Gemeinsame Presseerklärung zum Abschluss des "USEP"-Projekts

Partner: Globalfoundries Dresden, Fraunhofer ENAS, IIS/EAS, IPMS und IZM-ASSID

Hochtechnologie für mittelständische Unternehmen: Weniger Kosten für mehr Kreativität

Eine neuartige Sensorplattform 'Made in Saxony' ermöglicht auch kleineren Unternehmen die kostengünstige Entwicklung von IoT-Systemen

Dresden, 14. April 2021. Eine Gruppe sächsischer Fraunhofer-Institute hat gemeinsam mit Globalfoundries Dresden eine Sensorplattform entwickelt, mit der sich individuell konfigurierbare IoT- und Edge-Computing-Lösungen erstellen lassen. Damit haben erstmals auch kleine und mittlere Anbieter die Möglichkeit, besonders leistungsfähige, energieeffiziente und hochintegrierte Systeme kostengünstig zu produzieren. Im Gegensatz zur Eigenentwicklung werden der Zeitaufwand und die Entwicklungskosten deutlich reduziert.

Wie können wir eine hochintegrierte, mehrkanalige Sensorlösung für den Maschinenbau entwickeln? Oder ein vernetztes Sensorsystem für die Gebäudeautomation? Die bedarfsgerechte, miniaturisierte Entwicklung von intelligenten Systemen, die an individuelle Anforderungen angepasst sind, ist für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) ein komplexes und teures Projekt: Sie können nicht auf elektronische Module von der Stange zurückgreifen, sondern müssen innovative Systemlösungen für ausgewählte Kunden selbst und meist in kleinen Stückzahlen entwickeln.

"Die Kunden erwarten zunehmend hochintegrierte elektronische Prototypen oder Kleinserien für das Internet der Dinge (IoT) und Edge Computing. Ohne entsprechende Systemarchitekturen und Fertigungsmethoden ist es für mittelständische Unternehmen jedoch schwierig, einen Return on Investment in der Entwicklung zu erzielen", sagt Dr. Peter Schneider, Leiter des Bereichs Entwicklung Adaptiver Systeme EAS des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS in Dresden.

Unterstützung für den Innovationsmotor Mittelstand

Unter der Federführung des Institutsteils EAS hat deshalb ein Konsortium aus sächsischen Fraunhofer-Instituten und der Industrie die "Universelle Sensorplattform USeP" entwickelt. Sie ermöglicht es insbesondere kleinen und mittleren Unternehmen, eine Vielzahl von modularen und konfigurierbaren Plattformelementen zu nutzen und nach dem Baukastenprinzip mit maximaler Flexibilität zusammenzustellen. "Die 3D-Sensorplattform lässt Entwicklern sowohl bei der Software als auch bei der Hardware weitgehend freie Hand, um zukunftsweisende, individuelle Produkte herzustellen. Während dies früher sechs- oder siebenstellige Eurobeträge kostete, können KMU heute bis zu 90 Prozent an Zeit und Geld sparen", erklärt Schneider. Dank der guten und intensiven Zusammenarbeit der beteiligten Entwicklungspartner konnte das zukunftsweisende Projekt innerhalb von nur drei Jahren erfolgreich abgeschlossen werden. Einen ersten Praxistest hat USeP bereits gemeistert. Im Rahmen einer Kooperation zwischen Globalfoundries Dresden und fünf weiteren Unternehmen aus dem Hard- und Softwaresektor bildete es den Kern einer Edge AI-Pilotlösung. Mit ihrer Hilfe konnten die Unternehmen innerhalb von nur drei Monaten eine erste Produktversion (Minimum Viable Product) für die vorausschauende Wartung von Reinstwasserventilen in der Chipfertigung entwickeln.

Bausteine für die Entwicklung der Hochtechnologie

"Die in der Dresdner Technologie entwickelte Sensorplattform auf Basis des GLOBALFOUNDRIES 22FDX ® ermöglicht ein energieeffizientes und leistungsfähiges SoC (System on Chip) Design, das mit eingebettetem MRAM anspruchsvolle Edge-Computing-Anforderungen erfüllt", sagt Dr. Axel Preuße von Globalfoundries Dresden. Der Chip verfügt über zahlreiche drahtlose und drahtgebundene Kommunikationsschnittstellen und nutzt einen leistungsfähigen 32-Bit-RISC-V-Prozessor mit insgesamt 9 Kernen als zentrale Verarbeitungs- und Steuereinheit. Diese Open-Source-Prozessorarchitektur ist nicht zuletzt wegen ihrer Offenheit und Flexibilität zukunftsweisend und bietet die ideale Basis für sichere und vertrauenswürdige Elektronik. Die einzigartige Systemarchitektur der Plattform zeichnet sich auch dadurch aus, dass neueste Aufbau- und Verbindungstechnologien mit modernsten Halbleiterdesignmethoden und Sicherheitskomponenten kombiniert werden. Dank ihrer flexiblen Bausteine und der dazugehörigen Softwareumgebung ermöglicht sie die unkomplizierte Integration unterschiedlicher Sensoren.

Das vom Freistaat Sachsen und der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderte Forschungsprojekt ist nun abgeschlossen und ein eigenständiges Unternehmen entstanden: Das Start-up Sensry in Dresden bietet seinen Kunden nicht nur die Möglichkeit, mit Hilfe der universellen Sensorplattform hochintegrierte Sensorelektronik-Customize-Module herzustellen, sondern kann auch die Kompetenzen der USeP-Entwicklungspartner an interessierte KMU vermitteln. Damit steht ihnen eine Lieferkette zur Verfügung, mit der sie ihre Ideen und Visionen effizient umsetzen können: Konzeptentwicklung, Systemdesign, Prozessoren, Sensoren und Datenübertragung sowie Simulation und Test ihres geplanten Systems werden umfassend und nachhaltig unterstützt.

An der Entwicklung der universellen Sensorplattform USeP waren neben dem Halbleiterhersteller Globalfoundries Dresden auch die sächsischen Fraunhofer-Institute für Photonische Mikrosysteme IPMS und Elektronische Nanosysteme ENAS sowie die Institutsbereiche All Silicon System Integration ASSID des Fraunhofer IZM und Entwicklung Adaptiver Systeme EAS des Fraunhofer IIS beteiligt. Unterstützt wurden die Forschungspartner von Kollegen des Fraunhofer IZM in Berlin, des Fraunhofer IIS in Erlangen und des Fraunhofer AISEC in Garching bei München.