Per la produzione dei microchip odierni, alcune strutture utilizzate presentano dimensioni nell'ordine dei nanometri. Non devono essere presenti nemmeno le particelle di polvere più piccole e le molecole gassose. Il vuoto è necessario per tenerle lontane.
Oggi (quasi) nulla funziona senza i microchip. Dalle auto agli impianti di produzione agli smartphone e persino alle macchine da caffè: questi minuscoli computer sono installati ovunque. Sono loro che rendono possibili le tante funzioni ora disponibili per noi semplicemente toccando un pulsante o scorrendo una schermata. Dietro tutto questo si cela un'enorme potenza di calcolo in unità di dimensioni sempre più piccole. Attualmente i produttori di chip stanno utilizzando principalmente la tecnologia a 14 nm, pertanto le più piccole unità funzionali misurano solo 14 nanometri. Per confronto, il diametro di una capocchia di spillo è di circa un milione di nanometri.
Mandrini e
serrature a vuoto Con queste taglie, una particella di polvere agisce come un masso gigante. La produzione, pertanto, avviene in camere bianche con aria filtrata nelle quali le persone e le merci possono entrare dopo un'accurata pulizia e l'attraversamento di una camera di equilibrio. Le pompe per vuoto sono utilizzate anche in quest'ultima applicazione per poter aspirare le particelle di polvere dalle superfici tramite la pressione negativa.
Nella camera bianca è presente una leggera sovrapressione, quindi nulla può entrare, anche in caso di perdita. Il flusso d'aria costante necessario è alimentato dall'alto. L'unità di aspirazione corrispondente è ubicata nel doppio pavimento della camera bianca. I wafer di silicio, che fungono da materiale di base per i chip, vengono fissati mediante un dispositivo di tenuta a vuoto (mandrino) in varie fasi di produzione per proteggere il materiale.
Molecole e
ioni Finora abbiamo avuto a che fare con il vuoto grossolano. Ma quando si tratta di costruire strutture di dimensioni microscopiche, è necessario l'alto vuoto. Questo si applica, ad esempio, alla deposizione del metallo sui wafer di silicio. Da un lato, il metallo utilizzato raggiunge il punto di ebollizione a temperature relativamente basse. Dall'altro, anche l'introduzione delle particelle più piccole, persino molecole di aria gassosa, comprometterebbero la conduttività degli strati sottilissimi dei wafer. Lo stesso vale per l'impiantazione ionica. In questo caso, gli ioni vengono accelerati in un campo elettrico, diretti sui wafer e posizionati nel reticolo cristallino.
La litografia EUV non sarebbe possibile senza il vuoto. Questo processo relativamente nuovo impiega la luce estremamente ultravioletta con una lunghezza d'onda molto breve allo scopo di esporre strutture particolarmente piccole sulla superficie dei wafer. La luce EUV verrebbe completamente assorbita dall'aria dopo soli pochi millimetri. Può diffondersi liberamente solo se il livello di vuoto è molto alto. Questa tecnologia e metodi analoghi sono requisiti essenziali, ad esempio, per ridurre sempre più lo spessore dei nostri smartphone, continuando a migliorarne le prestazioni.
Cura dimagrante per smartphone
Trucioli sempre più piccoli possibili solo con il vuoto
Che cos'è un nodo di tecnologia?
Nel mondo dei semiconduttori, per nodo tecnologico si intende la dimensione di produzione minima del percorso di conduzione di un microchip. Questa dimensione è stata costantemente ridotta nel tempo.
Il primo nodo misurava 10 micrometri e, per gli standard odierni, era spesso come un tubo da giardinaggio. Nella produzione di massa, oggi si utilizza la dimensione di 14 nanometri. Tuttavia, esistono già chip che utilizzano la tecnologia a 10 e persino 7 nm. La International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) prevede l'impiego della tecnologia a 5 nanometri entro il 2020 circa.
L'area del chip viene divisa approssimativamente a metà con ciascun nuovo nodo tecnologico. Lo sviluppo delle prestazioni dei circuiti microelettronici segue la legge di Moore, secondo la quale, la complessità di un circuito integrato raddoppia ogni 12-24 mesi con costi dei componenti minimi.
Nel mondo dei semiconduttori, per nodo tecnologico si intende la dimensione di produzione minima del percorso di conduzione di un microchip. Questa dimensione è stata costantemente ridotta nel tempo.
Il primo nodo misurava 10 micrometri e, per gli standard odierni, era spesso come un tubo da giardinaggio. Nella produzione di massa, oggi si utilizza la dimensione di 14 nanometri. Tuttavia, esistono già chip che utilizzano la tecnologia a 10 e persino 7 nm. La International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) prevede l'impiego della tecnologia a 5 nanometri entro il 2020 circa.
L'area del chip viene divisa approssimativamente a metà con ciascun nuovo nodo tecnologico. Lo sviluppo delle prestazioni dei circuiti microelettronici segue la legge di Moore, secondo la quale, la complessità di un circuito integrato raddoppia ogni 12-24 mesi con costi dei componenti minimi.