Innovatie in micro-elektronica: focus op milieuvriendelijke technologieën!

Innovatie in micro-elektronica: focus op milieuvriendelijke technologieën!

De huidige ontwikkelingen in de micro-elektronica worden gekenmerkt door innovatieve benaderingen die zowel technische vooruitgang als milieuvriendelijkere productieprocessen integreren. Een voorbeeld van zo'n voortrekkersrol is het onderzoeksinitiatief aan de Technische Universiteit van Ilmenau, dat onder leiding staat van Dr. Ulrike Brokmann en Dr. Christoph Weigel. Het doel van dit initiatief is het terugdringen van voor het milieu schadelijke chemicaliën in de micro-elektronica, met name fluorhoudende en klimaatschadelijke procestechnologieën. Dit opent nieuwe wegen voor de ontwikkeling van reactieve ionenetsprocessen, die cruciaal zijn voor de productie van microchips. uni-heute.de ).

De focus van dit onderzoekswerk ligt op het effectief omgaan met schadelijke emissies en het gebruik van alternatieve materialen, zoals glas, die tot nu toe weinig zijn gebruikt in de micro-elektronica. De focus ligt op de nauwkeurige verwerking van silicaatglazen en glaskeramiek, waarbij schadelijke procesgassen worden vermeden. Deze inspanningen vinden niet alleen plaats in de context van de micro-elektronica, maar hebben ook verstrekkende gevolgen voor de duurzaamheid van digitale technologieën in het algemeen. Digitale innovaties kunnen tegen 2030 tot 34% van de uitstoot van broeikasgassen besparen ( elektronikforschung.de ).

Uitdagingen bij de chipproductie

Onderzoekers en ingenieurs worden geconfronteerd met grote uitdagingen in het productieproces van microchips. Een bijzonder riskante stap is het etsen van de wafer; Constructies moeten worden losgesneden zodat sensoren correct kunnen functioneren. Dit vereist dat de constructies kunnen oscilleren, wat technische problemen met zich meebrengt. Het gebruik van agressieve etsmethoden zoals het SF6 Bosch-etsproces wordt vaak aangevuld met de zachte technologie van het XeF2-etsproces. Dit laatste heeft het voordeel dat het gevoelige structuren kan verwerken zonder noemenswaardige energie-input ( tu-ilmenau.de ).

Voorafgaande tests bij het Centrum voor Micro- en Nanotechnologieën leidden tot een procesoverdracht naar Hahn-Schickard in het Zwarte Woud. De laatste stap bij het voltooien van de microchip vond plaats in Schotland bij systeemfabrikant memsstar. Uiteindelijk profiteerde de klant Endress+Hauser van een nieuwe ontwikkeling die werd geclassificeerd als een project met een hoog risico. Het testen van de nieuw ontwikkelde sensoren duurde ongeveer drie jaar, waarbij de kans op succes afhankelijk was van enkele seconden. Deze sensoren voldoen aan de specifieke eisen van de klant en vormen daarmee een unieke ontwikkeling, aangezien vergelijkbare magnetometers niet bestaan.

Duurzaamheid in micro-elektronica

De urgentie van duurzame oplossingen in de micro-elektronica wordt niet alleen erkend door de onderzoekers in Ilmenau, maar ook vanuit een breder perspectief. Informatie- en communicatietechnologie was verantwoordelijk voor 3,7% van de mondiale uitstoot van broeikasgassen in 2019. Tegelijkertijd blijkt uit een onderzoek dat het energieverbruik in deze sector tussen 2015 en 2020 met 9% per jaar is gestegen. Innovatieve benaderingen voor het verbeteren van communicatietechnologie en vermogenselektronica zijn daarom van cruciaal belang om de energiebehoefte te verminderen en de duurzaamheid van de systemen te garanderen ( elektronikforschung.de ).

Initiatieven zoals het GreenICT@FMD-competentiecentrum in Duitsland bevorderen de overdracht van onderzoeksresultaten naar milieuvriendelijke ICT-systemen. In deze context wordt ook benadrukt dat de ontwikkeling van hulpbronnenbesparende gegevensverwerkingsmethoden van cruciaal belang is voor de toekomst van informatie- en communicatietechnologieën. Ten slotte wordt de verbinding tussen onderzoek en bedrijfsleven geïdentificeerd als de sleutel tot innovatieve, duurzame oplossingen.

Dit alles onderstreept de belangrijke rol van landen als Duitsland en de initiatieven in Europa in het kader van technologische soevereiniteit binnen de Groene ICT. Het valt nog te bezien welke oplossingen het geavanceerde onderzoek aan de TU Ilmenau op het gebied van micro-elektronica op de lange termijn zal opleveren. Niettemin is het al duidelijk dat een focus op duurzaamheid niet alleen gunstig is voor het milieu, maar ook het potentieel heeft om de industrie als geheel te transformeren.