#INNOHubs: Fascynacja czystym pomieszczeniem w Fraunhofer IISB

© beton media / Europejski Region Metropolitalny Norymberga / © beton media / Europejski Region Metropolitalny Norymberga

Kevin Ehrensberger ukończył szkolenie na technologa mikroelektroniki w Fraunhofer IISB we wrześniu 2021 roku. Wspólnie ze swoimi koleżankami Nadine Riek i Stefanie Schickedanz, byłym studentem nanotechnologii, mają coś wspólnego: „Chciałem też pracować rękami, robić coś związanego z rzeczywistością.” Słowo „też” jest w tym zdaniu kluczowe. Aby wykonywać swój zawód, technolodzy mikroelektroniki zagłębiają się zarówno teoretycznie, jak i praktycznie, w mikro- i nanostruktury układów scalonych i elementów półprzewodnikowych. Stephanie Natzer, trenerka w Fraunhofer IISB, wyjaśnia, dlaczego ten różnorodny zawód ma tak dużą przyszłość: „Technolodzy mikroelektroniki wiedzą, jak wytwarzać te małe cuda i praktycznie w czasie rzeczywistym doświadczają postępu technologicznego.”

Jako technolog mikroelektroniki należysz do ekskluzywnego klubu

Od telefonu komórkowego, przez systemy ładowania baterii i samochody, aż po samoloty i satelity – cyfryzacja i internet rzeczy napędzają rozwój coraz wydajniejszych elementów i komponentów. Rosną również potrzeby na wydajne elementy mocy do przekształcania energii elektrycznej. W tym zakresie jednym z głównych obszarów działalności instytutu Fraunhofer IISB w Erlangen jest technologia układów mocy. Poprzez badania i rozwój w zakresie elektroniki mocy, technologii półprzewodników i materiałów wspiera on ważne branże, takie jak technika energetyczna, fotowoltaika czy elektromobilność.

Na Fraunhofer IISB działa sześć działów technicznych. Nadine jest jedną z obecnie siedmiu uczących się techników mikroelektroniki i właśnie w laboratorium techniki montażu i połączeń AVT uczy się, jak montować elementy elektroniczne i obsługiwać płytki drukowane. Ogłoszenie o naborze online na to miejsce szkoleniowe od razu wzbudziło jej zainteresowanie. „Zawód jest jeszcze młody. Nie szuka się go celowo. Jesteśmy już dość ekskluzywnym klubem,” opowiada Nadine. Zaledwie 17 uczniów z całej Bawarii uczy się razem z nią w klasie szkoły zawodowej.

Ze swoją pasją do chemii spełniła dużą część wymagań do zawodu. Jednak także matematyka, fizyka i język angielski powinny jej odpowiadać. Przed rozpoczęciem szkolenia nie wiedziała dokładnie, czego się spodziewać. „Uważam za świetne, że przechodzimy przez wszystkie działy. W warsztacie uczymy się wykonywania elementów według rysunków technicznych, a w pomieszczeniach czystych poznajemy cały proces produkcji układów scalonych, takich jak litografia, implantacja jonowa, suszenie i naświetlanie, oksydacja termiczna czy metalizacja.”

Nie tylko czysto, ale i absolutnie czysto!

Dział elementów półprzewodnikowych w Fraunhofer IISB ma różne specjalizacje, między innymi rozwój sensorów i elementów mocy na bazie krzemu i węglika krzemu. Te ostatnie to elementy przełączające, które służą na przykład do sterowania maszynami elektrycznymi w pojazdach elektrycznych. W wysokotechnologicznych czystych pomieszczeniach Fraunhofer IISB można odtworzyć cały zakres procesów produkcyjnych elementów. Zespoły z różnych dziedzin nauki i inżynierii opracowują tu kompleksowe rozwiązania dla klientów z przemysłu, począwszy od projektowania, studiów wykonalności i prototypowania, aż po proces produkcji. „Jako technik mikroelektroniki zajmuję się realizacją i kontrolą procesów produkcyjnych,” wyjaśnia Kevin.

Pracuje przy fotolitografii i większość czasu spędza w czystych pomieszczeniach instytutu na kampusie high-tech w Erlangen. Największe czyste pomieszczenie utrzymuje wspólnie z sąsiednim katedrą elektroniki elementów. Nawet najmniejsze cząsteczki kurzu mogą powodować uszkodzenia elementów, dlatego powietrze w czystym pomieszczeniu jest stale filtrowane i oczyszczane. „Nosimy kombinezony, nakrycia głowy, rękawice i maski, aby w żadnym wypadku nie wprowadzić cząstek,” kontynuuje Kevin. Również oświetlenie jest ściśle regulowane. Fotolitografia to kluczowy etap w produkcji układów scalonych. Za pomocą naświetlań na waflu krzemowym tworzone są struktury fotolaków. Aby zapobiec niekontrolowanemu rozwojowi światłoczułego fotolaku, na stanowisku pracy może świecić tylko żółte światło bez udziału niebieskiego. „Podczas poszukiwań miejsca szkoleniowego uznałam czyste pomieszczenie za totalnie odlotowe i koniecznie chciałam się o tym dowiedzieć więcej,” mówi Nadine.

Pravdziwe Silicon Valley znajduje się w regionie metropolitalnym Norymbergi

W regionie metropolitalnym Norymbergi panuje przekonanie, że prawdziwe Silicon Valley znajduje się w Franken. Laboratorium badań nad półprzewodnikami firmy Siemens w Pretzfeld zostało założone w 1946 roku w zamku Pretzfeld i służyło jako miejsce przełomowego wynalazku, który umożliwił produkcję półprzewodników i zapoczątkował erę mikroelektroniki. W połowie lat 50. udało się tu wyprodukować jednorodny krystaliczny krzem czysty. Wychodząc z tej historii, w regionie metropolitalnym Norymbergi powstała sieć technologiczno-naukowa skupiająca firmy i instytucje badawcze wokół układów scalonych, elektroniki mocy, technologii półprzewodników i nanotechnologii. I tak dzisiejsze technolodzy mikroelektroniki z Fraunhofer IISB na bieżąco uczestniczą w rozwoju procesów i materiałów dla coraz mniejszych i wydajniejszych elementów.

„Nasz zawód jest bardzo popularny wśród młodych kobiet,” mówi Stefanie Schickedanz i dodaje: „Trochę nerdowskie w pozytywnym sensie, wszyscy chcemy zrozumieć technologie, nad którymi pracujemy. Rozwiązywanie problemu dla samego problemu to motywacja, która napędza wielu ludzi w technice i nauce.” – uzupełnia Nadine: „Jako uczniowie często pytają nas, jak coś rozwiązałybyśmy lub zadają nam zadania zespołowe. Od początku czujemy się poważnie traktowane.”

Praca z unikalnym na skalę europejską parkiem maszynowym

Stefanie ukończyła szkolenie w przemyśle. Obecnie sama szkoli techników mikroelektroniki w dziale techniki montażu i połączeń. Nie żałuje ani dnia zmiany na renomowany instytut badawczy. „Tutaj jestem wyzwaniem pod względem fachowym. Praca jest różnorodna, często wymagająca nie tylko moich umiejętności, ale także kreatywności. Pisanie programów i prezentacji, obsługa urządzeń – wszystko jest w zakresach moich obowiązków,” mówi.

Zakres jej działalności obejmuje technologię mikrosystemów i zajmuje się wszystkimi procesami łączenia elementów elektronicznych i nieelektronicznych w funkcjonalny system. W jej czystym pomieszczeniu w Erlangen dostępna jest flota urządzeń, która jest nie tylko unikalna w regionie Norymbergi, ale także w Europie. Drukarki szablonowe, drukarki inkjet, prasy do metalowego spiekania i lutowania, urządzenia do łączenia drutów i diebów, maszyny do produkcji subtraktywnej i addytywnej oraz wiele innych umożliwiają produkcję prototypów i małych serii na miejscu. „My, technolodzy mikroelektroniki, dokładnie wiemy, co dzieje się w naszych urządzeniach, dlatego często uczestniczymy w rozmowach z klientami i możemy dostarczyć ważnych informacji o wydajności i przydatności procesów,” wyjaśnia. „Również przy koncepcji i projektowaniu nowych urządzeń do przyszłych zastosowań warto nas, techników, zaangażować od początku,” dodaje Kevin.

Poszukiwanie technologii przyszłości

Obecnie w całej Europie rozwijane są możliwości produkcyjne dla fabryk chipów. Wokół tych megafabryk powstają – tak jak w regionie metropolitalnym Norymbergi – klastry technologiczne, w których poszukiwani są doświadczeni specjaliści w dziedzinie półprzewodników, układów scalonych i mikrosystemów. Mikrotechnologia jest praktycznie kluczowa dla każdej technologii wiodącej, a fachowcy są bardzo poszukiwani. Dzięki szkoleniu Stefanie i Kevin zbudowali solidną podstawę do dalszej kariery i obecnie są już na drodze do kolejnego etapu: oboje kontynuują naukę jako elektrotechnicy.

A jakie innowacje chcieliby zobaczyć w przyszłości? Nad czym trzeba pracować? Jaka jest ich motywacja zawodowa? Stefanie: „Uważam, że zrównoważone źródła energii są fundamentalnie ważne, a magazyny energii szczególnie.” – Nadine: „Chcę pracować w różnorodnym zawodzie i brać udział w kształtowaniu projektów.” – Kevin: „Uwielbiam pracę w nauce stosowanej, w której mogę aktywnie uczestniczyć w rozwoju technologii przyszłości.”

#INNOHubs @Metropolregion Nürnberg

Region metropolitalny Norymbergi oferuje idealne warunki do pełnego wykorzystania możliwości zawodowych. Nasi globalni gracze i ukryte gwiazdy zapewniają najlepsze podstawy, ale przede wszystkim to naukowcy i pracownicy kształtują innowacyjną przestrzeń tego regionu. #INNOHubs to sieć laboratoriów, centrów kompetencji, warsztatów i thinktanków, a także praca technologiczno-naukowa, która się tam odbywa. W centrum uwagi są szczególnie ludzie, którzy tam pracują, prowadzą badania i rozwijają technologie – bo przyszłość najlepiej kształtować wspólnie.

Od Baumüllera po Siemens, pracownicy, uczniowie i studenci dzielą się swoimi codziennymi obowiązkami lub prezentują wyposażenie laboratoriów i warsztatów, pokazując, jak i nad czym pracuje się w regionie metropolitalnym Norymbergi.