Benutzer:Hooten99/Cool Silicon

Cool Silicon
Hooten99/Cool Silicon Hooten99/Cool Silicon
Zweck	Grundlagenforschung
Typ	Spitzencluster
Region	Silicon Saxony, Freistaat Sachsen
Gründungsdatum	1. Juli 2008
Projektleitung	Thomas Reppe
Projektkoordinator	Thomas Mikolajick
Laufzeit	5 Jahre
Branche	Mikroelektronik, Nanoelektronik, Informations- und Kommunikationstechnologie, Sensorik (Technik)
Partner	16 Lehrstühle an TU Dresden, HTW Dresden und TU Chemnitz, neun Forschungsinstitute, Großunternehmen und KMU
Homepage	www.cool-silicon.org

Cool (engl. für kalt, kühl) Silicon (engl. für Silizium, chemisches Element)

Cool Silicon: Energy Efficiency Innovations from Silicon Saxony ist ein Spitzencluster im Dreieck Dresden, Freiberg und Chemnitz, das sich aus Unternehmen und Forschungseinrichtungen der Mikro- und Nanoelektronik sowie der Informations- und Kommunikationstechnik zusammensetzt. Ziel des Forschungsverbundes ist es, den Energieverbrauch von Mikrochips und Informationstechnik deutlich zu verringern. Im September 2008 wurde das Cluster Cool Silicon als eines von fünf Gewinnern der ersten Wettbewerbsrunde des Spitzencluster-Wettbewerbs des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) von der unabhängigen Jury ausgewählt. Das auf fünf Jahre angelegte Forschungsprojekt zeichnet sich durch seine einzigartige Dichte von Unternehmen und Forschungseinrichtungen der Mikro- und Nanoelektronik sowie der Informations- und Kommunikationstechnik aus. Besonderes Kennzeichen des Clusters Cool Silicon ist der hoch entwickelte Grad der Vernetzung, sowohl innerhalb der Industrie, als auch zwischen Industrie, Wissenschaft, Landespolitik und Stadtverwaltung. Der Vernetzungsgrad begünstigt die Entwicklung von neuen Technologien, sowie deren schnelle Überführung von wissenschaftlichen Innovationen in die Produktion. Die Partner des Cool Silicon Clusters sind 16 Lehrstühle an drei technischen Hochschulen (TU Dresden, HTW Dresden, TU Chemnitz), neun Forschungsinstitute, Großunternehmen wie Globalfoundries, AMD, Infineon und X-FAB, sowie eine Vielzahl leistungsfähiger kleiner mittelständischen Unternehmen (KMU). Das Technologiespektrum im Cluster reicht von Prozessoren über Grafikchips, Speicher, Controller, Sensoren und Mobilfunkchips bis hin zu Analog- und Mixed-Signal-Produkten. Die beteiligten Unternehmen und Institute decken die gesamte Wertschöpfungskette von der Forschung bis hin zum Vertrieb ab.

Das gemeinsame Ziel von Cool Silicon ist es, Technologien zu entwickeln, die den Energieverbrauch von Mikrochips in der Informationstechnik deutlich verringern. Dabei entwickeln Teams aus unterschiedlichen Richtungen (Sensorik, Halbleiterindustrie, Software) gemeinsam Ideen, wie Strom sparende beziehungsweise autark arbeitende IKT-Technologien aussehen. Bisher hat sich in diesem Bereich weltweit noch kein dominantes Cluster gebildet. Das Spitzencluster vereint neben drei Leitprojekten Cool Computing, Cool Reader und CoolSensornet zahlreiche kleinere Projekte.

Der Verein „Cool Silicon e.V.“ wurde am 08. Oktober 2009 unter Federführung von Gerhard Fettweis (Vodafone Chair TU Dresden) gegründet. Am 31. März 2010 wurde Thomas Mikolajick (Direktor der Namlab GmbH) auf der Clustervollversammlung als neue Projektkoordinator von den Cool Silicon Partnern gewählt.

Energieeffizienz

Das stetige Wachstum im IKT-Bereich bleibt nicht ohne Folgen. Weltweit verursachen Computer, Internet, Telefone und Mobiltelefon mittlerweile zwei Prozent der globalen CO2-Emissionen, also ein Viertel des gesamten PKW-Verkehrs. Für den Betrieb aller IKT-Systeme wird heute etwa zehn Prozent des gesamten Stromes benötigt – Tendenz steigend. Experten gehen von einer Verdopplung alle fünf Jahre aus. Des Weiteren verursacht der Einsatz von IKT- Systemen genauso viele CO2-Emissionen wie der gesamte zivile Luftverkehr. Nach Berechnungen von Alexander David Wissner-Gross, Physiker an der Harvard Universität, setzt eine Google-Suchanfrage 7 g CO2 frei. Google dementierte und korrigierte die Zahl auf 0,2 g nach unten. Bei 1000 Suchanfragen könnte man demnach einen Kilometer mit dem Auto zurücklegen. Laut Marktforschungsinstitut Comsore gab es im Dezember 2009 weltweit 131,4 Mrd. Suchanfragen. Berechnungen zufolge entspricht dies der CO2 Bilanz von 3270 Erdumrundungen mit dem Auto. Mit den Energiekosten einer Suchanfrage könnte ebenso eine Energiesparlampe mit einer Leistung von 11 Watt eine Stunde lang leuchten. In ähnlicher Größenordnung befindet sich auch der Verbrauch von Servern und Rechenzentren in Deutschland. Laut einer Bitkom-Studie von 2008 liegt der Gesamtverbrauch von Servern und Rechenzentren in Deutschland bei 10,1 Terawattstunden. Das entspricht etwa 1,8 Prozent des jährlichen Strombedarfs in Deutschland oder die gesamte Jahresstromproduktion von vier Kohlekraftwerken. Diese Beispiele zeigen dass die Energiekosten für den Betrieb der IKT-Infrastruktur zu einem bedeutsamen ökonomischen Faktor geworden sind. Die dringlichste Herausforderung auf dem Gebiet der Mikro- und Nanoelektronik besteht daher in einer massiven Steigerung der Energieeffizienz, insbesondere für die Schlüsselbranche IKT. Dies ist auch das technische, ökonomische und ökologische Ziel von Cool Silicon. Substanzielle Fortschritte auf diesem Gebiet können nur durch Schlüsselinnovationen und neue Systemansätze erreicht werden, die auf der Kombination von exzellenter wissenschaftlicher Forschung, marktnaher Entwicklung und weltweit führendem Know-how der Fertigungsprozesse basieren.

Das Spitzencluster des Bundesministeriums für Bildung und Forschung

Der Spitzencluster-Wettbewerb ist ein Flaggschiff der Hightech-Strategie für Deutschland: Unter dem Motto "Deutschlands-Spitzencluster - Mehr Innovation. Mehr Wachstum. Mehr Beschäftigung" wurde er im August 2007 vom BMBF ins Leben gerufen. Ziel des Spitzencluster-Wettbewerbs ist es, die leistungsfähigsten Cluster auf dem Weg in die internationale Spitzengruppe zu unterstützen. Dadurch sollen regionale Innovationspotentiale in dauerhafte Wertschöpfung befördert und die strategische Weiterentwicklung exzellenter Cluster unterstützt werden. Somit werden Wachstum und Arbeitsplätze gesichert bzw. geschaffen und der Innovationsstandort Deutschland attraktiver gemacht. Ein Kernelement der Hightech-Strategie für Deutschland ist der Brückenschlag zwischen Wissenschaft und Wirtschaft: Forschungsergebnisse mit Innovationspotenzial müssen erkannt und schnell und erfolgreich am Markt umgesetzt werden, um Wachstum und Beschäftigung zu sichern. Gleichzeitig gilt es, für die Zukunft relevante Forschungsfragen zu formulieren und hierzu Lösungen zu erarbeiten. Dies setzt eine enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft voraus.

Das BMBF fördert gezielt Partnerschaften, in denen Unternehmen, wissenschaftliche Einrichtungen und weitere Akteure der Region gemeinsam daran arbeiten, Schlüsseltechnologien marktnah zu entwickeln. Cool Silicon gewann 2008 die erste Runde des Spitzencluster-Wettbewerbs des BMBF und wird seither mit rund 40 Millionen Euro gefördert. Das Sächsische Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützt das Innovationscluster ebenfalls in seinem Vorhaben. Der Freistaat Sachsen wird in den nächsten fünf Jahren gemeinsam mit den Projektpartnern insgesamt 140 Millionen Euro zur Realisierung bereitstellen. Der Spitzencluster-Wettbewerb wird in drei Wettbewerbsrunden im Abstand von anderthalb Jahren ausgeführt. In jeder Runde werden bis zu 200 Millionen Euro für bis zu fünf Cluster zur Verfügung gestellt. Die maximale Förderungsdauer beträgt 5 Jahre. Thematische Vorgaben gibt es dabei nicht. Cool Silicon überzeugte durch die weltweite Relevanz des Forschungsthemas (Energieminimierung in der Informations- und Kommunikationstechnik) die Jury des BMBF.

Die fünf Spitzencluster der 1. Wettbewerbsrunde

BioRN Biotechnologie-Clustzer Zellbasierte und molekulare Medizin in der Metropolregion Rhein-Neckar

Ziel der über 100 Partner im Verbund aus Wirtschaft, Wissenschaft und weiteren Akteuren aus dem Raum Heidelberg ist die Entwicklung, Herstellung und Vermarktung von Innovationen im Bereich der zellbasierten und molekularen Medizin. Bis 2013 sollen mehr als 50 neue Arzneimittel, Diagnostika und Technologieplattformen zur industriellen Marktreife gebracht werden.

Forum Organic Electronics in der Metropolregion Rhein-Neckar

Der Spitzencluster aus der Region Rhein-Neckar hat sich zum Ziel gesetzt kostengünstige und umweltfreundliche elektronische Bauteile aus Plastik herzustellen. Diese können bei alltäglichen Produkten gebraucht werden, wie zum Beispiel transparente und flexible Solarzellenfolien oder leuchtende Tapete, die 50% weniger Energie verbraucht als heutige Energiesparlampen.

Luftfahrtcluster Metropolregion Hamburg

Zukünftige Flugreisen sollen ökonomischer, ökologischer, komfortabler, zuverlässiger und flexibler werden. Dieses Ziel soll durch innovative Lösungen – von der Materialforschung und Systemintegration über die effizientere Energienutzung bis zur Optimierung des Lufttransportsystems erreicht werden. Das Cluster will sich als internationales Kompetenzzentrum für „Neues Fliegen“ etablieren und gehört mit 36.000 Beschäftigten heute schon weltweit zu den drei größten Standorten der Luftfahrtindustrie.

Solarvalley Mitteldeutschland

Ziel des über Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen kooperierenden Verbundes ist es, den Technologievorsprung im Bereich Solarstrom gegenüber internationalen Wettbewerbern auszubauen und neue Märkte durch kostensenkende Massenproduktion zu erreichen.

Diese vier Cluster gewannen die erste Runde des Spitzenclusterwettbewerbs und setzen wie Cool Silicon ihre Innovationsstrategien bereits um. Weitere Fünf Cluster gewannen die zweite Runde des Wettbewerbs und wurden am 26. Januar 2010 von Bundesforschungsministerin Annette Schavan bekannt gegeben.

Die fünf Spitzencluster der 2. Wettbewerbsrunde

Software-Cluster

Der Innovationssprung bei dem Cluster aus der Region Darmstadt, Kaiserslautern, Karlsruhe, Saarbrücken und Walldorf liegt in der „emergenten“ Software. Emergenz in Softwaresystemen erlaubt flexible und sichere Kombination von Softwarelösungen verschiedener Anbieter und internetbasierter Dienstleistungen und steht für Effizienzsteigerung.

Münchner Biotech Cluster – m4

Das Münchner Cluster beschäftigt sich mit den Problemen der Medikamentenentwicklung. Lange Entwicklungszeiten und mangelnde Effektivität sollen durch eine Verbesserung des Entwicklungsprozesses vermieden und Wirkstoffe optimiert werden.

MicroTEC Südwest

Die Mikrosystemtechnik ermöglicht neue, innovative Produkte die großes bewirken: umweltfreundliche Autos, effizientere Maschinen, präzise Therapien. Der Cluster im Dreiländereck Deutschland, Frankreich und Schweiz soll zu dem Standort für Spitzenlösungen in der Mikrosystemtechnik avancieren.

Medical Valley Europäische Metropolregion Nürnberg

Der auf Medizintechnik spezialisierte Cluster entwickelt Produkte, Dienstleistungen und Lösungen, die helfen, die Effektivität und Effizienz der Gesundheitsversorgung überprüfbar zu verbessern. Um in der überalterten Gesellschaft die Gesundheitsversorgung qualitativ zu verbessern entwickelt das Cluster Technologien in Bereichen wie „Bildgebende Diagnostik“ und „Intelligente Sensorik“.

EffizienzCluster LogistikRuhr

Im Mittelpunkt des Clusters steht die Herausforderung, den Ressourcenverbrauch bei steigender Individualität im Sinne von Mobilität und Warenversorgung zu reduzieren. Das Cluster umfasst das gesamte Ruhrgebiet und will der Logistik einen Innovationsschub verschaffen.

Standort

Durch kluge Ansiedlungspolitik hat sich das „Silicon Saxony“ in den letzten Jahren zum führenden europäischen Mikroelektronikstandort entwickelt. Als einziger Cluster in Europa kann das „Silicon Saxony“ mit der Konkurrenz aus Asien Schritt halten. Zusammen beschäftigt die sächsische „klassische“ Mikro- und Nanoelektronik-Industrie rund 20.000 Menschen und erwirtschaft einen Umsatz von rund 6 Milliarden Euro pro Jahr. Rechnet man die Firmen dazu, die elektronische Produkte und Systeme auf der Basis integrierter Schaltungen herstellen bzw. vertreiben, Software entwickeln und vermarkten oder Computernetzwerke aufbauen und betreuen, zählt die IKT-Branche in Sachsen über 1.500 Unternehmen mit mehr als 43.000 Beschäftigten, mit einem Jahresumsatz von fast 10 Milliarden Euro. Aus dieser Position heraus möchte das mehrjährige Forschungsprojekt Cool Silicon die Chance ergreifen, die Systemkompetenz am Standort „Silicon Saxony“ insbesondere bei den kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) massiv auszubauen, um so die Schlüsseltechnologie Energieeffizienz der Elektronik für die Region, für Deutschland und für Europa zu entwickeln und langfristig zu sichern. Durch die Etablierung vieler neuer „Hidden Champions“ wird dem Standort so wirtschaftlich ein breiteres Fundament gegeben. Diese Bündelung des Know-how durch den Branchenverband macht „Silicon Saxony“ zum führenden Forschungs-, Entwicklungs- und Fertigungsstandort in Europa. Eine weitere Standort-Stärke ist die enge Vernetzung von kleinen und großen Unternehmen, F&E-Einrichtungen, Zulieferern und Dienstleistern, die durch das Netzwerk Silicon Saxony verbunden werden – beispielhaft dafür stehen das Spitzencluster für Energieeffizienz „Cool Silicon“, das Fraunhofer-Zentrum für nanoelektronische Technologien (CNT) oder das kürzlich neu gegründete ASSID (All Silicon Systems Integration Dresden), das führende Zentrum für 3-D-Silizium-Integration.

Schlüsseltechnologien

Mikro-, Nano- und andere Technologien haben ein gewaltiges Zukunftspotenzial für Europa. Die Nanotechnologie eröffnet bereits jetzt faszinierende Möglichkeiten. Dazu gehören äußerst feste, leichte Stoffe, Dioden, die Licht ohne Wärme erzeugen und Computerchips, die so klein sind, dass 400 davon die Größe eines Stecknadelkopfs hätten. Mikro- und Nanotechnologie sowie die Photonik werden von der Europäischen Kommission als „Schlüsseltechnologie“ bezeichnet. Sie sind insofern Schlüsseltechnologien, als dass sie die Ausgangsbasis für zahlreiche weitere industrielle Anwendungen bilden und gegenüber den vergleichbaren bisherigen Techniken wesentliche wirtschaftliche Verbesserungen mit sich bringen. Da Wohlstand und Wachstum in Europa zum großen Teil an die Innovationsfähigkeit gebunden sind, spielen Schlüsseltechnologien eine entscheidende Rolle für die Zukunft der Europäischen Union. Auch für die Bewältigung zukünftiger sozio-ökologischer Herausforderungen werden sie von großer Bedeutung sein. Die EU setzt sich für den Ausbau und die Förderung verschiedenster Schlüsseltechnologien ein. Neben der Nano- und Biotechnologie gehören dazu noch die Mikro- und Nanoelektronik, einschließlich Halbleiter, die Photonik, z. B. LED und Laser, sowie moderne Werkstoffe. Schlüsseltechnologien spiegeln in der Regel den neuesten Stand der Technik wider und ihre Entwicklung und breite Anwendung erfordern beträchtliche Investitionen in der Grundlagen- und High-Tech-Forschung. Neben dem Engagement der EU bedarf es dazu auch politische Fördermaßnahmen. Auch schlägt die Europäische Kommission vor, Schlüsseltechnologien stärker mit Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels zu verknüpfen und ganz oben auf die internationale Handelsagenda der EU zur Förderung von Schlüsseltechnologien sowie zur Vermeidung von Handelsverzerrungen zu setzen.

Globales Problem vs. Teilhabe an weltweiter Kommunikation

Neben der technologischen Lösungen geht es bei dem Spitzencluster Cool Silicon auch um die Lösung eines weltweiten Gegensatzes: Bereits seit Anfang der neunziger Jahr besteht ein globaler Konflikt, zwischen dem Ziel einer freien Teilhabe von jedermann an weltweiter Kommunikation und Bildung sowie dem Ziel des Klimaschutzes. Der diesjährige Zukunftsbericht der Denkfabrik „Millennium Report“ listet die 15 größten Weltprobleme auf. Der 6.000 Seiten starke Bericht warnt unter anderem vor den Folgen des Klimawandels, der Milliarden Menschen bedroht, und der zunehmenden Wasserknappheit, der viele Menschenleben in Gefahr bringt. Eine Herausforderung der Menschheit stellt unter anderem die „Informationsgesellschaft für alle“ und die Auseinandersetzung mit dem globalen Klimawandel dar. Die CO2-Minimierung zur Bekämpfung des Klimawandels ist unter anderem durch wissenschaftlich-technologische Innovationen zu erreichen. Der Energieverbrauch in der Informationstechnik soll so verringert werden, dass diese beiden Ziele nicht kollidieren und ärmere Regionen nicht weiter von der Kommunikation ausgeschlossen sind. Dort setzt das Spitzencluster Cool Silicon an und leistet damit einen weltweit wichtigen Beitrag. Es sucht nach neuen technischen Lösungen, die beiden Herausforderungen gerecht werden und entwickelt deshalb so genannte „Konfliktlösungs-Technologien“. Jede Reduktion der Energiekosten hilft, diesen Konflikt zu entschärfen und ärmeren Regionen die Teilhabe an weltweitem Wissen und Kommunikation zu ermöglichen – die Basis für wirtschaftlichen Aufschwung, Förderung der Demokratie und Bildung für alle Menschen.

Projekte

Das Forschungsprojekt Cool Silicon vereint mehrere Projekte in sich: die drei großen Leitprojekte Cool Computing, Cool Reader und Cool Sensornet; Technische Teil-Projekte sowie Attraktor- Bildungs- und Informationsprojekte.

„Cool Computing“ – Geringer Energieverbrauch durch Optimierungen bei Entwurf, Herstellung und Systemintegration

Im ersten Leitprojekt von Cool Silicon, „CoolComputing“, wird die gesamte Wertschöpfungskette von Computing-Plattformen unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz in den Blick genommen. Um herauszufinden, wo die größten Stromspar-Reserven zu finden sind, wurde der Energieverbrauch eines Vier-Prozessor-Servers mit 750 W untersucht. Dabei stellten sich die Prozessoren mit einem Verbrauch von 380 Watt als die größten „Energiefresser“ heraus. Weitere sind Netzteil-Verluste mit 126 Watt und Speicherchips mit 72 Watt. Auf diese drei Komponenten entfallen derzeit mehr als drei Viertel des Energieverbrauchs. Geplant ist die Verbesserung der Rechenleistung von Computern und Servern ohne Erhöhung des Energieverbrauchs. Dazu sollen Prozessoren, ihre Bauelemente und die Netzteile sowohl Hardware- als auch Software-seitig energieeffizienter betrieben werden. Globalfoundries will durch den Einsatz von Multi-Core-Prozessoren mit 32 statt mit 45 Nanometern das größte Sparpotential erzeugen. Allein dadurch lässt sich ihr Energieverbrauch mindestens um 30% reduzieren. Zusätzlich setzt Globalfoundries auf besonders leitfähige, so genannnte „High-k“-Transistoren – was weitere 20% Energieeinsparung bringen soll. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS), Erlangen/Dresden wird spezielle Werkzeuge erarbeiten, um schon beim Chipentwurf besonders energieeffiziente Lösungen zu finden. Auch Speicherbausteine und Netzteil sollen zukünftig weniger Strom verbrauchen. Darum kümmert sich die X-Fab Silicon Foundries Gruppe in Erfurt. Ziel der Forscher im Leitprojekt „CoolComputing“ ist die Verdoppelung der Rechenleistung ohne Erhöhung des Energieverbrauches. (Dazu haben die Forscher drei Arbeitsgruppen gebildet: „Technologie und Charakterisierung für energieeffiziente Bauelemente“, „Design energieeffizienter Technologien“ und „Systemanwendungen“.) Bis 2014 soll ein Demonstrator gebaut sein, der den geringeren Energieverbrauch durch die neuen Komponenten nachweist. Projektkoordinator von Leitprojekt 1 ist Stephan Krüger von Globalfoundries Inc. Dresden.

„CoolReader“ – Energieautarkes E-Paper mit Breitband-Funkanbindung

„Cool Reader“ ist als zweites Leitprojekt mit der Reduzierung des Energieverbrauchs im Nachrichtenmarkt betraut und soll diesen um zwei Drittel senken. Der elektronische Reader, einer geschlossenen „klassischen“ Zeitung mit Zeitungsstock ähnelnd, soll überwiegend durch Solarzellen mit Strom versorgt werden. Der Datenaustausch wird über hocheffizienten Mobilfunk erfolgen. Zur Umsetzung sind zahlreiche Innovationen nötig, wie zum Beispiel flexible Displays und energieeffiziente, kompakte und mobile Computerelektronik. Diese Komponenten wird Projektpartner Plastic Logic GmbH, entwickeln. Gefragt sind zudem hocheffiziente Dünnschicht-Solarzellen, die auch bei wechselnden Lichtverhältnissen ausreichende Erträge erbringen – und zudem teilweise semitransparent sein sollen, damit auch die Display-Fläche zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Diese Symbiose aus Display und Solarmodul soll mit dem Know-how der Roth & Rau AG aus Hohenstein-Ernstthal, gelingen. Für Power Management und Betriebssicherheit ist der Projektpartner Infineon verantwortlich und die geeignete Technologien zur Datenübertragung per Mobilfunk-Anbindung liegt in der Hand des Vodafone-Lehrstuhls an der TU Dresden. Ein weiteres wichtiges Kriterium ist eine ausreichende Lebenszeit und möglichst geringe Kosten, da das Gerät ein Produkt für den Massenmarkt werden soll. Bereits 2012 soll ein Demonstrator vorliegen. Projektkoordinator ist Gerhard Fettweis, Professor für Mobile Nachrichten Systeme an der TU Dresden.

„CoolSensornet“ – Kabellose Sensoren für die Strukturüberwachung

Das dritte Leitprojekt von Cool Silicon widmet sich der Entwicklung von Sensorknoten mit integrierter akustischer Piezosensorik. Diese dienen der Überwachung und Lebensdauerbewertung von tragenden Konstruktionselementen wie zum Beispiel bei Flugzeugen, deren Flügel kontinuierlich auf Materialermüdung getestet werden müssen. Die energieautarken, kabellosen und langlebigen Spezialsensoren, die zur Strukturüberwachung in Flugzeugteile einlaminiert werden sollen Messwerte erfassen sowie digitale Prozessoren zur Informationsverarbeitung eine eigene Stromversorgung und die Möglichkeit zur Datenkommunikation besitzen. Die Sensoren sollen bereits beim Bau des Flugzeuges in die Flügel verbaut werden. Die Energiezuführung erfolgt hierbei nicht mehr über Kabel, sondern wird durch die mechanischen Schwingungen der zu überwachenden Tragstruktur selbst erzeugt. Der Strom reicht dafür aus, um die Messergebnisse fortlaufend per Funk zu übermitteln. Die Sensoren sind damit autark und nicht mehr so anfällig wie bei Energieversorgung mittels Kabel. Eine solche Überwachung eines Flugzeugs in Permanenz erhöht demnach auch die Sicherheit der Flugpassagiere. Sie werden gewissermaßen von mitfliegenden technischen Schutzengeln bewacht. Den extrem energieeffizienten Chip-Satz, der dafür erforderlich ist, entwickelt die ZMD AG Dresden. Piezogeneratoren und hochkapazitive Elemente zur Ladungsspeicherung werden vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) Dresden entwickelt und werden sicherstellen, dass sie ohne externe Stromversorgung auskommen. Das Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik an der TU Dresden wird Packaging-Techniken entwickeln, die eine Lebensdauer von 30 Jahren garantieren. Die RHe Microsystems GmbH in Radeberg, übernimmt das Design und die Produktion der Sensorknoten als optimierte Mikrosysteme. Für den Systementwurf zeichnet das Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) Dresden verantwortlich. Funktionsfähige Prototypen der neuartigen Sensoren sollen bis Ende 2011 vorliegen. Projektkoordinator ist Dr.-Ing. Dieter Hentschel vom Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP), Dresden.

Attraktorprojekt

Dieses Projekt zielt darauf ab, die Ausstrahlungskraft der Marke „Silicon Saxony“ weiter zu steigern, „Cool Silicon“ soll weltweit als Begriff für energieeffiziente Nano-/ Mikroelektronik und IKT-Systeme positioniert und der Standort als international führend bekannt werden. Neben der Gewinnung in- und ausländischer Fach- und Führungskräfte zielen diese Maßnahmen auch auf die Ansiedlung von Unternehmen und den Ausbau von Forschungseinrichtungen ab, die weltweit führend auf dem Gebiet energieeffizienter IKT-Systeme sind. Die Aktivitäten in diesem Bereich umfassen insbesondere, PR und Marketing-Maßnahmen wie die Akquise weltweit bedeutender Workshops und Konferenzen (Bsp.: Semicon Europa), Ausbau der Zusammenarbeit mit anderen Clustern (LETI/Crolles und IMEC/Leuven), sowie die Publikation einer „Dresden Roadmap“ und die Attraktivitätssteigerung der Hochschulen (TU Dresden, TU Chemnitz, HTW Dresden) im Cluster.

Informations-Projekt

Die Aufgabe dieses Projektes ist es, das Cluster Cool Silicon, die damit verbundene Vision, deren volkswirtschaftliche und ökologische Bedeutung, sowie die technischen Grundlagen und Ergebnisse einer breiten Öffentlichkeit anschaulich darzustellen. Es richtet sich dabei sowohl an Schüler, Studenten und allgemein interessierte Bürger, wie auch an Experten, die detaillierte Informationen über Ziele und Resultate wünschen. Die Informationsverbreitung wird mithilfe einer multimedialen Dauerausstellung ermöglicht, die mit Unterstützung des Deutschen Hygiene-Museums Dresden entwickelt und mit einem Startsymposium „Mensch, Technologie und Kommunikation“ eröffnet wird. Ein multimediales Web-Portal dient als Kommunikations-, Kooperations- und Informationsplattform innerhalb und außerhalb des Clusters. Darüber hinaus ist eine Zusammenarbeit mit der Hochschule für Bildende Künste Dresden im Rahmen eines Postgraduiertenprogrammes „Advanced Studies“ geplant. Dabei werden sich Absolventen der Hochschule für Bildende Künste Dresden künstlerisch mit konkreten Fragestellungen und Prozessen aus unterschiedlichen Bereichen des Clusters auseinandersetzen.

Bildungsprojekt

Um international wettbewerbsfähige energieeffiziente Systeme und Schaltkreise zu entwerfen, ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Systemarchitekten, Chip-Designern und Halbleitertechnologen notwendig. Daher sind im Rahmen des Clusters die folgenden Instrumente zur Nachwuchsförderung und -generierung auf dem Gebiet der Hochschulbildung geplant:

1. Die Einrichtung eines neuen Studiengangs „Nano-Electronics Systems Engineering“ als Kooperation zwischen drei Hochschulen: die TU Dresden und die TU Chemnitz richten einen ersten gemeinsamen englischsprachigen Elite-Masterstudiengang ein, die HTW Dresden (FH) bietet einen deutschen Masterstudiengang „Nano-elektronische Systeme“ an.

2. Die Einrichtung einer neuen Graduiertenschule „Energy Efficient Silicon Systems“ an der TU Dresden, die neben den Fachgebieten Nanoelektronik, Mobilfunk und drahtlose Sensoren eine Vielzahl interdisziplinärer Weiterbildungsangebote enthält.

3. Ergänzt werden diese Aktivitäten durch den internationalen Ausbau der „Dresdner Sommerschule Mikroelektronik“, die gemeinsam von AMD, Infineon, X-FAB, ZMD und der TU Dresden durchgeführt wird und 100 Studenten eine Woche lang Einblicke in den Arbeits- und Lernort Halbleiterindustrie gewährt.

Im Bereich der schulischen Bildung sind folgende Maßnahmen geplant: 1. Die Etablierung eines Programms NanoTe[A]ch, das in Anlehnung an das Projekt BioTe[A]ch Schüler interaktiv an das Thema Mikro-/Nanoelektronik heranführt und 2. die Erweiterung des Mentoring-Programms „ELISA“ zur Förderung von Frauen in natur- und ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen.

Weblinks

• www.cool-silicon.org
• www.silicon-saxony.de

Einzelnachweise

[[Kategorie:Forschungsprojekt]] [[Kategorie:Wirtschaft (Sachsen)]]