Fraunhofer IAF More than Moore

Mehr Funktionalität und Leistung auf einem Chip – auch außerhalb von Moores Law. das ist das Ziel zweier Forschungsprojekte des Fraunhofer Institutes für angewandte Festkörperphysik IAF. Auf der diesjährigen Productronica stellen Sie Ihre neuesten Entwicklungen dazu vor.

Ein paar Atome - breiter sind heutige Leiterbahnen nicht mehr. Die Chipindustrie arbeitet an Strukturen, die mit dem bloßen Auge längst nicht mehr zu erkennen sind. Lange galt die Faustregel des Mooreschen Gesetzes, wonach sich die Anzahl der Schaltkreiskomponenten auf einem Chip bei gleichbleibenden Kosten alle ein bis zwei Jahre verdoppelt. Mit »More than Moore« bezeichnen Forscher heute den Trend, nicht mehr nur die reine Skalierung der Bauteile als oberste Maxime zu sehen, sondern die Steigerung von Funktionalität und Effizienz der Chips in den Fokus zu nehmen. Dabei hilft das Konzept der Heterointegration.

Das Beste von Allem

Bei der Heterointegration werden mehrere Komponenten aus verschiedenen Halbleitertechnologien vereint, um deren jeweils beste Eigenschaften zu nutzen. Komponenten zur analogen und digitalen Signal- und Datenverarbeitung, Kommunikation oder Sensorik können in extrem kleine und leistungsfähige Systeme integriert werden.

Zusammen mit Partnern aus Industrie und Forschung arbeitet das Fraunhofer IAF in den beiden Projekten »Hyteck« und »CoGaN« an der Verwirklichung vernetzungsfähiger und zuverlässiger Systeme. In dem Projekt »Hyteck« entwickeln Forscher unterschiedlicher Disziplinen Komponenten für eine kompakte Hybridintegrationsplattform für Hochfrequenz-Schaltkreise. Im Rahmen des Projektes »CoGaN« entstehen neuartige Packaging-Technologien für Galliumnitridbasierte Hochfrequenz-Elektroniksysteme, mit denen die komplexen Bauteile bestmöglich vor Umgebungseinflüssen geschützt werden sollen.

Wege bereiten für mittelständische Unternehmen

Forscher des IAF setzen beim Bau monolithisch integrierter Schaltungen (ICs) für hohe Leistungen und hohe Frequenzen auf das Halbleitermaterial Galliumnitrid (GaN). Die Vorteile dieses Materials liegen unter anderem in seiner Fähigkeit, eine hohe Leistungsdichte unter Beibehaltung hoher Wirkungsgrade zu erzielen.

Besonders für mittelständische Unternehmen eröffnet die Weiterentwicklung der Heterointegration eine Chance auf erschwingliche Hochleistungstechnologie. »Daher haben wir uns als Fraunhofer zum Ziel gesetzt, in der BMBF Initiative FMD (Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland) gemeinsam mit den Instituten des Verbunds Mikroelektronik der FhG und zwei Leibniz-Instituten den Zugang für Kleinserien zu ermöglichen«, erläutert Dr. Rüdiger Quay, Geschäftsfeldleiter der Leistungselektronik am Fraunhofer IAF.

Das Fraunhofer IAF präsentiert die Ergebnisse der eigenen Forschung und der Kooperationen zum Thema auf der Messe »Productronica« vom 14. bis 17. November 2017.