Attrezzature MIT.nano per accelerare l'innovazione

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Attrezzature MIT.nano per accelerare l'innovazione nei settori “tough tech”.

di Zach Winn per MIT News

Boston MA (SPX) 01 febbraio 2024

Una nuova serie di apparecchiature avanzate per la nanofabbricazione renderà MIT.nano una delle strutture di ricerca più avanzate al mondo nel campo della microelettronica e delle tecnologie correlate, sbloccando nuove opportunità di sperimentazione e ampliando il percorso affinché invenzioni promettenti diventino nuovi prodotti di grande impatto.

L'apparecchiatura, fornita da Applied Materials, amplierà in modo significativo le capacità di nanofabbricazione di MIT.nano, rendendole compatibili con wafer (fette sottili e rotonde di materiale semiconduttore) fino a 200 millimetri, o 8 pollici, di diametro, una dimensione ampiamente utilizzata nell'industria. I nuovi strumenti consentiranno ai ricercatori di prototipare una vasta gamma di nuovi dispositivi microelettronici utilizzando materiali e processi di fabbricazione all'avanguardia. Allo stesso tempo, la compatibilità da 200 millimetri supporterà una stretta collaborazione con l’industria e consentirà alle innovazioni di essere rapidamente adottate dalle aziende e prodotte in serie.

I leader di MIT.nano affermano che l'attrezzatura, che sarà disponibile anche per gli scienziati esterni al MIT, migliorerà notevolmente le capacità della loro struttura, consentendo agli esperti della regione di esplorare in modo più efficiente nuovi approcci nei settori "tecnologici difficili", compresa l'elettronica avanzata. batterie di ultima generazione, energie rinnovabili, calcolo ottico, rilevamento biologico e una miriade di altri settori, molti dei quali probabilmente ancora da immaginare.

“I set di strumenti forniranno una spinta accelerata alla nostra capacità di lanciare nuove tecnologie che potranno poi essere distribuite al mondo su larga scala”, afferma il direttore di MIT.nano Vladimir Bulovic, che è anche Fariborz Maseeh professore di tecnologie emergenti. “MIT.nano è impegnato nella sua missione espansiva: costruire un mondo migliore. Forniamo strumenti e capacità che, nelle mani di brillanti ricercatori, possono effettivamente far avanzare il mondo”.

L'annuncio fa parte di un accordo tra il MIT e Applied Materials, Inc. che, insieme a una sovvenzione al MIT da parte dell'hub della Northeast Microelectronics Coalition (NEMC), impegna oltre 40 milioni di dollari di investimenti pubblici e privati stimati per aggiungere nanotecnologie avanzate attrezzature e capacità di fabbricazione presso MIT.nano.

"Non crediamo che ci sia un altro spazio negli Stati Uniti che offrirà lo stesso tipo di versatilità, capacità e accessibilità, con set di strumenti da 8 pollici integrati proprio accanto a set di strumenti più fondamentali per le scoperte della ricerca", afferma Bulovic. “Creerà un percorso senza soluzione di continuità per accelerare il ritmo dell’innovazione”.

Superare i confini dell’innovazione

Applied Materials è il più grande fornitore mondiale di apparecchiature per la produzione di semiconduttori, display e altri dispositivi elettronici avanzati. L'azienda fornirà al MIT.nano diversi strumenti di processo all'avanguardia in grado di supportare wafer da 150 e 200 millimetri e migliorerà e aggiornerà uno strumento esistente di proprietà del MIT. Oltre ad assistere MIT.nano nel funzionamento quotidiano e nella manutenzione delle apparecchiature, gli ingegneri di Applied Materials svilupperanno nuove capacità di processo a beneficio di ricercatori e studenti del MIT e oltre.

"Questo investimento accelererà in modo significativo il ritmo dell'innovazione e della scoperta nel campo della microelettronica e dei microsistemi", afferma Tomas Palacios, direttore dei Microsystems Technology Laboratories del MIT e professore di ingegneria elettrica Clarence J. Lebel. "È una notizia meravigliosa per la nostra comunità, una notizia meravigliosa per lo Stato e, a mio avviso, un enorme passo avanti verso l'attuazione della visione nazionale per il futuro dell'innovazione nella microelettronica."

La ricerca su scala nanometrica nelle università è tradizionalmente condotta su macchine meno compatibili con l’industria, il che rende più difficile trasformare le innovazioni accademiche in prodotti di grande impatto e di massa. Jorg Scholvin, direttore associato dell'impianto di fabbricazione condivisa del MIT.nano, afferma che le nuove macchine, se combinate con le apparecchiature esistenti del MIT.nano, rappresentano un miglioramento radicale in quell'area: i ricercatori saranno in grado di prendere un wafer standard del settore e costruire la loro tecnologia su di essa per dimostrare alle aziende che funziona su dispositivi esistenti o per co-fabbricare nuove idee in stretta collaborazione con i partner del settore.

"Nel viaggio da un'idea a un dispositivo pienamente funzionante, la capacità di iniziare su piccola scala, capire cosa si vuole fare, eseguire rapidamente il debug dei progetti e quindi adattarli a un wafer su scala industriale è fondamentale," Scholvin dice. “Significa che uno studente può testare rapidamente la propria idea su scala wafer e incorporare direttamente le informazioni nel proprio progetto in modo che i processi siano scalabili. Fornire tempestivamente tale prova di principio accelererà l’uscita dell’idea dall’ambiente accademico, riducendo potenzialmente anni di ulteriore impegno. Altri strumenti del MIT.nano possono integrare il lavoro sulla scala dei wafer da 200 millimetri, ma la maggiore produttività e la maggiore precisione delle apparecchiature Applied forniranno ai ricercatori ripetibilità e precisione senza precedenti per gli ambienti di ricerca accademica. Essenzialmente quello che hai è uno strumento più nitido, più veloce e più preciso per svolgere il tuo lavoro."

Scholvin prevede che l'attrezzatura porterà a una crescita esponenziale delle opportunità di ricerca.

"Penso che un vantaggio fondamentale di questi strumenti sia che ci consentono di ampliare i confini della ricerca in una varietà di modi diversi che possiamo prevedere oggi", afferma Scholvin. “Ma poi ci sono anche benefici imprevedibili, che si nascondono nell’ombra in attesa di essere scoperti dalla creatività dei ricercatori del MIT. Con ogni nuova applicazione, di solito vengono in mente nuove idee e percorsi, così nel tempo si scoprono sempre più opportunità.

Poiché le apparecchiature possono essere utilizzate da persone esterne alla comunità del MIT, inclusi ricercatori regionali, partner industriali, organizzazioni no-profit e startup locali, consentiranno anche nuove collaborazioni.

“Gli strumenti stessi saranno un incredibile luogo d’incontro – un luogo che, credo, potrà trasporre il meglio delle nostre idee in un modo molto più efficace di prima”, afferma Bulovic. "Sono estremamente entusiasta di questo."

Palacios osserva che, sebbene la microelettronica sia nota soprattutto per il lavoro di riduzione dei transistor per adattarli ai microprocessori, si tratta di un campo vasto che abilita praticamente tutta la tecnologia che ci circonda, dalle comunicazioni wireless e Internet ad alta velocità alla gestione dell'energia, all'assistenza sanitaria personalizzata e altro ancora.

Dice di essere personalmente entusiasta di utilizzare le nuove macchine per fare ricerca sull'elettronica di potenza e sui semiconduttori, compresa l'esplorazione di nuovi materiali promettenti come il nitruro di gallio, che potrebbe migliorare notevolmente l'efficienza dei dispositivi elettronici.

Compiere una missione

I leader di MIT.nano affermano che un fattore chiave della commercializzazione saranno le startup, sia del MIT che non solo.

"Ciò non solo aiuterà la comunità di ricerca del MIT a innovare più rapidamente, ma consentirà anche una nuova ondata di imprenditorialità", afferma Palacios. “Stiamo riducendo gli ostacoli che impediscono a studenti, docenti e altri imprenditori di prendere l'innovazione e di immetterla sul mercato. Ciò si adatta perfettamente alla missione del MIT di rendere il mondo un posto migliore attraverso la tecnologia. Non vedo l’ora di vedere le nuove incredibili invenzioni che i nostri colleghi e studenti realizzeranno”.

Bulovic afferma che l'annuncio è in linea con la missione stabilita dai leader del MIT all'inizio di MIT.nano.

“Abbiamo lo spazio in MIT.nano per ospitare questi strumenti, abbiamo le capacità all’interno di MIT.nano per gestirne il funzionamento e, come struttura condivisa e aperta, disponiamo di metodologie attraverso le quali possiamo accogliere chiunque dalla regione per utilizzare il strumenti”, afferma Bulovic. “Questa è la visione delineata dal MIT mentre stavamo progettando MIT.nano, e questo annuncio aiuta a realizzare quella visione”.

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