24. Januar 2024 Die von GF hergestellten, unverzichtbaren Chips stehen an der Spitze der Weltraumforschung und bieten die Fähigkeiten, die Qualität, die Sicherheit und die Zuverlässigkeit, die für kritische Missionen in der rauen Umgebung des Weltraums erforderlich sind. Von Deniz Civay Stellvertretender Direktor, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, GlobalFoundries Der Weltraumtourismus ist eine aufstrebende Branche, und es ist leicht vorstellbar, dass eines Tages Besucher an Bord eines internationalen Weltraumhotels willkommen sind. Die Urlaubsplanung könnte eine ganz neue Dimension annehmen, wenn man mit einer Rakete zu einem Weltraumhotel fliegt, das sich in einer Umlaufbahn nahe der Internationalen Raumstation (ISS) befindet. Allerdings ist die Thermosphäre - die Schicht der Erdatmosphäre, in der sich die ISS befindet - nicht das, was die meisten von uns als Urlaubsziel betrachten würden. Die Temperaturen in der Thermosphäre schwanken von unvorstellbar kalten -160°C bis zu ofenartigen 80°C. Eine Million marmorgroße Weltraumtrümmer kreuzen mit einer Geschwindigkeit von 17.500 Meilen pro Stunde. Ganz zu schweigen vom ionosphärischen Plasma, dem völligen Fehlen von Luft im Vakuum und der ständigen Strahlung. Sie ahnen es schon: Die Thermosphäre ist kein Ort für ein Picknick. Ein wichtiger Teil meiner Arbeit bei GlobalFoundries (GF) besteht darin, Unternehmen, die Raumfahrzeuge herstellen, dabei zu unterstützen, dass die Halbleiter in ihren Systemen den rauen Umgebungen auf der Erde, in der Thermosphäre und darüber hinaus standhalten können. Auf einer Konferenz fragte ich kürzlich einen Weltraumexperten, wie wir die zuverlässige Leistung der von GF hergestellten Chips auf der ISS unter Beweis stellen könnten, was ihm ein Lachen entlockte. "Sie wollen nicht betonen, dass sich Ihre Chips auf der Internationalen Raumstation befinden. Diese Umgebung ist nichts", sagte er. "GF-Chips waren schon auf dem Mars. Auf den Monden des Jupiters. Das sind raue Umgebungen." Chips von GF sind entscheidend für unseren Fortschritt in der Weltraumforschung. Die von GF hergestellten Halbleiter finden sich nicht nur in Telefonen, Lautsprechern und Autos, sondern auch in hochentwickelten Raumfahrtsystemen. Chips, die im Werk von GF in Vermont hergestellt werden, befinden sich im James Webb Teleskop. Chips aus dem Werk von GF in Malta, New York, sind auf dem Weg zum Mars, zu den Monden des Jupiters und werden noch weiter in die Tiefen des Weltraums vordringen. Bilder von Jupiter mit verbesserten Farben, aufgenommen vom James Webb Teleskop, veröffentlicht von der NASA im Jahr 2022. [credit: NASA] Das ist keine Kleinigkeit, denn je weiter man sich von der Erde entfernt, desto rauer und anspruchsvoller wird die Umgebung. Chips in Weltraumsystemen müssen robust, zuverlässig und stromsparend sein und ganz bestimmte Funktionen erfüllen, von der Aufnahme von Bildern über den Empfang und die Übermittlung von Informationen bis hin zur Durchführung anderer Aufgaben und Funktionen. Außerdem ist es wichtig, dass diese Chips sicher hergestellt werden und genau wie vorgesehen funktionieren. GF ist ein führender Hersteller in beiden Bereichen: Chips, die sicher und kompromisslos sind und den harten Bedingungen im Weltraum standhalten. Was die Sicherheit anbelangt, so sind die Einrichtungen, Mitarbeiter und Prozesse von GF in den USA vom Verteidigungsministerium mit der höchsten Stufe akkreditiert, der Trusted Supplier Category 1A, die nachweislich strenge Sicherheitsmassnahmen zum Schutz sensibler Informationen und zur Herstellung von Chips mit einem Höchstmass an Integrität vorsieht, um deren Unversehrtheit zu gewährleisten. Darüber hinaus hält GF die strengen Exportkontrollen ein, die zum Schutz der Informationen und Chips, die für diesen wichtigen Sektor hergestellt werden, erforderlich sind. Um in der rauen Umgebung des Weltraums zu überleben, müssen Chips gehärtet werden, damit sie der Umgebung standhalten. Es gibt zwei Möglichkeiten, einen Chip so zu härten, dass er im Weltraum überleben kann: Strahlungshärtung durch Design (RHBD) und Strahlungshärtung durch Prozess (RHBP). RHBD wird von den Verteidigungsunternehmen durchgeführt, die den Satelliten, die Rakete oder ein anderes Produkt bauen, das in den Weltraum gebracht werden soll. Sie erreichen RHBD unter anderem durch Redundanz und Abschwächung der Ladungsverluste. Eine Nahaufnahme der von GF hergestellten wesentlichen Halbleiter auf einem neu hergestellten Wafer. Bei RHBP wird der Herstellungsprozess eines Chips geändert, um sicherzustellen, dass er im Weltraum überleben kann. RHBD und RHBP sind zwei verschiedene Methoden, um das gleiche Ziel zu erreichen: die zuverlässige Funktion von Elektronik im Weltraum. Die Herstellung von Chips in der Größe einer Briefmarke, die eine Reise zur ISS, zum Mars, zum Jupiter und darüber hinaus überstehen, erfordert einen enormen Aufwand an Zeit, Intelligenz, Präzision und Sorgfalt. Aber ich bin immer wieder erstaunt über die Innovationen, die Halbleiter ermöglichen, und über die unzähligen Wunder, die die Weltraumforschung und -technologie zu Tage fördert. Wenn Sie das nächste Mal die neuesten atemberaubenden Bilder des James-Webb-Teleskops sehen, eine neue wissenschaftliche Beobachtung über den Mars oder Jupiter machen oder ein Video von Astronauten auf der ISS ansehen, denken Sie daran, dass die von GF hergestellten Chips tief in diesen Systemen stecken und alles möglich machen. Dr. Deniz Civay leitet den Bereich "Harsh Environment" bei GF mit dem Ziel, die sichersten Onshore-Technologien für Deep Space- und Verteidigungsprodukte zu gewährleisten. Sie ist stellvertretende Leiterin des Geschäftsstrategieteams für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung von GF. Als sie vor 12 Jahren bei GF anfing, arbeitete sie in der Forschung und Entwicklung und erfand neue Technologien, die zu 10 Patenten und zahlreichen Veröffentlichungen führten. Sie ist PMP-zertifiziert und hat einen Doktortitel in Polymerwissenschaft und -technik von der University of Massachusetts Amherst.
