Innovación en microelectrónica: ¡Céntrese en tecnologías respetuosas con el medio ambiente!

Innovación en microelectrónica: ¡Céntrese en tecnologías respetuosas con el medio ambiente!

Los avances actuales en microelectrónica se caracterizan por enfoques innovadores que integran tanto avances técnicos como procesos de fabricación más respetuosos con el medio ambiente. Un ejemplo de este papel pionero es la iniciativa de investigación de la Universidad Técnica de Ilmenau, dirigida por la Dra. Ulrike Brokmann y el Dr. Christoph Weigel. El objetivo de esta iniciativa es reducir las sustancias químicas nocivas para el medio ambiente en la microelectrónica, especialmente las tecnologías de proceso que contienen flúor y que dañan el clima. Esto abre nuevas vías para el desarrollo de procesos de grabado con iones reactivos, que son cruciales para la producción de microchips ( uni-heute.de ).

El objetivo de este trabajo de investigación es la gestión eficaz de las emisiones nocivas y el uso de materiales alternativos, como el vidrio, hasta ahora poco utilizados en microelectrónica. La atención se centra en el procesamiento preciso de vidrios de silicato y vitrocerámicas, con el objetivo de evitar gases de proceso nocivos. Estos esfuerzos no se dan sólo en el contexto de la microelectrónica, sino que también tienen implicaciones de gran alcance para la sostenibilidad de las tecnologías digitales en general. Las innovaciones digitales pueden ahorrar hasta un 34% de las emisiones de gases de efecto invernadero para 2030 ( elektronikforschung.de ).

Desafíos en la producción de chips

Los investigadores e ingenieros se enfrentan a importantes desafíos en el proceso de producción de microchips. Un paso particularmente arriesgado es grabar a través de la oblea; Las estructuras deben cortarse para que los sensores funcionen correctamente. Esto requiere que las estructuras puedan oscilar, lo que presenta dificultades técnicas. El uso de métodos de grabado agresivos, como el proceso de grabado SF6 de Bosch, a menudo se complementa con la suave tecnología del proceso de grabado XeF2. Este último tiene la ventaja de poder procesar estructuras sensibles sin un aporte significativo de energía ( tu-ilmenau.de ).

Las pruebas preliminares en el Centro de Micro y Nanotecnologías llevaron a una transferencia del proceso a Hahn-Schickard, en la Selva Negra. El último paso para completar el microchip se llevó a cabo en Escocia, en el fabricante del sistema memsstar. Al final, el cliente Endress+Hauser se benefició de un nuevo desarrollo que fue clasificado como proyecto de alto riesgo. Las pruebas de los nuevos sensores duraron alrededor de tres años y las posibilidades de éxito dependían de unos pocos segundos. Estos sensores cumplen con los requisitos específicos del cliente y, por lo tanto, representan un desarrollo único, ya que no existen magnetómetros comparables.

Sostenibilidad en microelectrónica

La urgencia de encontrar soluciones sostenibles en microelectrónica no sólo la reconocen los investigadores de Ilmenau, sino también desde una perspectiva más amplia. Las tecnologías de la información y las comunicaciones fueron responsables del 3,7 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero en 2019. Al mismo tiempo, un estudio muestra que el consumo de energía en este sector aumentó un 9 % anual entre 2015 y 2020. Por lo tanto, los enfoques innovadores para mejorar las tecnologías de la comunicación y la electrónica de potencia son cruciales para reducir las necesidades de energía y garantizar la sostenibilidad de los sistemas ( elektronikforschung.de ).

Iniciativas como el centro de competencia GreenICT@FMD en Alemania promueven la transferencia de los resultados de la investigación a sistemas TIC respetuosos con el medio ambiente. En este contexto, también se destaca que el desarrollo de métodos de procesamiento de datos que ahorren recursos es fundamental para el futuro de las tecnologías de la información y la comunicación. Finalmente, la conexión entre investigación y empresa se identifica como la clave para soluciones innovadoras y sostenibles.

Todo esto subraya el importante papel de países como Alemania y las iniciativas en Europa en el contexto de la soberanía tecnológica dentro de las TIC Verdes. Queda por ver qué soluciones producirá a largo plazo la investigación avanzada en microelectrónica de la TU Ilmenau. Sin embargo, ya está claro que centrarse en la sostenibilidad no sólo es beneficioso para el medio ambiente, sino que también tiene el potencial de transformar la industria en su conjunto.