Der Sprung von der Mikro- zur Nanoelektronik ist eine große Herausforderung für die Halbleiterindustrie

Am Fraunhofer-Center Nanoelektronische Technologien CNT in Dresden entwickeln Wissenschaft und Wirtschaft in Public Private Partnership gemeinsam neue Prozesstechnologien für die Nanoelektronik. Heute, am 31. Mai, fand die feierliche Eröffnung mit Gästen von Bund, dem Freistaat Sachsen, der Wissenschaft und Wirtschaft statt.

„Das Fraunhofer-Center Nanoelektronische Technologien CNT steht modellhaft für eine neue Art der Verzahnung von Forschung und Fertigung“, hebt Dr. Alfred Gossner, Vorstand der Fraunhofer-Gesellschaft, auf der Eröffnung des CNT hervor. „Nur durch gemeinsame Anstrengungen von Wissenschaft und Wirtschaft haben wir in Deutschland eine Chance, so große technologische Herausforderungen wie den Übergang zur Nanoelektronik mitzugestalten.“ Das CNT erweitert die Kompetenzen des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik gemeinsam mit führenden Halbleiterherstellern in der Technologie-entwicklung. So ist das CNT Teil der europäischen Initiative ENIAC (European Nanoelectronic Initiative Advisory Council) zur Stärkung der Nanoelektronik. „Wie IMEC in Belgien und LETI in Frankreich wird das CNT direkt mit der Industrie zusammenarbeiten“, beschreibt Dr. Gossner die europäische Antwort auf Initiativen wie Sematech in USA und Selete in Japan. „Mit dem CNT wird Dresden zu einem wichtigen Forschungsstandort für Nanoelektronik in Europa.“

Im August des vergangenen Jahres hatten die Partner – Fraunhofer-Gesellschaft, Infineon Technologies AG und Advanced Micro Devices Inc. (AMD) und die Förderer Bundesforschungsministerium sowie der Freistaat Sachsen – die Absichtserklärung zur Gründung des Fraunhofer CNT unterschrieben. Nach nur neun Monaten kann das CNT nun feierlich eröffnet werden. „Für das CNT stehen auf dem Dresdner Fertigungsgelände von Infineon 800 m² Reinraumfläche sowie eine Infrastruktur, die Industriestandard entspricht, zur Verfügung“, freut sich Dr. Peter Kücher, der Leiter des CNT, über den Aufbau nach Plan.

Ziel ist es, die Synergien zwischen Forschung, Entwicklung und Fertigung von Prozesstechnologien für die Nanoelektronik am Standort Dresden maximal zu nutzen. „Mit dieser Forschungsplattform haben wir die Möglichkeit, innovative Prozesslösungen schnell und effizient zu entwickeln und direkt in die Fertigungsumgebung zu transferieren“, beschreibt Dr. Andreas von Zitzewitz, Mitglied des Vorstands von Infineon, die Vorteile für die Wirtschaft. „Bei den kurzen Produkt- und Technologielebensdauern in der zyklischen Halbleiterindustrie und den rasch wachsenden Entwicklungskosten ist dies eine der kritischsten Aufgaben, die vorzugsweise durch enge Kooperation in Forschung und Entwicklung gelöst werden kann.“

Die Halbleiterhersteller stehen derzeit vor der Herausforderung, die Strukturen bis unter 50 Nanometer weiter zu verkleinern und diese Innovationen schnell in die Fertigung zu implementieren. Die Halbleitertechnologie ist eine wichtige Grundlage für die Entwicklung in vielen anderen Branchen. Sie erschließt neue Produkte und Märkte. Nanoelektronische Technologien werden so zu einer umfassenden Basistechnologie.

Dresden bietet in Deutschland mit der laufenden 300-mm-DRAMFertigung der Infineon AG und den beiden Mikroprozessor-Werken von AMD ausgezeichnete Standortbedingungen für eine partnerschaftlich betriebene Forschungsplattform für Nanoelektronik. „Das CNT wird die effiziente Entwicklung neuer Technologiegenerationen voran treiben – und dies immer aus dem Blickwinkel des Endkunden“, sagt Dr. William Siegle von AMD. „Kundenorientierung ist der Kern der AMD-Strategie. Darauf sind auch die Projekte des CNT zugeschnitten: Sie ermöglichen uns fertigungsnahe Technologieforschung, die uns bei der Produktion von innovativen und anwendungsorientierten Mikroprozessoren unterstützen“. In den Reinräumen des CNT können die Industriepartner Infineon und AMD zusammen mit Fraunhofer-Forschern, der TU Dresden und weiteren Instituten Prozesstechnologien für die Fertigung der Nanoelektronik entwickeln. Das CNT ist offen für die Zusammenarbeit mit Material und Geräteherstellern.

Insgesamt investieren Unternehmen und Staat zusammen erneut 700 Mio Euro in den Ausbau des Nanoelektronikstandorts Deutschland. Ein Drittel dieser Mittel stammen vom Bund, dem Land und der EU. Neben den Gebäudekosten unterstützen das BMBF und der Freistaat Sachsen die neue Fraunhofer-Einrichtung in den nächsten fünf Jahren mit Zuschüssen von insgesamt 80 Mio Euro für die Anlagen-Erstausstattung. Die Industriepartner planen in diesem Zeitraum Forschungsprojekte von rund 170 Mio Euro, die vom BMBF, dem Freistaat Sachsen und der EU-Kommision mit 85 Mio Euro gefördert werden. Bundesforschungsministerin Edelgard Bulmahn: „Das CNT ist eine von Staat und Wirtschaft getragene Zukunftsinvestition, von der nicht nur die Menschen in Dresden, sondern auch in ganz Deutschland profitieren werden. Das CNT wird anwendungsnahe Spitzenforschung mit Hilfe der BMBF-Förderung nicht nur betreiben, sondern auch unmittelbar in Innovationen – und damit in Arbeitsplätze – umsetzen.“ Sachsens Ministerpräsident Georg Milbradt hob hervor: „Der Freistaat Sachsen beteiligt sich umfassend an der Förderung des CNT. Als Einrichtung von Unternehmen und Wissenschaft ist es ein entscheidender Baustein für die Zukunft des Halbleiterstandorts Dresden. Heute reden wir über Mikroelektronik, an ihre Stelle wird morgen die Nanoelektronik treten. Die atemberaubend schnellen Entwicklungen machen es wichtig, Forschung, Ausbildung und Fertigung so eng wie möglich zu vernetzen. Der Ausbau des High-Tech-Standorts Sachsen hat weiterhin meine volle Unterstützung.“ Die Vertragsvereinbarung für das CNT sieht zunächst eine Laufzeit von fünf Jahren vor, an deren Ende eine gemeinsame Evaluation stehen wird. Fraunhofer-Gesellschaft und Industriepartner streben den Betrieb einer dauerhaft betriebenen Forschungsplattform an. Entscheidend für die Fortsetzung werden Erfolg und Marktentwicklungen auf der einen und die Entwicklung der Forschungslandschaft auf der anderen Seite sein.

Schwerpunktthemen sind die Bearbeitung ausgewählter Prozessschritte für die Fertigung von high-density-Speicherbausteinen sowie high-performance-Transistoren. Die Fraunhofer-Gesellschaft wird vor allem die Kompetenz ihrer Institute in den Bereichen Material- und Schichtsysteme, Basisprozesse, Aufbau- und Verbindungstechnologien, Entwurfstechniken und Lithografie einbringen. Nahezu 100 Entwicklungs- und Fertigungsingenieure der Industriepartner sowie wissenschaftliche Mitarbeiter der Fraunhofer-Gesellschaft werden im CNT innovative Lösungen für die Nanoelektronik erarbeiten.

Der Leiter des CNT, Dr. Peter Kücher, kennt aus seinen früheren Tätigkeiten für Infineon die Anforderungen der Chipindustrie. So hat er gemeinsam mit IBM und Toshiba in East Fishkill, New York den ersten 256Mbit Chip in 0,25 µm Technologie entwickelt, die weltweit erste 300-mm Linie in Dresden geleitet und zuletzt als Geschäftsführer der Infineon Technologies Flash GmbH den Aufbau des Geschäftsgebiets verantwortet.

Kücher sieht in der Siliziumtechnologie noch großes Potenzial. Neue Erkenntnisse auf dem Feld der Lithographie ermöglichen es immer wieder, wesentliche Hürden auf dem Weg zur Strukturverkleinerung zu überwinden. „Jüngster Hoffnungsträger ist die Immersions-Lithografie, die bisher in der Mikroskopie eingesetzt wurde, aber nun für die Serienproduktion der Chips entdeckt wurde“, erklärt Dr. Kücher. „Sie erlaubt mit den derzeitigen Lichtquellen von 193 Nanometer Wellenlänge noch jenseits von 90 Nanometer Strukturbreite zu fertigen“. Wegen der hohen Kosten müssen Entscheidungen über die Weiterführung oder das Einstellen von Entwicklungen möglichst früh getroffen werden. „Gleichzeitig dürfen wir uns nicht nur auf die vermeintlich logischen Folgeentwicklungen konzentrieren, sondern müssen Alternativen erarbeiten“, weiß Kücher. Denn vom technisch Möglichen wird sich nur das durchsetzen, was am wirtschaftlichsten realisierbar ist. Das CNT in Dresden wird gemeinsam mit Infineon und AMD alles tun, damit innovative Halbleitertechnologien zukünftig noch öfter das Prädikat „Made in Germany“ tragen.

Ansprechpartner am Bundesministerium für Bildung und Forschung:
Peter Ziegler
Hannoversche Str. 28 – 30
10115 Berlin
Telefon: 0 18 88/ 57-50 51 oder 0 30 / 2 85 40-50 51
peter.ziegler@bmbf.bund.de

Sächsische Staatskanzlei:
Burkhard Beyer
Archivstraße 1
01097 Dresden
Telefon: 0 3 51 / 5 64 13 14
Burkhard.Beyer@dd.sk.sachsen.de

Fraunhofer-Center Nanoelektronische Technologien CNT:
Dr. Peter Kücher
Königsbrücker Straße 180
01099 Dresden
Telefon: 0 3 51/ 8 86-90 00
peter.kuecher@infineon.com

AMD:
Cornelia Sonntag
Wilschdorfer Landstraße 101
01109 Dresden
Telefon: 0 3 51 / 2 77 10 10
cornelia.sonntag@amd.com

Infineon Technologies:
Diana Rulle
Königsbrücker Straße 180
01099 Dresden
Telefon: 0 3 51 / 8 86-11 00
diana.rulle@infineon.com