Recherche innovante en semi-conducteurs sur 200/300 mm au cœur de Silicon Saxony et de l'Europe

Chambre blanche de 300 mm du Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS / Chambre blanche de 300 mm au Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Salle blanche de 300 mm du Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer FEP / Salle blanche de 300 mm au Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer FEP

Kit d'évaluation pour scanner MEMS quasi-statique. © Fraunhofer IPMS / Kit d'évaluation client pour scanners MEMS quasi-statiques. © Fraunhofer IPMS

Les développements modernes en électronique exigent des technologies et procédés de fabrication de pointe, qui représentent un défi financier pour de nombreuses entreprises. Au cœur du Silicon Saxony, l'institut Fraunhofer pour les microsystèmes photonique IPMS offre aux grands fabricants de puces ainsi qu'aux petites entreprises l'accès aux dernières recherches et technologies sur des wafers en silicium de 200 et 300 mm. L'offre de services va du conseil au développement de processus, jusqu'à la fabrication pilote en série. La durabilité, ou GreenICT, joue également un rôle de plus en plus important.

Innovant, petit, rapide et précis. Et avec une touche d'efficacité énergétique. Telles sont les ingrédients souhaités pour de nombreuses technologies avancées et composants miniaturisés. Afin de continuer à faire progresser la rapidité du progrès technologique, l'institut Fraunhofer IPMS offre également aux petites entreprises l'accès à son portefeuille de recherche, à des technologies et équipements de pointe ainsi qu'aux salles blanches de 200 mm et 300 mm.

Technologies MEMS et composants sur wafers de 200 mm

Au Fraunhofer IPMS, le développement technologique et l'accompagnement des technologies MEMS couvrent toute la chaîne de valeur : des processus individuels aux modules technologiques, jusqu'à la technologie complète, ainsi que l'assistance technico-processuelle des équipements en salle blanche. Après un développement réussi, l'institut propose une fabrication pilote ou un soutien au transfert technologique. Ainsi, le Fraunhofer IPMS couvre les niveaux de maturité technologique (TRL) de trois à huit. Les start-ups, PME et entreprises sans propre fonderie peuvent ainsi bénéficier de faibles coûts d'investissement.

Dans le domaine de la capteur et de l'actionneur, le Fraunhofer IPMS développe par exemple des capteurs ultrasonores capacitifs. Ceux-ci sont proposés comme plateforme pour permettre des ajustements rapides selon les besoins du client. Cela offre également aux PME un accès abordable à la haute technologie.

Un autre aspect important pour les clients : une méthode simple et économique pour tester les dernières innovations dans leur application. À cette fin, le Fraunhofer IPMS propose des kits d’évaluation. Grâce à ces ensembles prêts à l’emploi, les clients peuvent intégrer immédiatement la technologie de microscan dans leur développement de produit, la carte de contrôle adaptée étant déjà incluse dans la livraison. Plus besoin de développer une solution en interne, ce qui réduit considérablement les coûts.

Développement de procédés et de produits pour la nanoélectronique sur wafers de 300 mm

Avec le Centre Nanoelectronic Technologies (CNT), le Fraunhofer IPMS mène des recherches appliquées sur des wafers de 300 mm pour les fabricants de puces, fournisseurs, fabricants d’équipements et partenaires en R&D.

Une large gamme de développements technologiques et de services de support dans le domaine de l’intégration à très grande échelle (ULSI) est proposée. Cela inclut notamment le développement de processus individuels dans les domaines de la déposition atomique, du polissage chimico-mécanique, de la métallisation des wafers, du nettoyage des wafers, de la métrologie ou du nanolithage. L’évaluation et l’optimisation des produits chimiques et matériaux consommables pour les technologies CMOS de pointe, ainsi que la qualification des équipements, sont également possibles en salle blanche au sein du CNT. La majorité des activités de R&D se concentrent sur le front-end, avec un accent sur l’intégration de fonctionnalités dans les couches de câblage (module BEoL). Cela inclut notamment diverses mémoires non volatiles, condensateurs ou varacteurs. En collaboration avec le Fraunhofer IZM-ASSID (spécialisé dans l’intégration hétérogène et le packaging à l’échelle wafer), le centre CEASAX (Centre pour la CMOS avancée et l’intégration hétérogène de Saxe) rassemble des compétences et définit des axes de recherche dans les domaines du calcul neuromorphique, de la cryogénie, de la technologie quantique et du packaging avancé.

Pour élargir ses capacités, un centre technologique pour la métrologie des semi-conducteurs et l’analyse des processus a été créé en partenariat avec la société Applied Materials. Au Fraunhofer IPMS, des équipements de métrologie eBeam ultra modernes d’Applied Materials ont été installés. La précision de la mesure est essentielle dans la fabrication de microprocesseurs pour assurer la surveillance de la qualité, valider les propriétés physiques et électriques, et garantir le rendement souhaité.

Green ICT – Technologies de l’information et de la communication durables

La digitalisation croissante offre des opportunités mais aussi des défis pour la protection de l’environnement. La gestion intelligente des appareils permet d’économiser de l’énergie, mais la diffusion accrue augmente simultanément la consommation énergétique. La microélectronique doit donc adopter de nouvelles approches pour minimiser l’impact environnemental, tant lors de la fabrication que dans la conception. L’institut Fraunhofer IPMS collabore étroitement avec la Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) dans le centre de compétences Green ICT pour promouvoir activement la réduction de la consommation de ressources. Cela inclut, d’une part, des systèmes de capteurs intelligents en edge, cloud et sans batterie (capteurs neuromorphes et accélérateurs IA) ainsi que des moyens de communication (Li-Fi et Ethernet TSN), et d’autre part, une production électronique optimisée en ressources sur wafers de 200 mm et 300 mm. Cela concerne l’optimisation de la consommation de matériaux, le remplacement de matériaux critiques dans les procédés humides et la lithographie, ainsi que l’amélioration de l’efficacité énergétique et la réduction des émissions.

Derniers résultats de recherche à « Semicon Europe »

Du 16 au 19 novembre, le Fraunhofer IPMS présentera ses dernières avancées en recherche et ses technologies lors du salon « Semicon Europe » à Munich. Les visiteurs auront l’occasion de rencontrer les chercheurs sur le stand commun #B1-221/33a de Silicon Saxony. Des rendez-vous peuvent déjà être pris à l’avance via le site web de l’institut Fraunhofer IPMS. Dans le cadre de la Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD), trois autres membres de la FMD – le Fraunhofer ENAS, le Fraunhofer IZM-ASSID ainsi que l’Institut Leibniz pour la microélectronique innovante (IHP) – seront également présents.