Forschungsprojekt Resist Sichere Nanoelektronik für Fahrzeugsysteme

Das Forschungsprojekt Resist beschäftigt sich mit nanoelektrischen Fahrzeugsystemen, die auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen zuverlässig funktionieren.
Das Forschungsprojekt Resist beschäftigt sich mit nanoelektrischen Fahrzeugsystemen, die auch bei schwierigen Umgebungsbedingungen zuverlässig funktionieren.

Das Projekt »RESilient Integrated SysTems«, kurz Resist, beschäftigt sich damit, die Nanoelektronik als einen Schlüssel für neue Fahrzeugsysteme optimal zu nutzen. Ziel sind leistungsfähige und robuste Bauteile, die gleichzeitig zur Verringerung von Kraftstoffverbrauch und CO2-Ausstoß beitragen.

Fahrzeugsysteme werden heute in allen Teilbereichen mit Hilfe von hochintegrierten Halbleitern umgesetzt. Diese müssen zuverlässig immer mehr Funktionen auf kleinstem Raum übernehmen, werden in immer neuen Anwendungsbereichen eingesetzt und sollen darüber hinaus entscheidend dazu beitragen, natürliche Ressourcen zu schonen. Hierfür benötigen elektronische Systeme zunehmend mehr Rechen- und Speicherleistung bei gleichzeitig minimiertem Energieverbrauch. Im Automobil- und Flugzeugbau wird daher der Übergang von der Mikro- zur Nanoelektronik vorangetrieben. Besonders in diesen Anwendungsbereichen birgt allerdings die Miniaturisierung der Elektronik das Risiko einer höheren Empfindlichkeit gegenüber betriebs- und umweltbedingten Belastungen. Geeignete Entwurfsmaßnahmen sind notwendig, damit Komponenten zum Beispiel auch bei extremen Temperaturen verlässlich funktionieren.

Die Partner Infineon, Robert Bosch, Fraunhofer IIS/EAS, MunEDA, Airbus Group Innovations, Volkswagen, NXP Semiconductors, Hochschule Reutlingen, Technische Universität München und Universität Bremen erforschen im Projekt Resist in den kommenden drei Jahren, wie solche besonders leistungsfähigen mikro- und nanoelektronischen Bauteile extrem zuverlässig und robust konstruiert werden können. Durch die Arbeiten der Partner soll sich die Lebensdauer elektronischer Baugruppen in Fahrzeugen und bestimmten zukünftigen Luftfahrtanwendungen deutlich erhöhen. Dazu werden Methoden entwickelt, die schon in der Entwurfsphase eine exakte Prognose des Verhaltens einzelner Chips, aber auch kompletter Systeme erlauben. So lassen sich die Ergebnisse für die gesamte vorgesehene Einsatzzeit bereits bei der Systemauslegung berücksichtigen. Erforderlich hierfür sind ein neuer Entwicklungsansatz für Elektronik sowie zusätzliche Schaltungsteile. Sie werden dafür sorgen, dass Bauteile betriebsbedingte Belastungen während des gesamten Fahrzeuglebens besser tolerieren können. Zusätzlich entsteht ein Frühwarnsystem, das dem Fahrzeugführer oder dem Wartungsservice einen eventuell vorliegenden Elektronik-Verschleiß meldet. Hierfür entwickeln die Partner im Projekt sogenannte Alterungsmonitore, um den aktuellen Zustand sicherheitsrelevanter Bauteile permanent zu überwachen. Dadurch ergeben sich neue Einsatzmöglichkeiten für Elektronik, die zukünftig in noch mehr Bereichen mechanische Komponenten ersetzen wird. RESIST ermöglicht zudem Systeme, die sich durch Regelung den äußeren Gegebenheiten optimal anpassen und somit die Energieeffizienz und Sicherheit erhöhen.

Die deutschen Resist-Forschungsarbeiten sind Teil eines gleichnamigen europäischen Catrene-Projektes, an dem zusätzlich Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus den Niederlanden und Frankreich beteiligt sind. Die gesamten Arbeiten werden von NXP Semiconductors Netherlands koordiniert.

Durch die Arbeiten der RESIST-Partner soll sich die Lebensdauer elektronischer Baugruppen in Autos und bestimmten zukünftigen Luftfahrtanwendungen deutlich erhöhen. Dazu werden Methoden entwickelt, die schon in der Entwurfsphase eine exakte Prognose des Verhaltens einzelner Chips, aber auch kompletter Systeme erlauben. So lassen sich die Ergebnisse für die gesamte vorgesehene Einsatzzeit bereits bei der Systemauslegung berücksichtigen. Erforderlich hierfür sind ein neuer Entwicklungsansatz für Elektronik sowie zusätzliche Schaltungsteile. Sie werden dafür sorgen, dass Bauteile betriebsbedingte Belastungen während des gesamten Fahrzeuglebens besser tolerieren können. Zusätzlich entsteht ein „Frühwarnsystem“, das dem Fahrzeugführer oder dem Wartungsservice einen eventuell vorliegenden Elektronik-Verschleiß meldet. Hierfür entwickeln die Partner im Projekt sogenannte Alterungsmonitore, um den aktuellen Zustand sicherheitsrelevanter Bauteile permanent zu überwachen. Dadurch ergeben sich neue Einsatzmöglichkeiten für Elektronik, die zukünftig in noch mehr Bereichen mechanische Komponenten ersetzen wird. RESIST ermöglicht zudem Systeme, die sich durch Regelung den äußeren Gegebenheiten optimal anpassen und somit die Energieeffizienz und Sicherheit erhöhen.

Die deutschen RESIST-Forschungsarbeiten sind Teil eines gleichnamigen europäischen CATRENE-Projektes, an dem zusätzlich Unternehmen und Forschungseinrichtungen aus den Niederlanden und Frankreich beteiligt sind. Die gesamten Arbeiten werden von NXP Semiconductors Netherlands koordiniert.