Ați auzit vreodată de litografia ultravioletă extremă sau EUV? Această tehnologie produce lumină dincolo de lungimile de undă vizibile normale cu un laser de mare putere și este utilizată pentru gravarea modelelor pe plachetele semiconductoare utilizate în cipurile de siliciu. Pentru a preveni contaminarea, procesul EUV are loc într-un mediu bogat în hidrogen.
Producătorii de semiconductori (circuite) au început să utilizeze EUV la mijlocul anilor 2000, deoarece permite cipuri mai mici, mai rapide și mai puternice pentru smartphone-uri și calcule avansate.
Pe măsură ce fabricanții au crescut adoptarea EUV, s-au confruntat cu trei provocări: asigurarea unui nivel suficient de hidrogen, adaptarea la infrastructura mare de vid și de reducere a emisiilor.
Decenii de experiență
Edwards, o marcă de tehnologie a vidului din cadrul Atlas Copco Group, a acceptat provocarea inovației. Echipa a construit deja un „echipament de referință” cu expertiza în chimia gazelor, purificare și integrarea sistemelor pentru industria semiconductorilor de la sfârșitul anilor 1990.
„Spre deosebire de multe procese cu semiconductori, EUV funcționează în stare stabilă și nu conține chimie neplăcută”, spune Chris Bailey, VP Emerging Technologies în divizia Semiconductori a Grupului. „Am lucrat deja la reciclarea hidrogenului într-o altă tehnologie, așadar putem face acest lucru.”
Echipa a colaborat cu o companie de tehnologie electrochimică și cu un integrator de sisteme, ambele cu sediul în statul New York și cu NYSERDA (New York State Energy Research and Development Authority), pentru a dezvolta un sistem de recuperare a hidrogenului (HRS) capabil să purifice hidrogenul recuperat la un nivel ultra-pur.
Sistemul de recuperare a hidrogenului (HRS), dezvoltat de Edwards, este capabil să purifice hidrogenul recuperat la un nivel ultra-pur.
Emisii reduse
Majoritatea hidrogenului din lume este produs dintr-un punct de pornire bazat pe combustibili fosili. Cu sistemele de recuperare a hidrogenului, emisiile de carbon pot fi evitate.
„Există un factor de mediu absolut important aici”, spune Technology Manager Zach Dunbar, care s-a alăturat echipei în 2016, când proiectul a început să construiască electrochimia din spatele sistemului.
„De obicei, hidrogenul este generat din gaz metan, dar poate fi cărbune sau petrol, așa că emiți mult CO2 atunci când îl produci. În mod clar, dacă reciclezi hidrogenul, atunci nu utilizezi metanul sau orice altceva care produce CO2.”
Eliminarea riscurilor de aprovizionare
Un alt factor, la fel de puternic, al clienților este logistica. Lanțurile de aprovizionare și reglementările privind siguranța creează constrângeri suplimentare pentru depozitarea și livrarea la fața locului.
"Există limite logistice, în special pe o insulă precum Taiwan, unde se află unii dintre cei mai mari producători de cipuri. Fiecare moleculă de hidrogen trebuie importată", spune Chris.
„În unele locații, vorbim despre remorcile cu tuburi de hidrogen lichid livrate zilnic”, adaugă Anthony Keen, Global EUV Technology and Apps Manager în divizia Semiconductor.
Prin reciclarea hidrogenului la punctul de utilizare, HRS poate reduce convoaiele de livrare, ușura riscul lanțului de aprovizionare, îmbunătăți marjele de siguranță și elibera spațiul de depozitare.
De la teorie la tehnologie
Ceea ce a început ca un proiect exploratoriu de cercetare și dezvoltare s-a dezvoltat într-o ofertă comercială aliniată cu foaia de parcurs a industriei semiconductorilor.
"Prin purificarea și controlul gazului alimentat înapoi în instrumentul EUV, interacționăm acum atât la ieșire, cât și la intrare. Creăm un sistem care trebuie să fie stabil la ambele capete", explică Chris.
„În această industrie, poți avea o idee grozavă acum 10 sau 15 ani, care devine relevantă doar acum”, spune Anthony.
A fost mult timp în curs de dezvoltare, dar aceasta este o tehnologie a cărei vreme a sosit.
