RELY: Neue Wege bei der Chipentwicklung

Gemeinsam wollen sieben Partner aus der deutschen Wirtschaft und Forschung in den kommenden drei Jahren im Projekt „RELY“ erarbeiten, wie sich Qualität, Zuverlässigkeit und Belastbarkeit moderner Mikroelektroniksysteme erhöhen lassen. Im Vordergrund stehen Anwendungen im Transportwesen, insbesondere der Elektromobilität, in der Medizintechnik und der Automatisierung. Der Anteil der Mikroelektronik wird hier in den kommenden Jahren stark zunehmen. Sind heute in Fahrzeugen Halbleiterkomponenten im Wert von durchschnittlich rund 300 US-Dollar eingebaut, werden es in Hybrid- und Elektrofahrzeugen etwa 900 US-Dollar sein. Elektronische Systeme zur Erhöhung von Sicherheit und Komfort, die zum Teil enorme Rechenleistungen erfordern, werden sich im Fahrzeug weiter durchsetzen: Sie werden z. B. Personen in der Dunkelheit und Geschwindigkeitsbegrenzungen erkennen sowie Einparkautomatik, radar-basierte Fahrerassistenz und Notrufsysteme ermöglichen. Zur Erfüllung all dieser Aufgaben müssen die jeweiligen Halbleiter immer mehr Funktionen bieten und gleichzeitig sehr hohe Qualitäts- und Sicherheitsstandards einhalten, die fast an jene der Luft- und Raumfahrt heranreichen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt im Rahmen des Programms „Informations- und Kommunikationstechnologie 2020“ das Forschungsprojekt RELY mit 7,4 Millionen Euro. RELY soll für die Mikroelektroniksysteme von morgen neue Entwicklungsprozesse entwerfen und neue Zuverlässigkeits- und Sicherheitskriterien integrieren. Neben der Infineon Technologies AG, der die Projektleitung obliegt, gehören die EADS Deutschland GmbH, die Fraunhofer Gesellschaft, die MunEDA GmbH, die X-FAB Semiconductor Foundries AG, die Technische Universität München und die Universität Bremen zum Team. Ziel von RELY: Eine auf Zuverlässigkeit ausgerichtete Entwurfsmethodik Das Forschungsprojekt RELY legt die Grundlage dafür, dass Zuverlässigkeit als neuer Zielparameter während des gesamten Entwicklungsprozesses von Chips etabliert wird. Bisher wurden in erster Linie Fläche, Leistungsfähigkeit und Energieverbrauch optimiert. Im Rahmen der Forschungen möchten die Partner neuartige Chiparchitekturen entwickeln, durch die ein Chip selbstständig seinen Betriebsstatus ermitteln, auf diesen reagieren und sogar in Interaktion mit dem Elektroniksystem treten kann. Durch eine solche Eigenprüffunktion des Chips könnte künftig rechtzeitig auf mögliche Verschleißerscheinungen in Elektroniksystemen aufmerksam gemacht werden. Dies ist besonders in Anwendungen wichtig, die lange Jahre zuverlässig arbeiten müssen, wie z. B. Produktionsanlagen, Züge oder Fahrzeuge, gilt aber auch für medizintechnische Implantate, wie z. B. Insulinpumpen. Um die Eigenprüffunktion von Chips umsetzen zu können, stehen zunächst verschiedene Forschungsvorarbeiten im Fokus. Die Projektpartner arbeiten daran, die Modellierung von Fertigungstechnologien zu erweitern, neue Vorschriften zum Chipentwurf zu formulieren, neue Kenngrößen auch in höheren Entwurfsebenen festzulegen und die Systemsimulation und Verifikation der Chips hinsichtlich Zuverlässigkeit zu ermöglichen. Das deutsche Forschungsprojekt RELY mit dem BMBF-Förderkennzeichen 01M3091 ist Teil des gleichnamigen europäischen CATRENE-Projektes. Auch dieses wird von Infineon koordiniert.