Die Mikroelektronik und die damit verbundene Digitalisierung hat unsere Welt verändert wie kaum eine andere Technologie. Neben der Integrationsdichte auf Schaltkreisen spielen zukünftig weitere Funktionalitäten eine Rolle. Hier sind unter dem Stichwort More-Than-Moore neue Materialien gefragt, welche die CMOS-Technologie perspektivisch ergänzen.

Am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) wurde ein solches Material als CMOS-kompatible Plattform entwickelt. Bismut-Eisen-Oxid (BFO) besteht aus umweltverträglichen und leicht verfügbaren Rohstoffen. BFO-Dünnfilme mit metallischen Elektroden erlauben das nichtflüchtige Schalten des Widerstandes. Sie besitzen dabei eine flexible Barrierenhöhe, welche analog, schnell und energieeffizient durch Anlegen eines Spannungspulses langzeitstabil eingestellt wird. Diese neuartigen Eigenschaften entfalten sich ohne einen Elektroformierungsschritt bis zu Temperaturen von 120 °C. BFO-Dünnfilme auf einer Isolator-/Halbleiterstruktur mit metallischen Elektroden erlauben das nichtflüchtige Schalten der Kapazität. Die technologische Machbarkeit der wenigen, verfahrenstechnisch notwendigen Prozessschritte zur Integration in bestehende CMOS-Technologien wurde im halbindustriellen Maßstab belegt und die Skalierung auf 4“-6“-Wafer mit CMOS-kompatiblen, metallisch leitenden Elektroden gezeigt.

Damit eröffnet BFO vielfältige Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Informations- und Kommunikationstechnologien auf CMOS-Basis. Aus heutiger Sicht können die Anwendungsfelder Hardwarekryptographie, Photo- und Teilchendetektoren und – mit deutlich längerfristiger Perspektive – neuromorphe Schaltungen besonders vom Material BFO profitieren.

Ziele

Ziel des Innovatonsforums BFO ist es, ein nachhaltiges Netzwerk für die wirtschaftliche Verwertung der Plattformtechnologie BFO in der Region Dresden/Freiberg/Chemnitz zu etablieren. Die Mitglieder des zu bildenden Netzwerkes aus Wissenschaft und Wirtschaft sollen eine Verwertungsstrategie vorbereiten und folgende Aufgaben umsetzen:

• Analyse von Potenzialen, Produktideen und Rahmenbedingungen für BFO-basierte Chips
• Bildung von Konsortien zur industrienahen Weiterentwicklung BFO-basierter Chips in den beiden Hauptanwendungsfeldern
• Entwicklung einer FuE-Roadmap für den Einsatz BFO-basierter Chips in neuromorphen Schaltungen
• Sensibilisierung für das Innovationspotenzial der Plattformtechnologie BFO

Wissen

Das Innovationsforum BFO stellt sich die Aufgabe, die Systemintegration der BFO-Technologie in den drei genannten Anwendungsfeldern voranzutreiben. Das HZDR und die Wissenschaftlerin PD Dr. Heidemarie Schmidt verfügen über breite Erfahrung und Kontakte zur Halbleiterindustrie. Insbesondere besteht ein enger Austausch im Bereich der Kryptographie zu wissenschaftlichen Kompetenzträgern und dem Fraunhofer ENAS.

Die engage AG als Ausrichter des Innovationsforums ist durch ihre langjährige Erfahrung im Forschungstransfer aber auch durch ihre nationalen und internationalen Kooperationen prädestiniert zur erfolgreichen Umsetzung des Innovationsforums. Ihr Erfahrungshintergrund erstreckt sich von der Validierung von auf Forschungsergebnissen basierenden Geschäftsmodellen über die Analyse anvisierter Märkte bis hin zur Unterstützung der konkreten Verwertungsschritte der Wissenschaftler und Forschungseinrichtungen.

Das bestehende Netzwerk soll im Zuge des Innovationsforums durch die Einbindung bedeutender regionaler Akteure wie Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Verbänden und Vereinigungen sowie Industriepartnern systematisch weiter ausgebaut werden.

Die Region

Mit ca. 3.500 Unternehmen und Forschungseinrichtungen hat sich der Großraum Dresden/Freiberg/Chemnitz als fünftgrößter Mikroelektronikstandort weltweit etabliert. Kleine, mittlere und große Unternehmen sind dabei vor allem auf die Erschließung von Nischenmärkten spezialisiert.

Mit den hier vorhandenen Kompetenzen ist die Region prädestiniert zur strategischen Umsetzung der Plattformtechnologie BFO. Dadurch soll der Elektronikstandort Sachsen durch die Bündelung innovativer Kräfte in zukunftsträchtigen Anwendungsfeldern gestärkt werden.

Kontakt

Peter Häfner
engage AG
Zentralstr. 1, D-04109 Leipzig
Tel. +49 341 308 944-12
p.haefner[at]engage-ventures.com

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