Innováció a mikroelektronikában: Fókuszban a környezetbarát technológiák!

Innováció a mikroelektronikában: Fókuszban a környezetbarát technológiák!

A mikroelektronika jelenlegi fejlesztéseit olyan innovatív megközelítések jellemzik, amelyek a műszaki fejlődést és a környezetbarátabb gyártási folyamatokat egyaránt integrálják. Ilyen úttörő szerepre példa az Ilmenaui Műszaki Egyetem kutatási kezdeményezése, amelyet Dr. Ulrike Brokmann és Dr. Christoph Weigel vezet. A kezdeményezés célja a környezetre káros vegyszerek csökkentése a mikroelektronikában, különös tekintettel a fluortartalmú és klímakárosító folyamattechnológiákra. Ez új utakat nyit meg a reaktív ionmaratási eljárások fejlesztése előtt, amelyek kulcsfontosságúak a mikrochipek előállításához ( uni-heute.de ).

Jelen kutatómunka fókuszában a káros kibocsátások hatékony kezelése, valamint a mikroelektronikában eddig kevéssé alkalmazott alternatív anyagok, például üveg alkalmazása áll. A hangsúly a szilikátüvegek és üvegkerámiák precíz megmunkálásán van, melynek célja a káros folyamatgázok elkerülése. Ezek az erőfeszítések nem csak a mikroelektronika kontextusában érvényesülnek, hanem általában véve is messzemenő kihatással vannak a digitális technológiák fenntarthatóságára. A digitális innovációk 2030-ra az üvegházhatású gázok kibocsátásának akár 34%-át is megtakaríthatják. elektronikforschung.de ).

Kihívások a chipgyártásban

A kutatók és mérnökök jelentős kihívásokkal néznek szembe a mikrochipek gyártási folyamata során. Különösen kockázatos lépés az ostya átmarása; A szerkezeteket szabadon kell vágni, hogy az érzékelők megfelelően működjenek. Ez megköveteli, hogy a szerkezetek oszcillálni tudjanak, ami technikai nehézségeket jelent. Az agresszív maratási módszerek, például az SF6 Bosch maratási eljárás alkalmazását gyakran kiegészíti a XeF2 maratási eljárás kíméletes technológiája. Ez utóbbinak megvan az az előnye, hogy jelentős energiafelhasználás nélkül képes érzékeny szerkezeteket feldolgozni ( tu-ilmanau.de ).

A Mikro- és Nanotechnológiai Központban végzett előzetes tesztek a folyamatot a Fekete-erdőben található Hahn-Schickardhoz vezették. A mikrochip elkészítésének utolsó lépése Skóciában, a rendszergyártó memsstarnál történt. Végül az Endress+Hauser ügyfél profitált egy új fejlesztésből, amelyet magas kockázatú projektnek minősítettek. Az új fejlesztésű érzékelők tesztelése körülbelül három évig tartott, a siker esélye néhány másodperctől függ. Ezek az érzékelők megfelelnek az ügyfél speciális igényeinek, ezért egyedülálló fejlesztést képviselnek, mivel ehhez hasonló magnetométerek nem léteznek.

Fenntarthatóság a mikroelektronikában

A fenntartható megoldások sürgősségét a mikroelektronikában nemcsak Ilmenau kutatói ismerik fel, hanem szélesebb perspektívából is. Az információs és kommunikációs technológia 2019-ben a globális üvegházhatású gázok kibocsátásának 3,7%-áért volt felelős. Ugyanakkor egy tanulmány azt mutatja, hogy az ágazat energiafogyasztása 2015 és 2020 között évente 9%-kal nőtt. A kommunikációs technológia és a teljesítményelektronika fejlesztésének innovatív megközelítései ezért kulcsfontosságúak az energiaszükséglet csökkentése és a rendszerek fenntarthatóságának biztosítása érdekében ( elektronikforschung.de ).

Az olyan kezdeményezések, mint a németországi GreenICT@FMD kompetenciaközpont, elősegítik a kutatási eredmények környezetbarát IKT-rendszerekbe való átadását. Ebben az összefüggésben az erőforrás-takarékos adatfeldolgozási módszerek fejlesztése is hangsúlyos szerepet kap az információs és kommunikációs technológiák jövője szempontjából. Végül a kutatás és az üzlet közötti kapcsolat az innovatív, fenntartható megoldások kulcsa.

Mindez kiemeli az olyan országok, mint Németország és az európai kezdeményezések fontos szerepét a zöld IKT-n belüli technológiai szuverenitás összefüggésében. Továbbra is várni kell, hogy a TU Ilmenau mikroelektronikai kutatása milyen megoldásokat hoz hosszú távon. Mindazonáltal már most világos, hogy a fenntarthatóságra való összpontosítás nemcsak a környezet szempontjából előnyös, hanem az iparág egészének átalakítására is képes.