Pressemitteilungen

Das BMBF fördert das Projekt CBQD – Chip-basiertes Quantenzufalls-Device – zur Forschung an quantensicherer Hochgeschwindigkeitskommunikation. Im Projekt CBQD wird ein kompakter Chip entwickeln, der in hoher Geschwindigkeit Zufallszahlen auf Basis von quanten-photonischen Effekten generiert und den Anforderungen der Common Criteria für die Sicherheit von IT-Produkten entspricht. Der Chip soll Grundlage für zahlreiche Anwendungen der IT-Sicherheit werden. Das Fraunhofer IPMS übernimmt im Projekt die Koordination und die QNRG-Chipintegration.

Dresden. Tomorrow’s home. Dieser Slogan steht im Mittelpunkt einer PR-Standortkampagne der Stadt, in deren Rahmen mehrere »Dresden Ambassadors« aus Forschung und Wirtschaft eine Videoreihe produziert haben. Diese zeigt, warum die Stadt einen exzellenten Ruf als Hochburg für Forschung und Unternehmertum genießt. Mit dabei ist Dr. Anne-Julie Zichner vom Fraunhofer IPMS. Sie zeigt, wie mikroelektronische Schaltungen gebaut werden, die wie das Gehirn lernen können und dadurch besonders wenig Energie verbrauchen.

Fraunhofer-Forschende haben ein ultrakompaktes Nah-Infrarot-Spektrometer entwickelt, das sich für die Analyse und Bestimmung von Textilien eignet. Durch die Kombination von Bildgebung, speziellen KI-Algorithmen (KI, Künstliche Intelligenz) und Spektroskopie lassen sich auch Mischgewebe zuverlässig erkennen. Die Technologie könnte das Recycling von Altkleidern optimieren und die sortenreine Trennung von Altkleidern ermöglichen. Eine extrem miniaturisierte Variante des Systems passt sogar in Smartphones. Dadurch könnten sich für Konsumenten zahlreiche neue Anwendungen im Alltag ergeben – vom Kleider-Check beim Shopping bis zur Prüfung auf Plagiate.

Die Erdbeobachtung ist wie ein Superdetektiv für unseren Planeten. Sie zeigt uns, was auf der Erde passiert, und beeinflusst z.B durch genauere Wettervorhersagen sogar unser tägliches Leben. Im Rahmen des EU geförderten Projekts SURPRISE hat ein Experten-Team untersucht, wie Erdbeobachtungssatelliten intelligenter, aber auch sicherer gemacht werden können. Durch den Einsatz von zwei bahnbrechenden Technologien - Flächenlichtmodulatoren und »Compressive Sensing« -hat das Projekt einen Demonstrator für superspektrale Erdbeobachtung mit verbesserter räumlicher Auflösung, On-Board-Datenverarbeitung und Verschlüsselungsfunktionalität entwickelt.

Das Fraunhofer IPMS entwickelt photonische Mikrosysteme, die durch kleine steuerbare Spiegel Licht modulieren und dadurch einzigartige Bilder und Strukturen erzeugen. Diese sogenannten Flächenlichtmodulatoren (Spatial Light Modulator, SLM) sind Mikrospiegelarrays mit bis zu mehreren Millionen Spiegeln auf einem Halbleiterchip. Sie finden unter anderem Anwendung in der Halbleiterproduktion, der Mikroskopie und der Holografie und haben das Institut international an die Spitze dieses Forschungsbereichs geführt.

Die Zugänglichkeit von RISC-V hat eine Revolution ausgelöst und ermöglicht es Entwicklern dank der offenen Architektur, Prozessoren zu entwerfen, die auf spezifische Anforderungen zugeschnitten sind. Auch das Fraunhofer IPMS bietet einen Prozessor IP an, der auf der RISC-V Befehlsarchitektur basiert. Das Institut verfügt über umfangreiches RISC-V-Expertenwissen, welches in Forschungsprojekte einfließt und so aktiv weiterentwickelt wird.

• Das neue Zentrum wird modernste Metrologiesysteme zur Verfügung stellen, um die Halbleiterforschung voranzubringen und Entwicklungsprojekte mit Chipherstellern und Partnern der Branche in ganz Europa zu unterstützen, insbesondere in ICAPS*-Marktsegmenten • Zusammenarbeit zur Beschleunigung des Lernprozesses, Entwicklung neuer Methoden und Erprobung neuer Messgeräte, Methoden, Algorithmen und Software.

Um sich im Straßenverkehr autonom zu bewegen um Fahrende zu entlasten, sind die Fahrzeuge der Zukunft automatisiert und vernetzt. Dies erfordert neue Fahrzeugarchitekturen und hoch performante Komponenten. Das Fraunhofer IPMS arbeitet an verschiedenen Forschungsprojekten, um die Voraussetzungen dafür zu schaffen.

Wissenschaft hautnah erleben, selbst ausprobieren und mit Forschenden ins Gespräch kommen – zur Langen Nacht der Wissenschaften am 30. Juni 2023 ist das möglich. Auch das Fraunhofer IPMS ist wieder mit von der Partie, um Neugierigen einen Einblick in seine Forschung zu geben. Im Hörsaalzentrum der TU Dresden präsentiert das Institut ein spannendes Vortragsprogramm rund um das Thema Mikroelektronik und Karrierechancen. Besucher können in einen Reinraumanzug schlüpfen und auf die kleinen Gäste wartet der Kinder-Quiz „Mini-Doktor in einer Nacht“.

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS nutzt optische Mikrosysteme, um eine schnelle und hochauflösende Lichtsteuerung zu ermöglichen. Durch die Verwendung von kleinen, beweglichen Spiegeln können die photonischen Systeme des Instituts Licht modulieren und dadurch einzigartige Bilder und Strukturen erzeugen. Die Forscherinnen und Forscher des Instituts implementieren 1-Achsen- und 2-Achsen-Kippspiegel sowie Senkspiegel monolithisch integriert auf sogenannte CMOS-Backplanes.

Das Potenzial von Mikroscannern in der Medizintechnik ist immens. Sie überzeugen durch ihr geringes Volumen und Gewicht sowie die hohe Energieeffizienz, welche den mobilen Einsatz ermöglichen. Um den kundenspezifischen Anforderungen gerecht zu werden, wurden am Fraunhofer IPMS bereits mehr als 200 unterschiedliche Mikroscanner-Designs entwickelt. Das Leistungsangebot erstreckt sich dabei entlang der gesamten Wertschöpfungskette von der Konzeption über die Prototypentwicklung bis hin zur Pilotfertigung im eigenen Reinraum auf 8“ Wafern. Dabei erweitert das Fraunhofer IPMS den Anwendungsbereich der Scannerspiegeltechnologie kontinuierlich mit neuartigen und patentierten Designlösungen und Technologiemodulen, sowie der Integration von künstlicher Intelligenz (KI).

In-Ohr-Kopfhörer, die kabellos in den Gehörgang gesteckt werden, könnten das Smartphone künftig ablösen. Die Basis dafür legte ein Forscherteam des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS und der Bosch Sensortec GmbH mit einer neuartigen Technologie für die integrierten Mikrolautsprecher – und erhielt dafür den Joseph-von-Fraunhofer-Preis.

Zukunftsweisende Technologielösungen entwickeln und diese in die Anwendung bringen – das ist das Ziel des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS. Auf der diesjährigen Messe SENSOR+TEST in Nürnberg stellt das Institut seine neuesten Entwicklungen in der optischen, chemischen sowie der Ultraschallsensorik vor.

Die Technische Universität Dresden und das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) haben in Taiwan im Beisein von Wissenschaftsminister Sebastian Gemkow mit mehreren Universitäten in Taipeh und Hsinchu konkrete Vereinbarungen zur wissenschaftlichen Zusammenarbeit getroffen.

Trotz intensiver wissenschaftlicher Forschung steht die europäische Industrie vor der Herausforderung, Innovationen im Bereich der Quantentechnologie in skalierbare Prozesse und Produkte zu überführen. Das Projekt Qu-Pilot will dies ändern, indem es die bestehende Pilotfertigungsinfrastruktur nutzt, die überwiegend unter den europäischen Forschungs- und Technologie-organisationen (RTO) verteilt ist. Ziel ist es, die Markteinführung europäischer industrieller Innovationen in der Quantentechnologie zu beschleunigen und den Aufbau einer vertrauenswürdigen Lieferkette zu unterstützen. Das Fraunhofer IPMS bringt seine Expertise in der hochmodernen, industrie-kompatiblen CMOS-Halbleiterfertigung im 300-mm-Waferstandard ein.

Die Sicherheit von Daten ist eines der wichtigsten Themen im heutigen digitalen Zeitalter. Zunehmende Systemangriffe und Cyberkriminalität machen es erforderlich, Daten auf neue Arten zu sichern. Dafür entwickelte das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS den MACsec Controller IP-Core, welcher die neuesten Ethernet-Sicherheitsstandards implementiert. Er sorgt für Authentifizierung, Integrität und Verschlüsselung von Daten zwischen verschiedenen Knoten eines Local Area Networks (LAN).

Die moderne Quantentechnologie eröffnet viele neue Anwendungsgebiete. Aber sie birgt auch Risiken. So könnten Quantencomputer dank ihrer enormen Rechenleistung selbst modernste Daten-Verschlüsselungsverfahren aushebeln. Um diesem Szenario zuvorzukommen, entwickeln mehrere Partner unter Führung der KEEQuant GmbH einen neuen Ansatz zur sicheren optischen Datenübertragung in drahtlosen Netzwerken mit Hilfe von Licht und Quantenschlüsseln. Das Projekt »QuINSiDa« wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF mit einer Summe von 2 Mio Euro gefördert.

Die Sicherheit digitaler Identitäten wird durch zukünftige Quantentechnologien bedroht. In den Händen von Angreifern werden Quantencomputer auch in der Lage sein, klassische Verschlüsselungsverfahren zu brechen. Um solche Angriffe abzuwehren, forschen vier Partner in dem Projekt Quant-ID an der Entwicklung von neuartigen Verfahren und Systemen, die auf Basis von Quantenzufallszahlen und Post-Quantum-Kryptographie die kryptographische Sicherheit auch langfristig garantieren. Gerade hochsensible Bereiche, wie staatliche Einrichtungen, Banken, Krankenkassen oder Versicherungen werden dadurch den notwendigen Schutz erhalten. Das vom BMBF geförderte Projekt startete im September 2022 mit einer Laufzeit von drei Jahren.

Digitalisierung, Automatisierung und Effizienz sind die Schlagwörter der Industrie der Zukunft. Dafür entwickelt das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS kundenspezifische Sensoren, Aktoren und optische Komponenten. Diese stellen die Schlüsseltechnologien für IoT und zahlreiche Zukunftsanwendungen mit künstlicher Intelligenz dar.

Moderne Technik soll immer kleiner und energieeffizienter werden, ohne dabei an Qualität zu verlieren. Um dies zu realisieren, braucht es Innovationen. Seit mehreren Jahren forscht man am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS an einem neuartigen energieeffizienten Aktorensystem für Mikrolautsprecher. Der nun vorgestellte Prototyp konnte im Praxistest die Erwartungen an eine hohe Lautstärke und exzellente Klangqualität gepaart mit ausgezeichneter Energieeffizienz bestätigen. Die Ergebnisse wurden nun im Nature Journal Microsystems & Nanoengineering vorgestellt.

Mit dem Start der Mikroelektronik-Akademie legt die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) den Grundstein für moderne Ausbildungsangebote im Bereich Mikro- und Nanoelektronik, um dem Fachkräftemangel in Deutschland entgegenzuwirken. In Kooperation mit Bildungsträgern und Industriepartnern soll die Akademie im Rahmen einer einjährigen Konzeptionsphase praxisbasierte Modulangebote erarbeiten und über die nächsten drei Jahre erproben. Der Aufbau wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung innerhalb des Rahmenprogramms Mikroelektronik der Bundesregierung gefördert.

Um die in Deutschland vorhandene mikroelektronische Forschung und Entwicklung in Bezug auf Quanten- und neuromorphes Computing zu bündeln und auszubauen, startete die FMD mit vier weiteren Fraunhofer-Instituten, dem Forschungszentrum Jülich und der AMO GmbH am 1. Dezember 2022 ein gemeinsames Vorhaben: Die »Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland – Modul Quanten- und neuromorphes Computing«. Der dafür benötigte gerätetechnische und strukturelle Aufbau wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Im Blickpunkt der Photonik steht die Nutzung von Licht mit all seinen Möglichkeiten. Von Lichtsteuerung über Lasertechnologien bis hin zur Datenübertragung findet die Photonik Anwendung in vielen Gebieten wie der Medizin, Industrie, Astronomie, Mikroskopie oder Verkehrssicherheit. Eines der führenden Forschungsinstitute auf diesem Gebiet ist das Dresdner Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS. Nach zwei Jahren coronabedingter Abwesenheit stellt es nun einige seiner neuesten Entwicklungen im Bereich der Flächenlichtmodulatoren auf der internationalen Laser- und Photonikmesse in Japan vor.

Innovative Elektronik erfordert modernste Technologien und Herstellungsverfahren. Für viele Mittelständler eine kaum zu stemmende Investition. Doch dank des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS werden neueste Forschungsergebnisse und Technologien auf 200 und 300 mm Wafern auch für kleinere Unternehmen zugänglich. Das Angebot reicht von der Beratung über die Prozessentwicklung bis hin zur Pilotserienfertigung.

Im Alltag sind digitale Helfer – wie smarte Apps oder mitdenkende Autos – bereits fest integriert. Derzeit erfolgt die Verarbeitung der Daten jedoch zumeist auf großen, externen Servern. Eingebettete künstliche Intelligenz (Edge KI) soll dies ändern und die Verarbeitung von Daten und Algorithmen direkt am Endgerät ermöglichen. Die Leistungsfähigkeit von Edge KI gerade in Kleinstgeräten ist derzeit jedoch noch sehr eingeschränkt. Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS forscht daher an innovativen Lösungen, um Algorithmen des maschinellen Lernens in alltägliche Geräte zu integrieren. Die neuesten Forschungsergebnisse dazu demonstriert das Institut auf der Messe electronica vom 15. bis 18. November in München

Zu viel Müll verursacht der Mensch nicht nur auf der Erde. Auch Weltraumschrott wird zu einem immer größeren Problem. Für mehr Nachhaltigkeit der Satellitensysteme sollen diese zukünftig im Baukastensystem erstellt werden, um einzelne Bauteile austauschen zu können und so die Lebensdauer der Satelliten zu verlängern. Für eine problemlose Schnittstelle zwischen den Bauteilen entwickelte das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS einen Transceiver, welcher den Datentransfer zwischen den Bauteilen gewährleistet. Dieser wurde in dem Interface der iBOSS GmbH integriert und befindet sich seit Februar 2022 zu Testzwecken auf der Raumstation ISS (International Space Station).

Innerhalb des von der Fraunhofer-Gesellschaft in einem internen Programm geförderten Projektes „BIOSYNTH - Modulare Hochdurchsatz-Mikro-Plattform für künftige Massendatenspeicher aus synthetischer Biologie“ soll eine neuartige Mikrochip-Plattform für effiziente zellfreie und digital steuerbare Biosynthese entwickelt werden. Das Fraunhofer-Institut Photonische Mikrosysteme IPMS forscht mit drei weiteren Instituten an den Grundlagen für die Massendatenspeicher der Zukunft mit extrem hoher Speicherdichte.

Auf der führenden Fachmesse für Industrie-Automation »all about automation« präsentiert das Fraunhofer IPMS am 28. und 29. September in Chemnitz neueste Entwicklungen in der Industrie- und Produktionskontrolle. So unterstützen die vom Forschungsinstitut entwickelten mikromechanischen Systeme die fortlaufende Miniaturisierung von Bauelementen und Geräten, ohne die kaum eine wachstumsstarke technische Branche mehr auskommt.

Um mit Forschung und Entwicklung zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks digitaler Technologien beizutragen, bauen die in der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland kooperierenden Fraunhofer- und Leibniz-Institute gemeinsam ein standortübergreifendes Kompetenzzentrum für eine ressourcenbewusste Informations- und Kommunikationstechnik (Green ICT @ FMD) auf. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das am 1. August 2022 gestartete Vorhaben mit einer Fördersumme von 34 Millionen Euro im Rahmen der Initiative Green ICT, die Bestandteil des Klimaschutzprogramms 2030 der Bundesregierung ist.

Ein Verbund aus Fraunhofer-Instituten und namhaften deutschen Industrieunternehmen entwickelt im Projekt »Verteilte Fertigung für neuartige und vertrauenswürdige Elektronik T4T« einen Split-Manufacturing-Ansatz für die Halbleiterfertigung. Damit wird die sichere Montage von Teilsystemen in Deutschland möglich und Lieferketten abgesichert.