Innovatsioon mikroelektroonikas: keskenduge keskkonnasõbralikele tehnoloogiatele!

Innovatsioon mikroelektroonikas: keskenduge keskkonnasõbralikele tehnoloogiatele!

Praeguseid mikroelektroonika arenguid iseloomustavad uuenduslikud lähenemisviisid, mis ühendavad nii tehnilisi edusamme kui ka keskkonnasõbralikumaid tootmisprotsesse. Sellise teerajaja rolli näide on Ilmenau tehnikaülikooli teadusalgatus, mida juhib dr Ulrike Brokmann ja dr Christoph Weigel seisab. Selle algatuse eesmärk on vähendada keskkonnale kahjulikke kemikaale mikroelektroonikas, eriti fluori sisaldavates ja kliimat kahjustavates protsessitehnoloogiates. See avab uued võimalused reaktiivsete ioonide söövitamise protsesside arendamiseks, mis on mikrokiipide tootmiseks üliolulised ( uni-heute.de ).

Käesoleva uurimistöö fookuses on kahjulike emissioonide efektiivne käitlemine ning seni mikroelektroonikas vähe kasutatud alternatiivsete materjalide, näiteks klaasi kasutamine. Fookuses on silikaatklaaside ja klaaskeraamika täpne töötlemine, mille eesmärk on vältida kahjulikke protsessigaase. Need jõupingutused ei puuduta ainult mikroelektroonikat, vaid neil on ka kaugeleulatuv mõju digitaaltehnoloogia jätkusuutlikkusele üldiselt. Digitaalsed uuendused võivad 2030. aastaks säästa kuni 34% kasvuhoonegaaside heitkogustest ( elektronikforschung.de ).

Väljakutsed kiibi tootmisel

Teadlased ja insenerid seisavad silmitsi mikrokiipide tootmisprotsessis oluliste väljakutsetega. Eriti riskantne samm on vahvli läbi söövitamine; Konstruktsioonid tuleb lahti lõigata, et andurid korralikult töötaksid. See eeldab, et konstruktsioonid on võimelised võnkuma, mis tekitab tehnilisi raskusi. Agressiivsete söövitusmeetodite, nagu SF6 Boschi söövitusprotsess, kasutamist täiendab sageli XeF2 söövitusprotsessi õrn tehnoloogia. Viimase eeliseks on see, et see suudab töödelda tundlikke struktuure ilma olulise energiasisendita ( tu-ilmanau.de ).

Mikro- ja nanotehnoloogiate keskuses tehtud esialgsed testid viisid protsessi ülekandmiseni Schwarzwaldi Hahn-Schickardile. Viimane samm mikrokiibi valmimisel toimus Šotimaal süsteemitootja memsstar juures. Lõppkokkuvõttes sai klient Endress+Hauser kasu uuest arendusest, mis liigitati kõrge riskiga projektiks. Äsja väljatöötatud andurite testimine kestis umbes kolm aastat, eduvõimalused sõltuvad mõnest sekundist. Need andurid vastavad kliendi erinõuetele ja kujutavad endast seega ainulaadset edasiarendust, kuna võrreldavaid magnetomeetreid pole olemas.

Jätkusuutlikkus mikroelektroonikas

Jätkusuutlike lahenduste kiireloomulisust mikroelektroonikas ei tunnista mitte ainult Ilmenau teadlased, vaid ka laiemalt. Info- ja sidetehnoloogia põhjustas 2019. aastal 3,7% ülemaailmsetest kasvuhoonegaaside heitkogustest. Samas näitab uuring, et aastatel 2015–2020 suurenes energiatarbimine selles sektoris 9% aastas. Seetõttu on kommunikatsioonitehnoloogia ja jõuelektroonika täiustamise uuenduslikud lähenemisviisid energiavajaduse vähendamiseks ja süsteemide jätkusuutlikkuse tagamiseks üliolulised ( elektronikforschung.de ).

Sellised algatused nagu GreenICT@FMD kompetentsikeskus Saksamaal edendavad uurimistulemuste ülekandmist keskkonnasõbralikesse IKT-süsteemidesse. Selles kontekstis rõhutatakse ka info- ja kommunikatsioonitehnoloogia tuleviku keskse tähtsusega ressursse säästvate andmetöötlusmeetodite arendamist. Lõpuks peetakse uuenduslike ja jätkusuutlike lahenduste võtmeks teadusuuringute ja ettevõtluse vahelist seost.

Kõik see rõhutab selliste riikide nagu Saksamaa ja Euroopa algatuste olulist rolli rohelise IKT tehnoloogilise suveräänsuse kontekstis. Saab näha, milliseid lahendusi TLÜ Ilmenau mikroelektroonika arenenud teadustöö pikas perspektiivis toob. Sellegipoolest on juba selge, et säästlikkusele keskendumine ei ole kasulik mitte ainult keskkonnale, vaid sellel on ka potentsiaal muuta tööstust tervikuna.