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Forschungsprojekt USeP
IoT-Systeme der nächsten Generation

Ein Verbund aus vier sächsischen Fraunhofer-Instituten arbeitet an einer technologischen Plattform, mit der auch kleinere Systemanbieter den wachsenden Entwicklungs- und Fertigungsaufwand für Elektronik der Zukunft meistern können.

In der Mikroelektronik verläuft die technologische Entwicklung immer rasanter. Das Internet der Dinge (IoT) ist jedoch für mittelständische Unternehmen elektronischer Lösungen mit fast unüberwindbaren Hürden verbunden. Ihnen fehlt derzeit oftmals der Zugang zu den Hochtechnologien der Mikroelektronik, um konkurrenzfähige Produkte herstellen zu können.

Unterstützung für Mittelständer

Für eine Mehrzahl von Konsumenten gehören besonders leistungsfähige Produkte, die präzise auf die jeweiligen Anwendungsfälle abgestimmt sind, mittlerweile zur Standardanforderung. Das Problem: Solche intelligenten und vernetzten Systeme benötigt man oftmals nur in kleineren Stückzahlen. Sie erfordern hochintegrierte technische Lösungen.

Mittelständige Unternehmen müssen zukünftig spezialisierte Technologien im Portfolio haben, da hierfür keine Standardhalbleiter verwendet werden können. Deren Entwicklungskosten sind allerdings für viele Betriebe viel zu hoch und die Entwicklungszeiten zu lang. Darüber hinaus bedarf es auch Mitarbeiter mit detailliertem Fachwissen sowie teurer Entwurfssoftware. Kleinere Unternehmen verfügen darüber oftmals nicht in ausreichender Form.

In zwei Jahren zur Baukastentechnologie

Der Freistaat Sachsen und die Europäische Union fördern daher das Forschungsprojekt USeP (Universelle Sensor-Plattform) im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE). Ziel des Vorhabens ist es, bis 2019 eine technologische Plattform zu erarbeiten, mit der auch kleinere Systemanbieter den wachsenden Entwicklungs- und Fertigungsaufwand für Elektronik der nächsten Generation meistern können. Des Weiteren soll nach Beendigung des Projekts eine Firma etabliert werden, über die Betriebe die gewünschten Module innerhalb weniger Monate zu überschaubaren Kosten erhalten.

In Zusammenarbeit mit dem Halbleiterhersteller Globalfoundries Dresden sind Wissenschaftler dabei, eine Baukastentechnologie zu entwickeln, die dem Mittelstand erstmals eine einfache Nutzung zukunftsweisender Systemarchitekturen und Fertigungsmethoden ermöglichen soll.

Verbundprojekt wird von EU gefördert

Zu den Projektbeteiligten gehören neben Globalfoundries Dresden auch die sächsischen Fraunhofer-Institute für Photonische Mikrosysteme IPMS und Elektronische Nanosysteme ENAS sowie die Institutsteile All Silicon System Integration ASSID des Fraunhofer IZM und Entwicklung Adaptiver Systeme EAS des Fraunhofer IIS. Kollegen aus Berlin und Erlangen unterstützen das Vorhaben zusätzlich.

Interessierte mittelständige Unternehmen können ihre Anforderungen in das Forschungsprojekt einbringen, den Inhalt von Demonstratoren mitbestimmen und diese auch als Erste testen. Das Fraunhofer IIS/EAS ist verantwortlicher Projektleiter.

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens entwickeln die Wissenschaftler eine neuartige Sensor-Plattform. Zukünftig sollen mit ihr verschiedenste innovative Komponenten nach dem Baukastenprinzip automatisiert, generiert und zu einem Gesamtsystem zusammengefügt werden.

Ergebnisse übertragbar auf kommende Technologie-Generationen

Die Projektpartner konzentrieren sich dabei auf eine zentrale Steuer- und Recheneinheit mit zahlreichen Schnittstellen sowie auf eine breite Auswahl an gängigen und zukünftigen Sensoren und Aktoren. Zusätzlich zur Systemarchitektur mit flexiblen Baublöcken bietet die Plattform innovative Lösungen für die Hardware- und IT-Sicherheit. Das Sensor-Modul deckt mit den diversen Gestaltungsvarianten hunderte verschiedene Anwendungsfälle abdecken.

Globalfoundries fertigt in Dresden die 22FDX-Technologie (Fully Depleted SOI), die die Basis für die neu zu entwickelnde Plattform bildet. Darüber hinaus ermöglicht sie hochintegrierte Chips mit besonders stromsparenden und kostengünstigen Eigenschaften. USeP stellt sicher, dass die Ergebnisse auch auf die nächsten Technologie-Generationen übertragbar sein werden. Unternehmen nutzen so die neue Plattform über einen möglichst langen Zeitraum.

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