MIKRO! - Forschung & Entwicklung

Eine einzigartig dichte Forschungsinfrastruktur ist Sachsens besondere Stärke. Vier Universitäten, fünf Fachhochschulen, neun Fraunhofer-, drei Leibniz-, ein Helmholtz- und zwei Max-Planck- Institute sind auf dem Gebiet Mikroelektronik / IKT aktiv - und nicht selten sogar weltweit führend.

Im Rahmen des Exzellenzclusters „cfaed“ wird auch an der Echtzeit-Interaktion von Robotern und Menschen geforscht. „Versuchsobjekt“ ist ein gestengesteuerter NAO-Roboter (im Bild), der zukünftig zum Beispiel im Haushalt helfen könnte.

Quelle: Technische Universität Dresden / cfaed / 5G Lab Germany, Foto: Matthias Hahndorf

Exzellenzcluster „Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed)“

Das „Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed)“ bündelt die Forschungsexpertise von 57 Wissenschaftlern der TU Dresden, der TU Chemnitz und von neun außeruniversitären Forschungsinstituten, um in einem weltweit einzigartigen ganzheitlichen, interdisziplinären Ansatz innovative Technologien für die elektronische Informationsverarbeitung der Zukunft zu erforschen. Basierend auf neuartigen Materialien – z. B. Silizium-Nanodrähten, Kohlenstoff-Nanoröhrchen, organischen Materialien – werden neue Bauelemente entworfen und daraus innovative Informationsverarbeitungssysteme konstruiert.

"Tomahawk 2"-Mikrochip, entwickelt vom Vodafone Chair Mobile Communications Systems an der Technischen Universität Dresden

Quelle: Wirtschaftsförderung Sachsen GmbH / Jürgen Lösel

Vodafone-Stiftungslehrstuhl Mobile Communications Systems, TU Dresden

Der Vodafone-Stiftungslehrstuhl Mobile Communications Systems an der Technischen Universität Dresden ist das führende Forschungsinstitut für den Mobilfunk der Zukunft. Industriepartner des Forscher-Teams sind dabei Global Player wie Vodafone, National Instruments, Nokia, Huawei oder Alcatel-Lucent. Gemeinsam mit Vodafone konnte auf der CeBIT 2015 ein neuer Weltrekord (10,2 Gbit/s) bei der mobilen Datenübertragung außerhalb von Laborbedingungen aufgestellt werden. Zur Weiterentwicklung von 5G gründete der Lehrstuhl das „5G Lab Germany“, in dem über 500 Wissenschaftler zusammen forschen. 

Nanoelectronic Materials Laboratory gGmbH (NaMLab), An-Institut der TU Dresden

Das An-Institut Nanoelectronic Materials Laboratory gGmbH (NaMLab) der Technischen Universität Dresden forscht an Materialien für nanoelektronische Anwendungen. Ein Schwerpunkt liegt in der Untersuchung von Materialien für energieeffiziente Halbleiter. Dazu gehört auch die Integration der Materialien in neue Bauelemente und deren elektrische Charakterisierung.

Gedruckte Solarmodule, Institut für Print- und Medientechnik (IPM) der Technischen Universität Chemnitz

Quelle: Professur Printmedientechnik der Technischen Universität Chemnitz (pmTUC) / Bystrik Trnovec

Institut für Print- und Medientechnik (IPM), TU Chemnitz

Das Institut für Print- und Medientechnik (IPM) der Technischen Universität Chemnitz ist eine führende Forschungseinrichtung im Bereich der gedruckten Funktionalitäten und gedruckter Elektronik. Die Wissenschaftler drucken Transistoren und Batterien, Lautsprecher und Solarzellen auf flexible Kunststoff-Folien oder sogar Papier – kostengünstig, farbig bedruck- und frei formbar. Die zukünftigen Anwendungsfelder sind vielfältig – von der „klingenden „ Wohnzimmertapete über die zeitsparende „Ein-Piep-Registrierung „ der Waren an der Supermarkt-Kasse mittels RFID-Etiketten bis hin zum Einsatz in „Smart Textiles“, die den Gesundheitszustand ihres Trägers überwachen.

Zentrum für Mikrotechnologien (ZfM), TU Chemnitz

Das Zentrum für Mikrotechnologien (ZfM) der Technischen Universität Chemnitz verfügt über etwa 1.000 Quadratmeter Reinraumfläche und zählt zu den am besten ausgestatteten Universitätslaboren. Das ZfM forscht im Bereich der Metallisierungssysteme für höchstintegrierte Schaltkreise und auf dem Gebiet der Mikrosystemtechnik, stellt dabei Prototypen und Pilotserien her und entwickelt innovative Verfahren und Materialien.

Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP), TU Dresden

Das Dresden Integrated Center for Applied Physics and Photonic Materials (IAPP) an der Technischen Universität Dresden verfügt über große Expertise bei der Untersuchung physikalischer Eigenschaften organischer Materialien und deren Einsatz in Bauelementen wie OLEDs, Solarzellen und schaltenden Bauelementen. Besonderes Augenmerk liegt auf der Dotierung von hocheffizienten organischen Bauelementen unter Verwendung von molekularen Dotanden. Dadurch konnten an dem Institut mehrere Effizienz-Weltrekorde von OLEDs und organischen Solarzellen erzielt werden.

Dresden Center for Nanoanalysis (DCN), TU Dresden

Im April 2013 wurde das Dresden Center for Nanoanalysis (DCN) in Kooperation mit dem Exzellenzcluster „Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed)“ an der Technischen Universität Dresden eröffnet. Die Kernkompetenzen des DCN liegen in der Entwicklung bildgebender Verfahren zur Erfassung kinetischer Prozesse im Nanobereich. Dabei werden kleinste Strukturen mit atomarer Auflösung erforscht, um neue Materialien, Prozesse und Bauelemente zu charakterisieren.

Technische Universität Bergakademie Freiberg

Als anerkannte „Ressourcenuniversität „ arbeitet die Technische Universität Bergakademie Freiberg v. a. an Material- und Rohstoffthemen für die Halbleiterindustrie. Eines der jüngsten Forschungs- Highlights ist ein neues Verfahren zum Recycling Seltener Erden aus alten Smartphones, Neonröhren oder Computerbildschirmen, das zusammen mit der FNE Entsorgungsdienste Freiberg GmbH und der NARVA Lichtquellen GmbH & Co. KG entwickelt wurde.

Bidirektionaler SVGA-OLED-Mikrodisplay, Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, Dresden

Quelle: Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP / Jürgen Lösel

Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP, Dresden

Das Dresdner Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP arbeitet an Vakuumbeschichtungen, Oberflächenbehandlungen und ist ein europaweit führendes Zentrum für Entwicklung und Pilotproduktion von Bauelementen und Fertigungstechnologien auf Basis organischer Halbleitermaterialien. Kernkompetenzen des Instituts sind Elektronenstrahltechnologie, Sputtern, plasmaaktivierte Hochratebedampfung, Hochrate-PECVD, Technologien für organische Elektronik und IC- / Systemdesign. Es bietet ein breites Spektrum für Entwicklung und Pilotfertigung für Behandlung, Sterilisation, Strukturierung und Veredelung von Oberflächen und für OLED-Mikrodisplays (Kombination von Silizium-Mikroelektronik und organischer Elektronik), Sensoren, optische Filter und flexible OLED-Beleuchtung.

Die vom Fraunhofer-Zentrum THM gemeinsam mit Partnern entwickelte neue HVPE-Anlage ist seit Anfang 2014 in Freiberg in Betrieb und stellt bei guter Materialqualität sowohl transparente GaN-Schichten als auch GaN-Kristalle mit Dicken im mm-Bereich her.

Quelle: Fraunhofer-Technologiezentrum Halbleitermaterialien THM, Freiberg

Fraunhofer-Technologiezentrum Halbleitermaterialien THM, Freiberg

Forschungsschwerpunkte des Fraunhofer-Technologiezentrums Halbleitermaterialien THM in Freiberg liegen in der Senkung der Herstellungskosten von Halbleitersubstraten und der Entwicklung neuartiger Energiespeicher- und Energiekonversionsmaterialien. Gemeinsam mit der Freiberger Compound Materials GmbH (FCM) hat das Institut ein neues Anlagenkonzept entwickelt, das die Herstellungskosten des wichtigen Halbleitermaterials Galliumnitrid (GaN) u. a. durch Einsatz verschleißmindernder Materialien und innovativer Prozessmesstechnik deutlich senkt.

Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS, Dresden

Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden zählt weltweit zu den Wegbereitern der MEMS-Entwicklung. Das Institut arbeitet an elektronischen, mechanischen und optischen Komponenten und ihrer Integration in winzigste, „intelligente“ Bauelemente und Systeme. Die spezielle Kompetenz des Instituts liegt in der Photonik, also in der Applikation optischer Eigenschaften und Komponenten. Das integrierte Center Nanoelectronic Technologies CNT betreibt industrienahe Forschung auf 300-mm-Wafern für Halbleiterproduzenten und deren Zulieferer. Gemeinsam mit drei weiteren Fraunhofer- Einrichtungen und den Technischen Universitäten Dresden und Chemnitz bildet das IPMS das Leistungszentrum „Funktionsintegration für die Mikro- und Nanoelektronik“. Hier werden z. B. Sensorknoten für vernetze Systeme, adaptive Diagnosesysteme und Regelungssysteme entwickelt, die den Energieverbrauch in der Produktion minimieren. Nach Abschluss der Pilotphase werden auch die Bereiche Energie- und Medizintechnik sowie Mobilität in den Fokus rücken.

MEMS-Lautsprecher, Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS, Chemnitz

Quelle: Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS, Chemnitz

Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS, Chemnitz

Im Fokus der Entwicklungen des Fraunhofer-Institutes für Elektronische Nanosysteme ENAS Chemnitz stehen Smarte Systeme unter Nutzung von Mikro- und Nanotechnologien. Diese intelligenten Systeme integrieren nicht nur Komponenten unterschiedlicher Funktionalität, sondern sind in der Lage, komplexe Situationen zu erfassen und zu erkennen. Sie können Entscheidungen treffen, mit der Umwelt interagieren, arbeiten energieautonom und vernetzt. Die Produkt- und Dienstleistungspalette des Instituts reicht von hochgenauen Sensoren für die Industrie, Sensor- und Aktuatorsystemen mit Ansteuer- und Auswerteelektronik über gedruckte Funktionalitäten wie Antennen oder Batterien bis hin zur Material- und Zuverlässigkeitsforschung für die Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik.

Fraunhofer IZM – All Silicon System Integration Dresden (ASSID)

Das Fraunhofer IZM – All Silicon System Integration Dresden (ASSID) entwickelt führende Wafer-Level-Packaging- und Systemintegrations- Technologien für die 3D-Integration und setzt diese in Produkte um. Es verfügt über eine komplette 200- / 300-mm-Prozesslinie für die 3D-Wafer-Level-Systemintegration auf der Basis der Kupfer-Through- Silicon-Via (Cu-TSV)-Technologie. Der Service des Fraunhofer IZMASSID umfasst sowohl kundenspezifische Entwicklungen als auch das Prototyping, die Serienfertigung in geringen Stückzahlen und den technologischen Prozesstransfer.

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e. V. (HZDR)

Das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e. V. (HZDR) arbeitet an der Entwicklung innovativer Materialien für Speicher- und Computertechnologien der Zukunft. Zur Verbesserung der Qualität von Einkristallen berechnen HZDR-Forscher z. B. die Magnetfelder, die benötigt werden, um aus flüssiger Siliziumschmelze perfekte 300-mm- bzw. 450-mm-Wafer produzieren zu können. 

Gemeinsam mit der TU Bergakademie Freiberg betreibt das HZDR das Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF) zur Entwicklung neuer Technologien, um mineralische und metallhaltige Rohstoffe effizienter bereitzustellen, zu nutzen sowie umweltfreundlich zu recyceln. 

Das HZDR koordiniert gemeinsam mit dem HIF den Aufbau des größten Ressourcennetzwerkes in Europa. Für „EIT Raw Materials“ stehen bis 2022 insgesamt 410 Millionen Euro zur Verfügung, um neue Verfahren und Produkte für die nachhaltige Erkundung, Gewinnung, Verarbeitung und das Recycling von Rohstoffen zu entwickeln.

Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS, Dresden

Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS entwickelt in Dresden Mess- und Prüftechniken für Elektronik, Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie sowie Elektronik und Sensorik für Mess- und Prüfsysteme. Das Portfolio schließt Softwareentwicklung, Simulation und Prüfdienstleistungen ein.

Wir stehen zu Sachsen

Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Gerhard Fettweis

Lehrstuhlinhaber, Vodafone-Stiftungslehrstuhl Mobile Communications Systems & Koordinator, Exzellenzcluster "cfaed" sowie des "5G Lab Germany"

"Dresden ist einer der führenden Mobilfunkstandorte weltweit. Innovationsfreude zeichnet Dresden aus und macht es für mich und meine Kollegen aus der Spitzenforschung sehr attraktiv."

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Erfolgsgeschichten

Dresden: "fast" will Technologie-Sprung durch Echtzeitfähigkeit ermöglichen

Das Zwanzig20 Projektkonsortium „fast“ zielt auf den technologischen Durchbruch durch Echtzeitfähigkeit und eine bessere Kommunikation, Sicherheit, Effizienz und Gesundheit ab. Unter den 82 Konsortialpartnern sind 44 kleine und mittelständische Unternehmen, 19 Großunternehmen, 8 Universitäten sowie 6 Forschungseinrichtungen. Die Partner decken die gesamte Wertschöpfungskette von den Materialien, Halbleiter über Software bis hin zu komplexen Systemen, Kommunikationssystemen sowie Vertrieb und Service ab.

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