News - Forschung und Entwicklung vom 06/24/2011
Forschungsprojekt "e-BRAINS"
3D- und Nano-Integration heterogener Systeme
Im September 2010 fiel der Startschuss für das europäische Forschungsprojekt e-BRAINS (Best-Reliable Ambient Intelligent Nano Sensor Systems). Die 19 Partner forschen bis Ende 2013 unter der Projektleitung von Infineon und dem technischen Management des EMFT (Fraunhofer Research Institution for Modular Solid State Technologies) an der Integration von heterogenen Systemen.
Dabei werden Nanosensoren mit anderen Komponenten wie ICs (Integrierten Schaltungen), Leistungshalbleitern, Batterien oder drahtlosen Kommunikationsmodulen so kombiniert, dass e-BRAINS-Anwendungen deutlich energiesparender, preiswerter, langlebiger und zuverlässiger arbeiten können. Die Leistungsfähigkeit bereits existierender Anwendungen in Bereichen wie Produktionsüberwachung, Automotive oder medizinischer Fernüberwachung dürfte sich dank der e-BRAINS-Forschungsergebnisse enorm verbessern. Ein intelligenter Gassensor im Auto beispielsweise wird durch die heterogene Integration mit anderen Teilsystemen nur noch ein Tausendstel seines ursprünglichen Volumens benötigen. Dabei wird er eine zwanzigfach höhere Effizienz aufweisen und lediglich einen Bruchteil des ursprünglichen Preises kosten.
Der Einsatz von Nanotechnologie wird die Funktionalität deutlich erhöhen und zahlreiche neue Anwendungen ermöglichen. Künftige e-BRAINS-Anwendungen benötigen eine deutlich höhere Integrationsdichte. Die Leistung, Multifunktionalität und Zuverlässigkeit von solch komplexen heterogenen Systemen wird hauptsächlich durch die Leitungen zwischen den Subsystemen limitiert. 3D-Integrations-Technologien helfen dabei, diese Beeinträchtigungen dank kürzerer Verbindungsleitungen zu reduzieren. 3D-Technologien ermöglichen es, unterschiedliche Bausteine vertikal übereinander zu verarbeiten.
Um den Energieverbrauch zu senken oder höhere Schaltgeschwindigkeiten zu erzielen, werden die Strukturen mikroelektronischer Bauteile immer weiter verkleinert. Durch die fortschreitende Miniaturisierung stößt die Halbleiterindustrie jedoch zunehmend an ihre physischen Grenzen. Je komplexer sich die Systeme entwickeln, desto größer wird allerdings das Risiko, dass die Schaltgeschwindigkeit darunter leidet. Somit spielt die heterogene Integration von Teilsystemen mithilfe der 3D-Technologie eine Schlüsselrolle. Hierbei werden die unterschiedlichen Komponenten vertikal übereinander gestapelt und die Länge der Verbindungswege auf ein Minimum reduziert.
Ziel des e-BRAINS-Projektes ist es, die Wettbewerbsfähigkeit europäischer Unternehmen zu verbessern, daher wird eine Vielzahl möglicher Anwendungsfelder wie Medizin, Datenschutz und Sicherheit erforscht. Die 19 Technologiepartner des Forschungsprojektes sind Unternehmen mit europäischen Fertigungsstandorten, Universitäten und Forschungsinstitute aus Deutschland, Norwegen, Österreich, Irland, Frankreich, Schweiz, Polen, Belgien sowie Großbritannien. Infineon ist für die gesamte Koordination der e-BRAINS-Aktivitäten verantwortlich.
Das Forschungsprojekt soll Ende 2013 abgeschlossen sein. Sein Gesamtbudget beläuft sich auf etwa 15,8 Millionen Euro. Davon tragen rund 5,8 Millionen Euro die Partner aus Industrie und Forschung. Den größten Anteil in Höhe von zehn Millionen Euro trägt die Europäische Kommission aus finanziellen Mitteln des 7. Rahmenprogramms für Forschung und technologische Entwicklung (RP7). Das RP7-Programm unterstützt dabei das Ziel des Lissabon-Vertrags, die dynamischste und wettbewerbsfähigste Wirtschaftsregion der Welt zu werden. Alle forschungsverwandten Initiativen der Europäischen Union, die eine zentrale Rolle im Hinblick auf Wachstum, Wettbewerbsfähigkeit und Arbeitsplätze spielen, werden durch das 7. Rahmenprogramm unter einem Dach gebündelt. Verlaufen die Forschungsarbeiten erfolgreich, könnten bereits ein bis zwei Jahre nach Projektabschluss erste e-BRAINS-Produkte auf den Markt kommen.