Die drei Fraunhofer-Institute IIS, ENAS und IZM haben in Dresden eine Forschungsinitiative gestartet: das Chiplet Center of Excellence (CCoE). Gemeinsam mit der Wirtschaft wollen sie die Einführung von Chiplet-Technologien vorantreiben. Dafür werden anfangs für die Automobilindustrie Workflows und Methoden für das Elektronikdesign, die Umsetzung von Demonstratoren sowie die Bewertung der Zuverlässigkeit entwickelt.
Elektroniklösungen auf Basis von Chiplets ermöglichen die Einbindung verschiedener Funktionseinheiten auch in unterschiedlichen Technologien auf einem Substrat oder in einem 3D-Chipaufbau. So lassen sich die jeweils passfähigsten Fertigungstechnologien nutzen. Heute ist der Einsatz von Chiplets für Anwendungen, die in Großserie produziert werden, wirtschaftlich und wird vor allem von US-amerikanischen Unternehmen im Bereich der Datacenter eingesetzt. Allerdings werden dafür unternehmenseigene Standards genutzt. Eine Umsetzung mit Chiplets aus verschiedenen Quellen für Produktgruppen in kleineren und mittleren Stückzahlen ist hiervon bisher weitgehend ausgenommen.
Nach Überzeugung des Leiters des Chiplet Centers of Excellence, Andy Heinig, werden Chiplets in den nächsten Jahren eine wichtige Rolle für die globale Halbleiterindustrie spielen, da diese Technologie die größten Freiheitsgrade bei der passgenauen Gestaltung von elektronischen Systemen bietet. Dafür benötige die europäische Wirtschaft einen abgestimmten Fahrplan für die Entwicklung eigener Produkte und den Einsatz der Chiplets. Damit Unternehmen frühzeitig die Umsetzbarkeit von Systemlösungen auf der Basis von Chiplets abschätzen können, hat das neu gegründete Center das gesamte Spektrum von Anforderungen und Randbedingungen an die Produkte im Blick und entwickelt daraus praxistaugliche Arbeitsabläufe und neue Verfahren zur Bewertung.
In den ersten zwei Jahren wird sich das Center auf Anwendungen aus der Automobil-Elektronik konzentrieren. Hierfür werden verschiedene Schlüsselpartner entlang der Wertschöpfungskette zusammengebracht – vom Automobilhersteller bis zum Halbleiterproduzenten. Für sie wollen die Forscher methodische Ansätze, Architekturkonzepte, nachnutzbare Basiskomponenten und Roadmaps für Entwicklung, Fertigung und Aufbau von Chiplets erarbeiten. Darüber hinaus bewerten sie im Center verschiedene Chipletlösungen hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit, Kosten und Zuverlässigkeit. Forschungsergebnisse sollen in die internationale Normung einfließen und zur Gestaltung eines herstellerübergreifenden Chiplet-Ökosystems beitragen.
Verantwortet wird das Center durch den Dresdner Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme EAS, der zum Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS gehört, durch das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM und seinen Institutsteil All Silicon System Integration Dresden – ASSID sowie das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS. Interessierte Unternehmen, die sich an den vorwettbewerblichen Arbeiten des CCoE beteiligen und die Forschungsagenda mitgestalten wollen, können dem Center bis Herbst 2024 beitreten.
