Innovasjon innen mikroelektronikk: Fokus på miljøvennlige teknologier!

Innovasjon innen mikroelektronikk: Fokus på miljøvennlige teknologier!

Den nåværende utviklingen innen mikroelektronikk er preget av innovative tilnærminger som integrerer både tekniske fremskritt og mer miljøvennlige produksjonsprosesser. Et eksempel på en slik pionerrolle er forskningsinitiativet ved det tekniske universitetet i Ilmenau, som ledes av Dr. Ulrike Brokmann og Dr. Christoph Weigel stiller. Målet med dette initiativet er å redusere miljøskadelige kjemikalier i mikroelektronikk, spesielt fluorholdige og klimaskadelige prosessteknologier. Dette åpner nye veier for utvikling av reaktive ioneetseprosesser, som er avgjørende for produksjon av mikrobrikker ( uni-heute.de ).

Fokus for dette forskningsarbeidet er effektiv håndtering av skadelige utslipp og bruk av alternative materialer, som glass, som så langt har vært lite brukt i mikroelektronikk. Fokus er på presis bearbeiding av silikatglass og glasskeramikk, som har som mål å unngå skadelige prosessgasser. Denne innsatsen er ikke bare i sammenheng med mikroelektronikk, men har også vidtrekkende implikasjoner for bærekraften til digitale teknologier generelt. Digitale innovasjoner kan spare opptil 34 % av klimagassutslippene innen 2030 ( elektronikforschung.de ).

Utfordringer i brikkeproduksjon

Forskere og ingeniører står overfor betydelige utfordringer i produksjonsprosessen av mikrobrikker. Et spesielt risikabelt trinn er å etse gjennom oblaten; Strukturer må skjæres fri slik at sensorer fungerer som de skal. Dette krever at konstruksjonene kan svinge, noe som gir tekniske vanskeligheter. Bruken av aggressive etsemetoder som SF6 Bosch-etseprosessen kompletteres ofte av den skånsomme teknologien til XeF2-etseprosessen. Sistnevnte har fordelen av å kunne behandle sensitive strukturer uten betydelig energitilførsel ( tu-ilmenau.de ).

Foreløpige tester ved Senter for mikro- og nanoteknologi førte til en prosessoverføring til Hahn-Schickard i Schwarzwald. Det siste trinnet i å fullføre mikrobrikken fant sted i Skottland hos systemprodusenten memsstar. Til syvende og sist fikk kunden Endress+Hauser fordel av en ny utvikling som ble klassifisert som et høyrisikoprosjekt. Testing av de nyutviklede sensorene tok rundt tre år, med sjansene for suksess avhengig av noen få sekunder. Disse sensorene oppfyller kundens spesifikke krav og representerer derfor en unik utvikling, da sammenlignbare magnetometre ikke finnes.

Bærekraft i mikroelektronikk

Det haster med bærekraftige løsninger innen mikroelektronikk er ikke bare anerkjent av forskerne i Ilmenau, men også fra et bredere perspektiv. Informasjons- og kommunikasjonsteknologi var ansvarlig for 3,7 % av globale klimagassutslipp i 2019. Samtidig viser en studie at energiforbruket i denne sektoren økte med 9 % per år mellom 2015 og 2020. Innovative tilnærminger for å forbedre kommunikasjonsteknologi og kraftelektronikk er derfor avgjørende for å redusere energibehovet og sikre systemenes bærekraft ( elektronikforschung.de ).

Initiativer som GreenICT@FMD kompetansesenter i Tyskland fremmer overføring av forskningsresultater til miljøvennlige IKT-systemer. I denne sammenhengen fremheves også utvikling av ressursbesparende databehandlingsmetoder som sentral for fremtidens informasjons- og kommunikasjonsteknologi. Til slutt identifiseres sammenhengen mellom forskning og næringsliv som nøkkelen til innovative, bærekraftige løsninger.

Alt dette understreker den viktige rollen til land som Tyskland og initiativene i Europa i sammenheng med teknologisk suverenitet innenfor Grønn IKT. Det gjenstår å se hvilke løsninger den avanserte forskningen ved TU Ilmenau innen mikroelektronikk vil gi på lang sikt. Likevel er det allerede klart at fokus på bærekraft ikke bare er gunstig for miljøet, men også har potensial til å transformere industrien som helhet.