Innovazione nella microelettronica: focus sulle tecnologie rispettose dell'ambiente!

Innovazione nella microelettronica: focus sulle tecnologie rispettose dell'ambiente!

Gli attuali sviluppi nel campo della microelettronica sono caratterizzati da approcci innovativi che integrano sia i progressi tecnici sia processi di produzione più rispettosi dell’ambiente. Un esempio di tale ruolo pionieristico è l'iniziativa di ricerca presso l'Università Tecnica di Ilmenau, guidata dalla Dott.ssa Ulrike Brokmann e dal Dott. Christoph Weigel. Lo scopo di questa iniziativa è ridurre le sostanze chimiche dannose per l’ambiente nella microelettronica, in particolare nelle tecnologie di processo contenenti fluoro e dannose per il clima. Ciò apre nuove strade per lo sviluppo di processi di attacco con ioni reattivi, che sono cruciali per la produzione di microchip ( uni-heute.de ).

Il focus di questo lavoro di ricerca è la gestione efficace delle emissioni nocive e l'uso di materiali alternativi, come il vetro, che finora sono stati poco utilizzati nella microelettronica. L'attenzione si concentra sulla lavorazione precisa dei vetri ai silicati e delle vetroceramiche, che mira ad evitare gas di processo dannosi. Questi sforzi non riguardano solo il contesto della microelettronica, ma hanno anche implicazioni di vasta portata per la sostenibilità delle tecnologie digitali in generale. Le innovazioni digitali possono far risparmiare fino al 34% delle emissioni di gas serra entro il 2030 ( elektronikforschung.de ).

Sfide nella produzione di chip

Ricercatori e ingegneri devono affrontare sfide significative nel processo di produzione dei microchip. Un passaggio particolarmente rischioso è l'incisione del wafer; Le strutture devono essere liberate affinché i sensori funzionino correttamente. Ciò richiede che le strutture possano oscillare, il che presenta difficoltà tecniche. L'uso di metodi di incisione aggressivi come il processo di incisione SF6 Bosch è spesso integrato dalla tecnologia delicata del processo di incisione XeF2. Quest'ultimo ha il vantaggio di poter processare strutture sensibili senza un significativo apporto di energia ( tu-ilmenau.de ).

I test preliminari presso il Centro per le micro e nanotecnologie hanno portato al trasferimento del processo a Hahn-Schickard nella Foresta Nera. La fase finale del completamento del microchip è avvenuta in Scozia presso il produttore del sistema memsstar. Alla fine, il cliente Endress+Hauser ha beneficiato di un nuovo sviluppo classificato come progetto ad alto rischio. Il test dei sensori appena sviluppati ha richiesto circa tre anni, con possibilità di successo che dipendevano da pochi secondi. Questi sensori soddisfano le esigenze specifiche del cliente e rappresentano quindi uno sviluppo unico, poiché non esistono magnetometri comparabili.

Sostenibilità nella microelettronica

L'urgenza di soluzioni sostenibili nel campo della microelettronica non è riconosciuta solo dai ricercatori di Ilmenau, ma anche da una prospettiva più ampia. Nel 2019 la tecnologia dell’informazione e della comunicazione è stata responsabile del 3,7% delle emissioni globali di gas serra. Allo stesso tempo, uno studio mostra che il consumo di energia in questo settore è aumentato del 9% all’anno tra il 2015 e il 2020. Approcci innovativi per migliorare la tecnologia della comunicazione e l’elettronica di potenza sono quindi cruciali per ridurre il fabbisogno energetico e garantire la sostenibilità dei sistemi ( elektronikforschung.de ).

Iniziative come il centro di competenza GreenICT@FMD in Germania promuovono il trasferimento dei risultati della ricerca a sistemi ICT rispettosi dell'ambiente. In questo contesto viene sottolineato anche lo sviluppo di metodi di elaborazione dei dati che consentano di risparmiare risorse, in quanto centrale per il futuro delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione. Infine, il collegamento tra ricerca e impresa viene individuato come la chiave per soluzioni innovative e sostenibili.

Tutto ciò sottolinea l’importante ruolo di paesi come la Germania e le iniziative in Europa nel contesto della sovranità tecnologica all’interno della Green ICT. Resta da vedere quali soluzioni porterà a lungo termine la ricerca avanzata della TU Ilmenau nel campo della microelettronica. Tuttavia, è già chiaro che l’attenzione alla sostenibilità non è solo vantaggiosa per l’ambiente, ma ha anche il potenziale per trasformare l’industria nel suo insieme.