Innovation inom mikroelektronik: Fokus på miljövänlig teknik!

Innovation inom mikroelektronik: Fokus på miljövänlig teknik!

Den nuvarande utvecklingen inom mikroelektronik kännetecknas av innovativa tillvägagångssätt som integrerar både tekniska framsteg och mer miljövänliga tillverkningsprocesser. Ett exempel på en sådan pionjärroll är forskningsinitiativet vid tekniska universitetet i Ilmenau, som leds av Dr. Ulrike Brokmann och Dr. Christoph Weigel står. Syftet med detta initiativ är att minska miljöskadliga kemikalier i mikroelektronik, särskilt fluorhaltiga och klimatskadliga processteknologier. Detta öppnar nya vägar för utveckling av reaktiva jonetsningsprocesser, som är avgörande för mikrochipsproduktion ( uni-heute.de ).

Fokus för detta forskningsarbete är effektiv hantering av skadliga utsläpp och användning av alternativa material, som glas, som hittills använts lite i mikroelektronik. Fokus ligger på den exakta bearbetningen av silikatglas och glaskeramik, som syftar till att undvika skadliga processgaser. Dessa ansträngningar är inte bara i samband med mikroelektronik, utan har också långtgående konsekvenser för hållbarheten hos digital teknik i allmänhet. Digitala innovationer kan spara upp till 34 % av växthusgasutsläppen till 2030 ( elektronikforschung.de ).

Utmaningar inom flisproduktion

Forskare och ingenjörer står inför betydande utmaningar i produktionsprocessen av mikrochips. Ett särskilt riskabelt steg är att etsa igenom skivan; Strukturer måste skäras fria så att sensorerna fungerar korrekt. Detta kräver att strukturerna kan svänga, vilket ger tekniska svårigheter. Användningen av aggressiva etsningsmetoder som SF6 Bosch etsningsprocessen kompletteras ofta av den skonsamma tekniken i XeF2-etsningsprocessen. Det senare har fördelen av att kunna bearbeta känsliga strukturer utan betydande energitillförsel ( tu-ilmenau.de ).

Preliminära tester vid Centrum för mikro- och nanoteknik ledde till en processöverföring till Hahn-Schickard i Schwarzwald. Det sista steget i att färdigställa mikrochippet ägde rum i Skottland hos systemtillverkaren memsstar. I slutändan gynnades kunden Endress+Hauser av en ny utveckling som klassades som ett högriskprojekt. Att testa de nyutvecklade sensorerna tog cirka tre år, med chanserna till framgång beroende på några sekunder. Dessa sensorer uppfyller kundens specifika krav och representerar därför en unik utveckling, då jämförbara magnetometrar inte finns.

Hållbarhet inom mikroelektronik

Brådskan med hållbara lösningar inom mikroelektronik erkänns inte bara av forskarna i Ilmenau, utan också ur ett bredare perspektiv. Informations- och kommunikationsteknik stod för 3,7 % av de globala utsläppen av växthusgaser 2019. Samtidigt visar en studie att energiförbrukningen i denna sektor ökade med 9 % per år mellan 2015 och 2020. Innovativa tillvägagångssätt för att förbättra kommunikationsteknik och kraftelektronik är därför avgörande för att minska energibehoven och säkerställa systemens hållbarhet ( elektronikforschung.de ).

Initiativ som kompetenscentret GreenICT@FMD i Tyskland främjar överföringen av forskningsresultat till miljövänliga IKT-system. I detta sammanhang framhålls också utvecklingen av resursbesparande databehandlingsmetoder som central för framtidens informations- och kommunikationsteknik. Slutligen identifieras kopplingen mellan forskning och näringsliv som nyckeln till innovativa, hållbara lösningar.

Allt detta understryker den viktiga roll som länder som Tyskland och initiativen i Europa spelar i samband med teknisk suveränitet inom Green ICT. Det återstår att se vilka lösningar den avancerade forskningen vid TU Ilmenau inom mikroelektronik kommer att ge på lång sikt. Ändå är det redan klart att fokus på hållbarhet inte bara är fördelaktigt för miljön, utan också har potential att förändra branschen som helhet.