Szilárdtesttechnológia mindenki számára

300 mm tisztaszoba a Fraunhofer IPMS-nél a CNT-nél. © Fraunhofer IPMS / 300 mm tisztaszoba a Fraunhofer IPMS-nél a CNT-nél. © Fraunhofer IPMS

A Fraunhofer IPMS 200 mm-es technológiákat fejleszt. © Fraunhofer IPMS / Fraunhofer IPMS fejleszt 200 mm-es technológiákat. © Fraunhofer IPMS

MEMS-szkennertükör a Fraunhofer IPMS-től. © Fraunhofer IPMS / MEMS szkennertükrök a Fraunhofer IPMS-től. © Fraunhofer IPMS

Innovatív elektronika modern technológiákat és gyártási eljárásokat igényel. Ez sok középvállalkozás számára szinte elviselhetetlen beruházás. Azonban a Fraunhofer Fotonikus Mikroszystemek Intézete (IPMS) legújabb kutatási eredményeit és technológiáit a 200 és 300 mm-es szilíciumlapkákon is elérhetővé teszi kisebb vállalkozások számára is. A kínálat a tanácsadástól a folyamatfejlesztésen át a pilot sorozatgyártásig terjed.

A gyártás automatizáltsági szintje és hatékonysága jelentősen növekedett az Ipar 4.0 és az Internet of Things révén. Egyre több szenzor, aktor, vezérlő és gépi tanulási rendszer válik szükségessé. A kompakt, energiatakarékos és fejlett technológiák, valamint az innovatív funkciókkal ellátott miniaturizált alkatrészek iránti kereslet növekszik. Sok ilyen technológia fejlesztése azonban magas költségekkel és tisztatér használatával jár. A Fraunhofer IPMS 200 mm-es tisztatéri kutatási portfóliójával különösen kisebb vállalkozások számára kínál könnyen hozzáférhető megoldásokat ezekhez a legmodernebb technológiákhoz és berendezésparkokhoz.

MEMS-technológiák és alkatrészek 200 mm-es szilíciumlapkákon

A Fraunhofer IPMS ügyfelei teljes körű szolgáltatást vehetnek igénybe mikro-elektro-mechanikus rendszerek (MEMS) és mikro-opto-elektro-mechanikus rendszerek (MOEMS) fejlesztéséhez 200 mm-es szilíciumlapkákon.

Szenzorok és aktorok területén például felületi megvilágítás modulátorokat (SLM) és kapacitív ultrahang szenzorokat (CMUT) lehet fejleszteni és gyártani felületi mikromechanikai technológia segítségével. Emellett a intézet magas precizitású tükröket kínál a térbeli mikromechanikában, valamint az egyedülálló Nano-E-Drive működési elvet, amely számos alkalmazásban használatos. Ezek az aktorok a Fraunhofer IPMS által kifejlesztett mélyen gravírozott szilíciumstruktúrákon alapulnak, nagy arányú (akár 1:40 Bosch-folyamat segítségével) aspektus viszonyokkal. Magas energiahatékonyságot nyújtanak, miközben kis helyigényűek.

A MEMS-technológiák technológiai fejlesztése és támogatása, a folyamatok egyedi lépéseitől a technológiai modulokon át a teljes technológiaig, valamint a berendezések folyamattechnikai felügyelete több mint 100 mérnök, operátor és technikus által biztosított. A sikeres fejlesztést követően a intézet pilot gyártást vagy technológiai transzfer támogatást kínál. Így a Fraunhofer IPMS a technológiai érettségi szintek (TRL) 3-tól 8-ig terjedő tartományát lefedi.

Különösen startupok, KKV-k és saját gyártókapacitással nem rendelkező vállalkozások profitálhatnak alacsony beruházási költségekből.

300 mm-es félvezető gyártási és termékfejlesztés a nanoelektronikában

A Fraunhofer IPMS nemcsak 200 mm-es technológiákat fejleszt. A kutatóintézet a Nanoelectronic Technologies Center (CNT) segítségével alkalmazott kutatást végez 300 mm-es szilíciumlapkákon mikrochipek gyártói, beszállítói, berendezésgyártói és K+F partnerek számára.

Számos technológiai fejlesztést és szolgáltatást kínálnak az Ultra Large Scale Integration (ULSI) szinten. Ide tartozik többek között az atomréteg-leadási technológia, kémiai-mechanikus polírozás, lapka fémesítése, tisztítás, metrológia vagy nanopatterning. A kutatási és fejlesztési tevékenységek fókuszában a Front End (BEoL modul) áll, különösen a funkciók integrálása a vezetékes szinteken. A kompetenciák összefogásával, a 300 mm-es technológiára specializálódott Fraunhofer IZM-ASSID (heterointegráció és wafer level packaging) közös központ alakult, amelynek területe 4000 m²-es tisztatérrel rendelkezik. Főbb területek például neuromorfológiai számítás, kvantumszámítás és hibrid kötés.

Neuromorfológiai számítás

Az egyre növekvő sebesség, teljesítmény, miniaturizálás és energiahatékonyság kulcsfontosságúvá válik a Big Data és a Mesterséges Intelligencia (MI) alkalmazások lehetővé tétele érdekében. Egy ígéretes megoldási lehetőség a neuromorfológiai számítás. A neuromorfológiai chipek az emberi agyhoz hasonlóak, és magas szintű hálózatba kötött mesterséges neuronokat és szinapszisokat tartalmaznak. Ezek a chipek nagyobb számítási teljesítményt nyújtanak azáltal, hogy – akárcsak az emberi agy neuronjai és szinapszisei – egyidejűleg tárolják és dolgozzák fel az információkat (In-Memory Computing).

A Fraunhofer IPMS elsősorban szenzorközeli, helyszíni közvetlen adatfeldolgozást céloz meg, anélkül, hogy az adatokat a felhőbe kellene továbbítani (Edge Computing). Innovatív technológiákat és hardvermegoldásokat fejleszt magas energiahatékonysággal, In-Memory Computing megközelítéssel. Különböző generációk neuromorfológiai hardvereihez a Fraunhofer IPMS keresztirányú (crossbar) architektúrákat kutat, amelyek nem-felejtő tárolókon (például ferroelektromos mezőeffektusos tranzisztorokon) alapulnak.