Aus der Forschung in die Anwendung: Projekte am Fraunhofer EMFT

Im Projekt CFP entwickeln das Fraunhofer EMFT, das Fraunhofer IZM und die Yamagata University neuartige Chip-Foliengehäuse für flexible Elektronik. Gemeinsam erarbeiten sie Materialien, Verbindungstechniken und eine durchgängige Prozesskette, um elektronische Funktionen zuverlässig in weiche, gekrümmte oder flexible Oberflächen zu integrieren. Ziel sind weniger als 150 Mikrometer dünne Chip Foil Packages, die sich ressourceneffizient in großen Stückzahlen fertigen und in Medizin, Industrie, Mobilität und weiteren Anwendungsfeldern einsetzen lassen.

Mit der Gründung des Munich Quantum Valley (MQV) im Jahr 2022 haben sich sieben führende Forschungseinrichtungen in Bayern, darunter auch die Fraunhofer-Gesellschaft, einem ehrgeizigen Ziel verschrieben: dem Bau des ersten deutschen Quantencomputers mit bis zu 1000 Qubits "made in Bavaria". Die Partner arbeiten an der Realisierung von vollständigen Quantencomputer-Demonstratoren, die remote für Forschung und Industrie zugänglich sind. Die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer EMFT bringen dabei ihre Engineering-Kompetenz ein, um die Skalierung und Industrialisierung der Qubit-Plattform auf Basis supraleitender Qubits zu ermöglichen.

28 europäische Forschungspartner aus 10 Ländern wollen in Europa einen Quantenrechner mit bis zu 1.000 Qubits entwickeln, bauen und betreiben. Künftig soll er externen Nutzern an einem zentralen Standort zur Verfügung gestellt werden. Im Rahmen des Projekts entwickelt das Fraunhofer EMFT neue Herstellungsverfahren für Qubit-Chips, die künftig eine Chipfertigung im industriellen Maßstab für die kommerzielle Nutzung ermöglichen sollen.

Im EU-Forschungsprojekt SUPREME bündeln 23 Partner aus 8 Mitgliedstaaten ihr Know-how, um die Entwicklung stabiler Herstellungsprozesse für supraleitende Quantenchips voranzutreiben. Die F&E-Aktivitäten adressieren insbesondere die Herausforderungen hinsichtlich Stabilität und Ausbeute von Qubits – ein entscheidender Faktor für die Skalierung von Quantentechnologien und somit für die Wettbewerbsfähigkeit Europas im globalen Quantenhardware-Markt.

Das Forschungsprojekt »Vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS)« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) schafft eine Vernetzungsplattform für vertrauenswürdige Elektronik als Schnittstelle zwischen Forschung und Unternehmen.

Halbleiterindustrie und Hersteller von elektronischen Komponenten und Systemen testen ihre Produkte sorgfältig, um eine fehlerfreie Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Ein wichtiger Aspekt ist die Toleranz gegenüber ESD (Elektrostatische Ladung) der Chips. Die Fraunhofer EMFT und High Power Pulse Instruments GmbH (HPPI) haben gemeinsam ein 2-Pin Testsystem entwickelt, das der Halbleiterindustrie viele Vorteile bietet.

Mit einem Raffungsmodell analysieren EMFT-Forschende Mikrorelativbewegungen zwischen Press-Fit-Kontakt und Kupferhülse in der Platine, die zu vorzeitigem Materialversagen führen können.

Die Einpresstechnik stellt eine innovative Verbindungsmethode dar, die aufgrund ihrer hohen Zuverlässigkeit und Robustheit insbesondere für sicherheitsrelevante Fügestellen geeignet ist. Ein weiterer Vorteil: Die Methode ist wesentlich umweltfreundlicher als die bisher meist eingesetzte Löttechnik. Ein Forschungsteam des Fraunhofer EMFT arbeitet an einem Vorhersagemodell, das einen Zusammenhang zwischen leicht zugänglichen Material-/Prozessdaten und der Zuverlässigkeit von Einpresskontakten herstellt.

Steckverbinder und elektrische Anschlusstechnologien spielen eine zentrale Rolle für die digitale Vernetzung: Sie sind die Hauptschnittstelle zwischen Maschinen, Steuerungen und Datenverarbeitungsanlagen. Forschende der Fraunhofer EMFT arbeiten im gleichnamigen Projekt an so genannten Cyber Physical Connectors, einer neuen Generation aktiver, »intelligenter« Steckverbinder.

Mit dem Mobile Learning Hub bietet das Zentrum für Verbindungstechnik in der Elektronik ZVE der Fraunhofer EMFT seinen Kundinnen und Kunden ab sofort eine attraktive Alternative zu Präsenzschulungen im Schulungszentrum Oberpfaffenhofen an. Die Lötstation auf Rädern lässt sich direkt beim Kunden per Plug & Play in Betrieb nehmen.