Bộ thiết bị chế tạo mới tại MIT.nano. Nguồn: Applied Materials

Một bộ thiết bị chế tạo nano tiên tiến sẽ biến MIT.nano trở thành một trong những cơ sở nghiên cứu tân tiến nhất thế giới về vi điện tử và các công nghệ liên quan. Đồng thời, nó mở ra những cơ hội mới để thử nghiệm và nới rộng con đường cho những phát minh hứa hẹn trở thành sản phẩm mới có sức ảnh hưởng.

Thiết bị này do Công ty Applied Materials cung cấp, đây là nhà cung cấp thiết bị lớn nhất thế giới về sản xuất chất bán dẫn, màn hình và các thiết bị điện tử tiên tiến khác. Nó sẽ mở rộng đáng kể khả năng chế tạo nano của MIT.nano, giúp chúng tương thích với các tấm wafer (một mảnh silicone mỏng được dùng làm cơ sở để sản xuất vi mạch tích hợp) có đường kính lên tới 200mm, kích thước phổ biến được dùng trong công nghiệp. Các công cụ mới này sẽ cho phép các nhà nghiên cứu tạo nguyên mẫu cho một loạt thiết bị vi điện tử mới sử dụng các vật liệu và quy trình chế tạo hiện đại nhất. Đồng thời, khả năng tương thích với tấm wafer có đường kính 200mm sẽ hỗ trợ việc hợp tác chặt chẽ với ngành này, cho phép các công ty nhanh chóng áp dụng cải tiến và sản xuất hàng loạt.

Các nhà lãnh đạo của MIT.nano cho biết thiết bị cũng sẽ được cung cấp cho những nhà khoa học không làm việc tại MIT, điều này cho phép các chuyên gia trong khu vực khám phá ra những phương pháp tiếp cận mới hiệu quả hơn trong các lĩnh vực “công nghệ khó”, bao gồm thiết bị điện tử tiên tiến, pin thế hệ mới, năng lượng tái tạo, điện toán quang học, cảm biến sinh học và một loạt những lĩnh vực khác – nhiều lĩnh vực chúng ta vẫn chưa hình dung được.

Giám đốc MIT.nano Vladimir Bulović, đồng thời là giáo sư Công nghệ Mới nổi của Fariborz Maseeh, cho biết: “Những bộ công cụ này sẽ giúp chúng tôi tăng tốc khả năng tung ra các công nghệ mới và rồi có thể áp dụng trên quy mô lớn cho thế giới. Chúng tôi đem lại các bộ công cụ cùng khả năng mà nhờ bàn tay của các nhà nghiên cứu xuất sắc, thế giới sẽ có những tiến bộ hiệu quả”.

Thông báo này là một phần trong thỏa thuận giữa MIT và công ty Applied Materials, cùng với khoản tài trợ cho MIT từ Trung tâm Liên minh Vi điện tử Đông Bắc (NEMC), cam kết đầu tư công và tư nhân ước tính hơn 40 triệu USD để bổ sung thiết bị và năng lực chế tạo công nghệ nano tiên tiến tại MIT.nano.

Phá bỏ giới hạn đổi mới sáng tạo

Nhờ bắt tay hợp tác với công ty Applied Materials, cơ sở nghiên cứu MIT.nano sẽ được công ty này cung cấp một số công cụ xử lý tiên tiến có khả năng hỗ trợ các tấm wafer có đường kính 150 mm và 200mm, đồng thời cải tiến và nâng cấp một số công cụ hiện đang có tại MIT. Ngoài hỗ trợ MIT.nano trong việc vận hành và bảo trì thiết bị hàng ngày, các kỹ sư từ công ty Applied Materials còn phát triển thêm tiềm năng xử lý mới nhằm mang lại lợi ích cho các nhà nghiên cứu và sinh viên thuộc MIT và từ các trường, viện khác.

Nghiên cứu ở quy mô nano tại các trường đại học thường được tiến hành trên những máy móc kém tương thích với ngành công nghiệp, điều này khiến cho nhiều đổi mới sáng tạo trong giới học thuật lại khó biến thành các sản phẩm có khả năng sản xuất hàng loạt được. Phó giám đốc Jorg Scholvin của cơ sở chế tạo chung thuộc MIT.nano cho biết những máy móc mới này đại diện cho một bước cải tiến quan trọng trong lĩnh vực: Các nhà nghiên cứu sẽ có thể lấy một tấm wafer theo tiêu chuẩn công nghiệp và xây dựng công nghệ ở trên đó, nhằm chứng minh cho các công ty thấy rằng nó hoạt động trên các thiết bị hiện có, hoặc đồng sáng tạo những ý tưởng mới với khi phối hợp chặt chẽ với các đối tác trong ngành.

Ông Scholvin cho biết: “Trong hành trình từ một ý tưởng biến thành thiết bị hoạt động hoàn chỉnh, điều quan trọng là khả năng bắt đầu từ một quy mô nhỏ, tìm ra điều bạn muốn làm là gì, nhanh chóng chỉnh lỗi trong thiết kế của mình, và rồi phát triển nó lên một tấm wafer có kích thước công nghiệp. Điều này có nghĩa là sinh viên có thể thử nghiệm ý tưởng của mình trên quy mô công nghiệp, nhanh chóng và trực tiếp kết hợp hiểu biết vào dự án của mình, như vậy họ có thể mở rộng các quy trình của mình. Việc cung cấp bằng chứng cho khái niệm như vậy từ rất sớm sẽ đẩy nhanh ý tưởng bước ra khỏi môi trường học thuật, có tiềm năng giảm bớt nhiều năm nỗ lực. Các công cụ khác tại MIT.nano có thể bổ trợ cho nghiên cứu trên tấm wafer có đường kính 200mm, thế nhưng thông lượng và độ chính xác cao hơn của thiết bị thuộc công ty Appliedsẽ cung cấp cho nhà nghiên cứu khả năng lặp lại và độ chuẩn xác chưa từng có trong môi trường nghiên cứu học thuật. Về cơ bản, thứ bạn nắm trong tay là một công cụ sắc bén hơn, nhanh hơn và chính xác hơn để thực hiện công việc của mình”.

Các nhà khoa học ngoài cộng đồng MIT cũng có thể sử dụng thiết bị này, bao gồm các nhà nghiên cứu khu vực, đối tác trong ngành công nghiệp, các tổ chức phi chính phủ và công ty khởi nghiệp địa phương. Ông Bulovićphấn khởi chia sẻ: “Những công cụ này sẽ là điểm gặp gỡ phi thường – một nơi mà theo tôi có thể chuyển tải nhiều ý tưởng tốt nhất của chúng tôi theo khía cạnh hữu hiệu hơn nhiều trước đây”.

Tuy vi điện tử được nhiều người biết đến với việc chế tạo bóng bán dẫn nhỏ hơn để lắp vào bộ vi xử lý, nhưng thực tế đây là một lĩnh vực rộng lớn tạo điều kiện cho hầu như mọi công nghệ xung quanh chúng ta, từ liên lạc vô tuyến và internet tốc độ cao cho tới quản lý năng lượng, chăm sóc sức khỏe cá nhân hóa và nhiều hơn nữa.

Hoàn thành sứ mệnh

Các nhà lãnh đạo cơ sở nghiên cứu MIT.nano cho biết công cụ mới sẽ không chỉ giúp cộng đồng nghiên cứu MIT đổi mới nhanh hơn mà còn tạo ra một làn sóng khởi nghiệp mới. Nó sẽ giảm bớt rào cản để các sinh viên, giảng viên và doanh nhân khác có thể đưa sự đổi mới ra ngoài thị trường. Điều này phù hợp với sứ mệnh của MIT là biến thế giới thành một nơi tốt đẹp hơn thông qua công nghệ.

Ông Bulović cho biết: “Chúng tôi có không gian trong MIT.nano để chứa những công cụ này, chúng tôi có khả năng quản lý hoạt động của chúng. MIT.nano là một cơ sở chung mở rộng cửa, chúng tôi có các phương pháp để có thể chào đón bất kỳ ai trong khu vực tới sử dụng công cụ. Đây là tầm nhìn mà MIT đặt ra khi chúng tôi thiết kế MIT.nano, và thông báo [về công cụ mới] giúp chúng tôi thực hiện tầm nhìn đó”.