Seoho Jung, CEO of Chiral Nano AG, Dübendorf (ZH)

Post-silicon semiconductors with nanomaterials

The semiconductor industry is approaching the physical limits of silicon while demand for computing power continues to grow. Nanomaterials such as carbon nanotubes promise faster and more energy-efficient transistors, but existing production methods cannot scale to industrial manufacturing. Chiral Nano develops equipment that integrates nanomaterials into chips with high precision. Its patented process grows high-quality nanomaterials, selects the best structures using automated microscopy and AI, and transfers them robotically onto wafers. This enables semiconductor manufacturers to build post-silicon chips for future technologies such as AI and quantum computing.

Chiral Nano is an ETH Zurich spin-off developing manufacturing equipment for the integration of nanomaterials into semiconductor chips. As demand for computing power is skyrocketing, the semiconductor industry faces increasing challenges as silicon-based technologies approach their physical limits. Nanomaterials such as carbon nanotubes offer a potential path forward, but existing production methods have not achieved the precision and scalability required for industrial manufacturing.

To address this challenge, Chiral Nano has developed a proprietary three-step integration process. The first step focuses on contamination-free growth of nanomaterials on a patented substrate. The materials are then characterized using automated microscopy and AI-based analysis to identify the highest-quality structures. In the final step, proprietary robotic equipment transfers the selected nanomaterials onto wafers with high precision, enabling the fabrication of nanomaterial-based transistors.

The company’s technology combines materials growth, automated inspection, and robotic transfer in a single manufacturing approach. According to the company, this process delivers significantly higher yields and speeds than existing nanomaterial integration methods and is designed to meet the requirements of semiconductor production.

Chiral Nano aims to help chip manufacturers move from research-scale applications to industrial production of nanomaterial-based devices. A key milestone is the transition from 100 mm research wafers to 300 mm wafers, the standard format used in large-scale semiconductor fabrication facilities.

The company was founded as an ETH Zurich spin-off and is building a team at the intersection of nanotechnology, semiconductor engineering, robotics, and automation. Its long-term vision is to become a leading supplier of equipment for post-silicon semiconductor manufacturing, enabling future generations of chips for applications such as artificial intelligence and quantum computing.

Founded in July 2023, Chiral Nano is led by CEO and Chairman Seoho Jung, whose career spans research and innovation in nanotechnology and advanced manufacturing. After positions at UC Berkeley and ABB Corporate Research, he completed his PhD at ETH Zurich, where he co-developed a high-speed production process for nanomaterial-based electronic devices and devised ultra-low-power carbon nanotube gas sensors. Jung is joined by co-founders Natanael Lanz (CTO/COO), who holds a PhD in motion engineering from ETH Zurich and previously worked at Trumpf and ETEL, and André Butzerin (CPO), who earned a PhD in mechanical engineering at ETH Zurich and previously worked at Siemens. The broader team brings expertise in project management, business development, nanoelectronics, and mechanical engineering through Jeroen Zandbergen, Jia Liu, Maria El Abbassi, and Marko Nikolic.

Die Halbleiterindustrie stösst an die physikalischen Grenzen des Siliziums – während der Bedarf an Rechenleistung weiter steigt. Nanomaterialien wie Kohlenstoffnanoröhren versprechen schnellere und energieeffizientere Transistoren, doch bestehende Herstellungsverfahren lassen sich nicht auf industrielle Fertigung skalieren. Chiral Nano entwickelt Anlagen, die Nanomaterialien mit hoher Präzision in Chips integrieren. Das patentierte Verfahren züchtet hochwertige Nanomaterialien, selektiert die besten Strukturen mithilfe automatisierter Mikroskopie und KI und überträgt sie robotergestützt auf Wafer. So können Halbleiterhersteller Post-Silizium-Chips für Zukunftstechnologien wie KI und Quantencomputing fertigen.

Chiral Nano ist ein Spin-off der ETH Zürich und entwickelt Fertigungsanlagen für die Integration von Nanomaterialien in Halbleiterchips. Während der Bedarf an Rechenleistung rasant steigt, sieht die Halbleiterindustrie sich mit der Tatsache konfrontiert, dass siliziumbasierte Technologien an ihre physikalischen Grenzen stossen. Nanomaterialien wie Kohlenstoffnanoröhren bieten einen möglichen Weg in die Zukunft, doch bestehende Produktionsverfahren erreichen bislang nicht die Präzision und Skalierbarkeit, welche für die industrielle Fertigung erforderlich sind.

Um diese Herausforderung zu adressieren, hat Chiral Nano ein proprietäres dreistufiges Integrationsverfahren entwickelt. Im ersten Schritt werden Nanomaterialien auf einem patentierten Substrat kontaminationsfrei gezüchtet. Anschliessend werden die Materialien mittels automatisierter Mikroskopie und KI-gestützter Analyse charakterisiert, um die hochwertigsten Strukturen zu identifizieren. Im letzten Schritt überträgt eine proprietäre Robotikanlage die ausgewählten Nanomaterialien mit hoher Präzision auf Wafer und ermöglicht so die Herstellung nanomaterialbasierter Transistoren.

Die Technologie des Startups vereint Materialwachstum, automatisierte Inspektion und robotergestützte Übertragung in einem einzigen Fertigungsansatz. Nach Angaben des Unternehmens erzielt dieses Verfahren deutlich höhere Ausbeuten und Geschwindigkeiten als bestehende Methoden zur Integration von Nanomaterialien und ist darauf ausgelegt, die Anforderungen der Halbleiterproduktion zu erfüllen.

Chiral Nano möchte Chipherstellern den Übergang von Forschungsanwendungen zur industriellen Produktion nanomaterialbasierter Bauelemente ermöglichen. Ein wichtiger Meilenstein ist dabei der Wechsel von 100-mm-Forschungswafern zu 300-mm-Wafern, dem Standardformat in grossen Halbleiterfertigungsanlagen.

Das Unternehmen wurde als Spin-off der ETH Zürich gegründet und baut ein Team an der Schnittstelle von Nanotechnologie, Halbleitertechnik, Robotik und Automatisierung auf. Die langfristige Vision besteht darin, ein führender Anbieter von Anlagen für die Post-Silizium-Halbleiterfertigung zu werden und damit künftige Chipgenerationen für Anwendungen wie künstliche Intelligenz und Quantencomputing zu ermöglichen.

Chiral Nano wurde im Juli 2023 gegründet und wird von CEO und Verwaltungsratspräsident Seoho Jung geleitet, dessen Karriere von Forschung und Innovation in den Bereichen Nanotechnologie und fortschrittliche Fertigung geprägt ist. Nach Stationen an der UC Berkeley und bei ABB Corporate Research promovierte er an der ETH Zürich. Dort entwickelte er unter anderem ein Hochgeschwindigkeitsverfahren zur Herstellung nanomaterialbasierter elektronischer Bauelemente mit und konzipierte extrem energieeffiziente Gassensoren auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren. Unterstützt wird er von den Mitgründern Natanael Lanz (CTO/COO), der an der ETH Zürich in Motion Engineering promovierte und zuvor bei Trumpf und ETEL tätig war, sowie André Butzerin (CPO), der an der ETH Zürich in Maschinenbau promovierte und zuvor bei Siemens arbeitete. Das erweiterte Team bringt durch Jeroen Zandbergen, Jia Liu, Maria El Abbassi und Marko Nikolic zusätzliche Expertise in den Bereichen Projektmanagement, Geschäftsentwicklung, Nanoelektronik und Maschinenbau ein.

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