry neexistují.

Udržitelnost v mikroelektronice

Naléhavost udržitelných řešení v mikroelektronice si uvědomují nejen výzkumní pracovníci v Ilmenau, ale také z širší perspektivy. Informační a komunikační technologie byly zodpovědné za 3,7 % celosvětových emisí skleníkových plynů v roce 2019. Studie zároveň ukazuje, že spotřeba energie v tomto odvětví vzrostla mezi lety 2015 a 2020 o 9 % ročně. Inovativní přístupy ke zlepšení komunikačních technologií a výkonové elektroniky jsou proto klíčové pro snížení energetických požadavků a zajištění udržitelnosti systémů ( elektronikforschung.de ).

Iniciativy, jako je kompetenční centrum GreenICT@FMD v Německu, podporují přenos výsledků výzkumu do ICT systémů šetrných k životnímu prostředí. V této souvislosti je také zdůrazňován vývoj metod zpracování dat, které šetří zdroje, jako zásadní pro budoucnost informačních a komunikačních technologií. A konečně, spojení mezi výzkumem a podnikáním je identifikováno jako klíč k inovativním, udržitelným řešením.

To vše podtrhuje důležitou roli zemí jako Německo a iniciativ v Evropě v kontextu technologické suverenity v rámci Zelených ICT. Jaká řešení přinese pokročilý výzkum mikroelektroniky na TU Ilmenau v dlouhodobém horizontu, se teprve uvidí. Nicméně již nyní je jasné, že zaměření na udržitelnost není přínosné pouze pro životní prostředí, ale má také potenciál transformovat průmysl jako celek.