智能手機和很多其他電子設備的不斷發展可以概括為" 更小、更快、更強大 "。這些設備的核心是微芯片，作為這一發展的一部分，微芯片也需要變得更小、更好。過去在這個領域已經取得了良好的進展，但許多制造技術現在已經達到了極限。

由位于維也納的 IMS 納米制造有限公司開發的一項創新技術 ：電子多光束掩模寫入器（electron multi-beammask writer），成為改變了現有極限的解決方案。該設備的關鍵元件來自弗勞恩霍夫硅技術研究所（FraunhoferISIT）。弗勞恩霍夫硅技術研究所和 IMS 納米加工有限公司成功地對一個微系統開關元件進行了 MEMS 加工，該元件是電子束掩模機的核心，是生產最新一代微芯片的關鍵設備。他們的努力為他們贏得了 2021 年約瑟夫 - 馮 -弗勞恩霍夫獎（Joseph von Fraunhofer Prize）。

Fraunhofer ISIT的馬丁-維特說 ：“以前，只能在芯片上實現略低于 10 納米的工藝尺寸 - 一個原子是 0.1 納米- 但新的制造方法使 7 納米及以下的工藝尺寸成為可能。”這在全世界都是非常領先的，電子多光束掩模寫入器是目前能使芯片進一步小型化的技術。

在傳統的芯片生產中，半導體材料硅的晶圓被均勻地涂上光刻膠，通過將其暴露在定向光線下進行硬化。未硬化的區域被移除，而硅則在曝光區域進行加工。然后，硬化的光刻膠部分也被移除，整個過程重新開始。通過這種方式，芯片被一層一層地創造出來 -- 對于復雜的芯片，甚至需要多達 70 次曝光。為了確保光照對準需要硬化的光刻膠區域，而將其他區域留在黑暗中，使用了各種掩模。這就是芯片的方式生產，但在這種情況下，電子束被用來硬化光刻膠。

這種新方法的主要特點是什么？坎普曼解釋說 ：“我們使用 512×512 的光束，即超過 262,000 個光束，而不是用一個光束在電子敏感的光刻膠上書寫掩模結構。”這是通過 Fraunhofer ISIT 的一個 MEMS 開關元件實現的，它實際上構成了這種新的多光束掩膜寫入器的核心。簡單地說，這個微系統開關元件就像一個有超過 262,000 個開口的薄膜，允許電子束通過。但與淋浴頭的水柱不同，這些光束并不是平行運行的。相反，它們可以被特殊的控制電極單獨控制和重新定向。

電子多光束掩模寫入器實現工藝尺寸小于10納米的微芯片的創新工藝。

阿塔內洛夫補充說 ：“電子多光束掩模機使我們能夠在短短幾個小時內創建高質量和高分辨率的復雜的結構。”目前還沒有任何技術可以與創新的電子多光束掩模機相媲美。因此，市場上有很大的需求，這些設備為 IMS 公司帶來了4億美元的年收入。行業收入現在每年遠遠超過一百萬歐元。這項獲獎技術不僅使進一步的小型化得以實現，而且還帶來了杰出的商業成功。

約瑟夫-馮-弗勞恩霍夫獎

自1978 年以來，弗勞恩霍夫公司每年都為其員工解決實際問題的杰出科學成就頒發獎項。今年，將頒發三個獎項，每個獎項價值 50,000 歐元。獲獎者還將獲得一枚印有約瑟夫 - 馮 - 弗勞恩霍夫簡介的銀質胸針。