Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier gab am 25. November 2020 auf einer Zeremonie in Berlin die Gewinner des Deutschen Zukunftspreis 2020 bekannt. Die Auszeichnung für Technik und Innovation ging an das Projekt „EUV-Lithographie – Neues Licht für das digitale Zeitalter“ rund um das Team von Dr. Peter Kürz von Zeiss, Dr. Michael Kösters von Trumpf und Dr. Sergiy Yulin vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF.
Die drei Experten haben einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung und industriellen Serienreife der EUV-Technologie (EUV = extrem ultraviolett) geleistet. Das Resultat ist eine durch über 2.000 Patente abgesicherte Zukunftstechnologie, die Anwendungen wie autonomes Fahren, 5G, Künstliche Intelligenz und weitere Innovationen ermöglichen soll.
Durch EUV konnten bei Zeiss und Trumpf außerdem mehr als 3.300 Arbeitsplätze geschaffen und 2019 ein Jahresumsatz von mehr als einer Milliarde Euro erwirtschaftet werden – Tendenz steigend.
Leistungsfähigere, energieeffizientere und kostengünstigere Chips
Der weltweit einzige Hersteller für EUV-Lithographie-Maschinen ist die niederländische Firma ASML, die als Integrator die Architektur des Gesamtsystems sowie die EUV-Quelle entworfen hat. Schlüsselkomponenten der Maschinen sind ein Hochleistungslaser von Trumpf für die EUV-Lichtquelle und ein optisches System von Zeiss.
Mit der Technologie sollen sich weitaus leistungsfähigere, energieeffizientere und kostengünstigere Mikrochips herstellen lassen als bisher. Im Zuge der Digitalisierung auch notwendig: denn ohne steigende Rechenleistung keine erfolgreiche Digitalisierung. Bereits ein aktuelles Smartphone hat heute die millionenfache Rechenpower des Computers, der 1969 die erste Mondlandung begleitete – alles möglich durch einen fingerkuppengroßen Mikrochip, auf dem sich mehr als 15 Milliarden Transistoren befinden.
Das EUV-Fertigungsverfahren für die neuen Chip-Generationen musste dabei praktisch von Grund auf neu entwickelt werden: von der Lichtquelle über das optische System im Vakuum bis zur Oberflächenbeschichtung der dabei eingesetzten Spiegel.
Komponenten der EUV-Maschinen
Trumpf liefert mit dem laut eigenen Angaben weltweit stärksten gepulsten Industrielaser die Schlüsselkomponente für die Belichtung der Mikrochips. Aktuell gibt es keine wirtschaftliche Alternative zu diesem Laser, um das für die EUV-Lithographie benötigte Licht zu erzeugen.
Abgesehen von der Güte und Form des Beleuchtungssystems bestimmt auch das Auflösungsvermögen der Projektionsoptik darüber, wie klein Strukturen auf den Mikrochips sein können. Eine zentrale Bedeutung kommt deshalb den Spiegeln zu, die im Optiksystem von Zeiss eingesetzt werden. Da selbst kleinste Unregelmäßigkeiten zu Abbildungsfehlern führen, wurde für die EUV-Lithographie der weltweit „präziseste“ Spiegel entwickelt. Das Fraunhofer IOF fungierte dabei als wichtiger Forschungspartner bei der anspruchsvollen Beschichtungstechnik für die großflächigen Spiegel.
„Wir gratulieren den Forschern von Zeiss, Trumpf und dem Fraunhofer IOF zu dieser großartigen Auszeichnung ihrer exzellenten Arbeit“, sagt Fraunhofer-Präsident Prof. Reimund Neugebauer. „Sie haben mit der EUV-Lithographie eine Technologie entwickelt, die weltweit für einen Digitalisierungsschub sorgen wird und damit auch den Grundstein für weitere Innovationen legt.“
Auch Trumpf-Vizechef und -CTO Peter Leibinger lobt die Partnerschaft zwischen Industrie und Forschung: „Die Auszeichnung führt uns einmal mehr vor Augen, dass eine starke Industrie und eine hervorragende Forschungslandschaft eine entscheidende Rolle für die Herausforderungen dieses Jahrhunderts spielen. Das Mammut-Projekt EUV-Lithographie schafft auch im Corona-Jahr Arbeitsplätze und sorgt darüber hinaus für eine Vorreiterrolle Europas bei der Herstellung modernster Mikrochips.“
Zum Deutschen Zukunftspreis
Der Deutsche Zukunftspreis wird seit 1997 jährlich vergeben, gehört zu den wichtigsten Wissenschaftsauszeichnungen Deutschlands und ist mit 250.000 Euro dotiert. Er ehrt herausragende technische, ingenieur- und naturwissenschaftliche Leistungen, die zu anwendungsreifen Produkten führen.
Die Jury wählt hierzu aus zahlreichen Projekten drei Forschungsteams und ihre Entwicklung in die Endrunde des Preises, den sogenannten Kreis der Besten. Neben der Innovationsleistung bewertet sie dabei auch das wirtschaftliche und gesellschaftliche Potenzial der Entwicklung.
2020 gehören neben dem EUV-Team auch ein Team von Carl Zeiss Meditec zu diesem Kreis der Besten. Damit war Zeiss als erstes Unternehmen in der Geschichte des Deutschen Zukunftspreises doppelt nominiert.
Der Preis wurde von Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier am 25. November 2020 in Berlin unter Pandemie-Beschränkungen in der Verti Music Hall verliehen. Das Preisgeld spenden Zeiss und Trumpf für gemeinnützige Zwecke.
