智能手机和很多其他电子设备的不断发展可以概括为" 更小、更快、更强大 "。这些设备的核心是微芯片，作为这一发展的一部分，微芯片也需要变得更小、更好。过去在这个领域已经取得了良好的进展，但许多制造技术现在已经达到了极限。

由位于维也纳的 IMS 纳米制造有限公司开发的一项创新技术 ：电子多光束掩模写入器（electron multi-beammask writer），成为改变了现有极限的解决方案。该设备的关键元件来自弗劳恩霍夫硅技术研究所（FraunhoferISIT）。弗劳恩霍夫硅技术研究所和 IMS 纳米加工有限公司成功地对一个微系统开关元件进行了 MEMS 加工，该元件是电子束掩模机的核心，是生产最新一代微芯片的关键设备。他们的努力为他们赢得了 2021 年约瑟夫 - 冯 -弗劳恩霍夫奖（Joseph von Fraunhofer Prize）。

Fraunhofer ISIT的马丁-维特说 ：“以前，只能在芯片上实现略低于 10 纳米的工艺尺寸 - 一个原子是 0.1 纳米- 但新的制造方法使 7 纳米及以下的工艺尺寸成为可能。”这在全世界都是非常领先的，电子多光束掩模写入器是目前能使芯片进一步小型化的技术。

在传统的芯片生产中，半导体材料硅的晶圆被均匀地涂上光刻胶，通过将其暴露在定向光线下进行硬化。未硬化的区域被移除，而硅则在曝光区域进行加工。然后，硬化的光刻胶部分也被移除，整个过程重新开始。通过这种方式，芯片被一层一层地创造出来 -- 对于复杂的芯片，甚至需要多达 70 次曝光。为了确保光照对准需要硬化的光刻胶区域，而将其他区域留在黑暗中，使用了各种掩模。这就是芯片的方式生产，但在这种情况下，电子束被用来硬化光刻胶。

这种新方法的主要特点是什么？坎普曼解释说 ：“我们使用 512×512 的光束，即超过 262,000 个光束，而不是用一个光束在电子敏感的光刻胶上书写掩模结构。”这是通过 Fraunhofer ISIT 的一个 MEMS 开关元件实现的，它实际上构成了这种新的多光束掩膜写入器的核心。简单地说，这个微系统开关元件就像一个有超过 262,000 个开口的薄膜，允许电子束通过。但与淋浴头的水柱不同，这些光束并不是平行运行的。相反，它们可以被特殊的控制电极单独控制和重新定向。

电子多光束掩模写入器实现工艺尺寸小于10纳米的微芯片的创新工艺。

阿塔内洛夫补充说 ：“电子多光束掩模机使我们能够在短短几个小时内创建高质量和高分辨率的复杂的结构。”目前还没有任何技术可以与创新的电子多光束掩模机相媲美。因此，市场上有很大的需求，这些设备为 IMS 公司带来了4亿美元的年收入。行业收入现在每年远远超过一百万欧元。这项获奖技术不仅使进一步的小型化得以实现，而且还带来了杰出的商业成功。

约瑟夫-冯-弗劳恩霍夫奖

自1978 年以来，弗劳恩霍夫公司每年都为其员工解决实际问题的杰出科学成就颁发奖项。今年，将颁发三个奖项，每个奖项价值 50,000 欧元。获奖者还将获得一枚印有约瑟夫 - 冯 - 弗劳恩霍夫简介的银质胸针。