Καινοτομία στη μικροηλεκτρονική: Εστίαση σε φιλικές προς το περιβάλλον τεχνολογίες!

Καινοτομία στη μικροηλεκτρονική: Εστίαση σε φιλικές προς το περιβάλλον τεχνολογίες!

Οι τρέχουσες εξελίξεις στη μικροηλεκτρονική χαρακτηρίζονται από καινοτόμες προσεγγίσεις που ενσωματώνουν τόσο τις τεχνικές εξελίξεις όσο και τις πιο φιλικές προς το περιβάλλον διαδικασίες παραγωγής. Ένα παράδειγμα τέτοιου πρωτοποριακού ρόλου είναι η ερευνητική πρωτοβουλία στο Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Ilmenau, της οποίας ηγείται η Δρ. Ulrike Brokmann και ο Δρ. Christoph Weigel είναι όρθιος. Στόχος αυτής της πρωτοβουλίας είναι η μείωση των επιβλαβών για το περιβάλλον χημικών στη μικροηλεκτρονική, ιδιαίτερα των τεχνολογιών διαδικασιών που περιέχουν φθόριο και βλάπτουν το κλίμα. Αυτό ανοίγει νέους δρόμους για την ανάπτυξη διεργασιών χάραξης αντιδραστικών ιόντων, οι οποίες είναι ζωτικής σημασίας για την παραγωγή μικροτσίπ ( uni-heute.de ).

Το επίκεντρο αυτής της ερευνητικής εργασίας είναι ο αποτελεσματικός χειρισμός των επιβλαβών εκπομπών και η χρήση εναλλακτικών υλικών, όπως το γυαλί, που μέχρι στιγμής έχουν χρησιμοποιηθεί ελάχιστα στη μικροηλεκτρονική. Η εστίαση είναι στην ακριβή επεξεργασία των πυριτικών γυαλιών και των υαλοκεραμικών, η οποία στοχεύει στην αποφυγή επιβλαβών αερίων διεργασίας. Αυτές οι προσπάθειες δεν εντάσσονται μόνο στο πλαίσιο της μικροηλεκτρονικής, αλλά έχουν επίσης εκτεταμένες επιπτώσεις στη βιωσιμότητα των ψηφιακών τεχνολογιών γενικότερα. Οι ψηφιακές καινοτομίες μπορούν να εξοικονομήσουν έως και 34% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου έως το 2030 ( elektronikforschung.de ).

Προκλήσεις στην παραγωγή τσιπ

Ερευνητές και μηχανικοί αντιμετωπίζουν σημαντικές προκλήσεις στη διαδικασία παραγωγής μικροτσίπ. Ένα ιδιαίτερα επικίνδυνο βήμα είναι η χάραξη στη γκοφρέτα. Οι κατασκευές πρέπει να κοπούν ελεύθερες έτσι ώστε οι αισθητήρες να λειτουργούν σωστά. Αυτό απαιτεί οι δομές να μπορούν να ταλαντώνονται, γεγονός που παρουσιάζει τεχνικές δυσκολίες. Η χρήση επιθετικών μεθόδων χάραξης, όπως η διαδικασία χάραξης SF6 Bosch, συχνά συμπληρώνεται από την ήπια τεχνολογία της διαδικασίας χάραξης XeF2. Το τελευταίο έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να επεξεργάζεται ευαίσθητες κατασκευές χωρίς σημαντική εισροή ενέργειας ( tu-ilmenau.de ).

Οι προκαταρκτικές δοκιμές στο Κέντρο Μικρο-και Νανοτεχνολογιών οδήγησαν σε μεταφορά διαδικασίας στον Χαν-Σίκαρντ στο Μέλανα Δρυμό. Το τελευταίο βήμα για την ολοκλήρωση του μικροτσίπ πραγματοποιήθηκε στη Σκωτία στον κατασκευαστή του συστήματος memsstar. Τελικά, ο πελάτης Endress+Hauser επωφελήθηκε από μια νέα εξέλιξη που ταξινομήθηκε ως έργο υψηλού κινδύνου. Η δοκιμή των αισθητήρων που αναπτύχθηκαν πρόσφατα διήρκεσε περίπου τρία χρόνια, με τις πιθανότητες επιτυχίας να εξαρτώνται από μερικά δευτερόλεπτα. Αυτοί οι αισθητήρες πληρούν τις συγκεκριμένες απαιτήσεις του πελάτη και ως εκ τούτου αντιπροσωπεύουν μια μοναδική εξέλιξη, καθώς δεν υπάρχουν συγκρίσιμα μαγνητόμετρα.

Αειφορία στη μικροηλεκτρονική

Ο επείγων χαρακτήρας των βιώσιμων λύσεων στη μικροηλεκτρονική δεν αναγνωρίζεται μόνο από τους ερευνητές στο Ilmenau, αλλά και από μια ευρύτερη προοπτική. Η τεχνολογία των πληροφοριών και των επικοινωνιών ήταν υπεύθυνη για το 3,7% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου το 2019. Ταυτόχρονα, μια μελέτη δείχνει ότι η κατανάλωση ενέργειας σε αυτόν τον τομέα αυξήθηκε κατά 9% ετησίως μεταξύ 2015 και 2020. Οι καινοτόμες προσεγγίσεις για τη βελτίωση της τεχνολογίας των επικοινωνιών και των ηλεκτρονικών ισχύος είναι επομένως ζωτικής σημασίας προκειμένου να μειωθούν οι ενεργειακές απαιτήσεις και να διασφαλιστεί η βιωσιμότητα των συστημάτων. elektronikforschung.de ).

Πρωτοβουλίες όπως το κέντρο ικανοτήτων GreenICT@FMD στη Γερμανία προωθούν τη μεταφορά των ερευνητικών αποτελεσμάτων σε φιλικά προς το περιβάλλον συστήματα ΤΠΕ. Στο πλαίσιο αυτό, η ανάπτυξη μεθόδων επεξεργασίας δεδομένων που εξοικονομούν πόρους τονίζεται επίσης ως κεντρικής σημασίας για το μέλλον των τεχνολογιών πληροφοριών και επικοινωνιών. Τέλος, η σύνδεση μεταξύ έρευνας και επιχείρησης προσδιορίζεται ως το κλειδί για καινοτόμες, βιώσιμες λύσεις.

Όλα αυτά υπογραμμίζουν τον σημαντικό ρόλο χωρών όπως η Γερμανία και οι πρωτοβουλίες στην Ευρώπη στο πλαίσιο της τεχνολογικής κυριαρχίας στο πλαίσιο των Πράσινων ΤΠΕ. Μένει να δούμε τι λύσεις θα παράγει μακροπρόθεσμα η προηγμένη έρευνα στο TU Ilmenau στη μικροηλεκτρονική. Ωστόσο, είναι ήδη σαφές ότι η εστίαση στη βιωσιμότητα δεν είναι μόνο ωφέλιμη για το περιβάλλον, αλλά έχει επίσης τη δυνατότητα να μεταμορφώσει τη βιομηχανία στο σύνολό της.