Fraunhofer utvecklar ny metod för tillverkning av mikrochip

Fraunhoferinstitutet för kiselteknologi ISIT och IMS Nanofabrication GmbH har gemensamt tagit fram en banbrytande teknologi för tillverkning av mikrochip. Den nya metoden möjliggör produktion av mindre och kraftfullare chip, vilket pressar tidigare kända gränser för chipstorlek.

Forskningen, som presenterades i april 2021, fokuserar på ett mikroelektromekaniskt system (MEMS) kytkningselement. Detta element är en central komponent i en ny typ av elektronstrålemaskskrivare, en avgörande utrustning för produktion av den senaste generationens mikrochip. Tidigare strävade man efter konstant miniatyrisering och ökad prestanda, men tillverkningsteknikerna närmade sig sina tekniska begränsningar.

Den nya processen möjliggör processstorlekar på sju nanometer och mindre, vilket är en förbättring från den tidigare gränsen på strax under tio nanometer. Denna bedrift är unik globalt och gör elektronstrålemaskskrivaren till den enda teknologin som för närvarande möjliggör ytterligare miniatyrisering av chip. IMS Nanofabrication GmbH har använt denna teknologi för att stärka sin marknadsledande position.

Kärnan i tekniken är MEMS kytkningselementet utvecklat av Fraunhofer ISIT. Istället för att använda en enda elektronstråle för att skriva maskstrukturer, använder den nya metoden över 262 000 samtidiga elektronstrålar. Varje stråle kan individuellt styras och omdirigeras med speciella styrsystemselektroder, vilket möjliggör skapandet av komplexa strukturer med hög hastighet och upplösning.

Utvecklingsarbetet belönades med Joseph von Fraunhofer-priset 2021. Tekniken möjliggör inte bara vidare miniatyrisering av mikrochip, utan har också lett till betydande kommersiell framgång för IMS, vars årliga intäkter från denna teknologi uppgår till cirka 400 miljoner dollar. Fraunhofer ISIT:s industriella intäkter har också ökat till över en miljon euro per år.