Jenseits der Masken: Wie die DLP®-Technologie neue Computerlösungen mit Advanced Packaging ermöglicht

Im Wettlauf um die Entwicklung leistungsstarker, innovativer und effizienter Chips für künstliche Intelligenz (KI), vernetzte IoT-Geräte (Internet of Things) und autonomes Fahren wächst die Nachfrage nach immer leistungsfähigeren Rechnern kontinuierlich.

Bisher stützte sich die Elektronikindustrie auf das Mooresche Gesetz. Diesem liegt die Beobachtung zugrunde, dass sich die Anzahl der Transistoren in einem integrierten Schaltkreis alle zwei Jahre verdoppelt – was zu Leistungsverbesserungen in der Elektronik führte und auch eine Verkleinerung der Komponenten in den Chips ermöglichte.

„Jetzt kommen wir jedoch an einen Punkt, an dem die Verkleinerung von Komponenten immer schwieriger und teurer wird“, erklärt Jeff Marsh, Vice President und General Manager für DLP-Produkte bei TI.

Infolgedessen wenden sich Hersteller von Anlagen für den Zusammenbau von Systemen dem Advanced Packaging zu. Hierbei werden viele Chips in einem Gehäuse integriert, wodurch sie schneller miteinander kommunizieren können und gleichzeitig weniger Strom verbrauchen. Bei dieser Technik werden die besten Komponenten für bestimmte Aufgaben vereint und noch effizienter auf einer Leiterplatte miteinander verknüpft, was leistungsstärkere und energieeffizientere Chips für Anwendungen wie Rechenzentren und autonomes Fahren möglich macht.

Advanced Packaging stellt die nächste Generation der Packacking-Techniken dar. Allerdings müssen Anlagenhersteller innovativ sein, um die Lithografie für Advanced Packaging erschwinglicher, skalierbarer und anpassungsfähiger zu machen. Heute versuchen diese Unternehmen, die digitale Lithografie auf Basis der DLP-Technologie einzusetzen, um die Präzision und Skalierbarkeit zu verbessern. Herzstück der Technologie ist der digitale Mikrospiegelbaustein (Digital Micromirror Device, DMD) mit bis zu 8,9 Millionen mikroskopisch kleinen Spiegeln, die Licht in Echtzeit lenken, um Muster auf Materialien zu drucken.

Aber was macht die DLP-Technologie so besonders, dass Anlagenhersteller damit das Advanced Packaging realisieren können?

Präzision ermöglichen: Kostengünstiger, anpassungsfähiger und in großem Maßstab

Historisch gesehen, projizieren Lithografieanlagen Licht durch eine Maske (die wie eine hochwertige Schablone funktioniert) auf eine sehr flache Oberfläche, die mit einem lichtempfindlichen Material beschichtet ist. Durch das Licht werden dann Muster gedruckt, die die Komponenten miteinander verbinden. Da Advanced-Packaging-Systeme Muster auf Materialien drucken, die Abweichungen in der Typografie aufweisen können, wozu es auf einer nicht vollständig ebenen Oberfläche kommen kann, wird die maskenlose Lithografie für die Anlagenhersteller zu einer kostengünstigen und anpassungsfähigen Option.

„Die DLP-Technologie passt das Muster kontinuierlich an die tatsächlichen Oberflächenbedingungen des Materials an“, erläutert Jeff Marsh. „Dank ihrer Echtzeit-Anpassungsfähigkeit werden die Muster präzise gedruckt, selbst wenn die darunter liegende Oberfläche nicht vollkommen eben ist.“

Mit der DLP-Technologie können Systemhersteller Muster sofort aus digitalen Dateien aktualisieren, ohne neue Masken erstellen zu müssen. Muss ein Muster angepasst werden, können die Entwickler Änderungen vornehmen und diese umgehend durch Aktualisierung einer Software-Datei implementieren. Dadurch lassen sich die Innovationszyklen verkürzen, und es wird weniger Material verschwendet.

„Unabhängig davon, ob ein Anlagenhersteller Maschinen entwickelt, die kleine Muster für Smartphones oder komplexe Muster für größere Anwendungen wie etwa Rechenzentren drucken, kann dieselbe zentrale DLP-Technologie an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden“, so Jeff Marsh.

Die nächste Innovationswelle vorantreiben

Aufbauend auf ihren Ursprüngen in der Kinotechnik, fordert die DLP-Technologie den Raum der Möglichkeiten immer wieder heraus und definiert ihn neu. Die DLP-Technologie hat dem Übergang von Film zu digitaler Projektion in Kinos den Weg geebnet; jetzt erleichtert sie den Wechsel von der digitalen Lithografie mit Masken zur maskenlosen digitalen Lithografie.

„Wir ermöglichen die Schaffung digitaler Lithografiesysteme, die Entwicklern noch mehr Möglichkeiten bieten, um leistungsstarke neue Computerlösungen auf den Markt zu bringen“, ergänzt Jeff Marsh. „Bevor wir uns der Display-Technologie zuwandten, hatten wir den ersten DMD-Chip ursprünglich für den Druckbereich entwickelt. Jetzt, da wir einige unserer modernsten Lösungen für digitale Lithografiesysteme anbieten, knüpfen wir auf innovative Weise an die Tradition der DLP-Technologie im Druckbereich an.“

Von Rechenzentren über autonome Fahrsysteme bis hin zu weiteren Hochleistungs-Computing-Anwendungen – Advanced Packaging, das durch digitale Lithografiesysteme mit DLP-Technologie ermöglicht wird, bringt Innovationen hervor, die alle Bereiche unseres Lebens betreffen. „Letztendlich“, so Jeff Marsh, „geht es darum, Technologien zu ermöglichen, die tatsächlich etwas bewirken.“