Innovation inden for mikroelektronik: Fokus på miljøvenlige teknologier!

Innovation inden for mikroelektronik: Fokus på miljøvenlige teknologier!

Den nuværende udvikling inden for mikroelektronik er kendetegnet ved innovative tilgange, der integrerer både tekniske fremskridt og mere miljøvenlige fremstillingsprocesser. Et eksempel på en sådan pionerrolle er forskningsinitiativet på det tekniske universitet i Ilmenau, som ledes af Dr. Ulrike Brokmann og Dr. Christoph Weigel står. Målet med dette initiativ er at reducere miljøskadelige kemikalier i mikroelektronik, især fluorholdige og klimabelastende procesteknologier. Dette åbner nye veje for udvikling af reaktive ionætsningsprocesser, som er afgørende for mikrochipproduktion ( uni-heute.de ).

Fokus for dette forskningsarbejde er effektiv håndtering af skadelige emissioner og brug af alternative materialer, såsom glas, som hidtil har været meget lidt brugt i mikroelektronik. Fokus er på den præcise forarbejdning af silikatglas og glaskeramik, som har til formål at undgå skadelige procesgasser. Disse bestræbelser er ikke kun i forbindelse med mikroelektronik, men har også vidtrækkende konsekvenser for bæredygtigheden af ​​digitale teknologier generelt. Digitale innovationer kan spare op til 34 % af drivhusgasemissionerne i 2030 ( elektronikforschung.de ).

Udfordringer i spånproduktion

Forskere og ingeniører står over for betydelige udfordringer i produktionsprocessen af ​​mikrochips. Et særligt risikabelt trin er at ætse gennem waferen; Strukturer skal skæres fri, så sensorer fungerer korrekt. Dette kræver, at strukturerne kan svinge, hvilket giver tekniske vanskeligheder. Brugen af ​​aggressive ætningsmetoder såsom SF6 Bosch ætseprocessen suppleres ofte af den skånsomme teknologi fra XeF2 ætseprocessen. Sidstnævnte har den fordel, at det er i stand til at behandle følsomme strukturer uden væsentlig energitilførsel ( tu-ilmenau.de ).

Indledende test på Center for Mikro- og Nanoteknologi førte til en procesoverførsel til Hahn-Schickard i Schwarzwald. Det sidste trin i færdiggørelsen af ​​mikrochippen fandt sted i Skotland hos systemproducenten memsstar. I sidste ende nød kunden Endress+Hauser godt af en ny udvikling, der blev klassificeret som et højrisikoprojekt. Test af de nyudviklede sensorer tog omkring tre år, med chancerne for succes afhængige af et par sekunder. Disse sensorer opfylder kundens specifikke krav og repræsenterer derfor en unik udvikling, da sammenlignelige magnetometre ikke findes.

Bæredygtighed i mikroelektronik

Det haster med bæredygtige løsninger inden for mikroelektronik er ikke kun anerkendt af forskerne i Ilmenau, men også fra et bredere perspektiv. Informations- og kommunikationsteknologi stod for 3,7 % af de globale drivhusgasemissioner i 2019. Samtidig viser en undersøgelse, at energiforbruget i denne sektor steg med 9 % om året mellem 2015 og 2020. Innovative tilgange til forbedring af kommunikationsteknologi og kraftelektronik er derfor afgørende for at reducere energibehovet og sikre systemernes bæredygtighed ( elektronikforschung.de ).

Initiativer som GreenICT@FMD kompetencecenter i Tyskland fremmer overførslen af ​​forskningsresultater til miljøvenlige ikt-systemer. I den sammenhæng fremhæves også udviklingen af ​​ressourcebesparende databehandlingsmetoder som central for fremtidens informations- og kommunikationsteknologier. Endelig identificeres forbindelsen mellem forskning og forretning som nøglen til innovative, bæredygtige løsninger.

Alt dette understreger lande som Tysklands vigtige rolle og initiativerne i Europa i forbindelse med teknologisk suverænitet inden for den grønne IKT. Det mangler at se, hvilke løsninger den avancerede forskning på TU Ilmenau i mikroelektronik vil give på længere sigt. Ikke desto mindre er det allerede klart, at et fokus på bæredygtighed ikke kun er gavnligt for miljøet, men også har potentialet til at transformere industrien som helhed.