Past Projects
LIANDRI: High Power Driver for LiDar application (2018-2021)
Trust-E: Trustable Electronics: (2020-2022)
TRACE ( 2016-2020)
In 2016, the EU-Project TRACE started with the motivation to enable the usage of comsumer components in automotive applications. This required a detailed knowledge about the failure mechansisms and their implications along the automotive value chain. The result of the project was an acceptance matrix agreed upon fy all partners. This matric is now on its way to standardization. The role of the University of Siegen focused on the business aspects such as economic modelling and cost estimations over the life time of a product.
MiDes ( 2010-2013)
Im Jahr 2010 startete das Projekt MiDes, das die Entwicklung eines kostengünstigen Mikro-Design-Flows für KMU vorantreiben sollte. In Zusammenarbeit mit mehreren Partnern wie der Göthe Universität Frankfurt, micro-part GmbH und Co. is. KG, der Hochschule Rhein-Main sowie der Arteos GmbH wurden die folgenden drei Meilensteine bearbeitet: Zunächst wurde eine Entwurfsmethodik erarbeitet, die auf die kooperative Entwicklung mikrosystemtechnischer Produkte zugeschnitten ist. Im zweiten Schritt entstand ein Design-Flow. Bereits bestehende Design-Tools wurden dabei selektiert, bewertet und um fehlende, neu entwickelte Tools ergänzt. Durch einzelne Schritte wurde der Produktentwickler in die Lage versetzt, eine kostengünstige, termingerechte Produktentwicklung zu gewährleisten. In diesem Schritt wurden die Ansätze der "Simultaneous Engineering" und "Design for Six Sigma" zur Realisierung mikrosystemtechnischer Produkte weiterentwickelt. Im dritten Meilenstein wurde die Evaluierung und Demonstration durchgeführt. Dazu wurde der MiDes-Design-Flow an zwei unterschiedlichen mikrosystemtechnischen Entwicklungen - der Mikro-Probernadel sowie dem Vakuumsensor - getestet.
KOMINA ( 2011-2013)
Das Projekt KOMINA widmete sich der Kompetenzentwicklung mit eingebetteten Mikro- und Nanosystemen. Entwicklungskompetenz für eingebettete Mikro- und Nanosysteme gilt heute als ein wichtiger Baustein grundständiger Informatikstudiengänge. Vermittelt wird an Hochschulen meist der klassische, rein digital motivierte Top-Down-Entwicklungsansatz. Die physikalisch-technische Real-Implementierung findet dabei wenig Beachtung. Ziel des von der DFG geförderten KOMINA-Projektes war es daher, einen Beitrag zur Hochschulausbildung in Technischer Informatik zu leisten, der die zwei kennzeichnenden neuen Aspekte von eingebetteten Mikro- und Nanosystemen als Informatiksysteme thematisiert:
die Selbstorganisation ausnutzende Bottom-Up-Entwicklungsmethodik für nanostrukturierte Systeme
und die in allen Phasen der Systementwicklung unverzichtbare Berücksichtigung technisch-physikalischer Constraints.
In Kooperation mit dem Lehrstuhl Didaktik der Informatik und E-Learning sowie dem Erlanger Department Computerscience wurde das Hardwarepraktikum ausgewählt, und auf Grundlage wissenschaftlicher Empfehlungen so umgestaltet, dass eine Kompetenzvermittlung entsprechend den neuen Aspekten möglich wurde. Im Jahr 2013 wurde das gesamte neu gestaltete Prakitikum als Entwicklungs- und Anwendungspraktikum evaluiert.
CREDO (2009-2010)
Im Jahr 2009 startete am Lehrstuhl Mikrosystementwurf das CREDO-Projekt. Ziel war es, die Entwicklung und Realisierung innovativer integrierter Systeme anzustoßen. Innerhalb des Projekts entstanden mikroelektronische und MEMS Systeme, die in studentischen Projektgruppen entwickelt, fabriziert und klassifiziert wurden, teils in enger Zusammenarbeit mit Industriepartnern. So entstand ein ASIC, der die Töne der Sirene eines Kranken-, Polizei- oder Feuerwehrwagens erkennt und dem Autofahrer anzeigt, dass ein Kranken- oder Polizeiwagen ankommt. Ein Auto beinhaltet eine Vielzahl an Sensoren. Um diese Vielzahl zu bewältigen wurde in Zusammenarbeit mit BMW und Austriamicrosystems ein PSI5 Testchip entwickelt, der die Daten von bis zu 3 Sensoren sammelt und diese in einen PSI5-Standard übersetzt.
CORONA (2008-2011)
Im Juli 2008 startete das Europäische Projekt CORONA. Es hatte zum Ziel die Produktentwicklung von Micro- und Nanotechnologien zu unterstützen und somit die Zeit von der Entwicklung bis zur Markeinführung (time-to-market) zu verkürzen. Eine Produktentwicklungsmethodik wurde entwickelt und diese als wissensbasiertes, vernetztes Framework für Kunden, Designer und Hertellern zur Verfügung gestellt. Dazu wurden Tools für einen integrierten design flow von der Idee bis zum fertigen Produkt entwickelt und schließlich mit verhaltensorientierten top-down sowie fertigungsorientierten bottom-up design flows kombiniert. Die Effektivität wurde dabei anhand realisierter Beispielprodukte demonstriert.
NEEDS ( 2007-2009)
Für die Entwicklung integrierter Schaltkreise gilt seit 40 Jahren das "Moorsche Gesetz". Dieses besagt, dass sich die Komplexität bei sich ständig reduzierenden Komponentenkosten alle 1,5 bis zwei Jahre verdoppelt. Dieser rein auf Skalierung (Verkleinerung der Bauteile) ausgelegte Ansatz stößt nun an seine Grenzen. Im Bereich der 22nm-Strukturgrößen stehen die Hersteller vor ungelösten technologischen Problemen. Das vom BMBF geförderte Clusterfoschungsprojekt des edacentrum NEEDS wurde darauf ausgerichtet innovative 3D-Systeme zu erforschen, die es ermöglichen, ungehäuste Chips zu stapeln und damit heterogene Komponenten durch sogenannte TSVs ("Through Silicon Vias") miteinander zu verbinden, und somit eine kompakte und energieeffiziente Integration der einzelnen Komponenten zu ermöglichen. Ziel des Projektes war die Erforschung und Optimierung eines 3D-Entwurfs durch die Bereitstellung geeigneter Analyse-, Explorations-, und Synthesemethoden. Einen entscheidenden Schwerpunkt stellte die Kostenoptimierung sowie die Rentabilitätsbewertung dar. Eine Plattform für Entwurfsverfahren der 3-D-Integration wurde erstellt.
LETZ (2006-)
Eine Kooperation mit der BMW AG widmete sich dem Thema Leistungselektronik und deren Effizienz in Technologien der Zukunft LETZ. So wurden Wide Band Gap Halbleiter untersucht. In diesem Zusammenhang hat sich herausgestellt, dass Halbleiter mit einer großen Bandlücke, wie SIC oder GaN die Steuerung der Leistungselektronik aufgrund des geringeren Widerstands in durchgeschaltetem Zustand, effizienter machen können. In einem weiteren Schritt wurde der Energieverbrauch durch Busse wie LIM, PSI5 und SENT analysiert.
CostMos ( 2009-)
Das Project CostMoS hatte zum Ziel, eine Modellierungsumgebung für Kosten bereitzustellen. Die hierarchischen Modelle können je nach Parametersatz unterschiedlich konfiguriert werden und erlauben es dann, die Kosten für unterschiedliche Konfigurationen zu ermitteln. Ein essentieller Teil ist die Monte-Carlo-Simulation, mit der Variationen der Parameter untersucht werden können sowie eine Sensitivitätsanalyse um festzustellen, welcher Parameter am ehesten zur Kostenoptimierung geeignet ist. Der Einsatz des CostMoS liegt mehr im Planungsbereich, bei dem die endgültige Konfiguration des Produkts noch nicht festliegt und von daher noch Optionen existieren, die Kosten zu senken. Die Bedeutung des Planungsansatzes verringert sich, je weiter das Produkt in der Implementierung fortschreitet. Letztendlich kann es nur noch die Kosten aufsummieren.
LEONISDAS+ (2005-2011)
Seit 2005 standen erneut Fragestellungen der Entwurfsunterstützung für den physikalischen Mikroelektronikentwurf im Mittelpunkt. Als Unterauftragnehmer eines Projektpartners von LEONIDAS+ (einem BMBF-Projekt) beschäftigen wir uns mit der Fragestellung der Constraint-Verarbeitung und ihrer Verifikation im Design-Flow. Dabei werden aktuell Ansätze aus dem Gebiet des Constraint-Logic-Programming zur Verifikation der Constraints verfolgt.
PRINCE (2001-2004) + PROMENDA (2004-2007)
Ein bilaterales Forschungsprojekt mit der Robert Bosch GmbH (2001-2004) hatte die Neukonzeption eines Prozessmanagementsystems zum Inhalt. Hier wurde ausgehend von den Erfahrungen mit früheren Prototypen eine Prozessentwurfsplattform geschaffen, die speziell für die bei Bosch verwendeten Dünnfilm-Silizium-Prozesse optimiert wurde. Das PRINCE-System stützt sich dabei auf eine Datenbank in der alle prozessrelevanten Daten (Prozessschritte, Materialien, Effekte etc.) verwaltet werden. Diese Forschungen wurden im europäischen Projekt PROMENADE (2004-2007) fortgeführt. Der Aspekt des Prozessdesign wurde hier noch um die Prozesssimulation erweitert, so dass auch Optimierungen bei der Zusammenstellung der Prozessfolge ermöglicht werden.
TRANSTEC (1998-2001)
Die Weiterentwicklung der Werkzeugentwicklung an der Universität Siegen verlief in verschiedenen Richtungen. Zunächst mündete die Zusammenarbeit mit dem IMM in ein europäisches Projekt TRANSTEC (1998-2001). Hier wurde ein multimediales Lehr-, Lern- und Ausbildungssystem entwickelt, in dem web-basiert Zugriff auf die Charakteristika und die anwendungsbezogenen Daten von drei großen Mikrostrukturierungs-Technologiefamilien gegeben wird. Dabei wurde die softwaretechnische Infrastruktur von meiner Arbeitsgruppe entwickelt. Forschungsrelevant waren dabei insbesondere die Anforderungen der Wissensvermittlung in den Ingenieurwissenschaften.
Im Zuge dieses Projekts entstand die Idee auch Entwurfswerkzeuge web-basiert zur Verfügung zu stellen. Eine Konzeption wurde für Inter-LIDO (2000) durchgeführt und hat entscheidende Erkenntnisse zum Einsatz der Komponententechnologie für Designwerkzeuge für den Mikrosystementwurf beigetragen.