Nuovi progressi nella manifattura dei semiconduttori grazie alla stampa 3D
Un team guidato dalla University of Texas at Austin ottiene un finanziamento DARPA da 14,5 milioni di dollari
Secondo quanto reso noto dalla University of Texas at Austin, un team di ingegneri sta guidando un gruppo d’eccellenza composto da esponenti del mondo accademico e industriali con l’obiettivo di rivoluzionare la produzione di chip semiconduttori grazie a un nuovo metodo di stampa 3D. L’approccio, definito dai ricercatori come Holographic Metasurface Nano-Lithography (HMNL), punta a una produzione di elettronica avanzata più rapida, efficiente e sostenibile.
L’approccio HMNL ha applicazioni che spaziano dagli smartphone alla robotica fino all’aerospazio. Esso consente infatti la realizzazione di design finora impossibili, come condensatori stampati in 3D (che immagazzinano energia nei dispositivi elettronici) o package elettronici progettati per adattarsi a spazi non convenzionali. Per esempio, renderebbe possibile integrare l’intelligenza artificiale in configurazioni su misura per soddisfare le specifiche di robot o razzi.
“Il nostro obiettivo è cambiare radicalmente il modo in cui l’elettronica viene integrata e assemblata”, ha dichiarato Michael Cullinan, professore associato nel Walker Department of Mechanical Engineering della Cockrell School of Engineering all’University of Texas at Austin, che guida il team. “Con HMNL possiamo creare strutture complesse e multimateriale in un solo passaggio, riducendo i tempi di produzione da mesi a giorni.”
Il gruppo di lavoro, che comprende ricercatori della University of Utah, Applied Materials, Bright Silicon Technologies, Electroninks, Northrop Grumman, NXP Semiconductors e Texas Microsintering, ha ricevuto un finanziamento di 14,5 milioni di dollari dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) per portare avanti lo sviluppo.
L’approccio HMNL offre un’alternativa più veloce e sostenibile rispetto alle tecniche di stampa 3D tradizionali. Il cuore di questo salto tecnologico è rappresentato dalle metasuperfici, maschere ottiche ultrafini in grado di codificare informazioni ad alta densità. Queste, quando illuminate, generano ologrammi che permettono di modellare simultaneamente una resina ibrida di metallo e polimero in strutture 3D complesse. Il processo è talmente preciso da raggiungere risoluzioni inferiori allo spessore di un capello umano.
Inoltre, eliminando numerosi passaggi produttivi e riducendo gli sprechi di materiale, il processo contribuisce a diminuire l’impatto ambientale delle attività industriali. La maggiore velocità consente anche di realizzare prototipi unici con più facilità.
I ricercatori hanno realizzato quattro prototipi nell’ambito del progetto, destinati a diverse applicazioni: elettronica commerciale (un modulo fan-out per dispositivi consumer, con tempi di produzione più rapidi e maggiore flessibilità progettuale); sistemi di difesa (prototipi avanzati per comunicazioni ad alta frequenza ed elettronica riconfigurabile); design non planari (package elettronici in grado di adattarsi a spazi difficili); e package attivi (strutture che svolgono funzioni sia meccaniche sia elettriche, come sistemi di puntamento di precisione per applicazioni ottiche).
“Non si tratta solo di rendere l’elettronica più veloce o più economica: qui parliamo di nuove possibilità”, ha affermato Cullinan.
I ricercatori prevedono di commercializzare la tecnologia tramite Texas Microsintering Inc., una startup fondata dallo stesso Cullinan.
