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康奈尔大学新闻

随着美光的建设,康奈尔纳米级工厂培养了一支劳动力队伍

寒假期间一个下雪的早晨,达菲尔德大厅宽敞而空旷的中庭里唯一的声音是微弱的叮当声。在康奈尔纳米科学技术设施(CNF)对面的走廊里,声音越来越大,透过一扇敞开的教室门:七名高中生手里拿着扳手和螺丝刀,坐在一台价值超过五十万美元的机器里。

学生们拿出仪表、活塞、电源、燃气和水管线、设备中的设备——他们把机器完全拆开,了解它最初是如何组装的。

“这很有趣,很明显有多少公司和小零件以及工程进入其中,”伊萨卡雷曼另类社区学校的大四学生Elyas Talda说,他参加了CNF开展的一项新计划,该计划旨在为公立高中生提供纳米级科学的基础。

雷曼另类社区学校(Lehman Alternative Community School)的大四学生伊利亚斯·塔尔达(Elyas Talda)说,拆开用于制造微芯片的等离子体沉积系统,让她体会到系统设计中投入的工程量。

那周晚些时候,学生们将在CNF的洁净室中使用同一台机器,即等离子体沉积系统,在硅晶圆上复制该项目的标志。CNF的教育和外展协调员兼流程集成专家Thomas Pennell说,沉积用于创建运行智能手机、汽车、计算机的电路和芯片,以及1月8日至19日举行的为期两周的ATLAS(半导体劳动力进步加速培训)计划的首席讲师。

Pennell 说:“我们的目标是以一种非常紧凑的形式,让学生真正了解在微细加工环境中可以做的所有事情以及洁净室的职业道路。

该计划是 CNF 更大努力的一部分,旨在帮助区域劳动力为未来的机遇做好准备——因为美光科技准备在纽约克莱破土动工,该工厂可能成为该国最大的微芯片制造设施。仅美光一项就可以为该地区带来约50,000个工作岗位,但其中许多工作岗位需要一定程度的培训。

“我们需要准备在半导体技术或纳米技术领域工作的工程师和技术人员,他们需要从头到尾的制造实践经验 – 没有多少学校拥有设施和技术人员来提供这些,”Lester B. Knight主任Judy Cha说,CNF主任和康奈尔工程学院材料科学与工程教授。“CNF 确实击中了所有音符——它可以满足这一关键需求。”

对于 Pennell 来说,劳动力发展与教育和外展密不可分,他与从大学到小学的多个地区学校建立了合作伙伴关系。2023 年,CNF 的外展工作吸引了 4,000 多人参与。

“我想成为一名科学家并不是在我上大学时开始的,”彭内尔说。“它可能始于我打开我的第一套乐高积木。因此,我认为教育和外展是劳动力发展的持续途径。外展活动真的很有意义。如果我听到一个孩子说,’太酷了’,白天只有一次,我就赢了。

拓宽视野

现在是第二年,ATLAS计划与汤普金斯-塞内卡-泰奥加合作教育服务委员会(TST-BOCES)新视野工程计划的学生合作,这是一个在康奈尔大学校园举行的为期一年的计划,旨在为成绩优异的高中毕业生准备工程专业。

在ATLAS计划中,学生接受了广泛的培训,并前所未有地进入了CNF的洁净室,这是一个专门设计的实验室空间,旨在减少可能干扰纳米级器件的研究和制造的颗粒物。

BOCES的学生参观了洁净室,了解了安全协议,以及帮助研究人员制造和研究新材料和各种设备(从微芯片到纳米级机器人)的许多机器。他们还参观了支持洁净室的精心设计的基础设施,包括数英里长的钢管、永不睡觉的暖通空调系统和四种用于各种用途的水。

然后,该小组参加了为期三天的在线课程“纳米尺度的技术和表征”,该课程向公众开放,并于1月在线提供,6月面对面提供,向参与者传授创建纳米级设备所需的过程和技术。在解构了等离子体沉积系统后,学生们直接回到洁净室,通过制作自己的设备将他们所学的知识付诸实践。

“你在高中时没有很多这样的经历,在那里你可以了解它,然后实际去做并看到结果,”德莱顿高中的大四学生麦肯纳克罗克说。“我对纳米科学是什么有一个想法,但现在我们已经看到了它有多复杂,以及你可以拥有多少职业。

许多学生对克罗克表示赞同,称该计划拓宽了他们的工程意识和可能的职业,让他们更好地了解研究的外观和感觉,以及像智能手机这样小的东西所包含的大量工程。

“我认为这让我们不那么固执,对我们感兴趣的工程类型更加开放,”克拉克森大学(Clarkson University)一年级学生扎克·埃谢尔曼(Zak Eshelman)说,他去年与其他14名高年级学生一起参加了ATLAS计划。“我们了解了工程学中的其他学科,以及制造是什么以及制造这些设备需要什么。我认为这对年轻的科学家和工程师来说非常重要。

新视野工程课程讲师大卫·锡拉丘兹(David Syracuse)表示,ATLAS计划既通过向学生介绍全新事物,使学生谦卑,又赋予他们权力。他指出,学生们在准备进入洁净室时非常小心,互相帮助穿上必要的全身礼服、兜帽和靴子。

“他们意识到这是一个多么了不起的机会,”他说。“这意义重大。当我对一个孩子说,’我相信你会做这件事’时,这会让他们思考,给他们信心,并真正产生影响。

邂逅当下

虽然 Pennell 致力于扩大 ATLAS 计划以吸引更多学生,但他正在积极开展许多其他计划,以发挥 CNF 作为教育和劳动力发展领导者的潜力。

雷曼另类社区学校(Lehman Alternative Community School)的大四学生朱利叶斯·温(Julius Won)在康奈尔纳米科技设施(Cornell NanoScale Science and Technology Facility)主办的为期两周的微纳加工培训中致力于解构等离子体沉积系统。

CNF 将于 2 月启动一项 TST-BOCES 焊接计划试点项目,以培训学生了解洁净室设施所需的特定焊接类型——超高纯气体管路焊接——并希望明年将该计划扩展到该州的其他 BOCES 焊接项目。在汤普金斯科特兰社区学院,CNF 正在开发一个证书计划,已经提供了两项培训,学生可以通过 CNF 洁净室的培训来补充他们的工程副学士学位——并在毕业后直接进入劳动力市场。

这些项目是 Pennell 在学校、博物馆和科学中心、纽约州博览会等举办的研讨会和演示的补充;去年,他与美光的合作者协调并组织了三场针对 120 名中学生的芯片训练营。

“许多伙伴关系正在蓬勃发展,”彭内尔说。“我们去年在外展方面做得很大,我们希望今年能做得更大。”

对于CNF来说,对外展的日益重视——以及康奈尔大学对微芯片行业的更多参与——是为了满足该地区和国家的需求。《芯片和科学法案》于 2022 年签署成为法律,旨在在美国建立微芯片制造,减少对其他国家的依赖,并确保已成为基本商品的供应链。

“《芯片和科学法案》确实具有历史意义,这是我在CNF的众多倡议和询问中意识到的。现在是站起来驾驭这种巨变的时刻,“查说。“人们一直希望CNF在纳米级研究方面发挥领导作用,但现在他们也在为劳动力教育和发展而努力。这是一个巨大的机会。我们很兴奋,我们已经准备好了。

新闻旨在传播有益信息,英文版原文来自https://news.cornell.edu/stories/2024/01/micron-builds-cornell-nanoscale-facility-develops-workforce