يقوم معهد فراونهوفر IISB (معهد الأنظمة المتكاملة وتكنولوجيا الأجهزة) ومقره إرلانجن وشركة PVA TePla AG المصنعة لأنظمة البلازما بالميكروويف والترددات الراديوية ومقرها فيتنبرج بتجميع خبراتهم في مختبر مشترك لإنتاج بلورات نتريد الألومنيوم (AlN).
تُعدّ هذه الشراكة الأولى من نوعها في أوروبا، إذ تُمكّن من إنتاج كميات صغيرة مدعومة صناعياً من ركائز نيتريد الألومنيوم أحادية البلورة بقطر بوصتين لأغراض البحث والتطوير. ويُحسّن هذا بشكلٍ ملحوظ من توافر ركائز نيتريد الألومنيوم في أوروبا، مما يُسرّع بدوره من تطوير الأجهزة والأنظمة القائمة على نيتريد الألومنيوم وانتقالها إلى التطبيقات الصناعية.
يُعدّ نتريد الألومنيوم من أكثر المواد الواعدة للجيل القادم من الإلكترونيات عالية الأداء. وباعتباره شبه موصل ذو فجوة نطاق فائقة الاتساع، يفتح نتريد الألومنيوم آفاقًا جديدة في مجالات الفوتونيات، وإلكترونيات الطاقة، والإلكترونيات عالية التردد، والإلكترونيات العاملة في ظروف قاسية. وحتى الآن، يُعيق نقص ركائز نتريد الألومنيوم عالية الجودة، وذات المساحة الكبيرة، والفعالة من حيث التكلفة، تطوير الأنظمة الإلكترونية القائمة على نتريد الألومنيوم.
يقول الدكتور سفين بيسندورفر، رئيس مجموعة مواد النيتريد والمسؤول عن تطوير مواد نيتريد الألومنيوم في معهد فراونهوفر لأنظمة الدوائر المتكاملة (IISB): "من خلال المختبر المشترك، نضع الأسس لضمان إمداد موثوق بركائز نيتريد الألومنيوم من أوروبا، مما يفتح آفاقًا جديدة للجيل القادم من أجهزة نيتريد الألومنيوم عالية الأداء. وبالتعاون مع شركة PVA TePla، نساهم بخبراتنا في مجال نمو البلورات الصناعية، مما يهيئ الظروف اللازمة للانتقال إلى تطبيقات عملية."
تكنولوجيا المعدات المجربة تلتقي بخبرة العمليات الخاصة
في المختبر المشترك، يستخدم معهد فراونهوفر لأنظمة البناء الصناعية (IISB) تقنية نقل البخار الفيزيائي (PVT) الخاصة به لإنتاج بلورات AlN ضخمة بحجم بوصتين. في هذه العملية، يُبخر مسحوق AlN في بوتقة عند درجات حرارة تتجاوز 2000 درجة مئوية، ثم يُرسب على بلورة بذرة. توفر شركة PVA TePla أنظمة PVT لهذا الغرض، وهي أنظمة مستخدمة بالفعل عالميًا لإنتاج بلورات كربيد السيليكون (SiC) بقطر 8 بوصات، وقد تم تعديلها خصيصًا لنمو بلورات AlN بحجم بوصتين.
بفضل الخبرة العملية التي قدمها معهد فراونهوفر لأنظمة الدوائر المتكاملة (IISB)، تمكن فريق PVA TePla سريعًا من إنتاج بلورات AlN بجودة مماثلة في منشآته الخاصة. ويركز المختبر المشترك على الإنتاج المستقر بكميات صغيرة من بلورات AlN بحجم بوصتين. ويجري حاليًا رفع مستوى الإنتاج تدريجيًا لتحسين استقرار العملية وقابلية التكرار والإنتاجية وهيكل التكاليف بشكل منهجي.
يقول الدكتور يان فايفر، نائب رئيس قسم البحث والتطوير في شركة PVA TePla: "بفضل نتريد الألومنيوم، نساهم بفعالية في تشكيل الجيل القادم من التكنولوجيا بعد كربيد السيليكون". ويضيف: "من خلال المختبر المشترك، نستطيع الجمع مباشرةً بين خبرتنا في مجال المعدات ومعرفة معهد فراونهوفر لأنظمة الأعمال الصناعية (IISB) بالعمليات، مما يُمكّننا من تقديم حلول مُوجّهة نحو السوق لعملائنا العالميين في مرحلة مبكرة". ويتابع: "هدفنا المشترك هو تحفيز نمو سوق نتريد الألومنيوم من خلال توفير ركائز مناسبة، ودعم الشركات الراغبة في دخول هذا المجال كشركاء تقنيين من خلال توفير المعدات المناسبة والخبرة اللازمة في العمليات".
تعزيز السيادة التكنولوجية الأوروبية من خلال التوسع الصناعي
تُعالَج بلورات نيتريد الألومنيوم (AlN) المُنتَجة في المختبر المشترك في معهد فراونهوفر لأنظمة أشباه الموصلات (IISB) لتُصبح ركائز AlN جاهزة للترسيب الطبقي، ثم تُنقل، عبر شركة LZE GmbH للأبحاث وتطوير المنتجات ومقرها إرلانجن، إلى عمليات التطوير والتوسع الصناعي. يقول الدكتور كريستيان فورستر، المدير الإداري لشركة LZE: "من أجل سيادة أوروبا في مجال أشباه الموصلات، من الضروري ليس فقط تطوير المواد الرئيسية الجديدة، بل أيضًا نقلها بسرعة إلى التطبيقات الصناعية وخلق قيمة قابلة للتوسع. من خلال منصتها للتقنيات المتطورة، تُتيح LZE GmbH للشركات والمؤسسات البحثية وصولًا عالميًا فريدًا ومفتوحًا إلى ركائز AlN. وبهذه الطريقة، نُساعد في ضمان طرح التطبيقات الواعدة للأسواق الصناعية ذات الإنتاج الضخم في السوق بشكل أسرع."
تاريخ النشر: 20 يوليو 2026