Téma

16. listopadu 2022

Poptávka po čipech neustále roste. Na CEITEC VUT se studenti v high-tech laboratořích učí vyrábět vlastní

Výuka probíhá v největším nanocentru nekomerčních čistých prostor v Česku | Autor: Jan Prokopius
„Svět je hladový po čipech a poptávka v následujících desetiletích poroste,“ komentuje aktuální situaci Radek Václavík, šéf firmy onsemi vyrábějící polovodiče. Už čtvrtým rokem proto jeho firma podporuje praktickou výuku na FEKT VUT. V laboratořích CEITEC VUT, takzvaném Evropském centru excelence, si mohou studenti magisterského programu Mikroelektronika vyrobit vlastní polovodičový čip, který využijí v dalších předmětech. Do prvního zaměstnání tak nastupují s ceněnou zkušeností.

Výuka probíhá na unikátním místě – v největším nanocentru nekomerčních čistých prostor v Česku. Vybaveno je špičkovými technologiemi, které musí být umístěny v prostorách několikanásobně čistších než operační sál. Speciální prostředí zabraňuje znehodnocení drobných čipů, které se zde studenti magisterského programu učí vyrábět.

„Tranzistor hi-tech čipu má velikost několika nanometrů, což je desettisíckrát méně než tloušťka lidského vlasu. Spadne-li na něj jedna prachová částice, může se poškodit část obvodu nebo pokazit atmosféra v peci a je nutné vyhodit nejen daný čip, ale třeba i celou výrobní dávku. Výroba je drahá a ztráty jsou pak obrovské,“ vysvětluje výzkumník Jan Prášek z centra CEITEC VUT.
Studenti oboru Mikroelektronika při výuce v čistých prostorech | Autor: Jan Prokopius


V centru se nachází dva typy čistých prostor. Zatímco laboratoře pro analýzu nanostruktur mají oproti běžnému pokojovému vzduchu desetkrát nižší koncentraci prachových částic, laboratoře pro výrobu čipů obsahují až desettisíckrát nižší koncentraci. Přístupné jsou proto jen ve speciálních overalech. „Studenti dostanou v první hodině školení, jak nekontaminovat laboratoře. Před vstupem do ultračistých prostor si musí nasadit rukavice, čepici, overal a speciální obuv. Nezbytný je také druhý pár rukavic a vzduchová sprcha, která odstraní nečistoty,“ dodává výzkumník.

Excelentní čistotu laboratoří zajišťují také stropní filtry ve vzduchotechnice, kterými seshora dolů neustále fouká vzduch. Aby mohl proudit bez přerušení, jsou veškeré interiérové povrchy děrované – od podlah přes desky stolů. Každá prachová částice, která se v místnosti objeví, je tak vzduchem okamžitě sražena pod podlahu a putuje do filtrace.

Po úvodním zaškolení dostane každý student svou křemíkovou desku, na které se čipy vyrábí. Praktická výuka dává studentům FEKT VUT výhodu oproti absolventům jiných fakult, kteří se o výrobě čipů dozvídají jen z teorie či exkurzí.

„Studenti získají zkušenost k nezaplacení. Osahají si práci ve špičkových výzkumných prostorách – naučí se manipulovat s křehkými křemíkovými deskami, ovládat zařízení pro nanášení fotocitlivých laků nebo zařízení pro osvětlování laků přes fotomasky. Vyzkouší si nanášení tenkých metalických vrstev o tloušťkách desítek až stovek nanometrů pomocí vakuového napařování či naprašování. Kromě standardních mokrých technik se naučí i suchou metodu leptání pomocí iontů ve speciálních vakuových komorách. Hlavně si ale osobně osahají celý proces výroby polovodičového čipu. Každý si vyrobí svůj vlastní integrovaný čip, na kterém v navazujícím semestru provádí další testovací měření ,“ vypočítává výhody Jiří Háze z Ústavu mikroelektroniky FEKT VUT.

Potvrzuje to i ředitel centra pro návrh integrovaných obvodů z firmy onsemi, která praktickou výuku na CEITEC VUT čtvrtým rokem podporuje a zaměstnává desítky absolventů VUT. „Pokud chceme jako firma růst a dělat high-tech věci, neobejdeme se bez zkušených absolventů vysokých škol. Proto jsme se rozhodli navázat s VUT spolupráci, abychom si zajistili erudovanější studenty,“ vysvětluje Radek Václavík.

„Svět je hladový po polovodičových čipech a tento trend bude v následujících desetiletích růst. Čipů je stále víc – starají se o naši bezpečnost, pohodlí a přispívají i k tomu, že je planeta zelenější. Pomáháme vychovat další generaci odborníků, bez kterých nebudou jezdit elektromobily a bude horší účinnost solárních elektráren,“ uzavírá.

(mar)
Studenti oboru Mikroelektronika při výuce v čistých prostorech | Autor: Jan Prokopius
Každý student dostane svou křemíkovou desku, na které se čipy vyrábí | Autor: Jan Prokopius
Studenti oboru Mikroelektronika při výuce v čistých prostorech | Autor: Jan Prokopius
Studenti oboru Mikroelektronika při výuce v čistých prostorech | Autor: Jan Prokopius
Studenti oboru Mikroelektronika při výuce v čistých prostorech | Autor: Jan Prokopius
Každý student dostane svou křemíkovou desku, na které se čipy vyrábí | Autor: Jan Prokopius
Vstoupit do fotogalerie

Témata

Související články:
Vědci z VUT významně pomohli s výrobou ochranných pomůcek a nyní pracují na nových projektech
Studentka zkoumá vliv tance na strukturu a funkce mozku
Studenti v matematice nejsou zvyklí klást otázky. Badatelsky orientovaná výuka to chce změnit
Unikátní robotický skener otevírá nové možnosti využití termovize v medicíně. Uplatnění ale najde i v dalších odvětvích
Přístroj z CEITEC VUT prozradí rychle a přímo v ordinaci, jestli má pacient sepsi, nebo prodělal infarkt