#INNOHubs: Fascino della camera bianca al Fraunhofer IISB

© beton media / Regione Metropolitana Europea di Norimberga / © beton media / Regione Metropolitana Europea di Norimberga

Kevin Ehrensberger ha completato la sua formazione come microtecnologo presso il Fraunhofer IISB nel settembre 2021. Con le sue colleghe Nadine Riek e Stefanie Schickedanz, l'ex studente di nanotecnologia condivide un aspetto: «Volevo anche lavorare con le mani, fare qualcosa di concreto e collegato alla realtà.» La parola «anche» è fondamentale in questa frase. Per esercitare questa professione, i microtecnologi si immergono sia teoricamente che praticamente nelle strutture micro e nanometriche dei microchip e dei componenti semiconduttori. Stephanie Natzer, formatrice presso il Fraunhofer IISB, spiega perché questa professione così varia ha così tanto futuro: «Le microtecnologhe e i microtecnologi sanno come si producono queste meraviglie in miniatura e vivono praticamente in tempo reale i progressi tecnologici.»

Come microtecnologo si fa parte di un club esclusivo

Dal cellulare ai sistemi di ricarica delle batterie e alle auto, fino agli aerei e ai satelliti – la digitalizzazione e l’Internet delle cose alimentano lo sviluppo di componenti e dispositivi sempre più potenti. Anche la domanda di dispositivi di potenza efficienti per la conversione dell’energia elettrica cresce. Qui il Fraunhofer IISB di Erlangen concentra alcune delle sue attività principali. Con ricerca e sviluppo in elettronica di potenza, tecnologia dei semiconduttori e materiali, supporta settori importanti come l’energia, il fotovoltaico o la mobilità elettrica.

Allo Fraunhofer IISB ci sono sei dipartimenti tecnici. Nadine è una delle attuali sette apprendiste in microtecnologia e sta imparando nel laboratorio di tecnologia di assemblaggio e connessione AVT come si montano i componenti elettronici e si assemblano le schede di circuito. La candidatura online per il posto di formazione ha spontaneamente suscitato il suo interesse. «La professione è ancora giovane. Non si cerca in modo mirato. Siamo già un club abbastanza esclusivo», racconta Nadine. Solo 17 apprendisti provenienti da tutta la Baviera condividono con lei la classe in cui si trovano.

Con la sua passione per la chimica, ha soddisfatto gran parte del profilo di idoneità. Ma anche matematica, fisica e inglese dovevano essere a suo agio. Prima di iniziare la formazione, Nadine non sapeva davvero cosa l’attendeva. «Trovo fantastico che possiamo attraversare tutti i dipartimenti. In officina impariamo a realizzare pezzi secondo disegni tecnici e nel cleanroom apprendiamo tutto sui processi di produzione di circuiti integrati, come litografia, implantazione di ioni, essiccazione a secco e umido, ossidazione termica o metallizzazione.»

Non solo pulito, ma puro!

Il dipartimento di dispositivi a semiconduttore del Fraunhofer IISB si concentra su vari aspetti, tra cui lo sviluppo di sensori e dispositivi di potenza basati su silicio e carburo di silicio. Questi ultimi sono dispositivi di commutazione con cui si controllano, ad esempio, i motori elettrici nelle auto elettriche. Nei laboratori di alta tecnologia del Fraunhofer IISB, è possibile rappresentare l’intero spettro di processi per la produzione di dispositivi. Team di diverse discipline scientifiche e ingegneristiche sviluppano soluzioni complete per i clienti dell’industria, dalla progettazione, studi di fattibilità e prototipazione fino al processo di produzione. «Come microtecnologo, mi occupo dell’esecuzione e del controllo dei processi di produzione», spiega Kevin.

Lui lavora nel processo di fotolitografia e trascorre gran parte del suo tempo di lavoro nei cleanroom dell’istituto nel campus high-tech di Erlangen dell’Università Friedrich-Alexander di Norimberga (FAU). Il più grande cleanroom è gestito congiuntamente dal Fraunhofer IISB e dal vicino dipartimento di dispositivi elettronici. Anche minuscoli particelle di polvere possono causare difetti nei componenti, quindi l’aria nel cleanroom viene filtrata e convertita continuamente. «Indossiamo tute, copricapi, guanti e maschere facciali per evitare di introdurre particelle», prosegue Kevin. Anche l’uso di luci è strettamente regolamentato. La fotolitografia è una fase centrale nel processo di produzione di circuiti integrati. Con esposizioni successive, si creano strati di fotoresist strutturati su un wafer di silicio. Per evitare che il fotoresist sensibile alla luce si sviluppi in modo incontrollato, la zona di lavoro può essere illuminata solo con luce gialla senza componenti blu. «Ho trovato il cleanroom molto affascinante durante la ricerca di un posto di formazione, e volevo saperne di più», dice Nadine.

La vera Silicon Valley si trova nella regione metropolitana di Norimberga

Si è convinti che la vera Silicon Valley si trovi in Baviera, precisamente nella regione della Franconia. Il laboratorio di ricerca sui semiconduttori di Siemens, fondato nel 1946 nel castello di Pretzfeld, è stato il teatro di un’invenzione rivoluzionaria che ha reso possibile la produzione di semiconduttori e ha dato inizio all’era dell’elettronica miniaturizzata. A metà degli anni ’50, qui si riuscì a produrre silicio monocristallino di alta purezza. Da questa storia, si è sviluppato un network tecnologico e scientifico di aziende e istituti di ricerca attorno ai circuiti integrati, all’elettronica di potenza, alla nanotecnologia e ai semiconduttori nella regione di Norimberga. E così, le attuali microtecnologhe e microtecnologi del Fraunhofer IISB partecipano attivamente allo sviluppo di processi e materiali per componenti sempre più piccoli e performanti.

«Il nostro mestiere è molto popolare tra le giovani donne», racconta Stefanie Schickedanz, e aggiunge: «Siamo un po’ nerd, nel senso positivo. Vogliamo capire a fondo le tecnologie con cui lavoriamo. Risolvere un problema solo per il piacere di risolverlo è una motivazione che spinge molte persone verso la tecnica e la scienza.» – Nadine completa: «Anche come apprendiste ci chiedono spesso come risolveremmo certi problemi o ci vengono assegnati compiti di team. Fin dall’inizio ci si sente prese sul serio.»

lavorare con un parco macchine unico in Europa

Stefanie ha svolto la sua formazione nell’industria. Oggi, forma microtecnologi presso il dipartimento di tecnologia di assemblaggio e connessione. Non si è mai pentita di aver cambiato e aver scelto il rinomato istituto di ricerca. «Qui la mia competenza viene messa alla prova. Il lavoro è vario e spesso richiede non solo le mie capacità, ma anche la mia creatività. Scrivere programmi e presentazioni, mantenere impianti – c’è di tutto.»

Il campo di attività di Stefanie riguarda la microtecnologia e si occupa di tutti i processi di assemblaggio di elementi microelettronici e non, per creare sistemi funzionanti. Nel cleanroom di Erlangen, nel suo laboratorio AVT, dispone di una flotta di impianti che non solo è unica nella regione di Norimberga, ma in tutta Europa. Stampanti a maschera, stampanti a getto d’inchiostro, presse per sinterizzazione e saldatura di metalli, bonding di fili e di chip, impianti per la produzione sottrattiva e additiva e altro ancora permettono di realizzare prototipi e piccole serie direttamente in produzione. «Come microtecnologi, sappiamo esattamente cosa succede nei nostri impianti, quindi partecipiamo spesso a incontri con i clienti e possiamo fornire input importanti sulla capacità e idoneità dei processi», spiega. «Anche nella progettazione e nell’installazione di nuovi impianti per applicazioni future, è utile coinvolgerci fin dall’inizio», aggiunge Kevin.

Approfondire le tecnologie del futuro

In tutta Europa, si stanno attualmente sviluppando capacità produttive per la fabbricazione di chip. Attorno a queste megafabbriche, come nella regione di Norimberga, si stanno creando cluster tecnologici, dove sono ricercate figure specializzate nei settori dei semiconduttori, dei circuiti integrati e della microtecnologia. La microtecnologia è di fondamentale importanza per quasi tutte le tecnologie chiave e le figure professionali sono molto richieste. Con la formazione, Stefanie e Kevin hanno gettato una solida base per la loro futura carriera e sono già sulla strada per il prossimo livello: entrambi stanno seguendo un corso di specializzazione come ingegneri elettrici.

E quali innovazioni desiderano i tre per il futuro? Su cosa devono concentrarsi le ricerche? Qual è la loro motivazione professionale? Stefanie: «Ritengo le energie sostenibili fondamentali, in particolare i sistemi di accumulo energetico.» – Nadine: «Voglio lavorare in un mestiere vario e contribuire a progetti innovativi.» – Kevin: «Amo lavorare nella ricerca applicata, dove posso partecipare attivamente allo sviluppo di tecnologie future.»

#INNOHubs @Metropolregion Nürnberg

La regione metropolitana di Norimberga offre condizioni ideali per sfruttare appieno le opportunità professionali. I nostri protagonisti globali e i campioni nascosti offrono le migliori basi, ma sono soprattutto i nostri scienziati e lavoratori a plasmare il panorama innovativo della regione. Gli #INNOHubs presentano un’intera rete di laboratori, centri di competenza, officine e think tank, oltre al lavoro tecnologico e scientifico che vi si svolge. Al centro di tutto ci sono le persone che lavorano, ricercano e sviluppano in team, perché il futuro si costruisce meglio insieme.

Da Baumüller a Siemens, i dipendenti, gli apprendisti e gli studenti offrono uno sguardo sulla loro attività quotidiana o una panoramica delle attrezzature nei laboratori e nelle officine, mostrando come e su cosa si lavori nella regione metropolitana di Norimberga.