Investigación para el futuro, transferencia de aplicaciones para el presente

Proceso de litografía en la sala limpia de 300 mm del Fraunhofer IPMS - Centro de Tecnologías Nanoelectrónicas (CNT). © Fraunhofer IPMS / Litografía en la sala limpia de 300 mm en el Fraunhofer IPMS - Centro de Tecnologías Nanoelectrónicas (CNT). © Fraunhofer IPMS

El trabajo en la sala limpia de 200 mm en el Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS / Investigación y Desarrollo en la sala limpia de 200 mm. © Fraunhofer IPMS

720p OLED-Mikrodisplay © Fraunhofer IPMS / Microdisplay OLED 720p. © Fraunhofer IPMS

Los avances en industria y tecnología exigen constantemente nuevas soluciones en la fabricación de microchips, tanto desde el punto de vista técnico, económico como ecológico. Con investigación pionera y un parque de instalaciones de última generación, el Instituto Fraunhofer para Sistemas Microópticos Fotónicos IPMS se ha establecido como un socio fuerte de la industria. La oferta de servicios abarca todos los pasos »de laboratorio a fábrica« – desde la asesoría hasta el desarrollo de procesos y la producción piloto.

Mientras que los sistemas y componentes deben cumplir con requisitos de rendimiento cada vez mayores, también es esencial que sean compatibles con otros procesos industriales y que cumplan con los estándares tecnológicos actuales. Una buena y rápida integración, la mayor variedad posible de aplicaciones y la eficiencia en costos son las variables clave. El IPMS de Fraunhofer trabaja en soluciones innovadoras en el ámbito de tecnologías de almacenamiento, sensores y actuadores, así como en sistemas MEMS, facilitando mediante su amplia oferta y la colaboración estrecha con productores de chips, fabricantes de equipos y proveedores, una transferencia rápida de resultados y tecnologías.

Nuevas arquitecturas de computación y almacenamiento innovador para la próxima generación de ordenadores

Cada día generamos una cantidad creciente de datos. Para gestionarlos, se requieren nuevas tecnologías que permitan un almacenamiento y procesamiento rápidos de esta información. Desde esta perspectiva, el IPMS de Fraunhofer investiga para la próxima generación de ordenadores. En proyectos con socios internacionales, como »QSolid«, »Qu-Pilot« o »QUASAR«, la institución trabaja en la fabricación de qubits y en la construcción de ordenadores cuánticos. El foco de la investigación está en la escalabilidad industrial de la electrónica, materiales optimizados, procesos y tecnologías de control en relación con su compatibilidad CMOS.

Para el procesamiento moderno de datos, las soluciones de almacenamiento no volátil (NVM) adquieren cada vez más importancia, ya que son más potentes, económicas y eficientes en energía. El IPMS de Fraunhofer cuenta con más de diez años de experiencia en el desarrollo de tecnologías MRAM, RRAM y ferroelectricas. Destacan especialmente los memorias ferroelectricas basadas en óxido de hafnio, que se integran sin problemas en tecnologías CMOS avanzadas y ofrecen un rendimiento significativamente mejor y menor costo. La llamada «Computación en memoria» también representa una tecnología especialmente eficiente en energía y potente. En ella, los datos se procesan directamente en el lugar donde se generan, es decir, en las matrices de memoria.

Los servicios de investigación del IPMS en este ámbito incluyen el desarrollo de diseños de sistemas, esquemas de circuitos y conceptos de integración, así como investigación de materiales y caracterización hasta el nivel de megabytes. La implementación de materiales en líneas de producción mediante wafers en ciclo permite una transferencia inmediata a nodos tecnológicos existentes.

MEMS, MOEMS y microdisplays orientados a aplicaciones en obleas de silicio de 200 mm

En dos salas limpias de última generación de 200 mm, el IPMS de Fraunhofer desarrolla tecnologías MEMS, MOEMS y microdisplays a lo largo de toda la cadena de valor: desde procesos individuales hasta módulos tecnológicos, pasando por la producción piloto y el apoyo en la transferencia tecnológica y licenciamiento. De esta forma, la institución cubre los niveles de madurez tecnológica del 3 al 7. Especialmente las startups, pymes y empresas sin propia fábrica se benefician de los bajos costos de inversión mediante la oferta de servicio completo. Para facilitar la entrada, especialmente para las medianas empresas, la institución también ofrece kits de evaluación para todos sus desarrollos, es decir, conjuntos listos para probar, con los cuales los clientes pueden testar las tecnologías del IPMS directamente en sus propias aplicaciones.

En las salas limpias de 200 mm, la institución también desarrolla componentes innovadores como sensores, actuadores o microdisplays. Estos últimos lograron recientemente una transparencia del 45%. Debido a su alta resolución y nivel tecnológico, los microdisplays son ideales para aplicaciones de realidad virtual, aumentada y mixta en producción industrial o tecnología médica.

Integración estrecha con la industria de semiconductores

Para acelerar la transición del laboratorio a la aplicación práctica, el IPMS de Fraunhofer ofrece una red sólida y una colaboración estrecha con la industria. Al mismo tiempo, se fomenta la competitividad tecnológica de Alemania. Recientemente, la institución celebró junto con BASF 10 años de colaboración en el campo de nuevos materiales. También GlobalFoundries ha sido un socio cercano en el desarrollo de procesos durante años, y con Bosch, el IPMS mantiene una larga asociación en el desarrollo de tecnologías MEMS, por ejemplo, en el desarrollo de microlauteros. Con Applied Materials, la institución opera un centro de metrología. En la Fab de evaluación en el Centro de Tecnologías Nanoelectrónicas (CNT), se pueden evaluar materiales, procesos y máquinas bajo condiciones industriales, siguiendo la norma ISO 9001 y a nivel de Ultra Large-Scale Integration (ULSI).

Además, se ofrecen servicios en obleas de 200 y 300 mm para clientes, fabricantes de chips y equipos, proveedores y otros socios de I+D. La oferta abarca desde deposición en capas atómicas, pulido químico-mecánico, metallización de obleas y limpieza de obleas, hasta metrología y nanopatterning.

La sostenibilidad adquiere cada vez más importancia

La microelectrónica sostenible está cada vez más en el centro de los desarrollos modernos para abordar los desafíos ecológicos del sector. Mediante el uso de materiales que ahorran recursos y procesos de fabricación energéticamente eficientes, se puede minimizar la huella de carbono. El IPMS de Fraunhofer participa en varios proyectos, como el centro de competencia »Green ICT @ FMD« de la Fábrica de Microelectrónica de Alemania. El objetivo principal es encontrar y evaluar materiales y procesos alternativos y más ecológicos, así como reducir significativamente el consumo de energía y materiales durante la fabricación. La meta es una microelectrónica sostenible que cumpla con los requisitos de sostenibilidad y que, al mismo tiempo, fortalezca la competitividad tecnológica.