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Tino M. Böhler, M.A.,
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IBM entwickelt neuen Recyclingprozess: Drei Millionen alte Siliziumwaferscheiben jährlich erhalten neue Verwertung

IBM hat einen neuen innovativen Recyclingprozess für Halbleiterwaferscheiben in der firmeneigenen Produktionsstätte in Burlington, USA, entwickelt. Das Verfahren nutzt eine spezielle Technik zur Oberflächenstrukturentfernung, die es ermöglicht, verbrauchte Halbleiterscheiben zur Herstellung siliziumbasierter Solarzellen zu verwenden. Halbleiterwaferscheiben sind dünne Siliziumplatten, die mit aufgedruckter Struktur als Grundlage für Halbleiterchips in Computern, Mobiltelefonen, Videospielen und weiterer Verbraucherelektronik eingesetzt werden. Das neue Verfahren wurde bereits mit dem „2007 Most Valuable Pollution Prevention Award“ des „US-NPPR“ (National Pollution Prevention Roundtable) ausgezeichnet.

Durch den neuen Recyclingprozess kann IBM Strukturen effektiver als bisher von der Waferoberfläche entfernen und die bereinigten Wafer entweder in der internen Fertigungskalibrierung als so genannte „Kontroll-Wafer“ einsetzen oder der Solarzellenindustrie anbieten, die eine enorme Nachfrage an Siliziummaterial für Photovoltaikzellen in Sonnenkollektoren bedienen muss. IBM plant, weitere Informationen zu diesem Verfahren an die Halbleiterindustrie weiterzugeben. Der Recyclingprozess wird aktuell in der Anlage in Burlington, Vermont, USA, eingesetzt und gerade in East Fishkill, USA, in einer IBM-Halbleiterfarbrik implementiert.

„Der Mangel an Silizium stellt eine der größten Herausforderungen an die Solarindustrie dar und bedroht ihr rasantes Wachstum“, sagt Charles Bai, Chief Financial Officer von ReneSola, eines der am schnellsten wachsenden Solarenergieunternehmen Chinas. „Aus diesem Grund haben wir uns für den Einsatz von gebrauchtem Siliziummaterial aus der Halbleiterindustrie entschlossen, um den Bedarf an Rohstoffen für die Fertigung unserer Sonnenkollektoren decken zu können.“

IBM und die anderen Branchenunternehmen nutzen Siliziumwafer sowohl als Basis für die Herstellung mikroelektronischer Produkte von Mobiltelefonen und Computern über Verbraucherelektronik und zur Überwachung der zahlreichen Produktionsschritte im Fertigungsprozess. Nach Angaben der Halbleiterindustrie werden pro Tag branchenweit 250.000 Waferscheiben verwendet. IBM schätzt, dass bis zu 3,3 Prozent dieser Scheiben Ausschuss werden. Im Laufe eines Jahres ergeben sich knapp drei Millionen aussortierte Scheiben. Da die Scheiben auf ihrer Oberfläche Intellectual Property tragen, kann ein Großteil davon nicht an firmenfremde Händler weitergegeben werden. Sie werden zerkleinert und in einer Deponie entsorgt oder eingeschmolzen und erneut verkauft .

Der neue Recyclingprozess wandelt aussortierte Produktscheiben in Kontroll-Wafer um und spart insgesamt 90 Prozent an Energie, da IBM nicht mehr die übliche Menge an neuen Scheiben kaufen muss, um die Fertigungsnachfrage zu bedienen. Sobald die Überwachungsscheiben dann ihre maximale Lebensdauer erreicht haben, werden sie an die Solarindustrie verkauft. Je nachdem wie die einzelnen Solarzellenhersteller die aussortierten Scheiben verwenden, können zwischen 30 und 90 Prozent der Energie im Vergleich zu neuem Siliziummaterial gespart werden. Die geschätzten Energieeinsparungen führen zu einer ganzheitlichen Verringerung des CO²-Footprints in der Halbleiter- und der Solarindustrie (die gesamte Menge an Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen, die während eines vollständigen Produktlebenszyklusses entstehen, und zwar sowohl in der Halbleiter- wie in der Solarindustrie).

Das Programm hat zu einer Reduzierung der Kosten für Kontroll-Wafer geführt und die Effizienz des Wafer-Recyclingprogramms von IBM erhöht. Am IBM Standort in Burlington konnten 2006 mehr als eine halbe Millionen US-Dollar eingespart werden. Die Einsprungen für 2007 dürften sich auf knapp 1,5 Millionen US-Dollar belaufen; die einmaligen Einsparungen für wiederverwertete Lagerbestände an Scheiben werden mit mehr als 1,5 Millionen US-Dollar beziffert.

Fotos und Informationen: www.ibm.com/de/de, www.renesola.com

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