Innovations for High Performance Microelectronics


Innovations for High Performance Microelectronics
Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik
Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik
Logo der IHP GmbH
Kategorie: Forschungseinrichtung
Träger: Land Brandenburg
Rechtsform des Trägers: GmbH
Mitgliedschaft: Leibniz-Gemeinschaft
Standort der Einrichtung: Frankfurt (Oder), Technologiepark Ostbrandenburg
Art der Forschung: Grundlagenforschung
Fächer: Naturwissenschaften
Fachgebiete: Materialwissenschaften, Halbleitertechnologie, Schaltkreisentwurf, Systementwicklung
Grundfinanzierung: Bund (50%), Länder (50%)
Leitung: Prof. Dr. Wolfgang Mehr und Manfred Stöcker
Mitarbeiter: circa 250 (1. Januar 2009)
Homepage: www.ihp-microelectronics.com

Die IHP GmbH – Innovations for High Performance Microelectronics / Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik – kurz IHP – ist ein außeruniversitäres Forschungsinstitut im Land Brandenburg. Das IHP erforscht und entwickelt siliziumbasierte Systeme sowie Höchstfrequenzschaltungen und -technologien für die drahtlose und Breitbandkommunikation. Als europäisches Forschungs- und Innovationszentrum soll es zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen und europäischen Industrie beitragen. Das IHP ist ein öffentlich finanziertes Forschungsinstitut und Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es verfolgt langfristige Zielstellungen und verbindet Grundlagen- mit angewandter Forschung.

Kernkompetenzen des Institutes sind Materialforschung, Technologie-Entwicklung, Schaltkreis- und Systemdesign. Das IHP beschäftigt 250 Mitarbeiter und verfügt über eine hochmoderne Pilotlinie für die Herstellung von Hochgeschwindigkeits-Schaltkreisen, die sich in einem 1000 m² großen Reinraum der Klasse 1 befindet. Das Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik hat seinen Standort im Technologiepark Ostbrandenburg in Frankfurt (Oder).

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Vorgeschichte

Die Anfänge des IHP reichen zurück in das Jahr 1958, als in Berlin-Rahnsdorf der VEB Physikalische Werkstätten gegründet und 1962 eine Außenstelle in Falkenhagen in Betrieb genommen wurde. 1963 wurden die VEB Physikalische Werkstätten als III. Physikalisch-Technisches Institut der Deutschen Akademie der Wissenschaften übernommen. Im Zuge der Akademiereform wurde das Institut 1969 in Institut für Physik der Werkstoffbearbeitung (IPW) der Akademie der Wissenschaften der DDR inhaltlich neu profiliert und umbenannt. Ab 1972 begannen in der Außenstelle Falkenhagen Grundlagenuntersuchungen zum abrasiven Bearbeitungsprozess von Siliziumwafern für den Siliziumbauelementeprozess und ab 1975 Forschungen zur Optimierung von Teilschritten des technologischen Bauelementeprozesses, des so genannten Zyklus I der Silizium-Bauelemente-Technologie. Seit 1979 wurde in der Außenstelle Falkenhagen ein Neubau des Institutes mit Technikum in Frankfurt (Oder) geplant und mit der Ansiedlung von Wissenschaftlern in Frankfurt begonnen. Die Grundsteinlegung erfolgte am 29. April 1981.

Gründung des IHP

Das Institut für Halbleiterphysik (IHP) wurde am 22. Dezember 1983 als Institut der Akademie der Wissenschaften der DDR konstituiert. Das neue Institut hatte die Aufgabe, wissenschaftliche Grundlagen für die Konstruktion mikroelektronischer Bauelemente zu erarbeiten. Im Vordergrund stand dabei die weitere Verringerung der Abmessungen elektronischer Strukturen. Mit dem politischen und wirtschaftlichen Umbruch von 1989 wurde eine Neupositionierung des IHP in der gesamtdeutschen Forschungslandschaft notwendig.

Neugründung des IHP

Institutsgebäude des IHP im Technologiepark Ostbrandenburg

Das IHP mit seiner langjährigen Erfahrung in der siliziumbasierten Mikroelektronik wurde am 1. Januar 1992 als Einrichtung der Blauen Liste in Form einer GmbH neu gegründet. Ab 1999 firmierte das IHP als Institut für innovative Mikroelektronik unter Beibehaltung der bereits etablierten Abkürzung IHP, die heute für Innovations for High Performance microelectronics steht.

Seit 1996 verlagerte sich der Schwerpunkt auf die drahtlose und die Breitbandkommunikation. Im Jahr 1999 erfolgte der Umzug des IHP in den Technologiepark Ostbrandenburg und die Inbetriebnahme des 1000 Quadratmeter großen Reinraums der Klasse 1 mit 0,25-µm-BiCMOS-Technologie. Schritt für Schritt wurden die Forschungsgebiete um die Segmente Automobilindustrie, Medizintechnik, Automatisierungstechnik sowie Luft- und Raumfahrt erweitert. Seit 2008 kommt die 0,13-µm-BiCMOS-Technologie mit einer Grenzfrequenz von 300 GHz zum Einsatz.

Im Dezember 2008 konnte das IHP sein 25-jähriges Bestehen mit einem Festakt feiern. Mit Beschluss der Gesellschafterversammlung vom 15. Dezember 2008 wurde das Wort „Leibniz“ in die Bezeichnung aufgenommen, das IHP trägt jetzt offiziell den Namen Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik.

Leistung

Das Institut verfügt über eine Pilotlinie mit 0,25-µm- und 0,13-µm-SiGe-BiCMOS-Technologien. Diese ermöglicht die Fertigung von Mikrochip-Prototypen und integrierten Schaltkreisen in Kleinserien. Die Pilotlinie wird für zahlreiche gemeinsame Forschungsprojekte mit Hochschulen und anderen Forschungsinstituten eingesetzt. Der gesamte Fertigungsprozess erfolgt in eigener Regie, vom Design der Systeme und Schaltkreise über die Herstellung von Prototypen und Kleinstserien bis hin zum Packaging und Prüfen der fertigen Bauelemente.

Das IHP als öffentlich gefördertes Institut ist zunehmend auf Drittmitteleinnahmen angewiesen. Diese stammen aus Projektmitteln oder Aufträgen aus der Industrie, wenn höchste Performance bei geringen Stückzahlen oder neue Prototypen gewünscht sind. Ein Schwerpunkt des Geschäfts stellt der MPW-Shuttle-Service dar. Um Kosten einzusparen, teilen sich verschiedene Auftraggeber einen Wafer (Multiproject Wafer, MPW).

Spezialgebiet der Forschungs- und Entwicklungsabteilungen sind Hochfrequenztechnologien mit Anwendungen über 100 GHz. Die weitere Entwicklung von Technologien am IHP sowie deren Anwendung in Schaltungen und Systemen verfolgt eine „More than Moore“-Strategie, das heißt, das Ziel ist die Integration von Modulen mit zusätzlicher Funktionalität in die BiCMOS-Technologie. So wurde neben der weiteren Erhöhung der Arbeitsfrequenzen auf über 100 GHz mit Arbeiten zur Verbindung von Photonik und klassischer Mikroelektronik begonnen (Silicon Photonics).

Ein wichtiger Schwerpunkt sind Arbeiten zur weiteren Erhöhung der Grenzfrequenzen von Heterobipolartransistoren (HBT), die im Rahmen des EU-Projektes DotFive (siehe Weblinks) durchgeführt werden. Das Projekt zielt darauf ab, SiGe-HBTs mit Grenzfrequenzen von 500 GHz zu entwickeln. Im Ergebnis dieser Arbeiten konnte das IHP auf der IEDM-Konferenz im Dezember 2008 ein HBT-Modul mit weiter verbesserter Operationsgeschwindigkeit vorstellen. Mit den entwickelten HBTs wurden Verzögerungszeiten von 2,5 Pikosekunden an Ringoszillatoren nachgewiesen. Damit konnte der bisher vom IHP veröffentlichte Weltrekord weiter deutlich verbessert werden. Moderne Sensornetzwerke mit extrem geringem Verbrauch, superschnelle Transistoren und die Terahertzstrahlung spielen zunehmend eine größere Rolle.

Personal und Finanzierung

Das IHP beschäftigt ca. 250 Mitarbeiter, davon sind rund 150 Wissenschaftler aus insgesamt 20 Nationen (Stand: 1. Januar 2009). Der Etat beträgt 40,2 Mio. Euro (2008). Die Grundfinanzierung von rund 16 Mio. Euro wird jeweils zur Hälfte durch Bund und Länder bereitgestellt. Die Mittel der Länder werden zum Großteil vom Land Brandenburg getragen. Zusätzlich zur Grundfinanzierung wirbt das IHP Drittmittel ein. 2008 belief sich diese Summe auf rund 11,5 Mio. Euro Projektmittel und 12,7 Mio. an EFRE-Mitteln.

Organisation

Das IHP wird von einem Wissenschaftlich-Technischen Geschäftsführer und von einem Administrativen Geschäftsführer geleitet. Der wissenschaftliche Bereich des IHP gliedert sich in vier Abteilungen. Hinzu kommt der Bereich Verwaltung.

  • Systementwicklung / System Design: Das IHP arbeitet an Systemen, mit denen über kürzere Entfernungen Datenmengen von 10-100 Gigabit pro Sekunde drahtlos übertragen werden. Software und Filme sollen in Sekunden auf das eigene mobile Gerät übertragen werden. Langfristig geht es um die Erforschung der Grenzen der erreichbaren Übertragungsgeschwindigkeit. Außerdem wird an Anwendungen mit extrem geringem Energieverbrauch gearbeitet.
  • Schaltkreisentwurf / Circuit Design: Diese Abteilung forscht an Funkschaltungen mit Sende- und Empfangsfrequenzen von 60 GHz bis über 100 GHz. Langfristig sind Funkschaltungen mit Datenraten im Terahertzbereich das Ziel. Darüber hinaus werden Schaltungen für Glasfasersysteme mit Übertragungsraten von über 100 Gigabit pro Sekunde entwickelt.
  • Technologieabteilung / Technology: Das IHP verfolgt die Strategie des „More than Moore“. Statt der weiteren Miniaturisierung der Bauelemente zielt das IHP auf die Integration zusätzlicher Funktionen auf kleinster Fläche. Wichtigste Gruppe zusätzlicher Bauelemente sind SiGe-Heterobipolartransistoren, mit denen das IHP derzeit Grenzfrequenzen bis 300 Gigahertz erreicht. Diese Technologie soll bis in den Terahertzbereich ausgedehnt werden.
  • Materialforschung / Materials Research: Neuartige Bauelementekonzepte und Technologien bringen oft den Einsatz neuartiger Materialien mit sich. Diese zu erforschen und zu integrieren ist Hauptaufgabe der Materialforschung. Dazu gehören alternative Isolatormaterialien mit hohen Dielektrizitätskonstanten und Bauelemente für den Terahertzbereich.

Gemeinsame Labore

Um die Potentiale von Universitäten und Fachhochschulen besser zu nutzen, wird ein Teil der Grundlagenforschung in gemeinsamen Forschungslaboren (Jointlabs) durchgeführt. Zurzeit gibt es drei gemeinsame Labore mit regionalen Hochschuleinrichtungen. Ein weiteres Jointlab mit der Humboldt-Universität zu Berlin ist in der Planungsphase:

  • Joint Lab IHP / BTU Cottbus (2000): Schwerpunkte des Forschungslabors mit der BTU Cottbus sind die Such- und Vorlaufforschung, um potenzielle Eigenschaften von Silicium für einen Einsatz auf künftigen Gebieten zu erschließen, Arbeiten an neuartigen Konzepten für integrierte siliziumbasierte Lichtquellen und die Steigerung der Effizienz von Solarzellen.
  • Joint Lab IHP / TFH Wildau (2006): Schwerpunkte sind Forschungsarbeiten zur Photonik und zu neuen Bauelementekonzeptionen sowie die gemeinsame Ausbildung (umfassendes Lehrangebot zur Chipherstellung im Studiengang „Physikalische Technik“ an der TFH Wildau durch IHP-Mitarbeiter).

Ausgründungen

Ausgründungen aus Forschungseinrichtungen sind Teil einer von Bund und Ländern gewollten Strategie zur Verwertung von marktfähigen Forschungsergebnissen, welche aus öffentlichen Mitteln gefördert wurden. An Ausgründungen beteiligen sich in der Regel Mitarbeiter der Einrichtungen und gegebenenfalls die Institute selbst. Beim IHP hat es bisher folgende Ausgründungen gegeben:

  • Lesswire AG (1999): Lesswire bietet Produkte und Lösungen zur drahtlosen Übertragung von Daten und die Nutzung von Informationen auf mobilen Endgeräten in „Wireless Worlds“ und „Local Worlds“ – räumlich definierten Bereichen wie z.B. Messen, Museen oder Fertigungseinrichtungen – an. Gegründet wurde die Lesswire AG im April 1999 als eine Ausgründung vom IHP in Frankfurt (Oder). Zu den herausragenden Entwicklungen gehört der patentierte LocalNavigator, der die Plattform für innovative UMTS-Lösungen mit Anwendungen in den Bereichen Industrie, Messen, Museen oder Krankenhäusern darstellt. Seit dem 1. Oktober 2006 gehört die Lesswire AG zur Prettl Gruppe.[1]
  • Communicant Semiconductor Technologies AG (2001): Intel[2] und der arabische Großinvestor Dubai Airport Freezone Authority (DAFZA) konnten von der Landesregierung als Partner für eine Halbleiterfabrik gewonnen werden. Das ambitionierte Projekt "Chipfabrik Frankfurt (Oder)" scheiterte jedoch 2003 aus mehreren Gründen.[3][4]
  • Silicon Radar GmbH (2006): Silicon Radar ist ein Unternehmen, das die Entwicklung und die Fabrikation von integrierten Hochfrequenzschaltungen für Radar-Anwendungen und drahtlose Kommunikation anbietet.[5] Die Einsatzmöglichkeiten der Schaltkreise reichen von Anwendungen für den Endverbraucher über die Verwendung in der Automobilindustrie bis hin zu speziellen Anwendungen für die Weltraumforschung. Bisher wurden unter anderem Schaltkreise für das X-Band (Frequenzbereich 8-12 GHz), das ISM-Band bei 24 GHz und das ISM-Band bei 122 GHz entwickelt.

Literatur

  • Horst Kugler, Dr. Harry Kreßner u.a.: Von der Germaniumdiode zum Gigahertz-Schaltkreis und Solarmodul. Frankfurt (Oder) - 50 Jahre Standort für Innovation und Halbleitertechnologie. Festschrift 1958 - 2008, Frankfurt (Oder): 2008.
  • Dr. Wolfgang Kissinger / Heidrun Förster (Red.): 25 Jahre IHP GmbH – Annual Report 2008 (Jahresbericht).
  • Die Leibniz-Gemeinschaft: Jahrbuch 2008/2009.

Weblinks

Jointlabs
Ausgründungen
Projektauswahl

Einzelnachweise

  1. www.prettl.com PRETTL übernimmt Aktienmehrheit an der Lesswire AG, Frankfurt/Oder
  2. Märkische Oderzeitung: Intel-Chef: Alles getan, um Chipfabrik zu ermöglichen vom 1. Dezember 2003.
  3. die tageszeitung: Wundertätige werden weniger vom 21. Oktober 2003.
  4. Märkische Oderzeitung: Chipfabrik-Ausschuss: Deutsche Bank und Commerzbank skeptisch von Anfang an vom 9. April 2004.
  5. Märkische Oderzeitung: IHP-Forscher gewinnen Wettbewerb vom 2. März 2005.

Wikimedia Foundation.

Schlagen Sie auch in anderen Wörterbüchern nach:

  • Thomas Jefferson High School for Science and Technology — Infobox Education in the United States name= Thomas Jefferson High School for Science and Technology imagesize= 100px motto= streetaddress= 6560 Braddock Road city= Alexandria state= Virginia zipcode= 22312 url= http://www.tjhsst.edu district=… …   Wikipedia

  • Institut für innovative Mikroelektronik — Leibniz Institut für innovative Mikroelektronik Kategorie: Forschungseinrichtung Träger: Land Brandenburg Rechtsform des Trägers: GmbH Mitgliedschaft: Leibniz Gemeinschaft Standort der Einrichtung: Frankfurt (Oder), Technologiepark Ostbrandenburg …   Deutsch Wikipedia

  • Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik — Kategorie: Forschungseinrichtung Träger: Land Brandenburg Rechtsform des Trägers: GmbH Mitgliedschaft: Leibniz Gemeinschaft Standort der Einrichtung: Frankfurt (Oder), Technologiepark Ostbrandenburg Art der Forschung …   Deutsch Wikipedia

  • Blaue-Liste-Institut — Logo Die Leibniz Gemeinschaft (vollständig: Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V.) ist ein Zusammenschluss deutscher Forschungsinstitute unterschiedlicher Fachrichtungen. Zur Leibniz Gemeinschaft gehören 86 (2009)… …   Deutsch Wikipedia

  • Blaue Liste — Logo Die Leibniz Gemeinschaft (vollständig: Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V.) ist ein Zusammenschluss deutscher Forschungsinstitute unterschiedlicher Fachrichtungen. Zur Leibniz Gemeinschaft gehören 86 (2009)… …   Deutsch Wikipedia

  • Blaue Liste-Institute — Logo Die Leibniz Gemeinschaft (vollständig: Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V.) ist ein Zusammenschluss deutscher Forschungsinstitute unterschiedlicher Fachrichtungen. Zur Leibniz Gemeinschaft gehören 86 (2009)… …   Deutsch Wikipedia

  • Leibniz-Institut — Logo Die Leibniz Gemeinschaft (vollständig: Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V.) ist ein Zusammenschluss deutscher Forschungsinstitute unterschiedlicher Fachrichtungen. Zur Leibniz Gemeinschaft gehören 86 (2009)… …   Deutsch Wikipedia

  • Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz — Logo Die Leibniz Gemeinschaft (vollständig: Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V.) ist ein Zusammenschluss deutscher Forschungsinstitute unterschiedlicher Fachrichtungen. Zur Leibniz Gemeinschaft gehören 86 (2009)… …   Deutsch Wikipedia

  • Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V. — Logo Die Leibniz Gemeinschaft (vollständig: Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e. V.) ist ein Zusammenschluss deutscher Forschungsinstitute unterschiedlicher Fachrichtungen. Zur Leibniz Gemeinschaft gehören 86 (2009)… …   Deutsch Wikipedia

  • Dielectric — A dielectric is an electrical insulator that can be polarized by an applied electric field. When a dielectric is placed in an electric field, electric charges do not flow through the material, as in a conductor, but only slightly shift from their …   Wikipedia


Share the article and excerpts

Direct link
Do a right-click on the link above
and select “Copy Link”

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.