أطلق معهد CEA-Leti الفرنسي برنامجا بحثيا جديدا بالشراكة مع مختبرات أبحاث SubFAB الدولية (ISRL) لتطوير وتقييم تقنيات تقلل الانبعاثات والنفايات في صناعة أشباه الموصلات. يوفر البرنامج، المعروف باسم مختبرات SubFAB، بيئة اختبار مخصصة في موقع CEA-Leti بجرينوبل بفرنسا، تتيح للمصنعين ومطوري التقنيات تقييم حلول المراقبة والمعالجة والحد من الانبعاثات في ظروف إنتاج عالية الحجم.
تمويل صناعي ومراحل بحثية ممتدة
يمول البرنامج بالكامل من قبل الصناعة، وستستمر مرحلته الأولى حتى أربع سنوات، وتهدف إلى بناء فهم مفصل للمواد والانبعاثات والمنتجات الثانوية المتولدة خلال تصنيع الدوائر المتكاملة. ستساعد قاعدة البيانات الناتجة في تحديد فرص تحسين كفاءة المواد، وتقليل الآثار البيئية، واستعادة المواد الخام الحرجة.
معالجة الأثر البيئي لإنتاج الرقائق
يعتمد تصنيع أشباه الموصلات على بنية تحتية معقدة لإدارة الغازات والمواد الكيميائية ومياه الصرف الناتجة أثناء تصنيع الرقائق. تتم الكثير من هذه الأنشطة في ما يسمى بالمناطق الفرعية (subfabs)، وهي المناطق الواقعة تحت الغرف النظيفة التي تضم أنظمة الضخ والمعالجة والحد من الانبعاثات اللازمة لدعم الإنتاج. ورغم أهميتها، يمكن أن تسهم هذه الأنظمة بشكل كبير في البصمة البيئية الإجمالية لمنشآت أشباه الموصلات.
صُمم مختبرات SubFAB للتغلب على حواجز إدخال تقنيات بديلة وتقييمها داخل مواقع إنتاج عاملة، من خلال توفير منصة تجريبية خاضعة للرقابة تتيح للشركات اختبار المعدات والمواد دون الاعتماد فقط على مرافق الإنتاج الحالية. سيتمكن الشركاء من قياس الأداء البيئي والاقتصادي للتقنيات الجديدة، بينما سيساعد النمذجة في تحديد كيفية توسيع نطاق الأساليب الناجحة ونشرها عبر عمليات التصنيع التجارية.
شركاء صناعيون يبدأون اختبار تقنيات المراقبة
دعم نحو 20 شركة من سلسلة توريد الدوائر المتكاملة المبادرة سابقا عبر ملصق قُدم في قمة SEMI العالمية للتنفيذيين في طوكيو عام 2025. من بين أوائل المنضمين للبرنامج: شركة HORIBA المتخصصة في القياس التحليلي، ومُصنع المستشعرات TOFWERK، وشركة معدات التفريغ والحد من الانبعاثات Edwards Vacuum.
ستقيم HORIBA، ومقرها كيوتو باليابان، أنظمة المراقبة الحالية والجيل القادم عبر عمليات تصنيع مختلفة ومراحل إدارة النفايات. وستطبق TOFWERK، وهي شركة تابعة لـ Bruker ومقرها ثون بسويسرا، تقنية مطياف الكتلة زمني الطيران لمراقبة المنتجات الثانوية الكيميائية المتولدة أثناء إنتاج أشباه الموصلات. أما Edwards Vacuum فستحقق في تيارات نفايات التصنيع وتختبر استراتيجيات الحد من الانبعاثات في الوقت الفعلي.
مراحل بحثية إضافية مخططة لعام 2027
بعد المرحلة البحثية الأولية، من المقرر أن تبدأ أربع مراحل إضافية في 2027، ستركز على العمليات ذات الأثر البيئي الأكبر، بما في ذلك معالجة مواد PFAS، والحفر، والترسيب، والتنظيف، والتلميع. ستشمل كل مرحلة اختبار تقنيات نموذجية في ظروف تصنيع، وقياس تأثيرها على الانبعاثات، وتقييم العواقب المحتملة على عمليات المناطق الفرعية الأخرى، بما في ذلك التعامل مع النفايات، والسلامة التشغيلية، وتكاليف التشغيل.
قال سيباستيان دوفه، الرئيس التنفيذي لـ CEA-Leti، إن البرنامج سيزود الشركاء الصناعيين بالبيانات اللازمة لتحديد حلول جديدة وتسريع الانتقال من البحث المخبري إلى التطبيقات الصناعية. وسيكمل مختبرات SubFAB الجهود الحالية لتحسين استدامة إنتاج أشباه الموصلات، بما في ذلك اتحاد SEMI للمناخ (SCC) ومشروع GENESIS البحثي الممول من الاتحاد الأوروبي، الذي ينسقه CEA-Leti.