09.04.2022

Velektronik | Qualität, Transparenz und Sicherheit Newsroom | tmp | Tin Tin

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.

Um das Vertrauen in Elektronik zu stärken und sie sicher und zuverlässig einsetzen zu können, müssen wir eine souveräne Position in globalen Wertschöpfungsketten einnehmen.

Jörg Stephan | Programm-Manager in der FMD

Im Rahmen der Leitinitiative »Vertrauenswürdige Elektronik« 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 allen unseren Erwartungen an die Funktionalität entspricht und gleichzeitig keine Hintertüren oder Schwachstellen für Angreifer und Manipulationen offenlässt.

Die im Forschungsprojekt entstehende Plattform setzt hier an und wird die komplette Wertschöpfungskette berücksichtigen, um konkrete Lösungskonzepte für vertrauenswürdige Elektronik zu liefern. Dafür werden sich die Partner darauf konzentrieren, eine technologische Übersicht zu schaffen, Beiträge zur notwendigen Standardisierung zu erstellen und das Netzwerk von Forschung und Wirtschaft sowie das letztendliche Know-how aufzubauen.

Die Ergebnisse können anschließend innerhalb der Plattform, für weitere Forschungsvorhaben und vor allem von der Wirtschaft genutzt werden. Ein direkter Praxisbezug sowie eine starke industrielle Relevanz und Akzeptanz sind über einen Industriebeirat sichergestellt.

lœwn | logulagu Gmbh

Jörg Stephan über das Projekt Velektronik

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.

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.

zum Profil von Jörg Stephan

Der Imagefilm des Velektronik-Projekts

lœwn | logulagu GmbH
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Velektronik in Zahlen

Projektstart

März 2021

Projektvolumen

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

Teilnehmer

13 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, IZM und die FMD, sowie die beiden Leibniz-Institute FBH und IHP, Forschungsverbund Berlin e.V. und das edacentrum GmbH, Hannover)

Technologien

Anwendungen

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

Ziele

  • Schaffen einer Plattform für das Thema „Vertrauenswürdige Elektronik“
  • Stärkung der technologischen Souveränität über vertrauenswürdige Elektronik für die Industrie
  • Gewährleistung der Versorgung von Unternehmen mit vertrauenswürdiger Elektronik, speziell für Kleinserien