Halbleiterfertigung
Halbleiterfertigung Projekt „Verteilte Fertigung für neuartige und vertrauenswürdige Elektronik“ Mit Split-Manufacturing zu vertrauenswürdiger Elektronik „Made in Germany“ Ein Verbund aus Fraunhofer-Instituten und namhaften deutschen Industrieunternehmen entwickelt im Projekt T4T einen Split-Manufacturing-Ansatz für die Halbleiterfertigung. Fraunhofer-Institute IZM-ASSID, IPMS, IIS/EAS und die Technische Universität Dresden. Die aus dem Projekt gewonnen Erkenntnisse sollen einen strukturellen Beitrag zur Standardisierung von Prozessen der Aufbau- und Verbindungstechnik leisten und dazu neue Designvorgaben und Toleranzregeln für Versatz- und Strukturgrößen definieren. Vertrauenswürdige Systemintegration in der Halbleiterfertigung © Fraunhofer IPMS/Shutterstock Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS www.ipms.fraunhofer.de Damit wird die sichere Montage von Teilsystemen in Deutschland möglich und Lieferketten werden abgesichert. Hintergrund Die sichere Versorgung mit elektronischen Bauteilen ist von wachsender strategischer Bedeutung für den Industriestandort Deutschland. Durch die zunehmende Verlagerung der Fertigung von integrierten Schaltkreisen (IC) in außereuropäische Regionen steigt die Anfälligkeit für das Einbringen von Schad- und Spionagefunktionen in von Auftragsfertigern (Foundries) gelieferte Bauteile. Gleichzeitig steigt die Gefahr der Entwendung von geistigem Eigentum am Schaltungsdesign (IP) durch Dritte. Das Projekt „Verteilte Fertigung für neuartige und vertrauenswürdige Elektronik T4T“ soll der heimischen Industrie Tools für einen Zugang zu sicheren Lieferketten und vertrauenswürdiger Elektronik zur Verfügung stellen. An diese Anforderungen angepasste Teilkomponenten können weiterhin über bestehende Lieferketten (Split Manufacturing) bezogen werden, aber die Montage und Verschlüsselung der Systeme erfolgt in einem vertrauenswürdigen Umfeld am Standort Deutschland. Veranschaulichung mithilfe verschiedener Demonstratoren Die veränderten technischen Anforderungen dieses Split-Manufacturing Ansatzes an die Aufbauund Verbindungstechnik sollen mithilfe verschiedener Demonstratoren veranschaulicht werden. Diese verdeutlichen dabei neue Designflows und -Methoden, adaptierte Fertigungsprozesse sowie das individuelle technische Knowhow der involvierten Projektpartner. Dazu zählen neben Bosch, Osram, Audi und XFAB auch NanoWired, Süss, DISCO und IHP sowie die Innerhalb des Projekts wird das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS sich mit zwei Themenschwerpunkten befassen. Zum einen soll die Schnittstelle zwischen klassischem Frontend (Waferfertigung) und Backend (Heterointegration) im Sinne des Split Manufacturing Ansatzes hinsichtlich Kontaminations-Management, Defektdichte und Prozessqualität entwickelt und optimiert werden. Zudem sollen moderne post-quantum Kryptographieverfahren mithilfe von nichtflüchtigen Speichern (NVMs) untersucht und getestet werden. Dieses Sicherheitselement soll zusammen mit einer verteilten Fertigung für zusätzlichen Schutz sorgen. Schaffung einer technologischen Grundlage Das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM und dessen Institutsteil „All Silicon System Integration Dresden – ASSID“ wirken an der Fertigung eines 300 mm Wafer to Wafer Demonstrators mit verschlüsseltem Speicherelement sowie eines Interposer-Wafers mit integrierten Chiplets mit. Damit soll die technologische Grundlage für die angepasste Chipintegration geschaffen werden. Dabei erlaubt das Wafer-to-Wafer- Bonden die Verteilung von Systemfunktionen auf mehrere Schaltkreise bei enger räumlicher Verbindung und stellt damit die Basis für eine an die Teilmontage angepasste AVT dar. 80 4/2022
Halbleiterfertigung Keyvisual Projekt »Verteilte Fertigung für neuartige und vertrauenswürdige Elektronik T4T« © Fraunhofer IPMS Die Verwendung unterschiedlicher Chip-Größen bei einer geteilten Fertigung kann aber zu Hindernissen in der AVT führen. Daher entwickelt das Fraunhofer IZM-ASSID mit Unterstützung weiterer Partner auf Grundlage des Die-to-Wafer- Bondverfahrens und hochdichter Interconnects einen Ansatz, der die Kombination unterschiedlicher Chipgrößen auf einem Interposer ermöglicht. Das daraus resultierende heterogene System soll maßgeblich zur Etablierung neuer Standards im Back-End Design beitragen. Denn ein Interposer mit gebondeten Chiplets kann in vielen verschiedenen Systemen eingesetzt werden. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS wird mit seinem Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme EAS die wesentlichen Arbeiten an einer durchgehenden Designmethodik leisten. Dabei werden für den Designflow notwendige Komponenten und Schnittstellen entwickelt sowie die benötigten Chip- und Package-Daten in einem modularen Multi-Prozess Designkit zur Verfügung gestellt. Weiterhin ist das Fraunhofer IIS/ EAS wesentlich am elektrischen Design der Demonstratoren sowie an der elektrischen Vermessung im Anschluss an die Fertigung beteiligt. Auch für KMUs interessant Profitieren werden vom Erreichen der Projektziele nicht nur die involvierten Partnerfirmen, sondern auch kleine und mittlere Unternehmen. Für sie sollen Potenziale geschaffen werden, innovative Elektroniksysteme anzubieten und damit die technologische Souveränität des Standorts Deutschlands zu steigern. Das Projekt läuft seit dem 1. 3. 2022 und soll im März 2025 zum Abschluss kommen. Das Projektvolumen beträgt 16,44 Mio. Euro und es existiert eine Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in Höhe von 11,75 Mio. Euro. ◄ 40 Jahre Erfahrung & Schweizer Qualität Das Familienunternehmen Dr. Tresky AG in Thalwil in der Nähe von Zürich entwickelt und produziert Systeme für Handling- und Pick&Place, sogenannte Die Bonder für die Elektronik- und Halbleiterindustrie, vor allem für Bereiche wie F&E, Entwicklung und Pilotfertigung. Im Segment der manuellen- und teilautomatisierten Die Bonder Systeme ist Dr. Tresky AG ein weltweit mitführender Anbieter und unterstützt Kunden aller Größen und Branchen, von der Idee bis hin zur Fertigung von innovativen Halbleiterprodukten. Die Kunden werden hier von Anfang an, bereits in der Entwicklungsphase bis hin zur Überführung der Prozesse in die Serienproduktion begleitet. Hierzu wurde das Portfolio kontinuierlich erweitert und hinsichtlich Flexibilität, Genauigkeit und Bedienerfreundlichkeit stetig an die Kundenbedürfnisse angepasst. Folglich kann mit diesem Ansatz die «Time-to-Market» signifikant reduziert werden. Seit der Gründung des Unternehmens im Jahre 1980 wurden weltweit über 2.500 Anlagen installiert. Die Entwicklung, Produktion und Montage erfolgt ausschliesslich im Stammwerk in der Schweiz. Auf modernsten Produktionsanlagen werden die Teile und Baugruppen mit hoher Fertigungstiefe in optimal aufeinander abgestimmter Präzision produziert. Kontinuierliche Verbesserungsprozesse in allen Unternehmensbereichen gewährleisten eine umweltbewusste, nachhaltige Produktion. Höchste Qualität, Präzision, sowie eine hohe Verfügbarkeit sind somit garantiert. Die Kundendienstleistungen werden durch eigenes Fachpersonal am Stammwerk, an den Niederlassungen in USA, sowie mit lokalen Vertretungen erbracht. Besonders hoher Wert wird auf die Praxistauglichkeit, Schnelligkeit und Handlichkeit der Maschinenbedienung gelegt. Das ausgewogene Produktspektrum reicht von der einfachen, manuell geführten Anlage bis hin zur teilmotorisierten Hochleistungsvariante. Dr. Tresky AG • Boenirainstr. 13 • CH - 8800 Thalwil • Tel.: 0041/44/7721941 Fax: 0041/44/7721949 • tresky@tresky.com • www.tresky.com 2 4/2022 4/2022 81
