Tecnología de semiconductores para todos

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

El Fraunhofer IPMS desarrolla tecnologías de 200 mm. © Fraunhofer IPMS / Fraunhofer IPMS desarrolla tecnologías de 200 mm. © Fraunhofer IPMS

Espejo escáner MEMS del Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS / Espejos escáner MEMS del Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Electrónica innovadora requiere tecnologías y procesos de fabricación de vanguardia. Para muchos pymes, una inversión casi inabordable. Sin embargo, gracias al Instituto Fraunhofer para Microsistemas Fotónicos IPMS, los últimos resultados de investigación y tecnologías en obleas de 200 y 300 mm también son accesibles para empresas más pequeñas. La oferta va desde la asesoría hasta el desarrollo de procesos y la fabricación de series piloto.

El grado de automatización y la eficiencia en la industria han aumentado significativamente con la Industria 4.0 y el Internet de las Cosas. Cada vez son necesarios más sensores, actuadores, controladores y sistemas de aprendizaje automático. La demanda de tecnologías compactas, energéticamente eficientes y avanzadas, así como de componentes miniaturizados con funciones innovadoras, está en auge. Sin embargo, el desarrollo de muchas de estas tecnologías implica costos elevados y el uso de una sala limpia. Con su portafolio de investigación en salas limpias de 200 mm, el Fraunhofer IPMS ofrece especialmente a las empresas más pequeñas un acceso sencillo a estas tecnologías de alta tecnología y a parques de instalaciones.

Tecnologías MEMS y componentes en obleas de 200 mm

Los clientes del Fraunhofer IPMS pueden acceder a un servicio completo para el desarrollo de sistemas microelectromecánicos (MEMS) y microóptico-electromecánicos (MOEMS) en obleas de 200 mm.

En el área de sensores y actuadores, por ejemplo, se pueden desarrollar y fabricar moduladores de luz de superficie (SLM) y sensores ultrasónicos capacitivos (CMUT) mediante tecnología de capas de sacrificio dentro de la micromecánica superficial. Además, el instituto ofrece espejos de alta precisión en micromecánica volumétrica y el innovador principio de accionamiento Nano-E-Drive, que se emplea en diversas aplicaciones. Estos actuadores desarrollados por el Fraunhofer IPMS se basan en estructuras de silicio grabadas profundamente con relaciones de aspecto elevadas (hasta 1:40 mediante proceso Bosch). Ofrecen una alta eficiencia energética en un espacio reducido.

El desarrollo tecnológico y el soporte de las tecnologías MEMS, desde procesos individuales hasta módulos tecnológicos completos y la gestión de procesos en las instalaciones de la sala limpia, están garantizados por más de 100 ingenieros, operadores y técnicos. Tras el desarrollo exitoso, el instituto ofrece fabricación piloto o apoyo en la transferencia tecnológica. De este modo, el Fraunhofer IPMS cubre los niveles de madurez tecnológica (TRL) del 3 al 8.

Especialmente las startups, pymes y empresas sin propia fábrica pueden beneficiarse de bajos costos de inversión.

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

No solo se desarrollan tecnologías de 200 mm en el Fraunhofer IPMS. El instituto de investigación opera con el Centro de Tecnologías Nanoelectrónicas (CNT) investigación aplicada en obleas de 300 mm para productores de microchips, proveedores, fabricantes de equipos y socios de I+D.

Se ofrecen una variedad de desarrollos tecnológicos y servicios a nivel de integración a ultra gran escala (ULSI). Estos incluyen deposición de capas atómicas, pulido químico-mecánico, metallización de obleas, limpieza de obleas, metrología o nanopatterning. El enfoque de las actividades de I+D se centra en la parte frontal, con énfasis en la integración de funcionalidades en niveles de cableado (módulo BEoL). La colaboración con el también dedicado a 300 mm, Fraunhofer IZM-ASSID (enfoque en heterointegración y empaquetado a nivel de obleja) ha dado lugar recientemente a un centro conjunto con una sala limpia de 4000 m². Los enfoques principales incluyen trabajos en computación neuromórfica, computación cuántica y unión híbrida.

Computación neuromórfica

La velocidad, capacidad, miniaturización y eficiencia energética son cada vez más importantes para habilitar aplicaciones en Big Data e inteligencia artificial (IA). Una solución prometedora en este ámbito es la llamada computación neuromórfica. Los chips neuromórficos imitan el cerebro humano y contienen neuronas artificiales y sinapsis altamente interconectadas. La mayor potencia de cálculo de estos chips se logra principalmente porque, al igual que las neuronas y sinapsis en el cerebro humano, almacenan y procesan información simultáneamente (computación en memoria).

El Fraunhofer IPMS desarrolla principalmente tecnologías innovadoras y soluciones de hardware con alta eficiencia energética para el procesamiento directo de datos en el lugar, sin transferencia a la nube (Edge Computing), utilizando el enfoque de computación en memoria. Para diferentes generaciones de hardware neuromórfico, investiga arquitecturas de cruzamiento (Crossbar) basadas en memorias no volátiles (por ejemplo, transistores de efecto campo ferroeléctricos).