Project GENESIS minimaliseert de ecologische voetafdruk van de Europese halfgeleiderindustrie

Gebruik van chemicaliën in de cleanroom. © Fraunhofer IPMS / Use of chemicals in the cleanroom. © Fraunhofer IPMS

Overzicht van de internationale projectpartners. © GENISIS/ CEA-Leti / Overzicht van de internationale projectpartners. © GENISIS/ CEA-Leti

GENESIS Kick-off © CEA-Leti

Vijf fasen in het chipproductieproces worden door GENESIS aangepakt. © CEA-Leti / De vijf kritieke stadia in de levenscyclus van chipproductie aangepakt door GENESIS. © CEA-Leti

Voor het GENESIS-project, dat zich richt op de ontwikkeling van duurzame processen en technologieën voor de toeleveringsketen van halfgeleiderproductie, is een Europees consortium gevormd. Het interdisciplinaire grootschalige initiatief bevordert de inspanningen van de Europese chipindustrie om haar duurzaamheidsdoelstellingen te bereiken – van materiaalkunde tot eindverwerking van afval. Het Fraunhofer IPMS neemt de leiding over een van de kernwerkpakketten om chemisch afval te minimaliseren en emissies te reduceren.

Het door CEA-Leti gecoördineerde driejarige project brengt 58 partners uit de hele Europese halfgeleiderwaardeketen samen, van grote industriële ondernemingen en MKB tot onderzoeksinstituten, universiteiten en industrieverenigingen. In het project worden innovatieve oplossingen ontwikkeld op het gebied van emissiebeheersing, milieuvriendelijke materialen en alternatieven voor PFAS-gebaseerde stoffen, afvalminimalisatie en hergebruik van grondstoffen, in overeenstemming met de Europese Green Deal en de EU Chips Act.

»GENESIS pakt de complexe uitdagingen aan bij het opbouwen van een echt duurzaam halfgeleider-ecosysteem«, zegt Laurent Pain, hoofd van het programma voor duurzame elektronica bij CEA-Leti. »De projectstructuur weerspiegelt zowel de urgentie als de kansen van de groene transitie in Europa en wordt ondersteund door de complementaire expertise en nauwe samenwerking van alle partners.«

Het Fraunhofer IPMS in het project: minimalisering van chemisch afval en emissiereductie

Het Fraunhofer IPMS leidt een van de kernwerkpakketten in het project, gericht op het minimaliseren van chemisch afval en het verminderen van emissies. Daarnaast onderzoekt het instituut de substitutie van schadelijke materialen en stoffen die worden gebruikt in de halfgeleiderproductie. De focus ligt op PFAS-chemicaliën (per- en polyfluoralkylstoffen) en klimaatvervuilende gassen binnen het BOSCH-proces. Het betreffende werkgebied onderzoekt en verbetert recyclingtechnieken en uitlaatgasreinigingssystemen, tot en met de ontwikkeling van nieuwere en efficiëntere reinigingssystemen.

»Het verantwoord omgaan met hulpbronnen staat centraal in ons onderzoek binnen het GENESIS-project«, zegt Dr. Erik Schumann, wetenschappelijk leider van het project bij Fraunhofer IPMS. »We richten ons op het vervangen en verminderen van de uitstoot van klimaatvervuilende gassen zoals SF6 of NF3. Deze gassen zijn 10.000 keer schadelijker dan CO2, maar worden wel in de halfgeleiderindustrie gebruikt. Daarnaast werken we aan het verminderen van het afval dat ontstaat bij chemisch-mechanisch polijsten«, voegt hij toe.

45 duurzame doelen voor Europa’s halfgeleiderchip-agenda

Volgens Laurent Pain, projectleider, worden ongeveer 45 duurzaamheidsgerichte innovaties verwacht die de volledige levenscyclus van halfgeleiders bestrijken en gebaseerd zijn op vier strategische pijlers die de technologische basis vormen van de GENESIS-visie voor een groene Europese halfgeleiderindustrie:

– Pijler 1 - Monitoring en sensortechnologie: real-time emissie-tracking, traceerbaarheid en proces-voedingssystemen,
– Pijler 2 - Nieuwe materialen: PFAS-vrije chemicaliën en GWP-arme alternatieven voor geavanceerde halfgeleiderprocessen,
– Pijler 3 - Afvalminimalisatie: innovaties op het gebied van recycling (oplossingsmiddelen, gassen, slakken), hergebruik en duurzame vervangstoffen en
– Pijler 4 - Vermindering van kritieke grondstoffen: strategieën om afhankelijkheid van CRM te verminderen en de hulpbronnenzekerheid te versterken.

Aanvullend op deze pijlers vormen de doelen van het project een algeheel kader dat het gebruik van sensor-geïntegreerde verminderingstechnologieën voorziet om PFAS- en broeikasgasemissies te verminderen. Bovendien wil Europa zich positioneren als voorloper in milieuvriendelijke halfgeleiderinnovaties door de processen in de toeleveringsketen af te stemmen op milieuwetgeving.

Een »groene fit« voor de EU Chips Act

»GENESIS is een belangrijke stap om de ambities van Europa op het gebied van halfgeleidertechnologie in overeenstemming te brengen met haar klimaatdoelstellingen«, zegt Anton Chichkov, programmaleider bij Chips Joint Undertaking (Chips JU), een publiek-private samenwerking opgericht om de Europese halfgeleiderindustrie te versterken door samenwerking tussen de EU, lidstaten en de private sector te stimuleren.

»Omdat chips de ruggengraat vormen van alle gebieden, van AI tot energiesystemen, groeit hun ecologische voetafdruk snel«, voegt hij toe. »GENESIS biedt een antwoord op deze dringende uitdaging door pionierswerk te verrichten op het gebied van duurzame alternatieven in materialen, afvalpreventie en hulpbronnenefficiëntie. Met deze initiatief investeert Europa niet alleen in milieuvriendelijkere technologieën, maar positioneert het zich ook als wereldleider in milieuvriendelijke halfgeleiderproductie.«

Het met bijna 55 miljoen euro gefinancierde GENESIS-project wordt binnen het kader van Chips Joint Undertaking mede gefinancierd door de Europese Commissie, de deelnemende EU-lidstaten en het Zwitserse Staatssecretariaat voor Onderwijs, Onderzoek en Innovatie.