Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme
Die Pilotlinie für »Advanced Packaging and Heterogeneous Integration for Electronic Components and Systems« (kurz APECS) ist ein wichtiger Baustein des EU Chips Acts, um Chiplet-Innovationen voranzutreiben und die Forschungs- und Fertigungskapazitäten für Halbleiter in Europa zu erhöhen. Die in der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) kooperierenden Institute arbeiten eng mit weiteren europäischen Partnern am Aufbau der APECS-Pilotlinie und leisten damit maßgeblich einen Beitrag, Europas technologische Resilienz zu stärken und somit auch die globale Wettbewerbsfähigkeit in der Halbleiterindustrie zu steigern. Sowohl großen Industrieunternehmen als auch KMU und Start-ups wird die Pilotlinie einen niederschwelligen Zugang zu Cutting Edge-Technologien ermöglichen und für sichere, resiliente Halbleiterwertschöpfungsketten sorgen.
Wie Fraunhofer ENAS Innovationen im Rahmen von APECS vorantreibt
Innerhalb der APECS-Pilotlinie trägt Fraunhofer ENAS technologische Expertise in drei Schlüsselbereichen bei: System Technology Co-Optimization (STCO) Designentwicklung, fortgeschrittene Fertigung für Interposer- und Chiplet-Integration sowie umfassende Charakterisierung, Prüfung und Zuverlässigkeitsmethoden (CTR):
Design: Fraunhofer ENAS liefert Designs für 2.5D/3D-Heterogene Integration, trägt zu PDKs/ADKs bei, sowie Modellierungen zur numerischen Optimierung von Fertigungsprozessen.
Prozessseite: Die Aktivitäten konzentrieren sich auf die Herstellung elektrischer, optischer und mechanischer Verbindungen zwischen Chiplets sowie zwischen Chiplets und Interposern. Ein zentrales Ziel ist die Weiterentwicklung der Chip-to-Wafer- und Wafer-to-Wafer-Bonding-Verfahren, um eine höhere Integrationsdichte zu erreichen, während zuverlässige Bindungen über neuartige Materialkombinationen hinweg sichergestellt werden.
CTR: Um Funktionalität und Zuverlässigkeit sicherzustellen, arbeitet Fraunhofer ENAS an der Entwicklung eines breiten Spektrums von Charakterisierungs-, Prüf- und Zuverlässigkeitsmethoden, einschließlich 2.5D/3D- und optischer Tests, ESD- (electrostatic sensitive device) und EMC-Zuverlässigkeitstests (Elektromagnetische Verträglichkeit), sowie der Analyse thermomechanischer Zuverlässigkeitsaspekte – ergänzt durch Modellierung und numerische Zuverlässigkeitsbewertungen.
Diese Aktivitäten tragen dazu bei, die technologische Grundlage für die nächste Generation der heterogenen Integration zu schaffen. Innerhalb von APECS und als Teil der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) arbeitet Fraunhofer ENAS mit anderen europäischen Forschungs- und Technologieorganisationen (RTOs) zusammen, um Expertise und Infrastruktur zu bündeln, Innovationen in der heterogenen Integration und im fortschrittlichen Packaging voranzutreiben und so die technologische Resilienz und Wettbewerbsfähigkeit Europas zu stärken.
APECS wird durch Chips Joint Undertaking und durch nationale Förderungen von Belgien, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Österreich, Portugal und Spanien im Rahmen der »Chips for Europe« Initiative kofinanziert. Die Gesamtfinanzierung für die APECS-Pilotlinie beläuft sich auf 730 Millionen Euro über 4,5 Jahre.