Green and Sustainable Microelectronics

Trotz aller technischen Anstrengungen ist der Gesamtenergieverbrauch der Informations- und Kommunikationstechnik in der Vergangenheit kontinuierlich gestiegen. Vor dem gesellschaftspolitischen Hintergrund der weltweiten Reduktion der CO₂-Emissionen entsteht damit für die Entwicklung von elektronischen Systemen die Herausforderung, eine Ressourcenminimierung zu erreichen. Das schließt die Betrachtung der gesamten Wertschöpfungskette von Elektronikprodukten inklusive der Herstellungsprozesse und der Lieferketten ein.

Das Fraunhofer IPMS verfolgt das Ziel, zusammen mit der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) diese Ressourcenminimierung aktiv voranzutreiben. Dazu wird ein Green-ICT-Kompetenzzentrum unter der Leitung der FMD als Beitrag zur Umsetzung der Green-ICT-Mission der Bundesregierung aufgebaut.

Hub 1 - Sensor-Edge-Cloud-Systeme

Das Fraunhofer IPMS bringt seine Expertise in den Bereichen der neuromorphen KI-Beschleuniger ein, die eine energieeffiziente und performante Alternative zu klassischen softwarebasierten KI-Verfahren bilden.

Weiterhin wird Know-how zur Realisierung von ernergieeffizienter Power-Management-Schaltungstechnik und batterielosen Sensoren zur Verfügung gestellt, die für die Umsetzung von energieautarken IoT-Sensorknoten von Bedeutung sind.

Außerdem nutzen wir unsere RISC-V-Expertise, sowohl aus dem Bereich der digitalen Schaltungsentwicklung als auch bei der Realisierung von Firmwarekomponenten.

Das Fraunhofer IIS koordiniert diesen Hub.

Hub 2 - Energieeffiziente Kommunikationsnetzwerke

Die Kernaufgabe des Fraunhofer IPMS in diesem Hub ist die optimierte Bereitstellung von Datenübertragungslösungen auf Basis von Li-Fi und Ethernet TSN sowie der Kombination aus beidem.

Koordiniert wird der Hub vom Fraunhofer EMFT.

Hub 3 - Ressourcen-optimierte Elektronikproduktion

Hier nimmt das Fraunhofer IPMS eine zentrale Rolle ein, da es die Kontaktstelle für die Industrie übernimmt. Weiterhin gelten der 200mm Reinraum sowie der 300mm Reinraum des Instituts als Referenzen zur Evaluierung von Verbesserungsaßnahmen in der Elektronikproduktion.

Unsere Arbeiten umfassen unter anderem:

• Angebote zur Optimierung der Materialverbräuche im Bereich der Nassprozesse und der Litographie
• Evaluierung von Ersatz von kritischen Materialien im Bereich der Nassprozesse und Lithographie
• Optimierung von Abgasen von speziellen Prozessschritten, Minimierung der Abgasbelastung in der Umgebung
• Optimierung von Energieverbräuchen bei besonders energieaufwändigen Prozessen und Anlagen

Alle Ergebnisse werden auch zu Kunden transferiert. Entsprechende Angebote sind in der Erstellung.