Die EU investiert massiv in die Entwicklung und Produktion von Halbleiterchips. Wie geben die Designer von Doclean Room den Takt für die Labors der nächsten Generation vor? Denken Sie von Quantum bis Photonics!
3D und Quantenphotonik. Ist die Zukunft der Mikrochiptechnologien ungewiss? Wenn wir jetzt die Grundlagen schaffen, können wir Halbleitereinrichtungen bauen, die für das Jahr 2050 geeignet sind und in denen die EU eine führende Rolle im Halbleiter-Ökosystem einnimmt. Wir gehen über das Mooresche Gesetz hinaus und nähern uns mit der Größe der Chips den Dimensionen eines Atoms.
Vorbereitung auf die Chiptechnologien der nächsten Generation
" Miniaturisierung und 3D-Integration sind der Schlüssel zur Entwicklung neuer Chiptechnologien. Im neuesten iPhone ist der Mikrochip nur wenige Nanometer groß - wir sprechen hier von atomaren Dimensionen.
Der Europäische Chip-Gesetzentwurf vom 21. September 2023 markiert einen bedeutenden Moment. Europa steigt in das Rennen der Halbleiterindustrie ein. Es wird erwartet, dass bis 2030 rund 15,8 Billionen Euro investiert werden.
2 Hauptinvestitionsziele zur Stärkung des europäischen Halbleiter-Ökosystems:
- Verlagerung der Produktion hochwertiger Halbleiterchips nach Europa
- Investitionen in die Forschung zur Entwicklung neuer Chiptechnologien
Die kommenden Jahrzehnte werden sich daher auch auf neue, ergänzende Technologien konzentrieren, wie z. B. 3D-Integration, Photonik, Quantencomputer und die Verwendung von DNA-Strukturen. Die Integration dieser Technologien mit neuen, intelligenteren Computertechnologien wird von entscheidender Bedeutung sein. Für diese Art von Forschung sollten neue Labore und Reinräume eingerichtet werden.
Europäisches Gesetz über Chips: Marktführer überrunden
Die Dominanz Asiens, insbesondere Südkoreas, Taiwans und des aufstrebenden Chinas, in der Chiptechnologie und -produktion stellt eine strategische Herausforderung für Europa dar. Bis 2020 werden weltweit 1 Billion Mikrochips produziert, von denen nur 10 % aus der Europäischen Union stammen. Gleichzeitig ist die Abhängigkeit von diesen Chips in industriellen Schlüsselbereichen wie Cloud-Technologie, IoT (Internet der Dinge), Luft- und Raumfahrt und Verteidigung gestiegen.
Doch die Finanzierung allein reicht nicht aus, um die EU in eine Spitzenposition zu bringen. Es ist Fachwissen erforderlich, um Anlagen zu entwickeln, die für die Zukunft gerüstet sind. Bei Deerns beginnen wir gemeinsam mit den Chipherstellern mit einem Rundgang durch die Technologien und Prozesse in Laboren und Reinräumen. Auf diese Weise können wir gemeinsam aktuelle und mögliche zukünftige Technologien antizipieren.
Kontaminationskontrolle auf höchstem Niveau
Mit der weiteren Miniaturisierung und zukünftigen Innovationen steigt auch die Komplexität dieser Einrichtungen enorm an, was zu einer hohen Vielfalt an Anforderungen und Vorkehrungen führt. Da die Prozesse in immer kleinerem Maßstab ablaufen, sind sie auch empfindlicher gegenüber äußeren Einflüssen.
" Eine leichte Vibration fühlt sich auf Nanoebene wie ein Erdbeben an, und ein winziges Staubkorn im Weltraum ist wie ein Meteor, der auf die Erde trifft.
Fünf Nano-Einflüsse, die in einem Labor oder Reinraum zu berücksichtigen sind:
- Schwingungen (Umgebung, Gebäude, Luft)
- Elektromagnetische Strahlung (EMC) und Interferenzen (EMI)
- Chemische Verunreinigungen (Luft, Materialien, Gase, Flüssigkeiten)
- Staubpartikel
- Temperatur und Feuchtigkeit
Auf dem Weg zu einer nachhaltigen Halbleiterindustrie
“Je kleiner und komplexer ein Halbleiterchip wird, desto mehr Energie und Betriebsmittel werden für seine Herstellung benötigt”, sagt Erik Renkens, Unit Director Life Sciences NL, Deerns. “Viele unserer Kunden setzen sich aktiv für ihre Nachhaltigkeitsziele ein. Die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften steht dabei an erster Stelle“, fährt er fort.
Die Experten von Deerns Sustainablity Consulting können den Kohlenstoff-Fußabdruck von Designentscheidungen der nächsten Generation analysieren und optimieren. Labore und Reinräume werden zunehmend für die Wiederverwendung und Wiederaufbereitung von Wasser und Gasen eingerichtet.
Die Technologien der nächsten Generation rücken die Reinräume und die sie umgebenden Ökosysteme, wie Gebäude und technische Anlagen, in den Mittelpunkt. Hier ist eine hochwertige, integrierte Kontaminationskontrolle von entscheidender Bedeutung, wenn wir die Halbleiteranlagen zukunftssicher machen wollen.
