12.04.2022

Velektronik | Plattform für vertrauenswürdige Elektronik Newsroom | Projektportraits | Romy Zschiedrich

Als Schlüsseltechnologie der Digitalisierung und Kern jedes digitalen Systems, muss Mikroelektronik unzähligen Anforderungen entsprechen. Der zuverlässige Einsatz elektronischer Bauteile gewährleistet nicht nur die Sicherheit unserer Daten und die Möglichkeit uneingeschränkter Kommunikation ab, sondern kann in Form von Bauteilen für selbstfahrende Autos Autonomes Fahren bezeichnet das selbstständige, zielgerichtete Fahren eines Fahrzeugs ohne das Eingreifen eines menschlichen Fahrers. Das Fahrzeug bewegt sich durch ein Zusammenspiel aus Sensoren, Aktoren und Mikroprozessorsystemen, die sowohl einzeln als auch gemeinsam zuverlässig und vertrauenswürdig arbeiten müssen, damit die Sicherheit der Insassen gewährleistet werden kann. Benötigte Technologien hierbei sind Videokameras, Radarsensoren, LiDAR-Sensoren und GPS-Systeme.   beispielsweise über Leben und Tod entscheiden.

Im Rahmen der Förderrichtlinie für Vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) sollen neuartige Methoden, Lösungen und Prozesse erforscht und entwickelt werden. Dabei liegt der Fokus auf drei ineinander verschränkten Themen: dem Design und der Fertigung von Elektronik sowie der Analyse der Wertschöpfungsketten.

Elektronik ist dann vertrauenswürdig, wenn sie den Erwartungen an die Funktionalität entspricht und gleichzeitig keine Hintertüren oder Schwachstellen für Angreifer und Manipulationen offenlässt.

lœwn | logulagu GmbH

Ziel des Projektes Velektronik ist es, eine Plattform für vertrauenswürdige Elektronik zu schaffen. Dabei werden übergreifende Fragestellungen in den drei Säulen, Design, Fertigung und Analyse der Mikroelektronik-Wertschöpfungskette bearbeitet. Erforscht werden dafür beispielsweise vertrauenswürdige Entwurfsmethoden, Analyseverfahren und Ansätze für besonders vertrauenswürdige Fertigungsverfahren für die Kleinserie. Die angestrebte Plattform wird sich auf die technologische Übersicht, Beiträge zur notwendigen Standardisierung, das Netzwerk von Forschung und Wirtschaft sowie das letztendliche Know-how konzentrieren, um dem zunehmenden Bedarf nach höherer Vertrauenswürdigkeit in der Elektronik konkrete Antworten mit Lösungskonzepten entgegenzusetzen. Daran arbeiten die Kooperationspartner aus Fraunhofer-Gesellschaft und Leibniz-Gemeinschaft in der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) zusammen mit dem edacentrum.

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Um das Vertrauen in Elektronik zu stärken und sie sicher und zuverlässig einsetzen zu können, müssen wir eine souveräne Position in globalen Wertschöpfungsketten einnehmen. Velektronik vereint die Expertise wichtiger Kernakteure, um nachhaltige Lösungen für Europas technologische Souveränität Technologische Souveränität beschreibt den Anspruch und die Fähigkeit, Schlüsseltechnologien international auf Augenhöhe mitzugestalten. Sie ist die Voraussetzung, um in einem härter werdenden internationalen Technologiewettbewerb nicht in Abhängigkeiten zu geraten und damit wirtschaftliche und politische Gestaltungsfähigkeit zu verlieren. Dies kann auch erfordern, Lösungen und Produkte in strategisch relevanten Feldern in Europa selbst zu entwickeln und zu produzieren, etwa, wenn sie auf dem globalen Markt nicht mit den aus europäischer Sicht notwendigen Eigenschaften und Fähigkeiten verfügbar sind.   zu finden.

Jörg Stephan | Programm-Manager in der FMD

Jörg Stephan, Dipl.-Phys., studierte Physik in Berlin und Manchester. Er absolvierte den Masterstudiengang »Microelectronic Engineering and Semiconductor Physics« in Cambridge. An der Universität Potsdam leitete er das Nanosystemlabor und beschäftigte sich mit Simulationen an organischen Festkörperoberflächen. Seit 2002 ist Jörg Stephan beim Fraunhofer-Verbund Mikroelektronik beschäftigt und seit 2017 Programm-Manager in der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland. Jörg Stephan ist Plattform-Koordinator im Projekt Velektronik.

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Was hat Vertrauen mit Elektronik zu tun?

Vertrauenswürdige Elektronik ist ein recht neuer Begriff. Man versucht das Konzept »Vertrauen«, das man von Software kennt, auch auf die Hardware zu übertragen. Elektronik ist überall, egal ob bei Telekommunikation oder in kritischen Infrastrukturen. Wenn wir unserer Elektronik nicht vertrauen können, sind wir also ohne Vertrauen in die Technik. Mikroelektronische Bauelemente sind dabei so klein, dass man als Anwender die Funktionsweise nicht mehr erkennen kann. Vertrauen hat in diesem Zusammenhang zwei Aspekte: Ein Aspekt ist, dass Elektronik das tut, was sie soll, der andere Aspekt ist, dass sie wirklich nur das tut; also keine zusätzlichen, versteckten Funktionalitäten enthält.

Was bedeutet das konkret?

Wenn wir von Elektronik sprechen, sprechen wir meist vom Endprodukt. Das besteht aber ja aus diversen Bauteilen, die alle auf ihre Vertrauenswürdigkeit überprüft werden müssen. Das beginnt beim Design, geht über die Produktion bis zu den Lieferketten. Jeder Systemintegrator muss dabei allen Schritten in der Lieferkette vertrauen können. Er ist es, der am Ende die Haftung für sein Produkt übernimmt. Gerade kleine Unternehmen verfügen häufig nicht über die Mittel, beispielsweise der Eingangskontrolle, um sicherzustellen, dass ihre Bauteile wirklich vertrauenswürdig sind. Hinzu kommt, dass mikroelektronische Wertschöpfungsketten wahnsinnig komplex sind. Es gibt viele hochspezialisierte Zulieferer, die auf der ganzen Welt verteilt sind.

Was ist während der Projektlaufzeit und darüber hinaus geplant?

Wir sind ja erst am Anfang der Reise zur vertrauenswürdigen Elektronik. Es gibt viele Anknüpfungspunkte in Deutschland und Europa. Im Laufe der nächsten zwölf Monate wird es zum Beispiel einen Wissensgraphen geben, der es Endanwendern ermöglicht, die Vertrauensklasse für ihr Produkt zu definieren. Sie können dann analysieren, wo die Risiken sind und prüfen, wo sie nachbessern können, um eine höhere Vertrauensklasse zu erreichen. Langfristig soll es zu einer Verstetigung des Themas kommen, sodass daraus schließlich auch eine Art »Vertrauenssiegel made in Germany« wird. Als nächstes kommt es also darauf an, die Ergebnisse in die Anwendung zu bringen.

loewn | logulagu GmbH

Velektronik auf einen Blick

Projektstart

März 2021

Projektvolumen

6,01 Mio. Euro (5,73 Mio. Euro BMBF-Förderung)

Projektpartner

Fraunhofer-Institute AI Künstliche Intelligenz (KI) ist ein Teilgebiet der Informatik, das sich damit beschäftigt, Maschinen mit Fähigkeiten auszustatten, die intelligentem (menschlichem) Verhalten ähneln. Dies kann mit vorprogrammierten Regeln oder durch maschinelles Lernen erreicht werden.  SEC, EMFT, IAF, IIS, IMS, IMWS, IPMS, ISIT, ENAS und IZM

Ferdinand-Braun-Institut gGmbH, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik

IHP GmbH – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

edacentrum GmbH

Projektziele

Schaffen einer Plattform für vertrauenswürdige Elektronik

Stärkung der technologischen Souveränität über vertrauenswürdige Elektronik für die Industrie

Gewährleistung der Versorgung von Unternehmen mit vertrauenswürdiger Elektronik, speziell für Kleinserien

Anwendungsfelder

autonomes Fahren Autonomes Fahren bezeichnet das selbstständige, zielgerichtete Fahren eines Fahrzeugs ohne das Eingreifen eines menschlichen Fahrers. Das Fahrzeug bewegt sich durch ein Zusammenspiel aus Sensoren, Aktoren und Mikroprozessorsystemen, die sowohl einzeln als auch gemeinsam zuverlässig und vertrauenswürdig arbeiten müssen, damit die Sicherheit der Insassen gewährleistet werden kann. Benötigte Technologien hierbei sind Videokameras, Radarsensoren, LiDAR-Sensoren und GPS-Systeme.  

Medizintechnik

nachhaltige Energieversorgung

Industrie 4.0

  • Referenzpapier Vertrauenswürdige Elektronik

    Das Referenzpapier „Vertrauenswürdige Elektronik“ wird im Rahmen des Projekts Velektronik entwickelt, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wird. Das Projekt Velektronik hat zum Ziel, die Projekte des Förderprogramms Vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS) zu begleiten, indem es die Inhalte erfasst, die Ergebnisse in einen ganzheitlichen Ansatz einordnet und Lücken identifiziert. Dieses Referenzpapier leistet dazu einen wichtigen Beitrag. Das Papier wird in mehreren, jährlich aufeinander folgenden Teilen erweitert.

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