Investigación pionera en semiconductores en 200/300 mm en el corazón de Silicon Saxony y Europa

Salas limpias de 300 mm del Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS / Sala limpia de 300 mm en Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Sala limpia de 300 mm del Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer FEP / Sala limpia de 300 mm en Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer FEP

Kit de evaluación para escáneres MEMS cuasiestáticos. © Fraunhofer IPMS / Kit de evaluación para clientes de escáneres MEMS cuasiestáticos. © Fraunhofer IPMS

Los desarrollos modernos en electrónica requieren tecnologías y procesos de fabricación de vanguardia, que representan un desafío financiero para muchas empresas. En pleno Silicon Saxony, el Instituto Fraunhofer para Sistemas Microópticos Fotónicos IPMS ofrece tanto a grandes fabricantes de chips como a pequeñas empresas acceso a los últimos resultados de investigación y tecnologías en obleas de silicio de 200 y 300 mm. La oferta de servicios abarca desde la asesoría hasta el desarrollo de procesos y la producción piloto en serie. Además, el concepto de GreenICT — es decir, sostenibilidad — desempeña un papel cada vez más importante.

Innovador, pequeño, rápido y preciso. Y además, con un toque de eficiencia energética. Estas son las ingredientes deseados para muchas tecnologías avanzadas y componentes miniaturizados. Para seguir impulsando el rápido avance tecnológico, el Instituto Fraunhofer IPMS también ofrece a las pequeñas empresas acceso a su cartera de investigación, tecnologías y equipos de última generación, así como a las salas limpias de 200 mm y 300 mm.

Tecnologías MEMS y componentes en obleas de 200 mm

En el Fraunhofer IPMS, se realiza el desarrollo tecnológico y la gestión de tecnologías MEMS a lo largo de toda la cadena de valor: desde procesos individuales hasta módulos tecnológicos completos, así como la supervisión tecnológica de los equipos en la sala limpia. Tras un desarrollo exitoso, el instituto ofrece producción piloto o apoyo en la transferencia tecnológica. De este modo, el Fraunhofer IPMS abarca los niveles de madurez tecnológica (TRL) de tres a ocho. Especialmente las startups, pymes y empresas sin propia fábrica pueden beneficiarse de bajos costos de inversión.

En el área de sensores y actuadores, el Fraunhofer IPMS desarrolla, por ejemplo, sensores ultrasónicos capacitivos. Estos se ofrecen como plataforma para realizar ajustes específicos rápidamente. Esto también proporciona a las empresas medianas un acceso económico a la alta tecnología.

Otra aspecto importante para los clientes: una forma sencilla y económica de probar los últimos desarrollos en su aplicación. Para ello, el Fraunhofer IPMS ofrece kits de evaluación. Con estos conjuntos listos para usar, los clientes pueden incorporar inmediatamente la tecnología de microrreductores en su desarrollo de productos, ya que la electrónica de control adecuada para cumplir con las especificaciones ya está incluida en el paquete. Se eliminan desarrollos propios costosos.

Desarrollo de procesos y productos para semiconductores de 300 mm en nanoelectrónica

Con el Centro de Tecnologías Nanoelectrónicas (CNT), el Fraunhofer IPMS realiza investigación aplicada en obleas de 300 mm para fabricantes de chips, proveedores, fabricantes de equipos y socios de I+D.

Se ofrecen una variedad de desarrollos tecnológicos y servicios de soporte en el campo de la integración a gran escala (ULSI). Entre estos se incluyen desarrollos de procesos individuales en áreas como deposición en capas atómicas, pulido químico-mecánico, metallización de obleas, limpieza de obleas, metrología o nanopatrón. También es posible evaluar y optimizar productos químicos y consumibles para las tecnologías CMOS más avanzadas, así como calificar equipos en la sala limpia del CNT. La principal área de actividades de I+D se centra en el front-end, con énfasis en la integración de funcionalidades en niveles de enrutamiento (módulo BEoL). Esto incluye principalmente memorias no volátiles, condensadores o varactores. Junto con el Fraunhofer IZM-ASSID (especializado en heterointegración y empaquetado a nivel de oblea), se consolidan competencias en el Centro CEASAX (Centro para CMOS Avanzado y Heterointegración en Sajonia), donde se establecen líneas de investigación en computación neuromórfica, tecnologías criogénicas y cuánticas, así como empaquetado avanzado.

Para ampliar las capacidades, se ha creado un centro tecnológico para metrología de semiconductores y análisis de procesos en colaboración con la empresa Applied Materials. En el Fraunhofer IPMS, se han instalado equipos de metrología eBeam de última generación de Applied Materials. La medición precisa es fundamental en la fabricación de microchips para el control de calidad, validación de propiedades físicas y eléctricas, y garantizar el rendimiento esperado.

Green ICT — Tecnologías de la Información y Comunicación sostenibles

El aumento de la digitalización presenta oportunidades y desafíos para la protección del medio ambiente. La gestión inteligente de dispositivos ahorra energía, pero la difusión creciente también incrementa el consumo energético. La microelectrónica necesita nuevos enfoques para minimizar el impacto ambiental tanto en la fabricación como en el diseño. El Fraunhofer IPMS trabaja en estrecha colaboración con la Fábrica de Microelectrónica de Alemania (FMD) en el centro de competencia Green ICT, para impulsar activamente la reducción del consumo de recursos. Esto incluye, por un lado, sistemas de sensores inteligentes de borde a nube (sensores sin batería y aceleradores neuromórficos de IA), y por otro, tecnologías de comunicación (Li-Fi y Ethernet TSN), así como una producción electrónica optimizada en recursos tanto en obleas de 200 mm como de 300 mm. Esto último implica optimizar el consumo de materiales, reemplazar materiales críticos en procesos húmedos y litografía, y mejorar la eficiencia energética y reducir las emisiones.

Los últimos resultados de investigación en la »Semicon Europa»

Del 16 al 19 de noviembre, el Fraunhofer IPMS presentará sus últimos resultados y tecnologías en la feria »Semicon Europa» en Múnich. Los visitantes tendrán la oportunidad de contactar con los investigadores en el stand conjunto #B1-221/33a de Silicon Saxony. Las citas pueden concertarse previamente a través de la página web del Fraunhofer IPMS. En el marco de la Fábrica de Microelectrónica de Alemania (FMD), también estarán presentes otros tres miembros de la FMD: el Fraunhofer ENAS, el Fraunhofer IZM-ASSID y el Instituto Leibniz para Electrónica Innovadora (IHP).