#INNOHubs : Fascination de la salle blanche au Fraunhofer IISB

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Kevin Ehrensberger a terminé sa formation de microtechnologue au Fraunhofer IISB en septembre 2021. Avec ses collègues Nadine Riek et Stefanie Schickedanz, l'ancien étudiant en nanotechnologie partage une passion commune : « Je voulais aussi travailler de mes mains, faire quelque chose en lien avec la réalité. » Le mot « aussi » est essentiel dans cette phrase. Pour exercer leur métier, les microtechnologues plongent à la fois théoriquement et pratiquement dans les micro- et nanostructures des circuits intégrés et composants semi-conducteurs. Stefanie Natzer, formatrice au Fraunhofer IISB, explique pourquoi ce métier si varié a autant d’avenir : « Les microtechnologues savent comment fabriquer ces petites merveilles et vivent pratiquement en temps réel les avancées technologiques. »

En tant que microtechnologue, on fait partie d’un club exclusif

Du téléphone portable aux systèmes de charge de batteries, en passant par les voitures, les avions et les satellites – la numérisation et l’Internet des objets stimulent le développement de composants et éléments toujours plus performants. La demande pour des composants de puissance à commutation efficace pour la conversion d’énergie électrique augmente également. Ici, l’Institut Fraunhofer IISB d’Erlangen concentre une de ses priorités. Par la recherche et le développement en électronique de puissance, technologie des semi-conducteurs et matériaux, il soutient des secteurs clés tels que la technologie énergétique, le photovoltaïque ou la mobilité électrique.

Six départements techniques existent au Fraunhofer IISB. Nadine fait partie des sept apprentis en microtechnologie actuellement en formation et apprend dans le laboratoire de technique de montage et de connexion AVT comment assembler des composants électroniques et monter des circuits imprimés. La publication en ligne pour le poste de formation a spontanément éveillé son intérêt. « Ce métier est encore jeune. On ne le recherche pas de façon ciblée. Nous sommes déjà un club assez exclusif », raconte Nadine. À peine 17 apprentis de toute la Bavière partagent sa classe en école professionnelle.

Grâce à sa passion pour la chimie, elle a rempli une grande partie du profil de compétences. Mais il faut aussi être à l’aise en maths, physique et anglais. Avant de commencer sa formation, Nadine ne savait pas vraiment à quoi s’attendre. « Je trouve génial que nous passions par tous les départements ici. En atelier, nous apprenons à fabriquer des pièces selon des dessins techniques, et en salle blanche, nous découvrons tout sur les processus de fabrication des circuits intégrés comme la lithographie, l’implantation d’ions, le séchage et le nettoyage, l’oxydation thermique ou la métallisation. »

Pas seulement propre, mais pur !

Le département des composants semi-conducteurs du Fraunhofer IISB se concentre sur plusieurs axes, notamment le développement de capteurs et de composants de puissance à base de silicium et de carbure de silicium. Ces derniers sont des composants de commutation utilisés pour contrôler des machines électriques, par exemple dans les véhicules électriques. Dans les salles blanches de haute technologie du Fraunhofer IISB, tout le spectre des processus de fabrication des composants peut être représenté. Des équipes pluridisciplinaires de scientifiques et d’ingénieurs développent ici des solutions globales pour des clients industriels, depuis la conception, les études de faisabilité et la fabrication de prototypes jusqu’au processus de production. « En tant que microtechnologue, je m’occupe de la mise en œuvre et du contrôle des processus de fabrication », explique Kevin.

Il travaille dans la photolithographie et passe une grande partie de son temps dans les salles blanches de l’institut sur le campus high-tech d’Erlangen, affilié à l’Université Friedrich-Alexander (FAU). La plus grande salle blanche est gérée conjointement par le Fraunhofer IISB et le département voisin des composants électroniques. Même de minuscules particules de poussière peuvent causer des défauts sur les composants, c’est pourquoi l’air y est constamment filtré et renouvelé. « Nous portons des combinaisons, des couvre-chefs, des gants et des masques faciaux pour éviter d’introduire des particules », poursuit Kevin. L’utilisation d’éclairages est également strictement réglementée. La lithographie est une étape clé dans la fabrication des circuits intégrés. Grâce à des processus d’exposition, des couches de photoresist structurées sont créées sur une plaquette de silicium. Pour éviter que le photoresist sensible à la lumière ne se développe de façon incontrôlée, seule une lumière jaune sans composante bleue doit éclairer l’espace de travail. « J’ai trouvé le laboratoire en cherchant une formation, c’était vraiment impressionnant, je voulais en savoir plus », raconte Nadine.

La véritable Silicon Valley se trouve dans la région métropolitaine de Nuremberg

On est convaincu que la vraie Silicon Valley se trouve en Franconie, dans la région métropolitaine de Nuremberg. Le laboratoire de recherche sur les semi-conducteurs de Siemens y a été installé en 1946 au château de Pretzfeld, servant de scène à une invention révolutionnaire qui a permis la fabrication de semi-conducteurs et marqué l’ère de la microélectronique. Au milieu des années 1950, la fabrication de silicium monocristallin de haute pureté y a été réalisée pour la première fois. De cette histoire est née, dans la région de Nuremberg, un réseau technologique et scientifique regroupant des entreprises et des centres de recherche spécialisés dans les circuits intégrés, l’électronique de puissance, la nanotechnologie et les semi-conducteurs. Aujourd’hui, les microtechnologues du Fraunhofer IISB participent activement à l’évolution des processus et matériaux pour des composants toujours plus petits et plus performants.

« Notre métier est très apprécié chez les jeunes femmes », raconte Stefanie Schickedanz, puis ajoute : « Nous sommes un peu nerds, dans le bon sens du terme. Nous voulons comprendre en profondeur les technologies avec lesquelles nous travaillons. Résoudre un problème simplement pour le problème, c’est une motivation qui anime beaucoup de personnes dans la technique et la science. » – Nadine complète : « En tant qu’apprentie, on nous demande souvent comment on résoudrait un problème ou on nous confie des tâches en équipe. On se sent prise au sérieux dès le début. »

Travailler avec un parc de machines unique en Europe

Stefanie a effectué sa formation dans l’industrie. Aujourd’hui, elle forme elle-même des microtechnologues dans le département de montage et de connexion. Elle n’a jamais regretté son passage dans ce centre de recherche renommé. « Je suis ici mise au défi sur le plan technique. Le travail est varié, et souvent, ce ne sont pas seulement mes compétences, mais aussi ma créativité qui sont sollicitées. Rédiger des programmes et des présentations, entretenir les équipements – tout y est. »

Le domaine d’activité de Stefanie concerne la microsystémique et englobe tous les processus de assemblage de micro-composants électroniques et non électroniques en un système fonctionnel. Dans le salle blanche AVT d’Erlangen, une flotte d’équipements est à disposition, unique en Europe, voire dans toute la région. Imprimantes à pochoirs, imprimantes à jet d’encre, presses pour le frittage et la soudure de métaux, machines à fil et à die, équipements pour la fabrication soustractive et additive, et bien d’autres encore permettent la fabrication de prototypes et de petites séries en production proche. « En tant que microtechnologues, nous savons précisément ce qui se passe dans nos équipements, c’est pourquoi nous participons souvent à des réunions avec les clients et pouvons apporter des retours importants sur la capacité et l’adéquation des processus », explique-t-elle. « Lors de la conception et de la planification de nouvelles machines pour des applications futures, il est également utile de nous faire intervenir dès le départ », ajoute Kevin.

Explorer les technologies d’avenir

En Europe, des capacités de fabrication pour la production de puces sont en train d’être mises en place. Autour de ces mégafabriques, comme dans la région de Nuremberg, se créent des clusters technologiques où des experts en semi-conducteurs, circuits intégrés et microsystèmes sont recherchés. La microtechnologie est essentielle pour presque toutes les technologies clés, et les spécialistes sont très demandés. Grâce à leur formation, Stefanie et Kevin ont acquis une base solide pour leur avenir professionnel et suivent déjà une formation complémentaire en tant qu’électrotechnicien(ne).

Et quelles innovations souhaitent-ils voir pour l’avenir ? Sur quoi faut-il continuer à rechercher ? Quelle est leur motivation professionnelle ? Stefanie : « Je trouve que les énergies durables sont fondamentales, et les stockages d’énergie, en particulier, sont extrêmement importants. » – Nadine : « Je veux travailler dans un métier varié et participer à des projets. » – Kevin : « J’aime le travail en recherche appliquée, où je peux contribuer activement au développement des technologies futures. »

#INNOHubs @Région métropolitaine de Nuremberg

La région métropolitaine de Nuremberg offre des conditions idéales pour exploiter pleinement ses opportunités professionnelles. Nos acteurs mondiaux et champions cachés y posent les bases, mais ce sont surtout nos scientifiques et nos forces de travail qui façonnent le paysage innovant de la région. Les #INNOHubs présentent un réseau complet de laboratoires, centres de compétences, ateliers et think tanks, ainsi que le travail technologique et scientifique qui y est mené. Au centre de tout, il y a surtout les personnes qui y travaillent, recherchent et innovent en équipe – car l’avenir se construit mieux ensemble.

De Baumüller à Siemens, les employés, apprentis ou étudiants donnent un aperçu de leur travail quotidien ou présentent l’équipement des laboratoires et ateliers, montrant comment et où l’on travaille dans la région métropolitaine de Nuremberg.