Herausforderungen

Mikroelektronische Komponenten finden sich heute in praktisch allen Lebensbereichen. Die technischen Systeme werden dabei zunehmend komplexer, weil immer mehr Komponenten und Funktionen integriert werden. Zudem sind diese Elemente auf engstem Raum angeordnet. Dadurch treten physikalische Effekte auf, deren Beherrschung Entwickler zunehmend vor enorme Herausforderungen stellt. Die technologische Weiterentwicklung in Richtung dreidimensionaler Chipstrukturen und die Integration analoger Komponenten sowie von Sensoren erhöht die Komplexität weiter.

Diese Vielschichtigkeit kann nur beherrscht werden, wenn die technologischen Effekte bereits in möglichst frühen Phasen des Entwurfs solcher Systeme berücksichtigt werden.

Technologien

Es gibt allerdings oft eine Lücke zwischen dem Entwurf und innovativen Herstellungsprozessen. Sie zu schließen, ist seit vielen Jahren eine zentrale Aufgabe der Wissenschaftler im Institutsteil. Die umfassenden Erfahrungen und das tiefgreifende technische Know-how ermöglichen die Entwicklung immer besserer Methoden und Werkzeuge für den Entwurf mikroelektronischer Systeme.

Das umfasst die Modellierung, Simulation und Optimierung der Systeme ebenso wie Debugging, Analyse und formale Verifikation. Diese Methoden stellen sicher, dass über alle Entwurfsschritte hinweg die entwickelten Systeme der gewünschten Spezifikation entsprechen und Fehler erkannt werden, bevor Komponenten gebaut sind. Damit können sehr kostenintensive wiederholte Entwurfszyklen vermieden und Entwicklungszeiten verkürzt werden.

Ein entscheidendes Ziel ist es, die Zuverlässigkeit der entwickelten Systeme über einen langen Lebenszeitraum zu gewährleisten. Dafür gilt es, auch elektro-thermische Effekte sowie dadurch hervorgerufene Alterungsprozesse zu berücksichtigen.

Ausblick

Die Arbeiten am Institutsteil sind zum einen darauf ausgerichtet, die Herausforderungen von "More Moore", also einer weiteren Verkleinerung von Halbleiterbauelementen, zu bewältigen. Auf der anderen Seite stehen aber auch neue Technologien unter dem Aspekt "More than Moore" im Fokus. Das IIS/EAS wird sein Hauptaugenmerk auf ein umfassendes Entwurfskonzept mit zukunftsweisenden Ansätzen richten, um die Zuverlässigkeit und hohe Qualität von Produkten weiterhin zu gewährleisten. Besondere Beachtung finden dabei der Einfluss unterschiedlicher Umgebungsbedingungen und Anwendungsszenarien.