Branschnyheter: Danmarks första 12-tums waferfabrik har färdigställts

”Med den här anläggningen kan vi integrera materialproduktionen internt, vilket gör att vi kan bedriva forskning och utveckling mer effektivt utan att förlita oss på andra företag runt om i världen för produktionen”, säger Peter Krogstroup, VD för NQCP och professor vid Niels Bohr-institutet. ”Dessutom hjälper det oss att direkt omsätta forsknings- och utvecklingstekniker i storskalig produktion – vilket gynnar inte bara oss själva utan även Danmark och hela industrin.”

Han tillade: ”Vi ser en enorm efterfrågan på 300 mm-wafers i Europa. Vi kommer att kunna leverera material snabbt till stora gjuterier och små waferfabriker som har toppmodern 300 mm-utrustning eftersom vi kan skära komponenter från våra wafers för att passa deras mindre waferstorlekar.”

POEM Technology Center planeras vara i full drift inom ett år, då det kommer att massproducera kisel- och kisel-på-isolator-wafers. Krogstrup och hans kollegor kommer att använda Ribers avancerade epitaxialteknik för att odla strontiumtitanat (STO) och bariumtitanat (BTO) tunnfilmsstrukturer på wafers för tillverkning av elektrooptiska detektorer, sändare och vågledare – viktiga komponenter för att integrera fotoniska plattformar och komplexa kvantkretsar.

Krogstrom uppgav att de första materialen för forskning och utveckling kommer att vara klara i slutet av året. För närvarande bygger han och hans kollegor en komplett infrastruktur för chiptillverkning, inklusive utrustning för tillverkning, tärning och skivning av wafers. Centret kommer att fungera som en pilotproduktionslinje och ett prototypcenter för chip. "Vi kommer att snabbt kunna tillverka tunnfilmsmaterial på wafers och sedan leverera chip till alla som är intresserade", sa han. "Samtidigt kommer vi också att bedriva utforskande forskning för att utveckla banbrytande strukturer."

Han tillade: "För närvarande fortsätter vi i forsknings- och utvecklingsfasen tills vi hittar rätt sätt att bygga de komponenter som behövs för kvantberäkning, vilket är vårt huvudfokus."

Krogstrup förväntar sig att innovationerna vid POEM Technology Centre kommer att hjälpa NQCP att uppnå sina mål för feltolerant kvantberäkning snabbare: ”På NQCP har vi en storskalig automatiserad karakteriseringssvit som kan verifiera och karakterisera strukturen hos hela wafern. Våra material- och qubit-karakteriseringsteam har utvecklat metoder som snabbt kan ge feedback på materialegenskaper och kvalitet. Genom att kombinera dessa tekniker med POEM kommer vi därför att ha en komplett sluten slinga för lokal fotonik och kvantchiputveckling.”

Flera viktiga danska institutioner, inklusive Danmarks Tekniska Universitets nationella center för nanofabrikation och karakterisering (DTU Nanolab) och NATO North Atlantic Defence Innovation Accelerator (DIANA), deltog i projektet. DIANA stöder djupgående teknologier med dubbla funktioner, inklusive kvant- och fotoniska teknologier, för både kommersiella och försvarsmässiga tillämpningar. "Många av våra optiska modulatorer och fotoniska integrerade kretsar kommer att vara till hjälp för (kommersiella) sensorer och databehandling", konstaterade Krogstrop.

Avgörande är att POEM-teknikcentret är i linje med bredare europeiska insatser för att minska beroendet av amerikanska och asiatiska chips. På liknande sätt investerade Novo Nordisk Foundation och den danska exportinvesteringsfonden i Danmark gemensamt 80 miljoner euro i QuNorth-projektet, med syftet att etablera Danmarks nästa generations kvantdator. Med stöd av EU:s chiplag har ett flertal offentlig-privata partnerskap uppstått, med målet att fördubbla Europas andel av den globala halvledarproduktionen till 20 % år 2030. I juli i år föreslog Europeiska kommissionen en kvantstrategi som inkluderar etablering av kvantdesigncenter och pilotproduktionslinjer för kvantchips, med syftet att hjälpa Europa att bli en global ledare inom detta område år 2030.

Krogstrop konstaterade: "I dessa osäkra tider, när vi är osäkra på vem vi kan lita på, är vi alla intresserade av teknologisk autonomi. Att ha många (anläggningar) i Europa är fördelaktigt, och POEM är särskilt viktigt eftersom området integrerad fotonik blomstrar."

Han tillade: ”För närvarande finns det inga produktionslinjer i Europa som kan möta efterfrågan på vår kommande produktion av STO- och BTO-material. Imec i Belgien utökar också sina produktionslinjer. Denna nya kapacitet kommer att vara mycket fördelaktig.”

Framöver förväntar sig Krogstrom att POEM Technology Centre kommer att samarbeta med 300 mm-wafergjuterier över hela Europa. Han hoppas också kunna samarbeta med 300 mm-wafergjuterier i mer avlägsna regioner, samt GlobalFoundries i USA och TSMC i Taiwan, inom områdena avancerad fotonik och tillverkning av kvantkomponenter. "Till exempel kommer kvantkopplingar att spela en avgörande roll när kvantdatorer börjar massproduceras", sa han.

Därför kommer VD:n för NQCP och hans kollegor från och med nu och fram till 2030 att vara dedikerade till att utveckla POEM Technology Centre till ett verkligt nationellt avancerat ekosystem för kvant- och fotonchip. ”Vi kommer att fortsätta att verka som en del av ett (internationellt) ekosystem, eftersom ingen kan klara sig ensam... men vi hoppas kunna samarbeta mer med olika intressenter och verktygsföretag som är involverade i 300 mm-teknik”, sa Krogstrop. ”Riber var det första företaget som anslöt sig till oss, men vi kommer att bygga ett större (center) för att andra företag ska kunna komma och utveckla sina senaste produkter och banbrytande tekniker.”