Inovácie v mikroelektronike: Zamerajte sa na technológie šetrné k životnému prostrediu!

Inovácie v mikroelektronike: Zamerajte sa na technológie šetrné k životnému prostrediu!

Súčasný vývoj v mikroelektronike sa vyznačuje inovatívnymi prístupmi, ktoré integrujú technický pokrok a ekologickejšie výrobné procesy. Príkladom takejto priekopníckej úlohy je výskumná iniciatíva na Technickej univerzite v Ilmenau, ktorú vedú Dr. Ulrike Brokmann a Dr. Christoph Weigel stojí. Cieľom tejto iniciatívy je znížiť environmentálne škodlivé chemikálie v mikroelektronike, najmä procesné technológie obsahujúce fluór a poškodzujúce klímu. To otvára nové možnosti pre vývoj procesov reaktívneho iónového leptania, ktoré sú kľúčové pre výrobu mikročipov ( uni-heute.de ).

Ťažiskom tejto výskumnej práce je efektívne nakladanie so škodlivými emisiami a používanie alternatívnych materiálov, ako je sklo, ktoré sa doteraz v mikroelektronike málo využívalo. Dôraz je kladený na presné spracovanie silikátových skiel a sklokeramiky, ktorého cieľom je vyhnúť sa škodlivým procesným plynom. Tieto snahy nie sú len v kontexte mikroelektroniky, ale majú aj ďalekosiahle dôsledky pre udržateľnosť digitálnych technológií vo všeobecnosti. Digitálne inovácie môžu do roku 2030 ušetriť až 34 % emisií skleníkových plynov ( elektronikforschung.de ).

Výzvy vo výrobe čipov

Výskumníci a inžinieri čelia významným výzvam v procese výroby mikročipov. Zvlášť riskantným krokom je leptanie cez plátok; Aby snímače správne fungovali, musia byť konštrukcie odrezané. To si vyžaduje, aby boli štruktúry schopné oscilovať, čo predstavuje technické ťažkosti. Použitie agresívnych metód leptania ako je proces leptania SF6 Bosch je často doplnené o šetrnú technológiu procesu leptania XeF2. Ten má tú výhodu, že dokáže spracovať citlivé štruktúry bez výraznejšej spotreby energie ( tu-ilmenau.de ).

Predbežné testy v Centre pre mikro- a nanotechnológie viedli k presunu procesu do Hahn-Schickard v Čiernom lese. Posledný krok pri dokončení mikročipu sa uskutočnil v Škótsku u výrobcu systému memsstar. V konečnom dôsledku zákazník Endress+Hauser profitoval z nového vývoja, ktorý bol klasifikovaný ako vysoko rizikový projekt. Testovanie novo vyvinutých senzorov trvalo približne tri roky, pričom šanca na úspech závisí od niekoľkých sekúnd. Tieto snímače spĺňajú špecifické požiadavky klienta, a preto predstavujú unikátny vývoj, keďže porovnateľné magnetometre neexistujú.

Udržateľnosť v mikroelektronike

Naliehavosť udržateľných riešení v mikroelektronike uznávajú nielen výskumníci v Ilmenau, ale aj zo širšej perspektívy. Informačné a komunikačné technológie boli zodpovedné za 3,7 % celosvetových emisií skleníkových plynov v roku 2019. Štúdia zároveň ukazuje, že spotreba energie v tomto sektore vzrástla medzi rokmi 2015 a 2020 o 9 % ročne. Inovatívne prístupy k zlepšeniu komunikačných technológií a výkonovej elektroniky sú preto kľúčové pre zníženie energetických požiadaviek a zabezpečenie udržateľnosti systémov ( elektronikforschung.de ).

Iniciatívy, ako je kompetenčné centrum GreenICT@FMD v Nemecku, podporujú prenos výsledkov výskumu do IKT systémov šetrných k životnému prostrediu. V tejto súvislosti sa zdôrazňuje aj vývoj metód spracovania údajov, ktoré šetria zdroje, ako kľúčové pre budúcnosť informačných a komunikačných technológií. Napokon, spojenie medzi výskumom a podnikaním je identifikované ako kľúč k inovatívnym, udržateľným riešeniam.

To všetko podčiarkuje dôležitú úlohu krajín ako Nemecko a iniciatív v Európe v kontexte technologickej suverenity v rámci Zelených IKT. Uvidí sa, aké riešenia z dlhodobého hľadiska prinesie pokrokový výskum na TU Ilmenau v oblasti mikroelektroniky. Už teraz je však jasné, že zameranie sa na udržateľnosť nie je prospešné len pre životné prostredie, ale má aj potenciál transformovať odvetvie ako celok.