Ricerca innovativa sui semiconduttori su 200/300 mm nel cuore di Silicon Saxony e Europa

Camera da 300 mm del Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS / Camera pulita da 300 mm presso Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Camera pulita di 300 mm presso Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer FEP / Camera pulita di 300 mm presso Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer FEP

Kit di valutazione per scanner MEMS quasi-statici. © Fraunhofer IPMS / Kit di valutazione per clienti per scanner MEMS quasi-statici. © Fraunhofer IPMS

Le moderne sviluppi nell'elettronica richiedono tecnologie e processi di produzione all'avanguardia, che rappresentano una sfida finanziaria per molte aziende. Nel cuore dello Silicon Saxony, l'Istituto Fraunhofer per i Microsystems Fotonic (IPMS) offre sia ai grandi produttori di chip che alle imprese più piccole accesso ai più recenti risultati di ricerca e tecnologie su wafer di silicio da 200 e 300 mm. L'offerta di servizi spazia dalla consulenza allo sviluppo di processi fino alla produzione di serie pilota. In questo contesto, gioca un ruolo sempre più importante anche GreenICT – ovvero la sostenibilità.

Innovativo, piccolo, rapido e preciso. E con un tocco di efficienza energetica. Questi sono gli ingredienti desiderati per molte tecnologie avanzate e componenti miniaturizzati. Per poter continuare a spingere avanti il rapido progresso tecnologico, l'IPMS Fraunhofer offre anche alle aziende più piccole accesso al suo portafoglio di ricerca, alle tecnologie e agli impianti più moderni, così come alle cleanroom da 200 mm e 300 mm.

Tecnologie MEMS e componenti su wafer da 200 mm

Presso l'IPMS Fraunhofer si sviluppano e si gestiscono tecnologie MEMS lungo tutta la catena del valore: dai singoli processi ai moduli tecnologici fino alla tecnologia completa, oltre alla supervisione dei processi negli ambienti di produzione in camera bianca. Dopo lo sviluppo di successo, l'istituto offre una produzione pilota o supporto al trasferimento tecnologico. In questo modo, l'IPMS Fraunhofer copre i livelli di maturità tecnologica (TRL) da tre a otto. Soprattutto startup, PMI e aziende senza proprie fabbriche possono così beneficiare di costi di investimento contenuti.

Nel settore della sensoristica e dell'attuazione, l'IPMS Fraunhofer sviluppa ad esempio sensori ultrasuoni capacitivi. Questi vengono offerti come piattaforma per consentire rapide personalizzazioni. Ciò permette anche alle aziende di medie dimensioni di accedere a tecnologie di alto livello a costi contenuti.

Un altro aspetto importante per i clienti è la possibilità di testare le più recenti innovazioni nelle loro applicazioni in modo semplice ed economico. A tal fine, l'IPMS Fraunhofer offre kit di valutazione. Con questi set pronti all'uso, i clienti possono ad esempio integrare subito la tecnologia di micro-scanner nei loro sviluppi di prodotto, poiché l'elettronica di controllo compatibile, in grado di soddisfare le specifiche, è già inclusa nella fornitura. Si eliminano così costosi sviluppi interni.

Processo e sviluppo di prodotti semiconduttori da 300 mm per la nanoelettronica

Con il Center Nanoelectronic Technologies (CNT), l'IPMS Fraunhofer conduce ricerca applicata su wafer da 300 mm per produttori di chip, fornitori, costruttori di apparecchiature e partner di R&S.

Viene offerta una vasta gamma di sviluppi tecnologici e servizi di supporto nel campo dell'Ultra-Large-Scale-Integration (ULSI). Questi includono, tra l'altro, sviluppi di singoli processi nel settore della deposizione di strati atomici, lucidatura chimico-meccanica, metallizzazione dei wafer, pulizia dei wafer, metrologia o nanopatterning. È inoltre possibile valutare e ottimizzare chimici e materiali di consumo per le più recenti tecnologie CMOS, così come qualificare impianti all’interno della camera bianca del CNT. Il focus delle attività di R&S è nel settore front-end, con particolare attenzione all'integrazione di funzionalità nei livelli di wiring (modulo BEoL). Ciò include principalmente diversi tipi di memorie non volatili, condensatori o varistori. In collaborazione con l'Istituto Fraunhofer IZM-ASSID (specializzato in eterointegrazione e packaging a livello wafer), nel Center CEASAX (Center for Advanced CMOS & Heterointegration Saxony) vengono consolidati le competenze e definiti i punti di ricerca nei settori del calcolo neuromorfico, delle tecnologie Kryo e quantistiche, oltre all'Advanced Packaging.

Per ampliare le possibilità, è stato fondato un centro tecnologico per la metrologia dei semiconduttori e l'analisi dei processi in collaborazione con Applied Materials. Presso l'IPMS Fraunhofer sono stati installati strumenti di metrologia eBeam di ultima generazione di Applied Materials. La tecnologia di misurazione precisa è fondamentale nella produzione di microchip per il controllo qualità, al fine di validare le proprietà fisiche ed elettriche e garantire il rendimento desiderato.

Green ICT – Tecnologie dell'informazione e comunicazione sostenibili

L'aumento della digitalizzazione offre opportunità e sfide per la protezione ambientale. La gestione intelligente dei dispositivi consente di risparmiare energia, ma la diffusione crescente aumenta contemporaneamente il consumo energetico. La microelettronica necessita quindi di nuovi approcci per minimizzare gli impatti ambientali sia nella produzione che nel design. L'IPMS Fraunhofer collabora strettamente con la Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) nel centro di competenza Green ICT per promuovere attivamente la riduzione del consumo di risorse. Ciò include sistemi di sensori edge-cloud energeticamente efficienti (sensori senza batteria e acceleratori di intelligenza artificiale neuromorfici), reti di comunicazione (Li-Fi e Ethernet TSN), nonché una produzione elettronica ottimizzata in termini di risorse sia su wafer da 200 mm che da 300 mm. Quest'ultima comprende l'ottimizzazione dei consumi di materiali e la sostituzione di materiali critici nei processi di wet etching e litografia, oltre all'ottimizzazione dei consumi energetici e delle emissioni.

Più recenti risultati di ricerca alla »Semicon Europa«

Dal 16 al 19 novembre, l'IPMS Fraunhofer presenterà i propri ultimi risultati di ricerca e tecnologie alla fiera »Semicon Europa« di Monaco. I visitatori avranno l'opportunità di entrare in contatto con i ricercatori presso lo stand collettivo #B1-221/33a di Silicon Saxony. È possibile prenotare incontri già in anticipo tramite il sito web dell'IPMS Fraunhofer. Nell'ambito della Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD), saranno presenti anche altri tre membri FMD – l'Istituto Fraunhofer ENAS, l'Istituto Fraunhofer IZM-ASSID e il Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (IHP).