Pressemitteilungen

Optische Mikrosysteme sind Wegbereiter des Lichts: Die photonischen Systeme des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS können mittels kleiner auslenkbarer Spiegel Licht modulieren und so auf einzigartige Weise Bilder und Strukturen erzeugen. Das Forschungsinstitut entwickelt auf diese Weise Flächenlichtmodulatoren mit bis zu mehreren Millionen Spiegeln auf einem Halbleiterchip. Hauptanwendungsgebiete für Spiegelmatrizen liegen in den Bereichen Mikrolithographie im tiefen Ultraviolett-Bereich, Herstellung von Leiterplatten (PCB), Halbleiterinspektion und -messtechnik sowie in der Adaptiven Optik, der Astronomie, der Holografie und der Mikroskopie. Mit seinen Entwicklungen in diesem Bereich ist das Fraunhofer IPMS derzeit weltweit führend.

Quantencomputer sind in aller Munde. Mit Hilfe hoher Vernetzung möglichst vieler Qubits (Zweizustands-Quantensysteme) sollen zukünftig massive Datenmengen leichter, schneller und sicherer verarbeitet werden. In dem Projekt PhoQuant forscht nun ein Konsortium unter der Führung des Quanten-Start-ups Q.ANT an photonischen Quantencomputer-Chips – made in Germany, welcher auch bei Raumtemperatur betrieben werden kann. Einer der 14 Konsortialpartner ist das Dresdner Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS.

Die wirtschaftlichen Folgen der aktuellen Lieferengpässe verdeutlichen die Bedeutung der Mikroelektronik. Um hier für die Zukunft gerüstet zu sein, ist, neben neuen Produktionsstätten in Europa, eine Technologiesouveränität in Forschung und Entwicklung erforderlich. Genau dieser Herausforderung stellt sich das Leistungszentrum »Funktionsintegration für die Mikro- /Nanoelektronik«. Es bündelt die Kompetenzen von vier Mikroelektronik- Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft sowie einschlägiger Institute an Universitäten und Hochschulen in Dresden und Chemnitz. Dadurch schafft das Leistungszentrum ein breites Angebot für Technologien der Mikroelektronik und Mikromechanik. Dieses richtet sich sowohl an die großen Player der Mikroelektronikindustrie als auch dezidiert an kleine und mittelständische Unternehmen (KMU), denen durch die Bereitstellung von flexiblen Technologieplattformen ein niederschwelliges Angebot unterbreitet wird, um von Hochtechnologie zu profitieren, ohne selbst die investitionsintensiven Plattformen entwickeln zu müssen.

Fraunhofer-Forschende haben eine Technik entwickelt, mit der sich noch im Operationssaal wesentlich schneller als bisher bestimmen lässt, ob ein Tumor vollständig entfernt wurde. Eine Kombination aus Laser-Scanning-Mikroskop und fluoreszierenden Tumormarkern erkennt unmittelbar nach der Operation die noch verbliebenen Krebszellen.

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS bietet fertige, plattformunabhängige IP-Core-Module an. Mit IP-Modulen können Entwickler schnell vollständige Funktionsbereiche in Standardprodukten wie SoCs, Mikrocontroller, FPGAs und ASICs übernehmen und so Entwicklungszeiten und -kosten erheblich reduzieren. Mit dem EMSA5 bietet das Fraunhofer IPMS einen Prozessorkern auf Basis der offenen RISC-V-Befehlssatzarchitektur an. Im neusten Release hat das Institut eine Portierung von Tensorflow lite auf den EMSA5 RISC-V durchgeführt. Somit ist der EMSA5 RISC-V Prozessor Core nun einsatzfähig für Edge-KI-Anwendungen, beispielsweise für Sensordatenauswertung, Gestensteuerung oder Vibrationsanalyse.

Gemeinsam mit 24 deutschen Forschungseinrichtungen und Unternehmen arbeitet das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in dem vom Forschungszentrum Jülich koordinierten Verbundprojekt QSolid an einem Quantencomputer mit verbesserten Fehlerraten. Ziel ist es, Deutschland auf dem Gebiet der Quantentechnologie an die Weltspitze zu bringen und damit unabhängig zu bleiben und zahlreiche neue Anwendungen für Wissenschaft und Industrie zu erschließen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat für die nächsten fünf Jahre 76,3 Millionen Euro zur Verfügung gestellt.

Die Energiewende ist gerade für Regionen, deren Wirtschaftskraft eng mit der Kohleförderung verbunden ist, eine große Herausforderung. Bis zu 25.000 Industrie-Arbeitsplätze hängen alleine in der Lausitz direkt und indirekt an der Braunkohle. Damit der Strukturwandel gelingt, sind Zukunftsperspektiven gefragt. Hier setzt der »Innovationscampus Elektronik und Mikrosensorik (iCampµs Cottbus)« an. Durch Forschung und Entwicklung zu Mikrosensorik und Digitalisierung schaffen fünf außeruniversitäre Forschungseinrichtungen und die Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg (BTU Cottbus-Senftenberg) ein breites technisches Angebot insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) – und damit eine Perspektive für Fachkräfte und die Wirtschaftskraft in der Region. Der Fokus der Entwicklungen liegt auf Smart Health, Umweltsensorik 4.0 und Industrie 4.0.

Ziel des von der Fraunhofer-Gesellschaft initiierten Clusterporjekts M3Infekt war die Entwicklung der technischen Grundlagen für eine umfassendere Vitalüberwachung und Betreuung von Covid-19-Patienten auch außerhalb von Intensivstationen, zur Entlastung dieser kritischen Infrastruktur. Nach Abschluss des Projekts stellten nun die beteiligten Institute ihre Ergebnisse vor. Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS aus Dresden lieferte mithilfe seiner fortschrittlichen CMUT-Ultraschallsensorik einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung eines mobilen und leistungsfähigen Spirometers. Das Gerät zur Analyse der Lungenfunktion ist Teil einer KI-gesteuerten, dezentralen Patientenüberwachung und soll in zukünftigen Projekten weiterentwickelt werden.

Im Fraunhofer-Leitprojekt NeurOSmart forscht das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS zusammen mit vier weiteren Instituten (ISIT, IMS, IWU, IAIS) unter Leitung des Fraunhofer ISIT gemeinsam an besonders energieeffizienten und intelligenten Sensoren für die nächste Generation autonomer Systeme. Dabei werden die Brücken zwischen Wahrnehmung und Informationsverarbeitung durch innovative Elektronik neu definiert.

Unser RISC-V Prozessor IP Core EMSA5 ist von der Fachzeitschrift „Elektronik“ (Weka-Fachmedien) zum Produkt des Jahres in der Kategorie Automotive nominiert worden. Leserinnen und Leser können nun bis zum 28. Januar 2022 online abstimmen und den Gewinner küren. durch den Partner CAST, Inc.

Auf der bevorstehenden SEMICON Europa, der größten europäischen Messe für Mikroelektronik, stellt das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS zahlreiche technische Innovationen vor. Diese beinhalten einen spannenden Themenmix aus den Bereichen Halbleiter, Sensorik, Internet of Things, Automobil und Medizintechnik. Demonstratoren sowie Gespräche mit Forschenden des Fraunhofer IPMS machen diese Technologien greifbar. Die SEMICON Europa findet in diesem Jahr wieder als physische Messe vom 16. bis 19. November im Congress Center München statt.

Zukunftsweisende Schlüsseltechnologien der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik (MST) werden vom 8. bis 10. November 2021 auf der nationalen Fachkonferenz – dem MST-Kongress – in Ludwigsburg vorgestellt. Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS ist am Gemeinschaftsstand der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) vertreten. In zahlreichen Vorträgen und Postersessions präsentiert das Institut aktuelle Ergebnisse und Entwicklungen aus den Bereichen der intelligenten MEMS-basierten Sensorik und Aktorik für Anwendungen in der Medizintechnik, chemischen Analytik und Industrie 4.0.

Der Bremerhavener Verein »Rückenwind für Leher Kinder e.V.« bietet Kindern des Stadtteils Lehe ein kostenloses Betreuungs-, Freizeit- und Förderangebot. Die Kinder finden hier vielfältige Aktivitäten vor und lernen, sich an Regeln zu halten. Trotzdem wird es manchmal laut. Zu laut. Um einen angemessenen Lärmpegel in verschiedenen Situationen zu gewährleisten, entwickelte ein Azubi-Projekt des Fraunhofer- Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS eine Wohlfühlampel zur Visualisierung der Lautstärke in Räumen.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Fraunhofer-Gesellschaft fördern erneut fünf trilaterale Projekte zum Wissenstransfer aus DFG-geförderter Grundlagenforschung in die Wirtschaft. Die Zusammenarbeit von Hochschulen, Fraunhofer-Instituten und Unternehmen wird dabei mit insgesamt rund 4,5 Millionen Euro für drei Jahre unterstützt. Eines der Projekte ist der »MEMS-basierte parametrische Verstärker für Reichweitenoptimierung drahtloser Sensornetze«, bei welchem die Technische Universität Hamburg gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS und dem Industriepartner Actemium BEA die Bereitstellung energieeffizienter, langreichweitiger Sensorknoten anstrebt.

Die TSN/A - Konferenz ist mittlerweile eines der wichtigsten internationalen Expertentreffen im Bereich der industriellen Ethernet-Standards. Mithilfe von Time Sensitive Networking (TSN) erlangt das Standard-Ethernet eine neue Dimension durch zeitsynchrone und deterministische Datenübertragung. Wie sich die Technologien auf Industrie, Automobil sowie die Audio-Video-Consumer-Welt auswirken, sind die zentralen Fragen der diesjährigen Konferenz am 29. und 30. September. Marcus Pietzsch vom Fraunhofer Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS wird dabei in seinem Workshop die Latenz von zeitkritischen Netzwerken näher beleuchten.

Jeden Tag umgeben uns unzählige Sensoren. Wir nutzen bewusst oder unbewusst Geräte, die unsere Daten sammeln, analysieren, interpretieren und somit helfen, unsere Umwelt besser zu verstehen. Der Bedarf an vernetzten Geräten wächst – insbesondere im Bereich des Internets der Dinge, kurz IoT. Die Ergebnisse des erfolgreich abgeschlossenen Fraunhofer-Leitprojekts ZEPOWEL zeigen, wie all diese Sensorsysteme extrem wenig Strom verbrauchen oder komplett autonom funktionieren und somit bundesweit bis zu 20 Prozent der Kohlendioxid-Emissionen einsparen können.

Die »all about automation« ist die führende Fachmesse für Systeme, Komponenten, Software und Engineering für industrielle Automation und Kommunikation. Auf der Messe am 22. und 23. September in Chemnitz präsentiert das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS Lösungen für optische drahtlose Kommunikation in Echtzeit mittels Li Fi, IP-Core-Design Lösungen, innovative Messtechniken zur Prozess- & Qualitätsüberwachung sowie zur Umfeldsensorik & Umgebungskontrolle.

Die wechselseitige Optimierung von Design und Technologie bietet heute einen entscheidenden Vorteil auf dem hart umkämpften Halbleitermarkt. Traditionell wurden bei der Entwicklung integrierter Schaltungen (Integrated Circuits – IC) deren Design und Technologie getrennt betrachtet und entwickelt. Mit Blick auf die Zukunft ist dies heute nicht mehr angemessen. Die IC-Entwicklung benötigt ein tieferes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Design- und Technologieoptionen, um eine maximale Produktoptimierung zu gewährleisten. Die »International Conference on IC Design and Technology (ICICDT)« stellt zum 18. Mal ein Forum für Forschende, Fachleute und Promovierende bereit, um die Grenze zwischen Design und Technologie zu überwinden.

Die (Rechen-)Leistung von Quantencomputern hängt stark von ihrem zentralen Hardwareelement ab: dem Qubit. Es existieren mehrere Ansätze zur Realisierung von Qubits, jedoch fehlen aktuell stabile, skalierbare Fertigungsmethoden, um einen Durchbruch in der industriellen Nutzung zu erreichen. Das kürzlich gestartete Projekt MATQu zielt darauf ab, das vorhandene europäische Know-how im Bereich der Materialien und Produktionsprozesse zu erweitern. So soll der europäischen Industrie der Weg zu festkörperbasierten Quantencomputern geebnet werden. Die beiden Fraunhofer-Institute IPMS und IAF bringen dabei ihre Expertise in der 300-mm-Fertigung und der Tieftemperaturmesstechnik ein.

Der schwedische Softwarehersteller IAR Systems bietet mit seinem neuesten Release von Entwicklungstools für RISC-V-Prozessoren Unterstützung für den nach ISO 26262 ASIL-D ready zertifizierten RISC-V-Prozessorkern „EMSA5-FS“ des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS. Nutzer der Toolchain-Software profitieren nun von vereinfachten Zertifizierungsprozessen für funktionale Sicherheit, geringeren Kosten über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg und maximaler Performance in RISC-V-basierten Anwendungen. Vermarktet wird der neue Prozessorkern EMSA5-FS des Fraunhofer IPMS durch den Partner CAST Inc.