👕 ➡️ 👉🏻 NY State Nanotechnology: Wie die SUNY University und Unternehmen den Staat in ein Silicon Valley des 21. Jahrhunderts verwandelten 🚿 🤦🏽 👛

Seit den 1990er Jahren hat sich der Bundesstaat New York (USA) von einer Region mit einer Problemwirtschaft zu einem führenden Zentrum für Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Nanotechnologie entwickelt. Dies ist ein gutes Beispiel dafür, wie eine separate Initiative lokaler Behörden auf globaler Ebene eine wettbewerbsintensive Branche verändern kann. Durch die Gewinnung großer Investitionen in die FuE-Infrastruktur der Universitäten und den Aufbau einer effektiven Zusammenarbeit mit privaten Unternehmen und regionalen Bauunternehmen konnte der Staat New York das Wettbewerbsumfeld in der US-Halbleiterindustrie verändern und einen erheblichen Teil des Investitionsflusses und der Arbeitsplätze in dieser High-Tech-Industrie in das Land zurückbringen.

Das Zentrum für die Entwicklung der Halbleiternanotechnologie in New York ist eine Tochtergesellschaft der State University von New York in Albany (SUNY Albany) und ihres Mitglieds College of Nanoscale Science and Technology (Colleges of Nanoscale Science and Engineering, CNSE). SUNY ist die größte US-Universität mit 88.000 Fakultätsmitgliedern und 468.000 Studenten mit einem jährlichen F & E-Budget von rund 1 Milliarde US-Dollar. Die langfristigen Investitionen des Staates in die Forschungsinfrastruktur der Universität haben es ermöglicht, der wichtigste wirtschaftliche Motor der Region und eines der führenden Nanotechnologiezentren der Welt zu werden.

Die SUNY-Albany University beherbergt einen von sechs staatlichen High-Tech-Clustern, die gegründet wurden, um universitäre Forschung und Entwicklung mit regionalen Innovationsprojekten zu verbinden. Die Bildung solcher innovativer Cluster ist dank des effektiven Zusammenspiels der staatlichen Behörden, des Universitätsmanagements und der Großunternehmen möglich geworden. Infolgedessen wurden seit Anfang der 2000er Jahre in New York, dem sogenannten "Technological Valley" - dem Zentrum der fortschrittlichsten Halbleiterproduktion der Welt und dem "Nanotechnology Corridor" - eine Reihe wichtiger Investitionsprojekte im Bereich Hochtechnologie, Nanotechnologie und Halbleiter durchgeführt. Ein Netzwerk von Forschungs- und Entwicklungszentren auf dem Gebiet der Nanotechnologie und der Bundesstaat New York selbst wurden als Silicon Valley des 21. Jahrhunderts bezeichnet.

All diese Erfolge zeichnen sich auch dadurch aus, dass der Hauptinitiator und Investor der Projekte nicht die Bundesregierung, sondern die Landesführung und High-Tech-Unternehmen war und deren Umsetzung über die SUNY-Universität, regionale Bauorganisationen und lokale Privatunternehmen erfolgte.

New York State Technology Valley Nanotechnologiekorridor New York State

US-Halbleiterindustrie: Vorteile und Herausforderungen

Die Vereinigten Staaten sind der Geburtsort der Halbleiterindustrie, und US-amerikanische Halbleiterunternehmen sind führend in Bezug auf technologische Entwicklung und globalen Marktanteil. Die Halbleiterindustrie steht jedoch vor ständigen Herausforderungen, da die Verbesserung der Technologie zu einer kontinuierlichen Verringerung der Größe von Halbleiterschaltungen bis an die physikalischen Grenzen der Miniaturisierung führt. Aus diesem Grund steigen die Kosten für Entwicklung und Produktion stark an: Beispielsweise betragen die Kosten für eine Anlage zur Herstellung von Halbleiterwafern der aktuellen Generation (300 mm) mehr als 3 Milliarden Dollar und für Wafer der nächsten Generation (450 mm) bis zu 10 Milliarden Dollar und mehr.

Halbleiterunternehmen reagieren auf diese Herausforderungen, indem sie Kooperationen schaffen und zunehmend Forschungs- und Produktionsfunktionen auslagern, da diese am teuersten und riskantesten sind. Immer mehr Halbleiterunternehmen auf der ganzen Welt, einschließlich der USA, arbeiten nach dem Fabless-Prinzip, dh sie bestellen die Produktion ihrer Produkte in unabhängigen Fabriken (Gießereien), die Dienstleistungen auf Vertragsbasis erbringen.

Die Vereinigten Staaten verloren seit den frühen 1980er Jahren ihre Führungsposition in der Halbleiterindustrie, als andere Staaten (hauptsächlich Japan) nach Wegen suchten, ihre eigene Halbleiterindustrie zu entwickeln. Der Trend zum Outsourcing von Forschungs- und Produktionsfunktionen, der sich in den neunziger Jahren deutlich bemerkbar machte, war auf die Schaffung solcher Halbleiterfabriken in Ländern wie China, Korea, Israel und anderen zurückzuführen, die aufgrund niedriger lokaler Gegebenheiten bereit waren, Aufträge von US-Unternehmen zu viel niedrigeren Preisen anzunehmen Steuern, billige Arbeitskräfte und breite staatliche Unterstützung.

Darüber hinaus bieten einige Staaten US-Halbleiterunternehmen erhebliche Präferenzen, wenn sie lokale Forschungs- und Produktionsstätten einrichten. So schloss Israel 2005 eine Vereinbarung mit Intel, wonach das Unternehmen in Kiryat Gat eine moderne Halbleiterfabrik Fab28 (45 nm, 300 mm) im Austausch für Steuervergünstigungen in Höhe von insgesamt 1 Milliarde US-Dollar errichtete.

Die Aussichten auf einen groß angelegten Transfer von Halbleiterfertigungsanlagen und Forschungszentren aus den USA in andere Länder, insbesondere in der ostasiatischen Region, sind für die US-Regierung alarmierend, da sie die Sicherheit und technologische Wettbewerbsfähigkeit des Landes erheblich beeinträchtigen. Die F & E-Kompetenzen im Bereich des technologischen Prozesses - dh das geistige Eigentum und das Know-how, die für den Betrieb der Halbleiterindustrie erforderlich sind - konzentrieren sich direkt auf die modernsten Branchen. Das Auslagern solcher Industrien oder ihre völlige Abwesenheit im Staat bedeutet den Verlust von hochqualifiziertem Personal und geistigem Eigentum, ohne das das Funktionieren einer wettbewerbsfähigen Industrie unmöglich ist.

Ebenso konzentrieren sich komplexe Lieferketten für die Plattenherstellung und andere technologische und messtechnische Funktionen direkt auf Fabriken. Offensichtlich haben sich diese Trends negativ auf die US-Wirtschaft ausgewirkt und viele verwandte Branchen gefährdet.

Technologieinnovation des Staates New York

Der zunehmende Wettbewerbsdruck auf die amerikanische Halbleiterindustrie wurde von der Führung des Staates New York geschickt genutzt, um den wirtschaftlichen Niedergang der Region in den neunziger Jahren zu bekämpfen. Auf Initiative des damaligen Gouverneurs George Pataki wurde eine Arbeitsgruppe aus interessierten Regierungs- und Wirtschaftsvertretern zusammengestellt, um den Stellenabbau in traditionellen New Yorker Volkswirtschaften wie der Stahlindustrie und High-Tech-Unternehmen mit Sitz im Bundesstaat anzugehen : General Electric, Xerox, Kodak.

Die von der Arbeitsgruppe des Gouverneurs entwickelte Strategie umfasste die Integration von Forschung und Entwicklung, Bildung und Wirtschaft in ein universitäres Forschungs- und Innovationszentrum. Unter dem Einfluss von IBM wurde die Nanotechnologie als thematischer Innovationsbereich ausgewählt - also die Möglichkeit, Materie auf atomarer Ebene zu manipulieren. Die Wahl wurde durch die Vielseitigkeit der Nanotechnologie und die Möglichkeiten ihrer Anwendung in verschiedenen Bereichen bestimmt: Kommunikation, Elektronik, saubere Energie, Pharmazeutika und Medizin, Luftfahrt, Weltraum und militärische Anwendungen. Darüber hinaus wurde die Wahl von einem aktiven Mitglied der Arbeitsgruppe, dem Materialwissenschaftler Alain Kaloyeros, beeinflusst, der Anfang der neunziger Jahre Professor an der SUNY-Albany University war [1] .

Die offensichtlichste Anwendung für die Nanotechnologie im Staat New York ist die Halbleiterindustrie. Bereits seit den 1960er Jahren. In Fishkil, New York, waren die Halbleiterfertigungsanlagen von IBM in Betrieb. Trotz der Tatsache, dass IBM bis 1980 m über die fortschrittlichsten Fähigkeiten auf dem Gebiet der Mikroelektronik verfügte. Das Unternehmen erkannte, dass es mit steigenden Kosten und Risiken in der mikroelektronischen Produktion immer mehr auf externe Bezugsquellen und auf die Zusammenarbeit mit ausländischen Herstellern angewiesen ist, um eine stabile Versorgung seiner elektronischen Produkte und Systeme mit modernen Komponenten sicherzustellen.

IBM war aktiv an vielen Regierungs- und Brancheninitiativen beteiligt, um den wachsenden technologischen Herausforderungen zu begegnen und eine stabile Lieferantenbasis aufrechtzuerhalten, die dem Unternehmen Komponenten mit der erforderlichen Qualität und dem erforderlichen Volumen liefern kann. Die wichtigste dieser Initiativen war die Gründung des Forschungskonsortiums SEMATECH im Jahr 1987, das gegründet wurde, um die Qualität und Wettbewerbsfähigkeit der US-Halbleiterindustrie zu verbessern.

SEMATECH

SEMATECH (SEmiconductor MAnufacturing TECHnology) wurde 1987 als gemeinnütziges oder gemeinnütziges Konsortium gegründet, das Grundlagenforschung in vielversprechenden Bereichen der Halbleiter-Technologie für integrierte Schaltkreise in den Phasen ihrer vorwettbewerblichen (nicht produktiven) Anwendung betreibt. SEMATECH wurde auf Initiative der US-Regierung als Partnerschaft zwischen der Regierung und 14 amerikanischen Halbleiterunternehmen gegründet, um die technologische Überlegenheit der US-Halbleiterindustrie gegenüber Wettbewerbern aus Japan sicherzustellen, die Mitte der 1980er Jahre bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen weltweit an erster Stelle standen. Um die Arbeit des SEMATECH-Konsortiums in den USA rechtlich zu unterstützen, wurden 1984 eine Reihe von Rechtsakten verabschiedet, darunter:Das Gesetz zum Schutz von Halbleiterchips bot Schutz für geistiges Eigentum, und das Gesetz über nationale kooperative Forschung lockerte die kartellrechtlichen Beschränkungen für Joint Ventures, die in Forschung und Entwicklung tätig sind.

Die 14 größten US-amerikanischen Mikroelektronikunternehmen in den USA waren die ersten Teilnehmer an SEMATECH: AT & T Microelectronics, Advanced Micro Devices, IBM, Digital Equipment, Harris Semiconductor, Hewlett-Packard, Intel, LSI Logic, Micron Technology, Motorola, NCR, National Semiconductor, Rockwell International und Texas Instruments. Anfangs zeigten die meisten Unternehmen kein Interesse an der Regierungsinitiative und traten dem Konsortium unter dem Druck der Regierung bei. SEMATECH verfügt über ein Jahresbudget von 200 Millionen US-Dollar. In den ersten fünf Jahren wurde die Hälfte des Jahresbudgets von der US-Regierung über die Advanced Research Agency (DARPA) des Verteidigungsministeriums gezahlt. Der verbleibende Betrag wurde von SEMATECH-Mitgliedern in Höhe von 1% ihres Umsatzes beigesteuert. Die Mindestzahlung betrug 1 Million US-Dollar und die Höchstzahlung 15 Millionen US-Dollar.Ungefähr drei Jahre später brach das Konsortium ständig zusammen, aber nach weiteren zwei Jahren kaufte der Verwaltungsrat von SEMATECH, der die Vorteile der Partnerschaft erkannte, den Anteil der Regierung auf und das gesamte Budget wurde nur aus Beiträgen von SEMATECH-Mitgliedern gebildet.

1994 wurde die Beschränkung der Beteiligung ausländischer Partner aufgehoben, und das Konsortium umfasste die größten Halbleiterhersteller aus anderen Ländern: Infineon (Deutschland), NEC (Japan), Panasonic (Japan), Samsung (Korea), Toshiba (Japan), TSMC (Taiwan) ) und andere. SEMATECH-Mitglieder produzieren insgesamt mehr als 50% des globalen Halbleiter-IC-Marktes. Entsprechend seinem Status kann SEMATECH selbst keine Halbleiterprodukte entwerfen, herstellen oder verkaufen. SEMATECH-Mitglieder stellen dem Konsortium finanzielle Ressourcen und Kernforschungspersonal zur Verfügung. Von den insgesamt 400 Mitarbeitern des Konsortiums sind 220 Vertreter der teilnehmenden Unternehmen, die 6 bis 30 Monate im Hauptforschungszentrum des Konsortiums in Austin, Texas, arbeiten sollten.

Die Führung des Staates New York hat seit Mitte der 1980er Jahre nach Wegen gesucht, um die Position des Staates in der Halbleiterindustrie zu stärken Während der Gründung von SEMATECH im Jahr 1987 versuchte New York erfolglos, ein Konsortialstandort zu werden (stattdessen ließ sich die Organisation in Texas nieder). 1988 wurde auf Initiative des damaligen Gouverneurs von New York, Mario Cuomo, an der SUNY-Albany University ein Fortbildungsprogramm für Halbleitertechnologie eingeführt. 1995 wurden die ersten ernsthaften Investitionen in die pädagogische und wissenschaftliche Infrastruktur von SUNY-Albany getätigt. Anfang der 2000er Jahre wurde zwischen SUNY-Albany und IBM eine Kooperationsvereinbarung unterzeichnet, um ein Forschungs- und Prototyping-Zentrum für Nanoelektronik auf Wafern mit 300 mm Durchmesser zu schaffen, das weltweit keine Analoga aufweist.

Die Landesregierung hat ein umfangreiches Förderprogramm für den Ausbau der Forschungsinfrastruktur für die Halbleiterindustrie entwickelt, das von der Industrie und in einigen Fällen von der Bundesregierung weitgehend unterstützt wurde:

Der Bundesstaat New York stellte 85 Millionen US-Dollar für den Bau des Kompetenzzentrums für Nanoelektronik und Nanotechnologie (CENN) bereit. Der Gesamtbetrag der öffentlich-privaten Investitionen belief sich auf 185 Millionen Dollar. IBM war der wichtigste private Investor.

Der Staat New York hat 100 Millionen US-Dollar für die Entwicklung von Halbleiterfertigungstechnologien im Albany Innovation Center bereitgestellt. Der Gesamtbetrag der öffentlich-privaten Investitionen belief sich auf 300 Millionen US-Dollar, wobei Tokyo Electron der wichtigste private Investor war.

Der Staat New York hat 35 Millionen US-Dollar für die Unterstützung des Interconnect Focus Center for Hyper-Integration, einer nanoskaligen Verbindungstechnologie, bereitgestellt. Das Projekt wurde von DARPA und der Microelectronics Advanced Research Corporation (MARCO) kofinanziert.

Die F & E-Infrastruktur für viele dieser Projekte wurde zum Teil durch private Investitionen der Fuller Road Management Corporation finanziert, einer privaten Gesellschaft, die durch eine Partnerschaft zwischen der New York State University Research Foundation und der Albany University Foundation zur Verwaltung der errichteten Nanotechnologie-Cluster-Einrichtungen gegründet wurde.

Im September 2001 traf der Gouverneur von New York, George Pataki, unter Beteiligung von SUNY-Albany-Professor Alain Kaloyeros mit SEMATECH-Präsident Robert Helms zusammen, der ihn überredete, ein SEMATECH-Forschungszentrum in New York zu eröffnen. Dieser im Jahr 2002 angekündigte Deal war der Beginn einer Forschungskooperation zwischen SUNY-Albany und SEMATECH. Gemäß den Bedingungen der Vereinbarung beliefen sich die Investitionen des Staates und von SEMATECH in gemeinsame Forschung auf insgesamt 160 Mio. USD bzw. 40 Mio. USD. SUNY-Albany und SEMATECH investierten materiell 120 Millionen US-Dollar (einschließlich des Know-hows, das SEMATECH zur Verfügung steht); IBM hat 100 Millionen US-Dollar in Ausrüstung und andere Ressourcen für die Universität investiert. Der Staat New York investierte weitere 50 Millionen US-Dollar in den Bau von zwei Forschungslabors in Albany.

Ankunft in New York in den Jahren 2000-2002 Das SEMATECH-Konsortium und das japanische Unternehmen Tokyo Electron markierten den Beginn eines stabilen und stetig wachsenden Zustroms von produzierenden Unternehmen und Lieferanten von Halbleiterbauelementen und -geräten in die Region Albany. Tokyo Electron und SEMATECH waren vor allem vom Bau eines Halbleiter-Wafer-Forschungszentrums mit 300 mm Durchmesser an der Universität angezogen. Findet in der ersten Hälfte der 2000er Jahre statt Der Übergang der Halbleiterindustrie von Platten mit einem Durchmesser von 200 mm auf 300 mm hat die Produktkosten jedoch aufgrund beispielloser Investitionen in Forschung, Entwicklung und Bau von Fabriken erheblich gesenkt. Durch die Einrichtung eines 300-mm-Forschungszentrums in Albany erhielten kleine Unternehmen Zugang zu Geräten, die sich nur Branchenriesen leisten konnten.Dank umfassender Investitionen in die SUNY-Albany-Forschungsinfrastruktur, auf die andere Unternehmen zugreifen können, gelang es dem Bundesstaat New York, alle Schlüsselfaktoren, die für die Bildung eines Nanotechnologie-Clusters erforderlich sind, an einem Ort zu sammeln.

Seit 2005 sind die Investitionen in der Region Albany noch weiter gestiegen. Im Jahr 2005 gab ASML, einer der weltweit größten Hersteller von Halbleiterprozessgeräten, eine Investition in Höhe von 325 Millionen US-Dollar in Albany bekannt. IBM, Advanced Micro Devices, Micron Technology und Infineon haben 600 Millionen US-Dollar investiert, und der Staat hat 180 Millionen US-Dollar in das INVENT-Konsortium investiert, das geschaffen wurde, um die technischen Fähigkeiten von Unternehmen zur Entwicklung fortschrittlicher Lithografietechnologien zu integrieren. Im September 2005 investierten IBM und Applied Materials gemeinsam weitere 300 Millionen US-Dollar in Forschung und Entwicklung im Bereich Nanotechnologie in Albany.
Im Jahr 2006 kündigte AMD Pläne zum Bau einer Halbleiterwaferanlage im Wert von 3,2 Milliarden US-Dollar im Distrikt Saratoga an, die das Ergebnis von fast achtjährigen Verhandlungen zwischen dem Unternehmen und dem Staat war. Im Jahr 2008 schloss IBM mit dem Bundesstaat New York einen Vertrag über 1,6 Milliarden US-Dollar ab, der den Bau eines MEMS-Forschungszentrums und einer Halbleiterverpackungstechnologie für 675 Arbeitsplätze mit einer Gesamtfläche von 12.000 m2 beinhaltete. Das in der Struktur von SUNY-Albany geschaffene Zentrum für nanoskalige Wissenschaft und Technologie (CNSE) wurde Eigentümer und Zentrum des Zentrums. Im Jahr 2010 gab das SEMATECH-Konsortium bekannt, dass es seine Aktivitäten vollständig von Austin, Texas, nach Albany verlagert.

Auf diese Weise konnte im Bundesstaat New York ein nanotechnologischer Cluster auf dem Gebiet der Nanoelektronik und Mikroelektronik gebildet werden, der praktisch den gesamten technologischen Zyklus der Entwicklung und Produktion der neuesten Halbleiterkomponenten vereint, einschließlich der Ausbildung von Spezialisten, der Entwicklung und Produktion experimenteller Proben, ihrer kommerziellen Produktion, Entwicklung und Produktion notwendiger Werkzeuge , Ausrüstung und Werkzeuge.

CNSE: Hochschule für nanoskalige Wissenschaft und Technologie

Im Jahr 2004 wurde im Rahmen von SUNY-Albany das College of Nanoscale Science and Engineering (CNSE) gegründet, dessen Ziel es war, hochqualifizierte Fachkräfte auf dem Gebiet der Nanotechnologie auszubilden. Der Initiator der Gründung von CNSE war der damalige Gouverneur von New York, George Pataki, der davon überzeugt war, dass die Schaffung eines College für Nanotechnologie zur Bildung eines High-Tech-Clusters führen würde. Die Fakultät wurde von anderen SUNY-Instituten und kommerziellen Unternehmen angezogen. Darüber hinaus begann CNSE, Wissenschaftler (einschließlich IBM und SEMATECH) anzuziehen, die in Forschungspositionen an der Universität arbeiteten. Bis 2007 betrug die Zahl der Studenten an der CNSE 120 im Vergleich zu den ursprünglichen 40, und herausragende Wissenschaftler waren beispielsweise an den Mitarbeitern beteiligt, z.Der leitende Carbon Nanotube-Spezialist Ji Ung Lee von GE Global Research.

CNSE-Leitfaden. Im Zentrum steht Alain Kaloyeros, Präsident und CEO von SUNY-Albany.

Im Jahr 2006 nannte die Börsenzeitschrift Small Time das CNSE "Nr. 1 College für das Studium der Nanotechnologie". Im Jahr 2007 ihren Sitz ein Konsortium SEMATECH auf dem Gebiet der CNSE platziert, so dass die Hochschule eine Gebäudefläche von 23.000 m gebaut wurde ²und im Wert von 100 Millionen US-Dollar (NanoFab East). In einer Präsentation von 2008 stellte SEMATECH-CEO Michael R. Polcari fest, dass sich die Forschungsaktivitäten des Albany-Konsortiums hauptsächlich auf die Lithografie beschränkten. „In Zukunft werden fast alle wichtigen SEMATECH-Forschungsprojekte in Albany durchgeführt, einschließlich der Technologieentwicklung dreidimensionale Verbindungen. " Ihm zufolge „finden die meisten technologischen Durchbrüche, an denen die SEMATECH-Mitglieder arbeiten, jetzt bei CNSE statt und schaffen leistungsfähigere Computerchips mit höherer Rentabilität. Das College of Nanotechnology ist führend in der Forschung auf dem Gebiet der sogenannten Ultra-Ultraviolett-Lithographie (EUV), bei der Licht mit einer extrem kurzen Wellenlänge verwendet wird, um die kleinsten Komponenten und Schaltkreise auf einem Wafer zu ätzen. “ [2].

Bis 2015 studieren mehr als 400 Studenten in 4 Bereichen an der CNSE:

Nanoscale Sciences (Bachelor, Master, Ph.D.)
Nanotechnologie (Bachelor, Master, Ph.D.)
Nanobiotechnologie (Ph.D.)
Ökonomie von Nanoprodukten (Ph.D.)

Das CNSE umfasst eine große Anzahl von Forschungszentren und Labors, in denen Fakultäten, Studenten und Vertreter kommerzieller Unternehmen viele Forschungsprogramme durchführen. Das Folgende ist eine Liste von nur einigen von ihnen:

Entwicklungszentrum im Bereich Solarenergie. Partner: SEMATECH, United States Photovoltaic Consortium.
Kompetenzzentrum für Nanomaterialien und Nanoelektronik (CATN2).
Zentrum für nanoskalige Lithographie (CNL). Partner: Vistec Lithography, Inc.
Forschungszentrum für Halbleitertechnologie (CSR). Partner: IBM, Advanced Micro Devices, SONY, Toshiba, Tokyo Electron, Applied Materials.
Forschungs- und Entwicklungszentrum für Computerchip-Integration (CICC). Partner: IBM und SEMATECH.
Forschungs- und Entwicklungszentrum für angewandte Materialien.

Der Kern von CNSE in Albany ist der NanoTech-Komplex mit einer Materialbasis (Schulungs-, Labor- und Büroflächen) von 120.000 m ² . Die Fläche sauberer Industrieräume der ersten Klasse beträgt 12 500 m ²Sie sammelten einzigartige Labor- und Produktionsgeräte, einschließlich einer vollständig integrierten Linie für die Herstellung von Pilotprototypen integrierter Schaltkreise auf Platten mit einem Durchmesser von 300 mm und 450 mm. Der CNSE Nanotechnology Complex beschäftigt mehr als 4.000 Wissenschaftler, Forscher, Ingenieure, Studenten und Lehrer. CNSE-Zentren und -Labors befinden sich nicht nur innerhalb des Albany-Nanoclusters, sondern auch außerhalb seiner Grenzen im gesamten Bundesstaat New York (Buffalo, Rochester, Syrakus, Canandaigua, Utica). Der Gesamtwert der Investitionen in die Entwicklung von CNSE beträgt mehr als 43 Milliarden Dollar.

Das Ausmaß der CNSE-Integration mit Industrieunternehmen und Konzernen ist ebenfalls von Bedeutung. Die Anzahl der CNSE-Unternehmenspartner beträgt mehr als 300 und umfasst weltweit führende Unternehmen und Konsortien auf dem Gebiet der Nano- und Mikroelektronik: IBM, Intel, GlobalFoundries, Samsung, TSMC, Toshiba, Applied Materials, Tokyo Electron, ASML, Lam Research, SEMATECH, G450C macht CNSE zu einem weltweit führenden Forschungs- und Bildungszentrum für Nanotechnologie, sowohl was die Konzentration von Fachleuten als auch die Investitionen in die Infrastruktur und das Arbeitsvolumen betrifft.

CNSE-Infrastruktur

CNSE besitzt eine Infrastruktur nicht nur auf dem Campus in Albany, sondern im gesamten Bundesstaat. In der folgenden Tabelle sind die wichtigsten CNSE-Eigenschaften und ihre technologischen Fähigkeiten zusammengefasst.

Objekt	Die Stadt	Inbetriebnahme	Investitionsvolumen, Mio. USD	Fläche, m2	-, 2
NanoFab 200 (CESTM)	, CNSE	1997	16,5	6500	370	22 – 90 200
NanoFab South (NFS)	, CNSE	2004	50	14000	3000	14 , 22 , 28 , 32 , 45, 65 , 90 300
NanoFab North (NFN)	, CNSE	2005	175	21200	3300	14 , 22 , 28 , 32 , 45, 65 , 90 150, 200, 300
NanoFab East (NFE)	, CNSE	2009	150	23000	–
NanoFab Central (NFC)	, CNSE	2009	150	9300	1400	14 , 22 , 28 , 32 , 45, 65 , 90 300
NanoFab Xtension (NFX)	, CNSE	2013	365	46000	4600	7 ( ), 10 , 14 300, 450
Zero Energy Nanotechnology (ZEN)	, CNSE	2015	191	33000	–	«» . .
(SCiTI)		–	30			, , ,
(CNSE SEDC)				1700		CIGS
(QUAD-C)			125	23000	5200	: ANS, SEMATECH, Atotech, IBM, Lam Research and Tokyo Electron
Marcy			–	766000	342000	450 3 .
CNSE's Central New York Hub for Emerging Nano Industries		2015	150	9670
CNSE's Smart System Technology & Commercialization Center (CNSE STC)	, -	2010	39	12000	2400	. . 200, 300
CNSE's Photovoltaic Manufacturing and Technology Development Facility (CNSE MDF)				5300	1850
Buffalo Medical Innovation and Commercialization Hub			250			: , , , ,
Buffalo High-Tech Manufacturing Innovation Hub at RiverBend		1	1 725	25600		: , ,
Buffalo Information Technologies Innovation and Commercialization Hub			55			IBM: IT , ,

CNSE

Laut offiziellen Informationen von CNSE ist der Nanotechnologiekomplex in Albany ein vollständig integriertes System für Schulung, Forschung, Entwicklung und Prototyping, das die Bewohner des Komplexes durch Koordination mit Regierungsstellen, Technologiebeschleunigung, Unternehmensinkubation, Pilotprototyping und Messung strategisch unterstützt.

Die Forschungs- und Produktionsinfrastruktur des Komplexes bietet einen vollständigen Arbeitszyklus in Bereichen wie Nano- und Mikroelektronik, Nanophotonik und Optoelektronik, Nano- und Mikroelektromechanische Systeme (NEMS und MEMS) sowie Nanoelektrizität.

Halbleiterfertigung

Das weltweit größte komplette Sortiment an Geräten zur Herstellung von Platten mit 450 mm Durchmesser:

Entwicklung und Produktion unter der Schirmherrschaft des G450C-Konsortiums: CNSE, IBM, Intel, Samsung, TSMC, Global Foundries;
nominelle Technologie 14/10 nm;
Technologien werden bei 10–7 nm entwickelt;
Bis 2016 wird die Verfügbarkeit der Geräte 96% betragen.
Installationsplan für Lithografiegeräte für 450 mm:
- 2013 - Prototyping, 193i: Strukturierung von 14-nm-Knoten
- 2014 Beta 193 i / trocken
- Beta-Test 2014, EUV
- 2015 - Produktionsstart 193i / trocken
- 2016 - Beginn der EUV-Produktion
- 2016 - Produktion 193i / trocken
- 2017 - EUV-Produktion

Integrierter Leitungsabschnitt für 450 mm Platten.

Herstellung auf Platten mit einem Durchmesser von 300 mm

saubere Produktionsanlagen mit einer Gesamtfläche von 12.500 m2;
nominelle Technologien: 14 nm, 22 nm, 28 nm, 32 nm, 45 nm, 65 nm, 90 nm CMOS und RF CMOS;
Technologien werden bei 10–7 nm entwickelt;
komplette Ausrüstung: mehr als 120 Installationen;
Produktionskapazität von 5.000 Plattenstarts pro Monat (30 pro Tag);
Die Pilotlinie ist rund um die Uhr in Betrieb.

Technologische Prozesse:

Lithographie (MUV, 193i, EUV, Elektronenstrahl);
Abscheidung von Filmen (Metalle, CVD, Dielektrika);
chemisch-mechanische Planarisierung (CMP);
Radierung;
Sätze von Masken (90 nm, 65 nm, 32 nm, TSV);
CMOS-Integration (passive HF-Elemente, HF-Feldeffekttransistoren, MDM-Kondensatoren, MEMS).
Wärmebehandlung (Cu-Tempern);
Metallisierung (FEOL: NiPt (5%), Ti, TiN, TiOx, Si, Ta, TaN, TaOx. BEOL: Ta, TaN, Cu, Ti).
flüssige chemische Behandlung
Implantation
analytische Studien (AES, FIB, SEM, SIMS, TEM, XPS, AFM)

Vergleich einer Platte mit 300 mm Durchmesser und der ersten 450 mm Platte, strukturiert durch 193 nm Immersionslithographie (193i). Juni 2014.

Herstellung auf Platten mit einem Durchmesser von 100 mm, 150 mm, 200 mm:

saubere Produktionsanlagen in NanoFab 200 und NanoFab North;
Substratmaterial: Silizium, Glas, Keramik, Polymere.
hergestellte Geräte: MEMS, bioMEMS, RF MEMS, Mikrofluidik, Mikrooptik, 3D-Verarbeitung.

Technologische Prozesse:

Dünnschichtspritzen (PVD, ALD, PECVD, Verdampfung;
Strukturierung (EVG Bonder / Aligner-Einstellungen);
Ätzen (flüssig, TMAH, KOH, trocken, Sauerstoff);
Verklebung (Anode, Thermokompression, Epoxid, temporär);
chemisch-mechanische Planarisierung (CMP)
vollständiger Messzyklus.

Neben der mikroelektronischen Produktion für die Bedürfnisse von Nanocluster-Teilnehmern nimmt CNSE Aufträge zur Herstellung von Platten mit einem Durchmesser von 200 mm und 300 mm von Drittorganisationen entgegen, die nicht in CNSE ansässig sind. In diesem Fall sollte sich der Antragsteller an den CNSE-Vizepräsidenten für Geschäftsentwicklung wenden, um die Durchführbarkeit des Projekts, seine ungefähre Dauer und seine Kosten zu beurteilen. Bei grundlegender Übereinstimmung mit den Bedingungen füllt der Antragsteller das Antragsformular für die Bearbeitung von Platten aus und sendet es zusammen mit der technischen Dokumentation (Topologie, Anforderungen an Masken, Platten, Messungen) an die CNSE, wo die Rechnung für die Arbeit in Rechnung gestellt wird. Danach unterzeichnen die Parteien einen Vertrag über die Bearbeitung der Platten und das Projekt wird für die Produktion in die Warteschlange gestellt.

G450C Global Consortium

Im September 2011 gab Gouverneur Andrew Cuomo die Unterzeichnung einer Vereinbarung zwischen dem Bundesstaat New York und fünf führenden mikroelektronischen Unternehmen bekannt: IBM, Global Foundries, Samsung, Intel und TSMC, um die Halbleiterfertigungsanlage der nächsten Generation in New York zu errichten auf Platten mit einem Durchmesser von 450 mm. Der Staat hat zugesagt, 400 Millionen US-Dollar in CNSE zu investieren, vorausgesetzt, das Budget wird keinem bestimmten Konsortialunternehmen zugewiesen. Fünf Mitglieder des Konsortiums haben ihrerseits zugesagt, insgesamt 4 Milliarden US-Dollar zu investieren.

Die erstellte Struktur wurde als Global Consortium für die Entwicklung und Implementierung von Platten mit einem Durchmesser von 450 mm bezeichnet (Global 450 mm Wafer Development and Deployment Consortium, G450C). Der Hauptsitz des Konsortiums befindet sich auf dem Gebiet des CNSE-Nanoclusters im NanoFab Xtension-Gebäude. Es gibt auch eine der Linien für 450-mm-Platten (die Entwurfskapazität soll 2016 erreicht werden).

Die Gründung des Konsortiums soll die Schaffung der Halbleiterherstellung im Bundesstaat New York unter Verwendung von Technologien der neuen Generation auf 450-mm-Wafern zu Investitionskosten von mehr als 10 Mrd. USD pro Anlage vereinfachen. Mit dem G450C sollen insgesamt 2.500 neue High-Tech-Arbeitsplätze im Bundesstaat geschaffen werden, und in Albany wurden 1.500 Arbeitsplätze im Bausektor geschaffen.

Die Ziele des G450C sind zwei Projekte:

IBM 22 14 .
300 450 , .

Ein Teilnehmer an CNSE-Projekten ist der Forschungsfonds der New York State University (SUNY Research Foundation) und der Staat New York City - New York City Urban Development Corporation über die Empire State Development Corporation (ESDC).

Im Rahmen des Projekts Nr. 1 investiert IBM insgesamt mehr als 3,6 Milliarden US-Dollar in Forschung und Entwicklung sowie Prototyping mit 22-nm- und 14-nm-Technologien an drei Standorten: im CNSE-Nanocluster in Albany und in IBM-Fabriken in Fishkil und Yorktown Heights.

	IBM Investition in Projekt Nr. 1 (in Mio. USD)
	2011	2012	2013	2014	2015	Insgesamt
IBM Fabriken in Fishkill und Yorktown	500	1035	870	330	90	2825
CNSE	200	200	150	150	100	800

Die Investitionsverpflichtungen von IBM können mit Partnern von IBM, Herstellern und Lieferanten von Geräten und Materialien erfüllt werden.

Im Rahmen der Vereinbarung übernimmt die Stiftung (CNSE) die Inbetriebnahme des NanoFab Xtension-Komplexes (2013 in Auftrag gegeben), stellt IBM Reinräume von 1000 m2 zur Verfügung und erhält vom Staat New York (über ESDC) Budgetmittel in Höhe von nicht mehr 200 Millionen Dollar für 5 Jahre. Der Fonds besitzt im Auftrag von CNSE alle materiellen und technischen Einrichtungen, Werkzeuge und Ausrüstungen mit 22-nm- und 14-nm-Technologie, die aus Haushaltsmitteln erworben wurden.

	Investition des Staates New York in Projekt Nr. 1 (in Mio. USD)
	2011	2012	2013	2014	2015	Insgesamt
CNSE	40	70	60	30	0	200

Gemäß Projekt Nr. 2 bietet die Stiftung (CNSE) G450C-Mitgliedern zusätzlichen Reinraumraum von 2.300 m2. Für den Kauf von Ausrüstung zieht der Fonds über einen Zeitraum von 5 Jahren staatliche Haushaltsmittel in Höhe von höchstens 200 Mio. USD an (ohne materielle und technische Einrichtungen). Die Mitglieder des Konsortiums verpflichten sich wiederum, Gesamtinvestitionen im Wert von mehr als 825 Millionen US-Dollar zu tätigen. Ausrüstung, Material und technische Einrichtungen für die Produktion auf 450-mm-Platten, die vom Fonds gekauft wurden, bleiben Eigentum des Fonds (CNSE) und werden für 1 USD pro Jahr an ein Konsortium vermietet. Reinräume von G450C im Juni 2015. Gemäß der Investitionsvereinbarung das Programm zur Finanzierung des Projekts durch die Parteien in den Jahren 2011–2015. wie folgt (die staatliche Investition beinhaltet nicht die Baukosten):

	Investitionsbetrag (in Millionen US-Dollar)
	2011	2012	2013	2014	2015	Insgesamt
Staat New York (über die Stiftung und das ESDC)	10	30	40	70	50	200
Intel	7.5	15	15	15	22	75
Samsung	7.5	15	15	15	22	75
TSMC	7.5	15	15	15	22	75
Ibm	7.5	15	15	15	22	75
Globale Gießereien	7.5	15	15	15	22	75
Hersteller und Lieferanten von Geräten	25	75	100	150	100	450

Schlussfolgerungen

Der Mechanismus zur Erzeugung von CNSE-Nanoclustern ist für amerikanische High-Tech-Cluster ziemlich traditionell - eine große staatliche Universität (SUNY) bildet ein spezialisiertes Forschungszentrum (CNSE), das wiederum mit seinen Entwicklungen führende Industrieunternehmen anzieht. Die Unterstützung der regionalen Behörden spielt dabei eine wichtige Rolle - zunächst erfolgte die Unterstützung der Regierung des Bundesstaates New York direkt durch verschiedene Formen der strategischen Entwicklung „ihrer“ Universität, dann durch steuerliche Anreize, die Finanzierung von Infrastrukturprojekten und gezielte Zuschüsse an Industrieunternehmen.

Die Hauptteilnehmer des SUNY-Albany-Nanoclusters:

Aufgrund des einzigartigen Umfangs der finanziellen und personellen Ressourcen, die der Staat New York aufgrund seiner territorialen und wirtschaftlichen Lage anziehen kann, ist die Anwendbarkeit des Modells der nanotechnologischen Entwicklung von New York auf der Ebene anderer US-Bundesstaaten und kleiner territorialer Einheiten anderer Staaten begrenzt. Die Grundprinzipien dieses Modells könnten jedoch erfolgreich zur Lösung ähnlicher Probleme auf regionaler und nationaler Ebene, auch in Russland, eingesetzt werden.

Erstellt aus Materialien aus offenen Quellen und offiziellen Websites der genannten Organisationen.

[1] Best Practices in staatlichen und regionalen Innovationsinitiativen. Ch.W.Wessne. Washington DC 2013

[2] „SEMATECH Boss Touts NanoCollege Research“, The Times Union, 20. Mai 2008.

NY State Nanotechnology: Wie die SUNY University und Unternehmen den Staat in ein Silicon Valley des 21. Jahrhunderts verwandelten