{"id":32948,"date":"2026-01-19T09:18:00","date_gmt":"2026-01-19T08:18:00","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=32948"},"modified":"2026-03-17T07:42:14","modified_gmt":"2026-03-17T06:42:14","slug":"green-asic-ein-green-ict-space-projekt-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/projekte\/fmd-projekte\/green-asic-ein-green-ict-space-projekt-2\/","title":{"rendered":"Green ASIC<\/strong> | Ein Green ICT Space-Projekt mit muVaP GmbH"},"content":{"rendered":"\n
©<\/span>Adobe Stock | Montri Thipsorn <\/div><\/div><\/div>\n
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Zielsetzung<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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Das Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC) zur Ansteuerung von piezoelektrischen Aktoren in den Mikroventilen und Mikropumpen der muVaP GmbH. Diese Technologie ist im Vergleich zu konventionellen Magnetventilen deutlich energieeffizienter. Damit soll der kompaktere ASIC den \u00dcbergang von stromhungrigen L\u00f6sungen zu hocheffizienten, stromsparenden Ventilen erleichtern und einen leiseren, einfacher bedienbaren Betrieb sicherstellen.<\/p>\n

Aktuell existieren keine effizienten Steuerelektroniken, die es erm\u00f6glichen, miniaturisierte und energieeffiziente Ger\u00e4te anzubieten. Insbesondere in Anwendungen, bei denen die Ventile in einer Multiarray-Form eingesetzt werden, wie zum Beispiel in Dialyseger\u00e4ten, zeigen die Ventile der muVaP GmbH bereits deutliche Vorteile. Mit diesen kann eine bessere Energieeffizienz und Proportionalit\u00e4t im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Magnetventilen erreicht werden, die viel Energie verbrauchen und unerw\u00fcnschte Abw\u00e4rme erzeugen.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

Technische Spezifikationen und Entwicklungsprozess<\/strong><\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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©<\/span>muVaP GmbH<\/div><\/div>\n<\/div><\/div>\n

Bis Projektende sollen funktionsf\u00e4hige Chips entwickelt werden, die in der realen Arbeitsumgebung des Ventils getestet werden k\u00f6nnen. Daf\u00fcr werden zun\u00e4chst die technischen Spezifikationen, z. B. die Anforderungen an den Ventiltreiber, wie Spannungsbereiche und Energieverbrauch, festgelegt. Anschlie\u00dfend findet die Entwicklung einer Topologie f\u00fcr die mehrkanalige Hochspannungspumpe mit Energier\u00fcckgewinnung, gefolgt von der Schaltplaneingabe, dem Layout und der Verifikation der Schaltung, statt. Die ASICs werden danach in der Waferfab gefertigt und mit einem Geh\u00e4use versehen und verifiziert.<\/p>\n

Die Muster-ASICs werden dann zusammen mit den vorhandenen Ventilen charakterisiert, wobei Leistungskriterien wie Stromverbrauch und Reaktionszeit gemessen und mit bestehenden L\u00f6sungen verglichen werden. Sicherheitstests, wie Verpolungsschutz und \u00dcberspannungsschutz, werden ebenfalls durchgef\u00fchrt. Die angestrebte Anwendung der Piezo-Mikro-Aktor-Technologie reicht von biomedizinischen und pharmazeutischen Bereichen bis hin zu medizinischen Diagnosen und Arzneimittelforschung.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n\n\n\n

Reduzierung des Energieverbrauchs<\/strong><\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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Durch die Verkleinerung der Steuerelektronik wird der Energieverbrauch der Piezoventile erheblich gesenkt; sie ben\u00f6tigen typischerweise nur etwa 40 mW im Vergleich zu mehreren Watt, die Magnetventile verbrauchen. Diese Energieeinsparung tr\u00e4gt direkt zur CO₂-Reduzierung bei. Zudem erm\u00f6glicht ein verbessertes Hardware-Ecodesign durch eine geringere Anzahl von Komponenten und kompaktere Bauweise eine effizientere Nutzung des verf\u00fcgbaren Raums, was die Effizienz der Anwendung steigert.<\/p>\n

Im Rahmen des Projekts soll die Anzahl der ben\u00f6tigten Bauteile f\u00fcr einen Ventiltreiber von \u00fcber 50 auf weniger als 10 durch die Implementierung eines ASICs reduziert werden. Dies f\u00fchrt zu einer signifikanten Verringerung der Leiterplattenfl\u00e4che und somit auch zu Einsparungen bei Gewicht, Fl\u00e4che und Kosten.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

Marktchancen und Anwendungspotenziale<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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Es gibt bereits zahlreiche Anfragen von Ger\u00e4teherstellern aus den Bereichen Robotik, Automotiv und MedTech, die das immense Anwendungspotenzial der Mikroventile erkannt haben. Diese Ventile sind besonders attraktiv f\u00fcr die Pharma- und Medizintechnik, da sie einen geringen Platzbedarf, einen extrem niedrigen Energieverbrauch sowie ein schnelles und pr\u00e4zises Ansprechverhalten bieten. Beispiele f\u00fcr Anwendungen sind Regelventile in medizinischen Beatmungsger\u00e4ten, Perfusionspumpen zur Medikamentenverabreichung und pneumatische Ventile in Dialysesystemen sowie in Zellkulturen und Zellbehandlungsger\u00e4ten. Dar\u00fcber hinaus finden die Mikroventile auch in verschiedenen industriellen Bereichen Verwendung, etwa im Tintenstrahldruck, in Druckregelventilen in der Luftfahrt, in Satelliten und in Systemen zur Kontrolle der Lebensmittel- und Umweltqualit\u00e4t. Die Einf\u00fchrung der ASIC-L\u00f6sung wird die Produktionskosten erheblich senken, was ein gro\u00dfes Wachstumspotenzial f\u00fcr die muVaP GmbH schafft.<\/p>\n

Nach Projektende wird sich das Fraunhofer EMFT auf die industrielle Umsetzung und Validierung der entwickelten ASIC-Technologie konzentrieren. Die erfolgreiche Herstellung der ASIC-Muster und deren Tests sind entscheidend, um die Zuverl\u00e4ssigkeit und Funktionalit\u00e4t der Technologie zu gew\u00e4hrleisten. Zudem sieht das Fraunhofer-Institut die M\u00f6glichkeit, in Zukunft weitere Kooperationen einzugehen, um ASICs oder andere Bauteile f\u00fcr unterschiedliche Anwendungen, einschlie\u00dflich Mikropumpen und Hochgeschwindigkeitsventile, zu entwickeln.<\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

©<\/span>Adobe Stock | Montri Thipsorn <\/div><\/div><\/div>\n
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Space-Projekt<\/strong> auf einem Blick<\/h3><\/span><\/th>\n <\/tr>\n \n

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Laufzeit<\/p>\n\n <\/td>\n

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01.11.2024\u202f\u2013 31.10.2025<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Projektpartner<\/p>\n\n <\/td>\n

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muVaP GmbH, Fraunhofer EMFT<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n

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Ziele<\/p>\n\n <\/td>\n

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  • Entwicklung eines energieeffizienten ASIC zur Steuerung piezoelektrischer Mikroventile<\/li>\n
  • Reduktion des Energieverbrauchs und CO\u2082\u2011Fu\u00dfabdrucks durch kompakte ASIC\u2011Designs<\/li>\n
  • Technische Spezifikation, Fertigung und Verifikation funktionsf\u00e4higer Chips<\/li>\n
  • Charakterisierung und Vergleich der ASIC\u2011L\u00f6sungen mit konventionellen Steuerelektroniken<\/li>\n<\/ul>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n
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F\u00f6rderung<\/p>\n\n <\/td>\n

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Im Rahmen des Kompetenzzentrums Green ICT @ FMD<\/p>\n\n <\/td>\n <\/tr>\n <\/table>\n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Im Projekt Green\u202fASIC wurde ein energieeffizienter anwendungsspezifischer Integrierter Schaltkreis (ASIC) f\u00fcr Mikroventile entwickelt, mit dem der CO\u2082\u2011Fu\u00dfabdruck moderner mikrofluidischer Systeme reduziert werden soll.<\/p>\n","protected":false},"author":138,"featured_media":32774,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[104],"tags":[],"class_list":["post-32948","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-fmd-projekte"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/32948","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/138"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=32948"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/32948\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":33028,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/32948\/revisions\/33028"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/32774"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=32948"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=32948"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=32948"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}