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Elektronikzentrum Dresden verdoppelt Forschungs-Etat

Ein erster chemischer Transistor wurde zur Zentrums-Erfäffnung bereits vorgeführt. Foto: Heiko Weckbrodt

Ein erster chemischer Transistor wurde zur Zentrums-Erfäffnung bereits vorgeführt. Foto: Heiko Weckbrodt

Exzellenzeinrichtung akquiriert 68 Millionen Euro für Vorlaufforschung

Dresden, 27. Februar 2013: Die TU Dresden hat gestern ihr neues Exzellenzzentrum für fortgeschrittene Elektronik offiziell eröffnet. Ein halbes Jahr nach dem offiziellen Förderzuschlag durch den Bund hat das „Center for Advanced Electronics Dresden“ (cfaed) bereits seinen Forschungsetat durch neue Zusagen mehr verdoppeln können, wie Zentrums-Leiter Professor Gerhard Fettweis auf Oiger-Anfrage mitteilte: Neben den 28 Millionen Euro Startkapital vom Bund stehen nun weitere 40 Millionen Euro zur Verfügung.

Ideen statt Billigproduktion

Sabine v. Schorlemer. Abb.: Land Sachsen

Sabine v. Schorlemer. Abb.: Land Sachsen

„Gegen billige Massenproduktion müssen wir Ideen und Innovationen stellen“, betonte Sachsens Wissenschaftsministerin Sabine von Schorlemer (parteilos) mit Blick auf die internationale Konkurrenz für den Standort Sachsen. „Wohlstand durch Vorsprung bei Innovationen“ laute das Motto und der Weg dahin werde durch Spitzenforschung wie am cfaed geebnet.

Dabei verfolgt das 60-köpfige Team aus Physikern, Mathematikern, Biologen und anderen Forscher um Prof. Fettweis einen – laut eigenen Angaben – weltweit einzigartigen Ansatz: Statt sich nur auf eine Alternative zur heutigen Mikroelektronik zu stürzen, die immer mehr an ihre physikalischen Grenzen stößt, verfolgen sie neun Forschungspfade (siehe unten) – gewissermaßen neun Blicke in die Zukunft in der Hoffnung, dass sich einer oder mehrere davon als erfolgreich erweisen.

Globalfoundries-Manager: Das ist die Zukunft

Gerd Teepe. Abb.: GF

Gerd Teepe. Abb.: GF

Mit dieser Idee konnten sie nicht nur die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) überzeugen, die im Juli 2012 die besagten 28 Millionen Bundes-Euro bis 2017 bewilligte, sondern auch Partner aus Industrie und außeruniversitärer Forschung. „Das ist die Zukunft“, schwärmte beispielsweise Manager Gerd Teepe von Globalfoundries Dresden. „Davon müsste es viel mehr in Europa geben.“ Zugleich äußerte Teepe Kritik an der EU-Politik, die Milliarden Euro in Agrarsubventionen verpulvere, statt diese Gelder in Zukunftstechnologien zu investieren. „Wenn jetzt über Wachstumsschwäche in Europa geklagt wird, dann muss man sich vor Augen halten: Das hat seine Ursachen auch in der verfehlten EU-Investitionspolitik“, sagte Teepe.

Weitere Forschungsprojekte an Land gezogen

Derweil hat die DFG ein zusätzliches, mit insgesamt 30 Millionen Euro dotiertes Computer-Projekt nachträglich an das Zentrum angedockt. Land und EU haben noch mal zehn Millionen Euro für die Nachwuchsforscher-Förderung am cfaed draufgelegt. Und Fettweis verhandelt bereits mit Bund und EU, um weitere Gelder zu akquirieren. Dabei hat Fettweis ein Projekt vor Augen, das mit Blick auf den allgemeinen Trend hin zu 3D-Chips unerwartet kommt: Er will zum Beispiel die Prinzipien eindimensionaler Elektronik in Siliziumdrähten erforschen. Ein weiteres Projekt soll sich der Beschleunigung komplexer Elektroniksysteme widmen.

Nanoanalytik-Zentrum mit atomarem Raumzeit-Mikroskop

Prof. Gerhard Fettweis. Abb.: TUD

Prof. Gerhard Fettweis. Abb.: TUD

Physisch sind die cfaed-Wissenschaftler derzeit noch über den TU-Campus verstreut. In spätestens zwei Jahren soll Baustart für ein eigenes Gebäude neben dem Barkhausen-Bau der Uni sein. Da die Forscher aber ungeduldig darauf warten, richtig loszulegen, wird als Vorgeschmack im April ein „Dresden Center for Nanoanalytics“ eingeweiht, wie Fettweis ankündigte. Dort wird unter anderem ein weltweit einzigartiges 4D-Mikroskop von Zeiss installiert, das nicht nur einzelne Atome sichtbar macht, sondern auch deren Veränderungen in der Zeit – die Forscher können dann wie in einem Film sehen, was passiert, wenn sie etwa ein Teilchen austauschen. „Das wird ein Alleinstellungsmerkmal für Dresden“, zeigte sich der künftige Leiter der Nanoanalytik, Professor Ehrenfried Zschech, überzeugt.

Chemischer Transistor in Aktion (hw):

Nobelpreisträger Haroche kommt

Zur Eröffnung des Labors ist am 25. und 26. April 2013 ein Nanotech-Kolloquium vorgesehen, an dem auch Nobelpreisträger Serge Haroche teilnehmen wird. Der Quantenmechaniker will über „Partikelkontrolle in einer Quantenwelt“ sprechen.

International millardenschwerer Forschungswettlauf im Gange

International ist derweil ein harter und kapitalintensiver Forschungswettlauf um die Zukunft der Mikroelektronik entbrannt. Unternehmen und Institute vor allem in Fernost und den USA pumpen teils Milliardenbeträge in ähnliche Projekte wie am cfaed – allerdings nirgends so gebündelt wie in Sachsen. Statt Milliarden haben die Sachsen nur Millionen Euro zur Verfügung – das wollen sie aber durch mehr Findigkeit und interdisziplinäre Kooperation wettmachen. Heiko Weckbrodt

 

Das cfaed im Profil: Die neun Forschungspfade des Fettweis’

 

Karbon-Nanotubes. Abb.: Schwarzm, Wikipedia, GNU-Lizenz

Karbon-Nanotubes. Abb.: Schwarzm, Wikipedia, GNU-Lizenz

1. Winzige Silizium-Nanodrähte können ihre Polarität (p- bzw. n-Transistor) ändern, die Forscher hoffen auf hochkompakte Chips.

 

2. Kohlenstoff-Nanoröhrchen (CNT) leiten Strom besser als Kupfer und könnten Silizium als Basismaterial der Mikroelektronik ersetzen. Auch die Kohlenstiff-Verbindung Graphen wird untersucht.

 

3. Organische Elektronik ist zwar langsamer als Silizium, dafür ist billig und druckbar.

 

4. DNA-Moleküle bauen selbstständig Strukturen – metallisiert man sie, sind hochkomplexe 3D-Chips erzeugbar.

 

5. Chemische Schalter sind zwar eher träge, steuern aber stoffliche Informationsprozesse sehr effektiv.

 

6. In adaptiven Systemen ist es Programmen egal, ob sie auf einem Silizium-, Kohlenstoff- oder anderem Computer laufen – sie passen sich automatisch an die Hardware-Plattform an.

 

7. Superzuverlässige Systeme treffen Entscheidungen per Mehrheitsvotum – wichtig z. B. in Luft und Raumfahrt, wo Strahlung regelmäßig zu Bit-Fehler führen, das Resultat aber dennoch 100-prozentig stimmen muss.

 

8. Hochadaptive Computer (HAEC-Projekt) knüpfen extrem schnelle optische und drahtlose Datennetzwerke je nach Bedarf.

 

9. Biologische Systeme finden oft überraschende Lösungen, auf die kein PC käme.

 

Erste Ergebnisse am Exzellenzzentrum:

Chemischer Mikroprozessor aus Mikrokanülen. Abb.: Rinaldo Greiner, TUD

Chemischer Mikroprozessor aus Mikrokanülen. Abb.: Rinaldo Greiner, TUD

– Chemischer Transistor und Mikroprozessor, der durch Ethanol und Wasser statt durch Strom gesteuert wird

– Gedruckte Papier-Lautsprecher aus organischen Materialien

– Gestengesteuerter, halbautonomer Cloud-Roboter

– Chemisches Navi: Flüssigkeits-Chip berechnet ideale Verbindung zwischen zwei Punkten im Stadtplan inklusive Alternativen und Schleichwege

3 Kommentare

  1. Industrie 4.0 sagt

    Ob sich bei uns das Fracking durchsetzen wird oder nicht, ist im Grunde unerheblich. Bei dem großen Aussenhandelsüberschuß ist in Deutschland das Geld für Energieimporte durchaus vorhanden. Wenn sich aber das Verfahren zur Gasförderung in den USA im großen Stil durchsetzt, dann senkt das die Energiepreise am Weltmarkt dauerhaft.

    Die deutsche Energiewende ist ja im Grunde eine Wette auf dauerhaft steigende Energiepreise. Würde sich der Trend umdrehen, also die Preise entgegen der Erwartungen doch fallen, dann hätten wir in Deutschland einen gewaltigen Wettbewerbsnachteil bei der industriellen Produktion.

  2. Industrie 4.0 sagt

    Mit Billigproduktion bezeichnen wir eine hochmanuelle Produktion mit schlecht bezahlten Arbeitskräften. Billig (im Sinne von kostengünstig) muss Produktion aber immer und überall sein, sonst wird sie verdrängt. Die INDUSTRIE 4.0 ermöglicht nun die Herstellung von Massenware auch in Ländern mit hohen Lohnkosten und sichert die Wertschöpfung im Land. Wir müssen umdenken. Durch die hohe Intelligenz der mikroelektronischen Produktionssteuerung wird Deutschland als Produktionsstandort auch für Massenware erneut attraktiv. Was nun zählt ist die Qualifikation der Arbeitskräfte.

    Aber ein neues Kriterium tut sich auf: zukünftig werden die Energiekosten darüber entscheiden, ob sich die Produktion an einem Standort lohnt oder nicht.

    • Ja, mir kam auch schon der Gedanke, ob die Ministerin sich bezüglich der Billigproduktion sehr glücklich ausgedrückt hat. Und bei den Energiekosten ist ja in der Tat nur ein Trend zu sehen: nach oben. Durch das Fracking hat es in den USA ja wohl inzwischen durchaus auch mal eine gegenläufige Entwicklung gegeben, aber in Deutschland hat die Technologie wohl kaum eine Chance, vermute ich.

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