Halbleiterindustrie, Internet & IoT, News, zAufi

Dresdner entwickeln Chip-Baukasten fürs Internet der Dinge

Nahaufnahme des USeP-Moduls. Foto: Volker Mai für das Fraunhofer IZM

Nahaufnahme des USeP-Moduls. Foto: Volker Mai für das Fraunhofer IZM

„Universelle Sensor-Plattform“ basiert auf Globalfoundries-Halbleitertechnik

Dresden, 14. Februar 2021. Sächsische Fraunhofer-Forscher und Ingenieure von Globalfoundries Dresden haben gemeinsam einen digitalen Baukasten entwickelt, mit dem auch kleine und mittlere Unternehmen schnell und preiswert neuartige Sensorelektronik für das „Internet der Dinge“ (englisch: IoT) konstruieren können. Das haben Globalfoundries Dresden sowie die Fraunhofer-Institute Enas, EAS, IPMS und Assid aus Dresden und Chemnitz mitgeteilt. Sie haben damit nun das gemeinsame Förderprojekt abgeschlossen. Aus dieser Forschung an einer „Universellen Sensor-Plattform“ (USeP) aus Sachsen ist mit „Sensry“ Dresden inzwischen auch eine Firmengründung entstanden.

Basismodul mit Steuerchips und Schnittstellen um Sensoren erweiterbar

Die USeP kann man sich wie eine Leiterplatte mit einem Risc-Prozessor, weiteren Steuer-Chips und vielen Schnittstellen vorstellen. Außerdem enthält das Modul auch moderne Magnetspeicher. Dieser in Dresden mitentwickelte „Magnetoresistive Random Access Memory“ (mRAM), der sich Daten ohne ständige Stromzufuhr merken kann, aber schneller und sparsamer arbeitet als beispielsweise Flash-Speicher. Die USeP basiert wesentlich auf

An dieses universell erweiterbare System können Hightech-Mittelständer dann Sensoren, Funkmodule und andere Halbleiterbausteine ankoppeln, um daraus eigene Elektronikprodukte. Sinnvoll einsetzbar ist dieses modulare Prinzip zum Beispiel, um schnell Kleinserien oder erste Vorführmuster zu bauen, bevor womöglich eine Massenproduktion in Frage kommt.

Schnell zum Elektronik-Prototypen kommen

„Auftraggeber erwarten immer häufiger hochintegrierte Elektronik-Prototypen oder Kleinserien für das Internet der Dinge (IoT) und das Edge-Computing“, erklärte EAS-Chef Peter Schneider. „Die 3D-Sensor-Plattform lässt Entwicklern weitgehend freie Hand, um zukunftsweisende, individuelle Produkte herzustellen. Während das bislang meist sechs- oder siebenstellige Euro-Beträge kostete, können kleine und mittelständische Unternehmen jetzt unter Umständen bis zu 90 Prozent Zeitaufwand und Kosten einsparen.“

Magneto-Ram eingebaut

Auch Axel Preuße von Globalfoundries Dresden sieht viel Potenzial in dem System: „Die Sensor-Plattform auf Basis der in Dresden entwickelte Globalfoundries-22FDX-Technologie ermöglicht ein energieeffizientes und dabei hochleistungsfähiges ,System on Chip’-Design, das mit eingebettetem MRAM anspruchsvollen Edge-Computing-Anforderungen gerecht wird.“

Was ist Edge-Computing?

Mit „Edge-Computing“ sind Datenverarbeitungs-Konzepte gemeint, bei denen vor Ort gesammelte Daten nicht sofort in eine entfernte Rechnerwolke („Cloud“) gesendet, sondern mit schnellen, kleinen Computern am Rand („Edge“) des lokalen Netzwerks zumindest voranalysiert werden.

Ventilüberwachung in der Chipfabrik

Auch erste Einsatzbeispiele gebe es bereits, betonen die Projektpartner. Sie verweisen auf einen Wettbewerb des Dresdner „Smart System Hub“, bei dem ein kleines Team binnen weniger Tage Überwachungs- und Wartungsmodul für die Reinstwasser-Ventile in einer Chipfabrik entwickeln könnten. Dabei nutzten die Wettbewerbsteilnehmer USeP-Module, die sie mit speziellen Akustik-Sensoren, „Künstlicher Intelligenz“ und „Edge Computing“-Lösungen aufrüstet hatten.

Autor: Heiko Weckbrodt

Quellen: Glofo, Enas, EAS, IPMS, Smart Systems Hub

Zum Weiterlesen:

Sensry Dresden horcht auf den Puls der Maschinen

Projekt Usep: Sensorbaukasten für Sachsens Mittelstand geplant