Fraunhofer IAF amplía las capacidades tecnológicas para innovaciones en chiplets en el marco de la línea piloto APECS

El Secretario de Estado Dr. Patrick Rapp (dcha.), Ministerio de Asuntos Económicos, Trabajo y Turismo, entrega a la dirección del instituto Fraunhofer IAF, la Dra. Patricie Merkert (izq.) y el Prof. Dr. Rüdiger Quay (centro), el cheque simbólico por la cantidad de financiación de 4,35 millones de euros. © Fraunhofer IAF / El Secretario de Estado Dr. Patrick Rapp, Ministerio de Asuntos Económicos, Trabajo y Turismo, entrega el cheque simbólico por la cantidad de 4,35 millones de euros a la dirección del instituto Fraunhofer IAF, la Dra. Patricie Merkert y el Prof. Dr. Rüdiger Quay. © Fraunhofer IAF

Después de la entrega del cheque, el Secretario de Estado Dr. Patrick Rapp conversa en el lugar sobre la línea piloto APECS y las actividades planificadas del Fraunhofer IAF. © Fraunhofer IAF / After handing over the cheque, State Secretary Dr. Patrick Rapp discusses the APECS pilot line and the planned activities of Fraunhofer IAF on site. © Fraunhofer IAF

Dentro de la línea piloto APECS, se está ampliando el área de tecnología de grabado en seco en la sala limpia del Fraunhofer IAF para obleas de 6''. © Fraunhofer IAF

Chiplets de sensores de presión post-CMOS con encapsulado a nivel de oblea antes de su separación. © Fraunhofer ISIT / Chiplets de sensores de presión post-CMOS con encapsulado a nivel de oblea antes de su corte. © Fraunhofer ISIT

El Fraunhofer IAF amplía sus capacidades tecnológicas en el campo de los semiconductores de unión III-V y contribuye de manera valiosa a la creación de la línea piloto APECS en el marco del EU Chips Act. El Ministerio de Economía, Trabajo y Turismo de Baden-Württemberg participa en la financiación con 4,35 millones de euros. El 16 de diciembre de 2024, el Secretario de Estado de Economía, Dr. Patrick Rapp, entregó simbólicamente un cheque por la cantidad de apoyo a la dirección del instituto. APECS permite ampliar la infraestructura de investigación y desarrollo en toda Europa durante los próximos 4,5 años. La financiación total significativa asciende a 730 millones de euros, proporcionados por Chips Joint Undertaking, el Ministerio Federal de Educación e Investigación (BMBF) y otras ayudas.

En el marco de la línea piloto »Empaquetado avanzado e integración heterogénea para componentes y sistemas electrónicos« (APECS), el Instituto Fraunhofer para la Física del Estado Sólido Aplicada IAF continúa ampliando su infraestructura de investigación en semiconductores en los próximos años. Recibe apoyo del Estado de Baden-Württemberg a través de una financiación nacional de 4,35 millones de euros. El 16 de diciembre de 2024, el Secretario de Estado de Economía, Dr. Patrick Rapp, del Ministerio de Economía, Trabajo y Turismo de Baden-Württemberg, visitó el Fraunhofer IAF y entregó simbólicamente un cheque por la cantidad de apoyo. Posteriormente, el Secretario de Estado de Economía se informó en el lugar sobre las medidas planificadas y la línea piloto APECS, que será coordinada en los próximos 4,5 años por la Sociedad Fraunhofer y será implementada por la Fábrica de Investigación en Microelectrónica de Alemania (FMD).

»La línea piloto APECS es de importancia estratégica para Baden-Württemberg, ya que se trata de participar en desarrollos altamente innovadores en el campo de las tecnologías de semiconductores y apoyar una rápida transferencia a nuestras empresas. Solo así podemos seguir demostrando nuestro papel como región líder en innovación en Europa«, afirmó el Dr. Patrick Rapp, Secretario de Estado del Ministerio de Economía, Trabajo y Turismo, durante la entrega del cheque simbólico.

Fortalecer la competitividad europea en el desarrollo y producción de semiconductores

»Como instituto de investigación, podemos contribuir a afrontar los enormes desafíos que Europa debe enfrentar actualmente. Nuestras innovaciones pueden ofrecer impulsos valiosos a la economía europea y contribuir a una mayor competitividad y resistencia en tiempos de crisis. APECS nos permite un desarrollo tecnológico dirigido, cuyos beneficios están disponibles para las pequeñas y medianas empresas en toda la UE y que también fortalecen de manera sostenible la ubicación de Baden-Württemberg. Agradecemos mucho al Ministerio de Economía de Baden-Württemberg por su generosa financiación«, explica la Dra. Patricie Merkert, quien comparte la dirección del instituto del Fraunhofer IAF junto con el Prof. Dr. Rüdiger Quay.

El Prof. Dr. Quay destaca: »Gracias a APECS, podemos dar varios pasos importantes hacia el futuro de una sola vez, mejorando significativamente la capacidad de nuestra infraestructura de investigación y abordando temas clave para el futuro. El desarrollo de nuestras capacidades en integración heterogénea abre el camino a muchas nuevas innovaciones. La escalabilidad de tecnologías fundamentales de nuestro instituto acerca aún más nuestros procesos a los estándares industriales. Esto beneficia tanto nuestro trabajo de desarrollo como la economía — en la región y en Europa.«

APECS: Tecnologías heterogéneas integradas para la economía europea

La línea piloto APECS es un componente importante del EU Chips Act para impulsar innovaciones en chiplets y aumentar las capacidades de investigación y fabricación de semiconductores en Europa. Los institutos que colaboran en la FMD trabajan estrechamente con otros socios europeos en la creación de la línea piloto, contribuyendo significativamente a fortalecer la resiliencia tecnológica de Europa y, por ende, a incrementar la competitividad global en la industria de semiconductores.

Tanto grandes empresas industriales como pequeñas y medianas empresas (PYME) y startups podrán acceder de manera sencilla a tecnologías de vanguardia gracias a la línea piloto, asegurando cadenas de valor de semiconductores seguras y resilientes. APECS cuenta con cofinanciación del Chips Joint Undertaking y de ayudas nacionales de Bélgica, Alemania, Finlandia, Francia, Grecia, Austria, Portugal y España en el marco de la iniciativa »Chips for Europe«. La financiación total para la línea piloto APECS asciende a 730 millones de euros durante 4,5 años.

La línea piloto APECS se centra en la transferencia industrial escalable de innovaciones desarrolladas en el campo de la integración heterogénea, especialmente en el uso de nuevas tecnologías chiplet, y conecta la investigación aplicada con la innovación. APECS va más allá de los métodos tradicionales de System-in-Package (SiP) y busca ofrecer sistemas heterogéneos robustos y confiables que aumenten considerablemente la capacidad de innovación de la industria europea de semiconductores.

Chiplets para aplicaciones de alta frecuencia y fabricación en obleas de 6 pulgadas

Como instituto colaborador en la FMD, el Fraunhofer IAF desarrolla en el marco de APECS chiplets innovadores basados en los sistemas de materiales semiconductores híbridos indio-gallio arsenuro (InGaAs-silicio) y nitruro de galio en carburo de silicio (GaN en SiC), así como interposers microbump. Estas tecnologías son especialmente adecuadas para aplicaciones de alta frecuencia debido a sus valores sobresalientes en parámetros clave como ruido, potencia de salida y eficiencia, y prometen innovaciones en metrología, comunicación, radar y sensores.

»Los chiplets ofrecen ventajas significativas en el desarrollo y fabricación de componentes electrónicos y ópticos de alto rendimiento, ya que permiten sistemas multifuncionales compactos y altamente eficientes. La combinación de diferentes funciones, como lógica de control y amplificadores en un mismo sustrato, mejora tanto el rendimiento como la eficiencia energética de un sistema. Estamos muy ilusionados de poder avanzar decisivamente en el desarrollo de nuestras tecnologías en el marco de APECS«, explica el Dr. Patrick Waltereit, jefe del departamento de tecnología en el Fraunhofer IAF.

Para garantizar una transferencia sencilla a la industria, el desarrollo y la fabricación de los chiplets y interposers se realizarán en el Fraunhofer IAF en obleas de 6 pulgadas. Por ello, en el laboratorio del instituto se adquirirán e instalarán nuevos equipos para epitaxia, tecnología de procesos y metrología. Además, se ajustarán los procesos existentes para la fabricación de chiplets e interposers.

Chiplets: integración de tecnologías individuales aumenta la funcionalidad y reduce costes

Las crecientes demandas de rendimiento y coste en componentes electrónicos hacen que los chips convencionales alcancen cada vez más sus límites tecnológicos. La fabricación de circuitos integrados complejos, necesarios para funciones completas, genera costes elevados, ya que los defectos individuales afectan de manera extrema la rentabilidad de una oblea. Además, las incompatibilidades químicas y mecánicas entre diferentes materiales y estructuras de capas limitan la implementación de distintas tecnologías en una misma oblea.

Una solución innovadora para aumentar de forma eficiente la funcionalidad del sistema consiste en la conexión eléctrica u óptica de pequeños componentes individuales (llamados chiplets) en un sustrato común (interposer). Gracias a la aproximación de chiplets, cada tecnología puede pasar por los procesos de epitaxia y fabricación más adecuados para ella, formando posteriormente, mediante integración de bajo pérdida, un sistema altamente funcional, flexible y eficiente en tamaño de chip. Esta modularización también aumenta la escalabilidad, simplifica el diseño del chip y acorta el tiempo de comercialización de innovaciones.

Financiación

APECS cuenta con cofinanciación del Chips Joint Undertaking y de las agencias de financiación nacionales de Bélgica, Alemania, Finlandia, Francia, Grecia, Austria, Portugal y España en el marco de la iniciativa Chips for Europe.