Inovacije v mikroelektroniki: Osredotočite se na okolju prijazne tehnologije!

Inovacije v mikroelektroniki: Osredotočite se na okolju prijazne tehnologije!

Za trenutni razvoj v mikroelektroniki so značilni inovativni pristopi, ki združujejo tako tehnični napredek kot okolju prijaznejše proizvodne procese. Primer takšne pionirske vloge je raziskovalna pobuda na Tehnični univerzi Ilmenau, ki jo vodi dr. Ulrike Brokmann in dr. Christoph Weigel. Cilj te pobude je zmanjšati okolju škodljive kemikalije v mikroelektroniki, zlasti procesnih tehnologijah, ki vsebujejo fluor in so podnebju škodljive. To odpira nove poti za razvoj procesov reaktivnega ionskega jedkanja, ki so ključni za proizvodnjo mikročipov ( uni-heute.de ).

Težišče tega raziskovalnega dela je učinkovito ravnanje s škodljivimi emisijami in uporaba alternativnih materialov, kot je steklo, ki so bili doslej malo uporabljeni v mikroelektroniki. Poudarek je na natančni obdelavi silikatnega stekla in steklokeramike, s katero želimo preprečiti škodljive procesne pline. Ta prizadevanja niso samo v kontekstu mikroelektronike, ampak imajo tudi daljnosežne posledice za trajnost digitalnih tehnologij na splošno. Digitalne inovacije lahko do leta 2030 prihranijo do 34 % emisij toplogrednih plinov ( elektronikforschung.de ).

Izzivi pri proizvodnji čipov

Raziskovalci in inženirji se soočajo s pomembnimi izzivi v proizvodnem procesu mikročipov. Posebej tvegan korak je jedkanje skozi rezino; Strukture morajo biti prosto odrezane, da senzorji delujejo pravilno. To zahteva, da strukture lahko nihajo, kar predstavlja tehnične težave. Uporaba agresivnih metod jedkanja, kot je Boschev postopek jedkanja SF6, je pogosto dopolnjena z nežno tehnologijo postopka jedkanja XeF2. Prednost slednjega je, da lahko obdeluje občutljive strukture brez znatnega vnosa energije ( tu-ilmenau.de ).

Preliminarni testi v Centru za mikro- in nanotehnologije so pripeljali do prenosa procesa v Hahn-Schickard v Schwarzwaldu. Zadnji korak pri dokončanju mikročipa je potekal na Škotskem pri proizvajalcu sistema Memsstar. Končno je stranka Endress+Hauser imela koristi od novega razvoja, ki je bil razvrščen kot projekt z visokim tveganjem. Testiranje na novo razvitih senzorjev je trajalo približno tri leta, možnosti za uspeh pa so bile odvisne od nekaj sekund. Ti senzorji izpolnjujejo specifične zahteve naročnika in zato predstavljajo edinstven razvoj, saj primerljivi magnetometri ne obstajajo.

Trajnost v mikroelektroniki

Nujnosti trajnostnih rešitev v mikroelektroniki ne priznavajo le raziskovalci v Ilmenauu, ampak tudi s širšega vidika. Informacijska in komunikacijska tehnologija je bila leta 2019 odgovorna za 3,7 % svetovnih emisij toplogrednih plinov. Hkrati študija kaže, da se je poraba energije v tem sektorju med letoma 2015 in 2020 povečala za 9 % na leto. Inovativni pristopi k izboljšanju komunikacijske tehnologije in močnostne elektronike so zato ključni za zmanjšanje potreb po energiji in zagotavljanje trajnosti sistemov ( elektronikforschung.de ).

Pobude, kot je kompetenčni center GreenICT@FMD v Nemčiji, spodbujajo prenos rezultatov raziskav v okolju prijazne sisteme IKT. V tem kontekstu je razvoj metod obdelave podatkov, ki varčujejo z viri, poudarjen tudi kot osrednji del prihodnosti informacijskih in komunikacijskih tehnologij. Nazadnje je povezava med raziskavami in podjetji opredeljena kot ključ do inovativnih, trajnostnih rešitev.

Vse to poudarja pomembno vlogo držav, kot je Nemčija, in pobud v Evropi v kontekstu tehnološke suverenosti znotraj zelene IKT. Še vedno je treba videti, kakšne rešitve bodo dolgoročno prinesle napredne raziskave mikroelektronike na TU Ilmenau. Kljub temu je že jasno, da osredotočenost na trajnost ni le koristna za okolje, ampak ima tudi potencial za preobrazbo industrije kot celote.