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FIZ Chip AI

KI-Chip-Design aus Heilbronn

4. März 2026, 6:47 Uhr | Iris Stroh

Der KI-Boom verlangt neue Chip-Innovationen: Ab 2026 entsteht in Heilbronn ein neues Fraunhofer-Zentrum für KI-Chipdesign. Hier treffen neuromorphe Hardware, energieeffiziente KI und Automatisierung aufeinander – ein Schlüsselprojekt für Europas technologische Souveränität.

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Der weltweite Boom der Künstlichen Intelligenz (KI) hat einen Innovationswettbewerb ausgelöst, der Software wie Hardware umfasst. KI-Anwendungen für zunehmend komplexere Aufgaben sind auf immer leistungsfähigere KI-Chips angewiesen. Um die Innovationskraft Deutschlands am Standort Heilbronn in dieser Zukunftstechnologie zu stärken, bauen das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF und das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS ab 2026 im Rahmen der Fraunhofer HNFIZ (Heilbronn Forschungs- und Innovationszentren) in Heilbronn das Forschungs- und Innovationszentrum FIZ Chip AI auf. Darin steht die Entwicklung innovativer Chip-Designs für und mit KI im Mittelpunkt. Das FIZ Chip AI baut auf eine enge Zusammenarbeit mit Akteuren im IPAI, dem Innovation Park Artificial Intelligence.

Fraunhofer IAF entwickelt KI-Chip-Design für mehr Effizienz und Sicherheit

Forschende des Fraunhofer IAF entwickeln in Heilbronn zum einen hochleistungsfähige Halbleiter-Chips für den Einsatz in modernen KI-Systemen; zum anderen arbeiten sie an neuartigen Methoden, um den Chip-Entwurfsprozess mithilfe von KI zu unterstützen. Chip-Design-Prozesse sollen durch die Automatisierung zahlreicher einzelner Design-Schritte mittels KI effizienter werden. Intelligente Strategien zum IP-Schutz sollen erarbeitet werden, um die Lizenzierung entstandener Entwürfe zu gewährleisten. Außerdem sollen Lösungen zur Verifizierung und Zertifizierung von Entwürfen gefunden werden, um sicherheitskritische Anwendungen, beispielsweise in der Mobilität, Robotik oder Luft- und Raumfahrt, zu schützen.

Der Fokus liegt dabei auf CMOS-Schaltungen.

Neuromorphe Hardware-Architekturen

Das Fraunhofer IIS arbeitet im Fraunhofer FIZ Chip AI an neuen skalierbaren, konfigurierbaren neuromorphen Prozessoreinheiten in analog/mixed-signal CMOS-Designs in Verbindung mit der zugehörigen Software-Toolchain für das KI-Training. Im Mittelpunkt stehen dabei sogenannte Spiking Neural Networks (SNNs). Dabei handelt es sich um eine Klasse künstlicher neuronaler Netze, die das menschliche Gehirn noch genauer nachbilden: Anstatt kontinuierlich Signale auszutauschen, verarbeiten sie nur relevante Informationen in Form kurzer zeitlicher Impulse. Die künstlichen Neuronen werden dabei erst aktiv, wenn bestimmte Schwellenwerte überschritten werden – ähnlich wie ihre biologischen Vorbilder. Dadurch verbinden SNNs hohe Energieeffizienz mit Echtzeitfähigkeit und eignen sich besonders für KI-Anwendungen direkt auf Endgeräten, etwa im Bereich Robotik, Mobilfunk oder Satelliten.

Ferner vernetzt das Fraunhofer IIS die Aktivitäten des FIZ Chip AI mit dem vielfältigen Fraunhofer-Angebot aus dem Bereich Mikroelektronik außerhalb Baden-Württembergs. Das Ziel ist es, neben dem Chip-Design weitere Glieder der Halbleiter-Wertschöpfungskette für die Entwicklung innovativer KI-Hardware zu nutzen, beispielsweise Kapazitäten in der Charakterisierung, Aufbautechnik und (Sub-) Systemtechnik anzubinden.

Fraunhofer Heilbronn Forschungs- und Innovationszentren HNFIZ

Das FIZ Chip AI ergänzt als neuntes Forschungs- und Innovationszentrum die Fraunhofer-Aktivitäten in Heilbronn, die seit 2019 von der Dieter Schwarz Stiftung gefördert werden. Durch eine Erweiterung der Kooperation entstanden 2025 die ersten acht FIZ, in denen zunächst die sechs Institute Fraunhofer -Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, für Systems- und Innovationsforschung ISI, für Intelligente Analyse- und Informationssysteme IAIS, für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, für Sichere Informationstechnologie SIT und Informationszentrum Raum und Bau IRB ihr Fachwissen einbrachten, um wesentliche Zukunftsthemen rund um KI voranzutreiben. Nun sind die beiden Institute Fraunhofer IAF und IIS ebenfalls in Heilbronn aktiv.

Das Forschungsportfolio der neun Fraunhofer FIZ ist speziell auf die aktuell drängenden Herausforderungen und Bedarfe von Wirtschaft und Gesellschaft ausgerichtet. Kern des Ansatzes ist die enge Zusammenarbeit mit Unternehmen, Hochschulen und öffentlichen Einrichtungen. Durch den intensiven Austausch mit Innovationsakteuren in Heilbronn entsteht ein einzigartiges Wissenschaftsökosystem, das den schnellen Transfer und die wirtschaftliche Verwertung von Forschungsergebnissen ermöglicht. Von Heilbronn aus sollen die entwickelten Lösungen und Technologien europaweit und darüber hinaus Anwendung finden – mit Impulsen, die sowohl die Region als auch Deutschland nachhaltig stärken.