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Im Forschungsverbund OASYS »Optoelektronische Sensoren für anwendungsnahe Systeme« entwickelt ein Team aus Wissenschaft und Industrie neue Ansätze für leistungsfähige optische Sensortechnologie. Das Teilprojekt A1 widmet sich der Entwicklung einer ultrakompakten, energieeffizienten Hyperspektralkamera, die dank künstlicher Intelligenz komplexe Material- und Qualitätsanalysen in Echtzeit ermöglicht. Das integrierte Spektrometer erfasst spektrale Merkmale und macht damit chemische Eigenschaften sichtbar, die für das menschliche Auge verborgen bleiben. Mängel von Lebensmitteln oder die Zusammensetzung von Textilien oder Kunststoffen können so präzise und schnell identifiziert werden.

Die innovativen Chips des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS revolutionieren die Charakterisierung organischer Materialien und beschleunigen die Entwicklung neuer elektronischer Anwendungen. Ein neu entwickelter Messadapter ermöglicht erstmals die gleichzeitige Kontaktierung von bis zu acht Interdigitalelektrodenpaaren und setzt damit neue Maßstäbe in der präzisen Materialanalyse. Vor dem Hintergrund des wachsenden Bedarfs an flexiblen und effizienten Technologien leisten diese hochgenauen Messmethoden einen entscheidenden Beitrag zur Leistungssteigerung zukünftiger elektronischer Systeme.

Das Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS arbeitet gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe CPfS an einem innovativen Projekt namens „OptoQuant“. Dieses Projekt wird im Rahmen des Fraunhofer-Max-Planck-Kooperationsprogramms gefördert und zielt auf die Entwicklung von CMOS-integrierter, mikro-optoelektronischer Quantensensorik zur hochempfindlichen Magnetfeldabbildung bei Raumtemperatur. Erste Ergebnisse werden auf der SPIE Quantum West 2026 als Vortrag und auf der SPIE AR/VR/MR 2026 (20. – 22. Januar 2026, Stand Nummer 6429, in San Francisco/USA) anhand eines Exponates präsentiert.

Quantenwissenschaften und -anwendungen entwickeln sich rasant zu Schlüsseltechnologien für sichere Kommunikation, leistungsfähige Computer, neue Werkstoffe und hochpräzise Sensorik. Um diese Zukunftstechnologien gezielt voranzubringen und in industrielle Anwendungen zu überführen, startet heute das Sächsische Forschungsnetzwerk für Quantentechnologien SAX-QT „Quantum Saxony“. Ziel ist es, die Kompetenzen im Freistaat Sachsen im Bereich Quantentechnologien strategisch zu bündeln, weiter auszubauen und international sichtbar zu machen. Koordiniert wird das Netzwerk von der Hochschule Zittau/Görlitz, den Fraunhofer-Instituten für Photonische Mikrosysteme IPMS und für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU sowie dem Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung IFW Dresden.

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS hat gemeinsam mit zahlreichen regionalen Partnern das Projekt AIS-Edge Node (Adaptive integrierte Inline-Sensorik für die Infrastruktur in der Umwelt- und Wasserstoffwirtschaft) gestartet. Ziel des Vorhabens ist es, durch den Einsatz innovativer Sensortechnologien und KI-basierter Auswertungsmethoden einen wichtigen Beitrag zum Strukturwandel in der Lausitz zu leisten. Im Mittelpunkt stehen dabei eine engmaschige Überwachung von Böden und Gewässern sowie ein zuverlässiges Sicherheitsmonitoring für die wachsende Wasserstoffwirtschaft.

Im Verbundvorhaben OASYS »Optoelektronische Sensoren für anwendungsnahe Systeme für Lebenswissenschaften und intelligente Fertigung« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie Spitzentechnologien für die optoelektronische Sensorik der Zukunft. Ein besonderer Fokus liegt auf dem Leitprojekt B1 »MEMS-basierte Bildgebung in streuenden Medien«, in dem neuartige Flächenlichtmodulatoren (SLMs) zum Einsatz kommen. Diese ermöglichen eine präzise Steuerung der Phase des Lichts in stark streuenden Umgebungen und schaffen damit die Grundlage für eine präzise Wellenfrontsteuerung und hochauflösende Bildgebung in der biomedizinischen Diagnostik.

Künstliche Intelligenz arbeitet schnell, doch ihr Energiehunger wächst rasant. Ein deutsch-taiwanesisches Forschungsteam entwickelt nun eine Lösung: Neue Speicher für die führenden Chiptechnologien kleiner 3 nm. Diese innovativen Nanosheet-Bauelemente ermöglichen Rechenoperationen direkt im Speicher und senken so den Energieverbrauch drastisch. Grundlage sind ferroelektrische Feldeffekttransistoren (FeMFETs) auf Hafniumoxidbasis, die besonders effizient arbeiten. Mit einer gemeinsamen Forschungslinie schaffen das Fraunhofer IPMS, das Fraunhofer IMWS und das taiwanesische Forschungsinstitut TSRI die Basis für die nächste Generation energieeffizienter KI-Chips – von Smartphones über Automobile bis zu medizinischen Geräten.

Das Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS stellt ein neuartiges Key Management System (KMS) vor, das speziell für den Einsatz in quantensicheren Netzwerken entwickelt wurde. Dieses System verbessert den Austausch von geheimen Schlüsseln und sorgt dafür, dass Daten sicher über große Netzwerke verteilt werden können.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben gemeinsam mit den Partnern des Großprojekts QSolid, zu denen auch das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS gehört, den Prototypen eines Quantencomputers erfolgreich in die JUNIQ-Infrastruktur des Jülich Supercomputing Centres integriert. Für das Fraunhofer IPMS als aktiven Projektpartner stellt dieser Fortschritt einen bedeutenden Meilenstein auf dem Weg zu einem leistungsfähigen und vertrauenswürdigen deutschen Quanten-Ökosystem dar.

Das Fraunhofer Center for Advanced CMOS and Heterointegration Saxony (CEASAX) treibt die Entwicklung zukunftsweisender Technologien für die Mikroelektronik voran und hat sich als zentraler Akteur entlang der europäischen Halbleiter-Wertschöpfungskette etabliert. Mit der Beteiligung an der APECS-Pilotlinie, einem Kernprojekt des EU Chips Acts, sowie am TEF-Projekt PREVAIL im Rahmen des Digital Europe Programme sichert CEASAX den Zugang zu Spitzentechnologien und unterstützt stabile Lieferketten im Bereich Advanced Packaging auf 300-mm-Industriestandard. Innovationen in der Chiplet-Integration bieten dabei einzigartige Möglichkeiten für kleinere, leistungsfähigere und effizientere Packages auf Wafer-Level.