Найти тему
Отражение науки

Основа немецкой микроэлектроники.

Вопреки сложившемуся мнению, что мировая микроэлектроника окончательно переместилась в азиатские страны, немецкая микроэлектроника по-прежнему существует и даже в некотором смысле процветает. Такие известные производители как X-Fab, Bosch и Infineon прочно удерживают лидерские позиции в производстве специализированных микросхем для мирового автопрома.

Плата управления двигателем, Infineon, Изображение: пресс-релиз infineon.com
Плата управления двигателем, Infineon, Изображение: пресс-релиз infineon.com

C ростом популярности электромобилей, которые в гораздо большей степени напичканы электроникой, чем автомобили традиционные, роль микрочипов только возрастает. В современном электромобиле счёт установленных чипов идёт на тысячи. Именно они играют решающую роль в управлении аккумуляторными системами, двигателем и распределением мощности. Энергоэффективность, производительность и запас хода электромобиля прямо зависят от качества электронного управления. По мере усложнения транспортных средств, увеличивается и количество электронных блоков управления, а стало быть и количество микросхем.

Фабрика Infineon в Дрездене, Германия, Изображение: пресс-релиз infineon.com
Фабрика Infineon в Дрездене, Германия, Изображение: пресс-релиз infineon.com

Все упомянутые производители имеют фабрики в самых разных странах мира, но ядро своего производства сохраняют в Германии, так же как и основные научно-исследовательские центры. Разумеется, наиболее «продвинутые» микрочипы немецкие компании также производят у себя дома. Но есть кое-что, объединяющее все эти компании: это крупнейший европейский производитель кремниевых пластин (подложек) Siltronic. Кремниевая подложка — это основа, на которой «печатается» узор микросхемы. Хотя на мировом рынке кремниевых пластин правят бал японские производители Shin-Etsu и Sumco, немецкая компания контролирует очень приличные 13% мирового рынка.

Кремниевые пластины Siltronic. Изображение: пресс-релиз siltronic.com
Кремниевые пластины Siltronic. Изображение: пресс-релиз siltronic.com

Производя как 200 мм, так и 300 мм пластины, Siltronic удовлетворяет основные потребности производителей передовых чипов. Помимо собственно немецких производителей, среди давних заказчиков Siltronic практически все самые известные мировые полупроводниковые фабрики: от тайваньских гигантов TSMC и UMC до южнокорейских Samsung и SK Hynix. Но, конечно, наибольшее внимание уделяется совместным разработкам с немецкими производителями микрочипов.

Пластина с микрочипами на фабрике Bosch в Дрездене, Германия. Изображение: bosch-presse.de
Пластина с микрочипами на фабрике Bosch в Дрездене, Германия. Изображение: bosch-presse.de

Siltronic самостоятельно «выращивает» слитки монокристаллического кремния по основным методам, принятым в этой отрасли: «плавающей зоны» и «процесса Чохральского». К примеру, при методе Чорхальского затравочный кристалл погружается в расплавленный поликристаллический кремний. Затем затравочный кристалл вращают и медленно тянут вверх. В результате получается монокристаллический слиток. На этапе выращивания кристалл легируется высокочистыми примесями с целью придания ему определённых электрических характеристик в соответствии с пожеланиями заказчика. После кристаллические слитки полируются и нарезаются на пластины.

300 мм кремниевый слиток. Изображение: пресс-релиз siltronic.com
300 мм кремниевый слиток. Изображение: пресс-релиз siltronic.com

Для придания особых свойств кремниевая пластина может быть подвержена процедуре эпитаксии: процессу, при котором на полированную кристаллическую поверхность кремниевой пластины осаждается дополнительный слой монокристаллического кремния. В итоге получаются пластины с особенно высоким качеством поверхности. Siltronic также производит передовые пластины GaN-on-Si (нитрид галлия на кремнии). Этот инновационный материал становится всё более востребованным при производстве силовых полупроводниковых устройств для автомобилей.

Ряды печей по выращиванию кремниевых слитков. Новейшее предприятие Siltronic во Фрайберге, Саксония. Изображение: пресс-релиз siltronic.com
Ряды печей по выращиванию кремниевых слитков. Новейшее предприятие Siltronic во Фрайберге, Саксония. Изображение: пресс-релиз siltronic.com

Можно сказать, что своему успеху самые яркие имена немецкой микроэлектроники в немалой степени обязаны именно Siltronic, компании из Мюнхена, истоки бизнеса которой начались с производства высокочистого кремния в 1953 году, и которая в наши дни продолжает производить самые передовые кремниевые материалы, являющиеся базой для электронных устройств автомобилей по всему миру.