Im Herzen von Chemnitz entsteht mit dem „Test and Reliability Center“ (TRC) eine europaweit einzigartige Forschungs- und Entwicklungseinrichtung zum Testen und zur Zuverlässigkeitsbewertung von Halbleiterbauelementen. Mit dem italienischen Technologieunternehmen ELES S.P.A., einem Anbieter von Anlagen für die Zuverlässigkeitsprüfung, konnte das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS schon in der Aufbauphase des Zentrums einen ersten wichtigen Kooperationspartner gewinnen. ELES S.P.A. liefert ein hochmodernes System zur Bewertung der elektrischen Zuverlässigkeit und schafft damit ideale infrastrukturelle Voraussetzungen für die Arbeit des TRC, um die Halbleiterbranche zukünftig bei der Erfüllung höchster Qualitätsstandards zu unterstützen. Darüber hinaus sollen im Rahmen der Partnerschaft gemeinsam neuartige automatisierte Prüfverfahren für die Chipindustrie entwickelt werden.
Die Sicherung hoher Qualitätsniveaus in der Halbleiterfertigung ist für die einwandfreie Funktionalität einer Vielzahl heutiger elektronischer Produkte und Systeme elementar. Mit dem TRC erhalten Halbleiterhersteller in Deutschland und Europa einen starken Partner für die Test- und Zuverlässigkeitsbewertung leistungsstabiler Halbleiterprodukte. Das Kompetenzzentrum wird Forschung und Entwicklung am Standort Chemnitz vereinen und Chipunternehmen bei der Erfüllung ihrer Qualitätsansprüche unterstützen.
Der italienische Testanlagenhersteller ELES S.P.A. erweitert mit seinem „Burn-in-Testsystem“ die derzeit im Aufbau befindliche Infrastruktur des TRC. Die neue Anlage wird es erlauben, elektronische Systeme, wie Prozessoren (CPUs), digitale Speicher, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), mikro-elektromechanische Systeme (MEMS) und Sensortechnologien, auf Funktionsfähigkeit, Stabilität und Qualität zu prüfen. Indem Bauteile und Baugruppen unter Funktionsbedingungen, das heißt unter Strom, extremen Temperaturintervallen ausgesetzt und damit beschleunigte Alterungsprozesse künstlich simuliert werden, lassen sich Mängel identifizieren und mögliche Frühausfälle aufdecken. Kunden des TRC, wie kleine und mittlere Unternehmen der Halbleiterbranche, können in Zukunft von diesem experimentellen Testangebot des TRC profitieren.
Strategische Partner: Hohe Qualität und Zuverlässigkeit von Anfang an
Darüber hinaus wollen das Fraunhofer ENAS und ELES S.P.A. noch enger im Bereich der Qualitätssicherung von Halbleiterkomponenten und -baugruppen zusammenarbeiten und ihr Test-Know-how bündeln. Gemeinsam werden sie die Fehlererkennung mit Methoden des maschinellen Lernens verzahnen. „Wir freuen uns, dass wir mit ELES S.P.A. einen Partner mit ausgewiesener Expertise und Erfahrung von mehr als drei Jahrzehnten im Bereich der elektrischen Zuverlässigkeitsbeurteilung für das TRC gewinnen konnten. Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz wird es zukünftig ermöglichen, in großen Mengen an Testdaten Muster zu erkennen. Damit lassen sich Fehler und Fehlermechanismen von Halbleiterprodukten identifizieren und Vorhersagen zu möglichen Ausfällen treffen. Kunden des TRC können wir so zukünftig ein umfassendes Dienstleistungsangebot im Bereich des Testens für die nächste Generation von Chips zur Verfügung stellen“, erklärt der Initiator des TRC und Institutsleiter des Fraunhofer ENAS, Prof. Dr. Harald Kuhn.
Francesca Zaffarami, Geschäftsführerin bei ELES S.P.A., sieht in der Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ENAS einen großen Mehrwert für Chipproduzenten: „Unsere neuen Prüfmethoden zur Fehleranalyse und zum Ausschluss von Fehlerquellen durch kontinuierliches Lernen aus Testergebnissen, das sogenannte ,Learn-from-Failure'-Prinzip, werden es erlauben, Ausfallpotenziale nicht nur deutlich schneller und besser, sondern vor allem automatisiert und frühzeitig im Produktentwicklungs- und Designprozess zu erkennen. Durch anschließende Korrekturen im Design wird gewährleistet, dass nur einwandfreie und äußerst langlebige Halbleiterinnovationen skaliert werden. Das steigert die Produktionseffizienz, reduziert Design- und Testkosten, verringert die Markteinführungszeit und beugt späteren Ausfällen in der Anwendung vor.“
Aufbauphase beginnt: Neuartiges Kompetenzzentrum für Sachsen
Das im Aufbau befindliche TRC bündelt Kompetenzen namhafter Akteure im Bereich des Testens und der Zuverlässigkeitsbewertung von Halbleiterbauelementen und wird die Qualitätssicherung von Halbleiterchips in Deutschland und Europa einen wichtigen Schritt voranbringen. Das Angebotsportfolio umfasst sowohl Tests im Bereich der Leistungselektronik, Photonik sowie Quanten- und Sensortechnologien als auch Forschungsleistungen zu neuen Testmethoden. Neben der Steigerung der wirtschaftlichen Attraktivität des Standorts Sachsen wird das neue Zentrum die europäische Unabhängigkeit in der Halbleiterproduktion stärken. Durch die Ausbildung von Fach- und
Nachwuchskräften für den hochdynamischen Halbleiterbereich wird darüber hinaus die Entwicklungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Region gesichert.
