{"id":33386,"date":"2026-03-24T10:37:50","date_gmt":"2026-03-24T09:37:50","guid":{"rendered":"https:\/\/fmd-insight.de\/?p=33386"},"modified":"2026-06-22T17:00:04","modified_gmt":"2026-06-22T15:00:04","slug":"zuverlassigkeit-von-halbleitersystemen-sichern-uber-analyse-test-und-fehlerdiagnostik-von-heterogenen-systemen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fmd-insight.de\/de\/news\/interviews\/zuverlassigkeit-von-halbleitersystemen-sichern-uber-analyse-test-und-fehlerdiagnostik-von-heterogenen-systemen\/","title":{"rendered":"Zuverl\u00e4ssigkeit von Halbleitersystemen sichern<\/strong> | \u00dcber Analyse, Test und Fehlerdiagnostik von heterogenen Systemen"},"content":{"rendered":"\n
©<\/span>Adobe Stock | Vitte Yevhen <\/div><\/div><\/div>\n
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Im Interview: Frank Altmann vom Fraunhofer IMWS<\/strong><\/p>\n<\/div><\/div><\/div> \n <\/div>\n\n \n <\/div>\n\n\n

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Wie lassen sich komplexe Halbleitersysteme zuverl\u00e4ssig in die Anwendung bringen und welche Rolle spielt dabei die Qualit\u00e4tssicherung? Im Gespr\u00e4ch erl\u00e4utert Frank Altmann vom Fraunhofer IMWS, warum Charakterisierung, Test und Zuverl\u00e4ssigkeitsbewertung bereits in fr\u00fchen Entwicklungsphasen eine zentrale Rolle spielen, um Ausfallrisiken zu reduzieren und Entwicklungszeiten zu verk\u00fcrzen \u2013 insbesondere bei der Integration unterschiedlicher Chips und Halbleitertechnologien. Er erkl\u00e4rt zudem, wie die CTR-Plattform innerhalb der APECS-Pilotlinie diese Aufgaben adressiert und stellt die Bedeutung der Plattform f\u00fcr industrielle Anwendungen und f\u00fcr die Wettbewerbsf\u00e4higkeit Europas heraus.<\/strong><\/p>\n\n <\/div>\n <\/div>\n \n <\/div>\n\n\n

Herr Altmann, Sie sind am Fraunhofer IMWS Leiter des Gesch\u00e4ftsfelds \u00bbWerkstoffe und Bauelemente der Elektronik\u00ab Womit besch\u00e4ftigen Sie sich im Rahmen Ihrer Arbeit?<\/p>\n<\/div>

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Wir analysieren vor allem prozessbedingte Defektauspr\u00e4gungen und anwendungsspezifische Versagensmechanismen in elektronischen Bauelementen und Systemen. Unser Ziel ist es, die Ursachen f\u00fcr Ausf\u00e4lle zu verstehen und der Industrie gezieltes Feedback zur Verbesserung ihrer Herstellungstechnologien und f\u00fcr Bauteil-Designs zu geben, um eine hohe funktionelle Zuverl\u00e4ssigkeit sicherzustellen.<\/p>\n

Im Gesch\u00e4ftsfeld \u00bbWerkstoffe und Bauelemente der Elektronik\u00ab betrachten wir die gesamte Bandbreite von nanometerskaligen Transistortechnologien \u00fcber integrierte Schaltkreise bis hin zu elektronischen Bauelementen, Leiterplatten und ganzen elektronischen oder mechatronischen Systemen. Hierbei liegt ein zentraler Schwerpunkt auf der Automobilelektronik, insbesondere in der Zusammenarbeit mit Zulieferern und gro\u00dfen Industrieunternehmen in Deutschland. Hier gibt es besonders anspruchsvolle Fragestellungen wegen der sehr hohen Qualit\u00e4tsanspr\u00fcche und harschen Umgebungen, in der die Elektronik im Einsatz zuverl\u00e4ssig funktionieren muss.<\/p>\n

Seit diesem Jahr \u00fcbernehme ich zudem die administrativen Aufgaben des Instituts als stellvertretender Institutsleiter.<\/p>\n<\/div>

Was macht das Fraunhofer IMWS und vor allem Ihre Abteilung im Bereich Fehlerdiagnostik und Zuverl\u00e4ssigkeitsforschung besonders?<\/p>\n<\/div>

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Das Institut hat historisch eine sehr hohe Expertise im Bereich der Elektronenmikroskopie aufgebaut \u2013 einer hochaufl\u00f6senden Mikroskopietechnik, die es erlaubt, bis in die atomare Struktur von Materialien hineinzuschauen. Mittlerweile ist unser Methodenspektrum allerdings deutlich breiter. Wir verf\u00fcgen \u00fcber zahlreiche Analysetechniken zur mikroskopischen Lokalisierung von Defekten, aufeinander abgestimmte Pr\u00e4parationstechniken, mikroskopische Abbildungstechniken samt Bestimmung von Elementzusammensetzungen bis hin zur Spurenanalytik. Das Portfolio wird erg\u00e4nzt durch zahlreiche mikromechanischen Pr\u00fcfverfahren und abgerundet mit Simulationskompetenzen zur Modellierung von Bauteilverhalten und Versagensmechanismen.<\/p>\n

Eine Besonderheit des Instituts im Verbund der FMD ist, dass wir im Bereich der Elektronik selbst keine Technologien entwickeln, sondern die Technologieentwicklung anderer Forschungsinstitute und Industriepartner begleiten. Vorrangig betreiben wir Fehlerdiagnostik, um zu verstehen, warum Bauteile in der praktischen Anwendung ausfallen. So analysieren wir beispielsweise Elektronikkomponenten in Fahrzeugen, wenn durch deren Fehlfunktion das Fahrverhalten beeintr\u00e4chtigt ist.<\/p>\n

Unsere Arbeit hat dabei auch international eine hohe Sichtbarkeit. Wir veranstalten schon seit vielen Jahren einen Industrie-Workshop im Bereich Fehlerdiagnostik, der stets zahlreiche Teilnehmer:innen aus ganz Europa anzieht.<\/p>\n

Eine Besonderheit ist zudem: Obwohl das Institut selbst nur eine Abteilung mit Fokus auf die Mikroelektronik hat, sind wir seit kurzem Teil der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD). Hier sind wir mit unserer Abteilung nat\u00fcrlich sehr aktiv und bringen unsere geballte Expertise im Bereich Zuverl\u00e4ssigkeitsforschung und Fehlerdiagnostik ein.<\/p>\n<\/div>

Zuverl\u00e4ssigkeit ist das Thema, \u00fcber das wir heute im Detail sprechen wollen \u2013 vor allem mit Blick auf die CTR-Plattform. K\u00f6nnen Sie kurz erkl\u00e4ren, worum es bei dieser Plattform genau geht?<\/p>\n<\/div>

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Die CTR-Plattform steht f\u00fcr Characterization, Test und Reliability \u2013 also Charakterisierung, Test und Zuverl\u00e4ssigkeit. Sie legt einen starken Fokus auf die Analyse und die Bewertung von Bauelementen und greift dabei auf Methoden zur\u00fcck, die unser Institut bereits in anderen Bereichen einsetzt.<\/p>\n

Charakterisierung umfasst dabei eine Vielzahl von Methoden. Bauelemente m\u00fcssen w\u00e4hrend der gesamten Prozessentwicklung schrittweise untersucht werden, um sicherzustellen, dass sie die gew\u00fcnschten Funktionen und Performances liefern. Dazu geh\u00f6ren elektrische Funktionstest auf Wafer- und Bauelementebene \u2013 je nach Anwendung auch bis in den Hochfrequenzbereich \u2013 sowie mikroskopische Analyseverfahren, die dazu dienen, Prozessabweichungen zu untersuchen, zu verstehen und abzustellen. Die Prozesscharakterisierung erfolgt innerhalb oder nahe der Fertigungslinien. Wir unterst\u00fctzen die Prozessentwicklung und -qualifizierung mit zus\u00e4tzlichen, insbesondere sehr hochaufl\u00f6senden Techniken, die in den Technologie-Instituten oder der Industrie nicht verf\u00fcgbar sind.<\/p>\n

Das elektrische Testen bezieht sich auf die \u00dcberpr\u00fcfung der Funktionalit\u00e4t und Performance der Bauelemente. Entsprechende Tests beginnen bereits auf der Ebene einzelner Teststrukturen und Chips unter Verwendung von Kontaktstiften und Pr\u00fcfkarten. Zus\u00e4tzlich wird nach der Kontaktierung und Verhausung das gesamte Bauelement getestet, was bei komplexen 3D-integrierten Bauelementen sehr aufwendig werden kann, insbesondere wenn z.B. noch photonische Komponenten dazu kommen. Diese Tests, insbesondere auf Waferebene, erfordern einen hohen Durchsatz, was sehr hohe Anforderungen an die Kontaktierungstechnik und Messtechnik mit sich bringt.<\/p>\n

Die Gew\u00e4hrleistung der Zuverl\u00e4ssigkeit schlie\u00dflich betrifft die Absicherung der Funktionalit\u00e4t \u00fcber die spezifizierte Lebensdauer der Bauteile, besonders unter anwendungsrelevanten Einsatzbedingungen. Besonders deutlich wird das im Automobilbereich: Elektronische Komponenten m\u00fcssen in Fahrzeugen zuverl\u00e4ssig funktionieren, auch wenn sie wechselnden Temperaturen, Feuchtigkeit oder mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Um dies zu bewerten, werden beschleunigte Zuverl\u00e4ssigkeitstests mit entsprechend festgelegten Belastungsparametern durchgef\u00fchrt, um Lebensdauervorhersagen zu treffen und Alterungsprozesse zu untersuchen. Anschlie\u00dfend werden entsprechende Degradationsmechanismen der Bauelemente hochaufl\u00f6send analysiert, um deren Ursachen auf die Spur zu kommen. Hier spielt auch die Fehlerdiagnostik eine zentrale Rolle, die am Institut intensiv betrieben wird und direkt R\u00fcckschl\u00fcsse auf die Verbesserung von Bauteil-Designs und die Optimierung von Herstellungsprozessen erlaubt.<\/p>\n<\/div>

Wie reiht sich die Plattform in die APECS-Pilotlinie ein?<\/p>\n<\/div>

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Bei der APECS-Pilotlinie geht es um die Entwicklung sehr komplexer heterogener Bauelemente, die verschiedene Technologievarianten und Chips miteinander in einem Package verbinden. Ein Schl\u00fcssel f\u00fcr die Attraktivit\u00e4t der CTR-Plattform f\u00fcr die Industrie ist, dass die gesamte Herstellungskette bis hin zur Qualit\u00e4tssicherung umfassend mit einer sehr hohen Kompetenz und hochmodernen Ausstattung im Bereich der Charakterisierung, Tests und Fehlerdiagnostik unterst\u00fctzt wird. So k\u00f6nnen z.B. bereits fr\u00fchzeitig die Herausforderungen f\u00fcr die Zuverl\u00e4ssigkeit identifiziert und bewertet werden, die sp\u00e4ter in der Anwendung auftreten k\u00f6nnten. Dadurch werden Qualit\u00e4ts- und Zuverl\u00e4ssigkeitsfragen gleich zu Beginn der technischen Entwicklung ber\u00fccksichtigt. Das reduziert Qualit\u00e4tsrisiken, beschleunigt die erfolgreiche Markteinf\u00fchrung und schafft damit Wettbewerbsvorteile f\u00fcr die europ\u00e4ische Industrie.<\/p>\n

Die CTR-Plattform ist dabei f\u00fcr alle Technologiebl\u00f6cke innerhalb von APECS relevant, denn die heterogene Integration ist auch im Hinblick auf Fehlerdiagnostik besonders anspruchsvoll. Unterschiedliche Technologien werden in sehr kompakten, komplexen Bauelementen miteinander verbunden. Dabei entstehen zahlreiche Kontaktfl\u00e4chen, etwa f\u00fcr Signalwege zwischen Chips, und die eingesetzten Materialien m\u00fcssen optimal zusammenspielen. Aufgrund dessen ergeben sich besondere Herausforderungen an Qualit\u00e4tssicherung und Zuverl\u00e4ssigkeit, ebenso werden noch effizientere Test- und Analyse-Methoden n\u00f6tig.<\/p>\n<\/div>

Wie sehen diese Herausforderungen konkret aus?<\/p>\n<\/div>

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Durch das Stapeln von Chips \u2013 also die 3D-Integration \u2013 testet man nicht mehr nur einen einzelnen Chip, der anschlie\u00dfend in einem Gesamtpackage noch einmal funktional gepr\u00fcft wird. Stattdessen werden verschiedene Chips oder standardisierte Chip-L\u00f6sungen, sogenannte Chiplets, miteinander verbunden und gemeinsam in einem Bauelement integriert.<\/p>\n

Dabei kommen auch neue Herstellungsverfahren zum Einsatz, etwa das hybride Waferbonden. In diesem Prozess muss sichergestellt werden, dass eine sehr gro\u00dfe Anzahl von mikrometerskaligen Kontaktpunkten zwischen den einzelnen Chips zuverl\u00e4ssig realisiert wird \u2013 insbesondere bei Hochleistungsanwendungen mit hoher Funktionsdichte. Allein das erh\u00f6ht die technologische Komplexit\u00e4t erheblich.<\/p>\n

Hinzu kommt, dass bei der Heterointegration nicht nur Siliziumchips mit vergleichbarer Technologie kombiniert werden. Vielmehr werden ganz unterschiedliche Halbleiterbauelemente in einem Package zusammengef\u00fchrt. Beispielsweise ein in Siliziumtechnologie gefertigter Controller f\u00fcr die Steuerung, ein MEMS-Sensor oder auch Galliumnitrid-Bauelemente f\u00fcr die Hochfrequenzsignalverarbeitung. Diese Material- und Technologievielfalt innerhalb eines einzigen hochintegrierten Systems stellt eine besondere Herausforderung dar und bringt zus\u00e4tzliche Zuverl\u00e4ssigkeitsrisiken mit sich, die gezielt untersucht und bewertet werden m\u00fcssen.<\/p>\n<\/div>

Das Fraunhofer IMWS arbeitet nicht allein innerhalb von APECS an der CTR-Plattform. Wie ist das Thema aufgeteilt?<\/p>\n<\/div>

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Im Bereich Testen und Zuverl\u00e4ssigkeit sind vor allem das Fraunhofer ENAS \u2013 mit dem European Test and Reliability Center \u2013 und das Fraunhofer IMWS vertreten. Wir teilen uns hier auch die Projektleitung und bringen unsere jeweiligen Kompetenzen in die Plattform ein. Das EMFT ist ein wichtiger Partner im Bereich der Zuverl\u00e4ssigkeitspr\u00fcfung bez\u00fcglich elektrostatischer Entladungen (ESD).<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus spielt auch das Thema Testen auf Hardwaresicherheit eine wichtige Rolle. Dabei geht es um die funktionale Sicherheit von Bauelementen gegen\u00fcber gezielten Angriffen, etwa durch Hardware-Trojaner oder das gezielte Auslesen von Daten. F\u00fcr diese Fragestellungen gibt es spezielle Pr\u00fcf- und Analysemethoden, die vom Fraunhofer AISEC eingebracht werden. Auch dieser Aspekt ist ein zentraler Bestandteil der CTR-Plattform.<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus sind viele weitere Institute mit spezifischen Charakterisierungskompetenzen f\u00fcr die eigenen Technologielinien beteiligt.<\/p>\n<\/div>

Welche infrastrukturellen und organisatorischen H\u00fcrden bringt die Zusammenarbeit innerhalb von APECS mit sich?<\/p>\n<\/div>

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Die vorhandenen Kompetenzen der Institute m\u00fcssen koordiniert und geb\u00fcndelt werden. Unterschiedliche Technologieplattformen, die an verschiedenen Instituten entwickelt werden, m\u00fcssen nach dem Prinzip der Heterointegration f\u00fcr die Bauelementherstellung zusammengef\u00fchrt werden. Daf\u00fcr brauchen wir standardisierte Abl\u00e4ufe mit klar definierten Schnittstellen und eine gemeinsame Datenbasis. Es ist eine der zentralen Aufgaben beim Aufbau der APECS-Pilotlinie, die Prozesse so aufeinander abzustimmen, dass sie \u00fcber Institutsgrenzen hinweg kompatibel sind. Daf\u00fcr werden im Rahmen des Projektes unterschiedliche Demonstratoren entwickelt und ihre Einsatztauglichkeit getestet.<\/p>\n

Ein zweiter, ebenso wichtiger Aspekt ist die Qualit\u00e4tssicherung. Die CTR-Plattform ist hier bewusst als Querschnittsplattform angelegt. Sie ist nicht isoliert an einem einzelnen Institut angesiedelt, sondern begleitet die Technologieentwicklung \u00fcbergreifend. Ziel ist es, entsprechende Pr\u00fcf-, Test- und Analyseleistungen dort bereitzustellen, wo sie ben\u00f6tigt werden, und die Funktionalit\u00e4t und Zuverl\u00e4ssigkeit komplexer heterointegrierter Bauelemente zu gew\u00e4hrleisten. Daf\u00fcr erweitern wir unsere Test- und Analyseinfrastrukturen. Diese nutzen wir, um Bauelemente aus der APECS-Pilotlinie zu pr\u00fcfen und zu bewerten. Zugleich k\u00f6nnen wir unsere erweiterten Kompetenzen auch Industriepartnern f\u00fcr deren Qualit\u00e4tssicherung anbieten. So erweitern wir das Pilotfertigungsportfolio der FMD um Angebote an die Industrie f\u00fcr das funktionale Testen mit hohem Durchsatz, Testen auf elektrostatische Festigkeit, spezifische anwendungsspezifische Stresstests und die Aufkl\u00e4rung von Ausfallursachen mittels Fehlerdiagnostik und \u00dcberpr\u00fcfung der Hardwaresicherheit.<\/p>\n

Insgesamt versteht sich die CTR-Plattform also als Angebot in zwei Richtungen. Nach innen, um Technologieentwicklung innerhalb von APECS zu unterst\u00fctzen und eine hohe Fertigungsqualit\u00e4t und Einsatztauglichkeit abzusichern, und nach au\u00dfen, um der Industrie ein qualifiziertes Angebot zur Qualit\u00e4tssicherung ihrer Produkte zu machen.<\/p>\n<\/div>

Welche konkreten Vorteile ergeben sich f\u00fcr Unternehmen aus diesen Ans\u00e4tzen und aus der Arbeit der CTR-Plattform innerhalb von APECS?<\/p>\n<\/div>

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Wenn Bauelemente auf den Markt kommen, m\u00fcssen sie klar definierten Qualit\u00e4tsanforderungen entsprechen und hinsichtlich m\u00f6glicher Risiken so umfassend wie m\u00f6glich analysiert worden sein. Idealerweise werden potenzielle Schwachstellen bereits vor dem Markteintritt identifiziert und entsprechende Optimierungen im Design oder in den Herstellungsprozessen vorgenommen. Gleichzeitig ist es in der Praxis kaum m\u00f6glich, alle Zuverl\u00e4ssigkeitsrisiken vollst\u00e4ndig im Voraus aufzudecken \u2013 insbesondere bei hochkomplexen Systemen. In solchen F\u00e4llen treten Probleme oft erst w\u00e4hrend der Anwendung, quasi im Feld auf. Das k\u00f6nnen beispielsweise Ausf\u00e4lle von Steuerger\u00e4ten im Fahrzeug oder Defekte in leistungselektronischen Komponenten sein. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten Anwendungen wie z.B. in der Automobilelektronik sind solche Feldausf\u00e4lle sehr kritisch und kostenintensiv, wenn man an R\u00fcckrufaktionen denkt. Hier besteht ein hoher Druck, die Ausfallursachen schnell und tiefgreifend aufzukl\u00e4ren. Besser ist es jedoch, schon vor der Markteinf\u00fchrung alles daf\u00fcr zu tun, dass die Zuverl\u00e4ssigkeit und Lebensdauer von Bauelementen im jeweiligen Anwendungsfeld abgesichert ist.<\/p>\n

Hier setzt das Angebot von APECS und der CTR-Plattform an. Wir unterst\u00fctzen Industriepartner auf international anerkanntem Niveau. Daf\u00fcr setzen wir sehr ausgereifte und hochentwickelte Test- und Analysemethoden ein, die wir kontinuierlich weiterentwickeln und gezielt f\u00fcr neue Herstellungstechnologien und Bauelement-Designs adaptieren. Das konkrete Angebot an die Industrie besteht darin, Entwicklungsprozesse und Technologielinien fundiert zu begleiten und belastbare Aussagen zur Einsatztauglichkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit von elektronischen Bauelementen abzuleiten. Auf diese Weise k\u00f6nnen Unternehmen Ausfallrisiken minimieren, Entwicklungszeiten verk\u00fcrzen und die Qualit\u00e4t ihrer Produkte gezielt absichern.<\/p>\n<\/div>

K\u00f6nnen Sie an einem konkreten Beispiel erkl\u00e4ren, wie man hochaufl\u00f6sende Analyse- und Messtechnik in der Fehlerdiagnostik einsetzt?<\/p>\n<\/div>

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Schauen wir uns gern ein typisches Szenario an, um das zu skizzieren. \u00a0Zum Beispiel elektrische \u00dcberbelastungen durch kurze Hochspannungspulse, verursacht durch pl\u00f6tzliche Entladungsvorg\u00e4nge oder elektrische Fehlfunktionen, die auf elektronische Bauelemente einwirken k\u00f6nnen. In der Folge entstehen Kurzschl\u00fcsse in Isolationsschichten, die Leckstr\u00f6me verursachen. Solche Defekte f\u00fchren h\u00e4ufig zu lokalen Bereichen mit erh\u00f6htem elektrischem Widerstand. Flie\u00dft dort Strom, entsteht lokal W\u00e4rme \u2013 sogenannte Hotspots.<\/p>\n

Diese Hotspots k\u00f6nnen wir mit mikroskopischen W\u00e4rmebildtechniken detektieren. Solche W\u00e4rmebildverfahren sind vielen aus dem Alltag bekannt, am Fraunhofer IMWS haben wir sie jedoch bis an die physikalischen Aufl\u00f6sungsgrenzen weiterentwickelt. Mit diesen sehr empfindlichen Techniken lassen sich selbst kleinste W\u00e4rmequellen pr\u00e4zise lokalisieren und direkt auf die entsprechende Defektstelle im Bauelement zur\u00fcckf\u00fchren. Gerade bei dreidimensionalen Chip-Aufbauten in hochintegrierten Bauelementen, wie sie in APECS entwickelt werden, ist es zudem entscheidend, die exakte Position in allen drei Raumrichtungen zu bestimmen und damit auch die Tiefe des Defekts im Chip-Stapel zu lokalisieren. Daf\u00fcr haben wir ein patentiertes Verfahren entwickelt, dass die W\u00e4rmeausbreitung bis zum Ursprung zur\u00fcckrechnet und so den Hotspot sehr genau erkennbar macht. Unsere Verfahren sind inzwischen so ausgereift, dass sie auch kommerziell in entsprechenden Analyseger\u00e4ten genutzt werden k\u00f6nnen. Im Rahmen von APECS arbeiten wir derzeit daran, die n\u00e4chste Generation dieser Messtechniken zu entwickeln, um noch pr\u00e4zisere und sensitivere Messungen zu erm\u00f6glichen.<\/p>\n

Ist die Position des Hotspots ermittelt, folgt die gezielte Pr\u00e4paration zur Freilegung der Defektstelle. Daf\u00fcr setzen wir verschiedene Verfahren zu Entfernung der Einhausungsmaterialien, R\u00fcckpr\u00e4paration von Schichten und der pr\u00e4zisen Querschnittspr\u00e4paration mittels Laser- und fokussierender Ionenstrahltechniken ein. Anschlie\u00dfend wird die Defektstruktur wenn n\u00f6tig bis auf die atomare Skala mit hochaufl\u00f6sender Elektronenmikroskopie oder anderen mikroskopischen Analyseverfahren untersucht. Erst mit dieser tiefgreifenden Analyse l\u00e4sst sich die Fehlerursache im Detail verstehen und ableiten, ob die Defektbildung durch prozess- oder strukturbedingte Schwachstellen beg\u00fcnstigt wurde und welche Technologieverbesserungen vorgenommen werden k\u00f6nnten.<\/p>\n<\/div>

Wie grenzt sich APECS mit der CTR-Plattform von den anderen Pilotlinien ab, und wo liegen die Schnittstellen?<\/p>\n<\/div>

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Die enge Vernetzung mit den anderen Pilotlinien ist von Anfang an mitgedacht. Wir haben zum Beispiel sehr viel Interaktion mit den Pilotlinien am CEA-Leti und am imec, die sich stark auf Chiptechnologien konzentrieren. In APECS liegt der Fokus dagegen auf der Heterointegration, also auf dem Zusammenbringen von Chips oder Chiplets unterschiedlicher Halbleitertechnologien zu komplexen hochintegrierten Bauelementen. Daraus ergibt sich eine nat\u00fcrliche Verbindung: Chips oder Chiplets, die in den anderen Pilotlinien entwickelt und hergestellt werden, werden in der APECS-Pilotlinie zu einem komplexen System integriert. Damit wird ein sehr weitreichendes, miteinander verzahntes Technologieportfolio als Angebot an die europ\u00e4ische Mikroelektronikindustrie aufgebaut und zusammengef\u00fchrt.<\/p>\n

Wir unterst\u00fctzen als Institut und im Rahmen der CTR-Plattform die APECS-Pilotlinie und die anderen Pilotlinien mit unserer international anerkannten Expertise im Bereich der Fehlerdiagnostik und Zuverl\u00e4ssigkeitsbewertung. Mit den weiteren Kompetenzen der CTR-Plattform im Bereich Testen bis hin zur Hardwaresicherheit k\u00f6nnen wir ein sehr umfassendes Portfolio in der Qualit\u00e4tssicherung\u00a0 anbieten, das so in den anderen Pilotlinien nicht vorhanden ist, und wir k\u00f6nnen so auch direkt Industriepartner unterst\u00fctzen.<\/p>\n<\/div>

APECS l\u00e4uft nun seit etwas \u00fcber einem Jahr. Wie ist der aktuelle Stand, und welche n\u00e4chsten Schritte stehen an?<\/p>\n<\/div>

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Ein zentraler Schwerpunkt in der ersten Phase war der Aufbau der notwendigen Analyse- und Testinfrastruktur. Daf\u00fcr mussten zun\u00e4chst geeignete Ger\u00e4te spezifiziert werden. Welche Analyseverfahren werden ben\u00f6tigt und was l\u00e4sst sich sinnvoll erg\u00e4nzend zu bereits vorhandener Ausstattung aufbauen, um die relevanten Fragestellungen bewerten zu k\u00f6nnen?<\/p>\n

In diesem Zusammenhang haben die Kolleg:innen sehr intensiv Analysetechnik evaluiert, die notwendigen Ger\u00e4teparameter spezifiziert und die Beschaffungen vorangetrieben. Nun werden schrittweise Ger\u00e4te geliefert und installiert. Erste Systeme sind aufgestellt und in Betrieb genommen. So konnten wir vor Kurzem beispielsweise ein neues hochaufl\u00f6sendes analytisches Transmissionselektronenmikroskop mit einer neuen Detektorgeneration einweihen.<\/p>\n

Auch an anderen Instituten geht der Aufbau von Analyse- und Testverfahren voran. Inzwischen sind wir auch schon dabei, erste Analysen durchzuf\u00fchren: Proben werden untersucht, und die Zusammenarbeit mit den Technologieplattformen innerhalb von APECS nimmt Fahrt auf.<\/p>\n

In der n\u00e4chsten Phase wird der Fokus nun st\u00e4rker darauf liegen, diese Infrastruktur gemeinsam weiter auszubauen. Ziel ist es, die Verfahren nicht nur im eigenen Forschungsumfeld einzusetzen, sondern sie auch f\u00fcr anwendungsnahe Fragestellungen im Bereich der Qualit\u00e4tssicherung f\u00fcr die Industrie systematisch verf\u00fcgbar zu machen.<\/p>\n<\/div>

Lassen Sie uns abschlie\u00dfend noch einen Blick auf die Bedeutung von APECS f\u00fcr die Wettbewerbsf\u00e4higkeit Europas im Bereich Halbleitertechnologien werfen.<\/p>\n<\/div>

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Europa ist gerade in dem Feld der Leistungselektronik und komplexen hochintegrierten elektronischen Systeme stark und genau hier liegt auch weiteres Ausbaupotenzial. Bei speziellen Technologien, etwa in der Silizium-Chiptechnologie, ist die Situation allerdings differenzierter zu betrachten. Im internationalen Vergleich ist deutlich zu sehen, dass Europa in der Massenfertigung von Halbleitern oft nicht wettbewerbsf\u00e4hig ist. Gro\u00dfe Volumen werden vor allem in den USA und in Asien gefertigt.<\/p>\n

Mit APECS und den Pilotlinien verfolgen wir deshalb bewusst das Ziel, Bereiche zu st\u00e4rken, in denen Europa einen echten Mehrwert bieten kann: die 3D- und Heterointegration, die Beherrschung sehr hoher Technologie- und Materialkomplexit\u00e4t und die Realisierung multipler Funktionalit\u00e4ten auf kleinstem Raum, wie zum Beispiel die Integration von Sensorik-, Hochfrequenz oder Photonik-Technologien. Hier wollen wir Innovationen gemeinsam mit der Industrie vorantreiben und einen Marktvorsprung f\u00fcr Europa erarbeiten.<\/p>\n

Aus meiner Sicht liegt der entscheidende Hebel auf der Systemebene: hohe Kompaktheit, hohe Funktionsdichte, gepaart mit der F\u00e4higkeit, solch komplexe Systeme bis zur Marktreife entwickeln zu k\u00f6nnen und nicht zuletzt die Zuverl\u00e4ssigkeit im Anwendungsumfeld zu beherrschen. Das ist ein Ansatz, der auf bestehende, sehr breite Technologiekompetenzen der FMD \u00a0setzt und nun im Rahmen der APECS-Pilotlinie gezielt weiterentwickelt wird. Nat\u00fcrlich sind wir mit diesem Vorhaben nicht allein. \u00c4hnliche Initiativen gibt es auch in Japan oder in den USA. Ich bin aber \u00fcberzeugt, dass wir hier in Europa derzeit ein gutes St\u00fcck voraus sind.<\/p>\n

Ich denke, dass auch unsere vorausschauende Herangehensweise, z. B. Qualit\u00e4tssicherung als integralen Bestandteil von Technologieentwicklung zu begreifen, eine besondere St\u00e4rke der FMD ist und ein Aush\u00e4ngeschild f\u00fcr Europa sein kann. Sie ist damit auch ein wesentlicher Baustein f\u00fcr Wettbewerbsf\u00e4higkeit der europ\u00e4ischen Elektronikindustrie. Genau hier setzt die CTR-Plattform auch strategisch an.<\/p>\n<\/div><\/div>\n\n\n

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©<\/span>Fraunhofer Mikroelektronik<\/div><\/div>\n <\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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