Het onderzoekscentrum is één van de grootste in de halfgeleidertechnologie en legt de focus op de milieu-impact en het verbeteren van specifieke ontwikkelingsprocessen om die impact te verkleinen.
Onderzoekscentrum imec werkt aan de volgende generatie van geïntegreerde circuits. In een gesprek met EE Times vertelt programmamanager Cédric Rolin over de doelstellingen op het vlak van duurzaamheid en impact voor het milieu. Daarbij legt imec de focus op twee aspecten: beoordelen en verbeteren. “Net omdat we een groot ecosysteem hebben binnen de halfgeleiderindustrie, kunnen we iedereen samenbrengen”, aldus Cédric Rolin.
Prestaties, kosten en milieu-impact verbeteren
De kerntaak van imec is het verbeteren van de chipprestaties. Op die manier wil het onderzoekscentrum de kosten verminderen en de impact van de productie op het milieu verkleinen. Het duurzaamheidsprogramma is dan ook gestoeld op twee pijlers. In eerste instantie beoordeelt het team het niveau van milieu-impact door de productie van chips. Het gaat onder meer over de CO2-uitstoot en het energieverbruik. De onderzoekers wijzen zo de processen met hoge impact aan.
Een tweede aspect van het onderzoek is het verbeteren van bepaalde specifieke processen door hun impact op het milieu te verkleinen. “Dat doen we door gerichte procesontwikkelingen uit te voeren in ons imec 300 mm R&D fab”, gaat Rolin verder. Halfgeleiderfabrieken hebben een grote impact op het klimaat door de opwekking van elektriciteit en de uitstoot van broeikasgassen in de atmosfeer. Het spreekt voor zich dat op dat vlak nog flink wat progressie kan worden gemaakt.
lees ook
Leuvens nano-materiaal maakt efficiënte productie van groene waterstof mogelijk
Generiek model
“Om het elektriciteitsverbruik van fabrieken te verminderen, moet je de processen die veel energie verbruiken optimaliseren”, aldus Cédric Rolin. “Tegelijk moet de directe uitstoot van broeikasgassen reduceren. Die gefluoreerde gassen worden gebruikt voor droog etsen en reiniging.” Imec ontwikkelde een generiek model op basis van een IEDM-paper uit 2020. Systeembedrijven zoals Apple, Amazon en Microsoft zijn partners in het project. Net als leveranciers zoals ASM, ASML, Kurita, Screen en Tokyo Electron.
“De eerste geïnteresseerde bedrijven waren die zonder een eigen chipfabriek omdat die ambitieuze netto nuldoelstellingen hebben vooropgesteld voor de periode 2030 tot 2050. Ook fabrikanten van originele producten en halfgeleiders tonen interesse omdat ze hun algemene milieu-impact willen verminderen.” Meer recent hebben ook producenten van chips zich bij het onderzoek aangesloten. Van hen verwacht imec dat ze waardevolle inzichten toevoegen.
Modellen gebaseerd op data
Cédric Rolin verwacht veel van de chipmakers. “Ze kunnen ons helpen om de cijfers die we hebben te benchmarken. Onze modellen zijn bottom-up gebouwd, op basis van gegevens uit verschillende bronnen. Wanneer je op die manier iets opbouwt, dan mis je altijd onderdelen. De producenten hebben dan weer een soort bovenaanzicht. Hun gegevens zoals de jaarlijkse productie, hoeveelheid elektriciteit, water enzovoort geven een duidelijk beeld van wat er nodig is om wafers te maken.”
Door bottom-up te werken kan imec inzoomen op details van de daadwerkelijke impact van de fabriek waardoor toekomstige modellen kunnen worden gemaakt. Daarom zijn beide visies heel complementair en noodzakelijk voor de ontwikkeling van duurzame processen en fabricagetoepassingen.
Portfolio uitbreiden
Imec wil in de nabije toekomst de portfolio langs de beoordelingskant vergroten met radiofrequentie (RF), geavanceerde verpakkingen, 3D-technologie en fotonica. “Met een bredere focus kunnen we bij meer chipmakers en chipfabrieken interesse opwekken”, aldus Rolin. Onder de verbeterpijler voert imec verschillende kleine projecten in de fabriek uit. In hun vijfjarige doel willen de onderzoekers actief werken aan randgassen met een laag opwarmingspotentieel voor de aarde.
“Gekwalificeerde werknemers vinden blijft een grote uitdaging. We hebben brede ervaring, kennis, een levenscyclusanalyse, datawetenschap en kennis van elektronische systemen nodig. Daarnaast zoeken we mensen met milieuwetenschappelijke expertise. Eigenlijk hebben we mensen nodig die met al die eigenschappen kunnen jongleren waardoor ze met alle actoren kunnen samenwerken. Duurzaamheid spreekt veel mensen aan, maar het is niet eenvoudig om de geschikte personen te vinden”, besluit Rolin.
