Jahrestagung Fraunhofer Gesellschaft verleiht Forschungspreise 2013

Exakte Positionsmessungen ermöglicht der 3-D-Hall-Sensor, den Dr.-Ing. Markus Stahl-Offergeld, Dr.-Ing. Hans-Peter Hohe und Michael Hackner (v.l.n.r.) entwickelten. © Dirk Mahler/Fraunhofer

Unter dem Motto »wissen – können – effizienter machen« werden heute auf der Jahrestagung der Fraunhofer Gesellschaft die Joseph-von-Fraunhofer-Preise, der Preis »Technik für den Menschen« sowie drei Hugo-Geiger-Preise verliehen. Ehrengast ist Bundeskanzlerin Angela Merkel.

Zu der Wissenschaftsshow im Hannover Congress Centrum HCC kommen 700 geladene Gäste. Im Mittelpunkt stehen die Preisträger – die ausgezeichneten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Sie stellen spannende Forschungsergebnisse vor: in Sachen Elektronik und Computertechnik sind es die zwei Projekte

  • Programmiermodell für zukünftige Supercomputer

Der Bedarf an noch schnelleren, noch effektiveren aber auch energiesparenden Computerclustern wächst in jeder Branche. Ein neues, asynchrones Programmiermodell liefert einen entscheidenden Baustein, um die nächsten Supercomputer zu realisieren.

»Ich hatte eine Berechnungs- und Simulationsaufgabe für seismische Daten zu lösen«, sagt Dr. Carsten Lojewski vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM. »Aber mit bisherigen Methoden ging das nicht. Probleme waren mangelnde Skalierbarkeit, die Begrenzung auf eine block-synchrone, zweiseitige Kommunikation und die fehlende Fehlertoleranz. Darum habe ich aus eigenem Interesse heraus angefangen, ein neues Programmiermodell zu entwickeln«. Am Ende dieser Entwicklung stand GPI – das Global Adress Space Programming Interface, das die parallele Architektur von Hochleistungsrechnern maximal effizient nutzt.

  • Magnetfeldsensor in 3-D

Mit Magnetfeldsensoren lässt sich die Position von Maschinenteilen und Produkten berührungslos und verschleißfrei messen. Mit einer neuen Generation von Hallsensoren gelingt das nun noch exakter und störungsfrei.

Herkömmliche Sensoren erfassen meist nur die Feldstärke des senkrecht zur Chipoberfläche gelegenen Magnetfelds. Das ist oft ausreichend, aber störanfällig und ungenau. Michael Hackner, Dr.-Ing. Hans-Peter Hohe und Dr.-Ing. Markus Stahl-Offergeld vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS reichte das nicht aus. Sie wollten eine exakte Positionsmessung mit den Vorteilen der Magnetfeldsensoren und entwickelten einen 3D-Hall-Sensor.  

»Zunächst verschalteten wir mehrere Sensoren auf einem Chip miteinander, um die Messgenauigkeit der einzelnen Sensoren zu erhöhen«, sagt Markus Stahl-Offergeld. »Dann ordneten wir die Sensoren so an, dass sie das dreidimensionale Magnetfeld in einem Punkt messen können. Ergebnis waren unsere Pixelzellen«. So entstand eine neue Generation von 3D-Hall-Sensoren, die alle drei Raumachsen eines Magnetfelds erfassen und die exakte Position eines Objekts berechnen können. Für jede der drei magnetischen Achsen verfügt der Sensorchip über einen eigenen Sensor. Diese sind in der Pixelzelle zusammengelegt und erreichen je nach Messgeschwindigkeit eine Auflösung von wenigen Mikrotesla. Tesla ist die Einheit für die magnetische Flussdichte. Ebenfalls direkt auf dem Chip integriert ist die Auswerteelektronik und eine Spule, die Selbsttests und Kalibrierung erlauben. »Trotz seiner Komplexität, lässt sich der HallinOne-Magnetfeldsensor mit Standardprozessen der Halbleitertechnik herstellen – das macht ihn kostengünstig«, erklärt Dr.-Ing. Hans-Peter Hohe. Für ihre weltweit einzigartigen Sensoren erhalten die drei Entwickler des IIS einen der diesjährigen Joseph-von-Fraunhofer-Preise.

Vorsprung durch Innovationen

»Wenn sich die deutsche Wirtschaft im weltweiten Wettbewerb behaupten will, muss sie sich mit kognitiven Innovationen, die sich durch Originalität und Kreativität auszeichnen, einen Vorsprung erarbeiten, der nicht so einfach aufgeholt werden kann«, sagt Professor Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. »Die ausgezeichneten Projekte sind beste Beispiele für diesen Anspruch«.

Schon jetzt macht die Ressourcenverknappung der produzierenden Wirtschaft zu schaffen. Gerade die Produktion ist direkt an die Ressourcen gekoppelt – von deren Verfügbarkeit und Preis – extrem abhängig. Neugebauer erklärt: »Die Minimierung von Energie- und Rohstoffverbrauch wird zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor. Deshalb steht unsere Jahrestagung unter dem Motto »wissen – können – effizienter machen«.

Zur Ressourcenknappheit kommen viele weitere Herausforderungen hinzu, die die Gesellschaft meistern muss wie demographische Entwicklung, Klimawandel und Sicherheitsrisiken. »Wir brauchen nicht nur eine Energiewende, sondern ebenso eine Rohstoffwende, eine Gesundheitswende oder eine Mobilitätswende,« betont Neugebauer auf der Festveranstaltung. Hieraus ergeben sich für Fraunhofer sechs Forschungsfelder: Das sind Energie und Rohstoffe, Gesundheit und Ernährung, Kommunikation und Wissen, Mobilität und Transport, Sicherheit und Vorsorge sowie Produktion und Dienstleistung. Diese strategische Ausrichtung korrespondiert mit der High-Tech-Strategie der Bundesregierung und den Zielen, die die Europäische Kommission mit ihrem neuen Programm »Horizon2020« verfolgt.

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist 2012 weiter gewachsen

Das Finanzvolumen hat sich um vier Prozent auf insgesamt 1,9 Milliarden Euro erhöht. Besonders stark sind die Erträge aus Forschungsprojekten mit Auftraggebern aus der Privatwirtschaft gestiegen: Fraunhofer erhöhte sie um zwölf Prozent auf 453 Mio Euro.

Ende 2012 waren erstmals mehr als 22 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bei Fraunhofer beschäftigt. Insgesamt arbeiteten damit über 1700 Beschäftigte mehr für die Forschungsorganisation als im Jahr 2011. Fraunhofer zählt zu den beliebtesten Arbeitgebern in Deutschland. Im Randstad Award 2012 erreicht die Forschungsorganisation den 1. Platz als attraktivster Arbeitgeber unter den 150 größten deutschen Unternehmen, gemessen nach Mitarbeiterzahl.