Design- und Testmethodik für robuste und zuverlässige Hochleistungs-ICs

Anwendungen in Zukunftsbereichen wie dem autonomen Fahren, Robotik und Industrie 4.0 verlangen nach leistungsfähigen IC-Komponenten für die Datenvearbeitung und -übertragung. Um die hohen Anforderungen an Zuverlässigkeit und Robustheit zu gewährleisten, werden bislang meist applikationsspezifisch entwickelte Microcontroller oder Bausteine älterer Fertigungsgenerationen eingesetzt – was allerdings zu einer verminderten Leistungsfähigkeit dieser Systeme gegenüber Mobilfunk- oder Rechnersystemen führt, die Modems und CPUs der neuesten Fertigungsgeneration verwenden und eine um Größenordnungen höhere Datenrate verarbeiten können. Hier setzt das Projekt ROBUSTNE an: Forschende der Fraunhofer EMFT arbeiten gemeinsam mit der TU München und Intel daran, die Robustheit und Zuverlässigkeit leistungsfähiger Hochvolumenbausteine gezielt an kritischen Stellen anzupassen.

Am Beispiel eines aktuellen 4G/5G Modemmoduls soll der Ansatz für eine effiziente Entwicklungsmethode erarbeitet werden, die es erlaubt, hochperformante Halbleiterkomponenten aus dem kostensensitiven Consumerbereich für hochzuverlässige Industrieanwendungen der Industrie 4.0 ohne teures, vollständiges Neudesign verwendbar zu machen.

Das Forschungsteam der Fraunhofer EMFT bringt seine Expertise im Bereich Analyse und Test in das Vorhaben ein. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entwickeln dazu Testmethoden für Module und IC Bausteine, welche die für die Belastungen in der Anwendung relevanten Impulsparameter identifizieren und dazu dienen, elektrische wie thermische Parameter für die Modellierung und Simulation der Funktion und Alterung von Bauelementen durch geeignete Messungen zu extrahieren.

Das Vorhaben wird durch das Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert (Förderkennzeichen ESB-1909-0003// ESB091/002).