Innovationsmotor für 3D-Systemintegration und Wafer-Level-Packaging
Der Institutsteil ASSID (All Silicon System Integration Dresden) des Fraunhofer IZM hat sich seit der Gründung 2010 zu einem weltweit anerkannten Experten für 3D-Systemintegration und Wafer-Level-Packaging entwickelt – und nimmt heute eine Schlüsselrolle im europäischen Technologiesystem ein.
- Vom Technologiekonzept zur industriellen Plattform
Mit dem Aufbau seines sächsischen Institutsteils im Jahr 2010 schuf das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) die erste 300-mm-Forschungsinfrastruktur Deutschlands mit industrietauglicher Reinraumumgebung, speziell für die 3D-Integration. Inmitten von “Silicon Saxony” entstand so ein einzigartiger Forschungscampus für Zukunftstechnologien. Unterstützt durch das Bundesforschungsministerium, den Freistaat Sachsen, die EU-Kommission und die Fraunhofer-Gesellschaft wurde ein Ort geschaffen, an dem Grundlagenforschung direkt in industrielle Anwendbarkeit überführt wird.
- Technologische Meilensteine für eine vernetzte Welt
In den letzten 15 Jahren wurden zahlreiche technologische Durchbrüche erzielt. Früh entwickelte das Fraunhofer IZM-ASSID Verfahren für Through-Silicon-Vias (TSV), multischichtige Umverdrahtungen (Redistribution Layers) und Chipstapelung mit hoher Ausbeute. Heute arbeitet das Institut an hochpräzisem Hybridbonding, das für moderne Chiplet-Architekturen und Quantencomputer unverzichtbar ist.
Ein greifbares Beispiel ist der Einsatz von Silizium-Interposern mit integrierter Flüssigkeitskühlung zur thermischen Stabilisierung von Hochleistungsprozessoren – ein Ansatz, der in Rechenzentren ebenso Anwendung findet wie in mobilen Geräten oder zukünftigen autonomen Fahrzeugen. Auch die Miniaturisierung von Sensorplattformen für medizinische Implantate, wie etwa bei neuronalen Stimulatoren, wurde hier entscheidend vorangebracht.
- CEASAX und APECS: Zwei Schlüsselprojekte für Europas Technologiestärke
2024 wurde gemeinsam mit dem Dresdner Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme (IPMS) das Center for Advanced CMOS and Heterointegration Saxony (CEASAX) gegründet. Es bündelt die komplette 300-mm-Wertschöpfungskette der Mikroelektronik – vom Design bis zum Test – unter einem Dach. Der neue 4.000 m² große Reinraumkomplex in Dresden schafft ideale Voraussetzungen für Forschung an neuromorphen Architekturen, Quantenintegration und Edge-KI.
Parallel ist das Fraunhofer IZM-ASSID ein zentraler Akteur in der APECS-Pilotlinie (Advanced Packaging and Heterogeneous Integration for Electronic Components and Systems), einem Kernprojekt des EU Chips Act. Hier entstehen Technologien für Chiplets, die durch modulare Bauweise neue Freiheitsgrade in Leistung, Nachhaltigkeit und Kosten bieten. Der One-Stop-Shop-Ansatz der APECS-Pilotlinie ermöglicht insbesondere mittelständischen Unternehmen den Zugang zu modernster Mikroelektronikfertigung – von der Prototypenentwicklung bis zur Vorserienproduktion.
- Internationale Kooperationen, starke Netzwerke
Als aktives Mitglied im Silicon Saxony e. V. und Partner der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) ist das Fraunhofer IZM-ASSID hervorragend vernetzt – sowohl regional als auch international. Strategische Kooperationen bestehen u.a. mit GlobalFoundries, Infineon Technologies, Siemens, NXP, imec und dem CEA-Leti. Die Anbindung an die TU Dresden, u. a. über die Professur „Nanomaterials for Electronics Packaging“, sichert zudem den engen Austausch zwischen universitärer Lehre und anwendungsnaher Forschung.
Fraunhofer IZM-ASSID, Dresden