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Nano-Chips für neue Mobilfunkgeneration

Halbleiterbausteine mit Strukturbreiten von 32 bis 28 Nanometern werden in künftigen Produkten der drahtlosen Kommunikation, aber auch in anderen Mikroelektronikprodukten wie zum Beispiel im Bereich der Energieeffizienz, der Sicherheit oder im Gesundheitswesen eine zentrale Rolle spielen.


Mit dem Ziel, die Wettbewerbsfähigkeit deutscher und europäischer Unternehmen auf dem Gebiet der Mikroelektronik zu stärken, startete, im Rahmen des europäischen Programms „Catrene“, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 6,7 Millionen Euro geförderte Forschungsprojekt UTTERMOST (Ultimate Enablement Research on 32/28nm CMOS Technologies). Das Institut für Elektrische und Optische Nachrichtentechnik (INT) der Universität Stuttgart entwickelt im Rahmen von UTTERMOST einen Signalprozessor, der digitale Basisbanddaten in analoge Hochfrequenz-Signale umwandelt.

Innerhalb des genannten Fördervorhabens werden die Voraussetzungen für die Herstellung und den Entwurf von Halbleiterbausteinen für zukünftige Anwendungen mit Strukturbreiten von  32/28 nm entwickelt. Mikroelektronische Komponenten mit eingebetteter Software, die in den neuesten CMOS-Technologien (komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter) realisiert werden, fungieren als Treiber für innovative und wettbewerbsfähige neue Produkte und für die Sicherung zukunftsfähiger hochwertiger Arbeitsplätze in Europa. Als Schlüsseltechnologie ist die Mikroelektronik damit von zentraler Bedeutung für die europäische Industrie. Das strategische Ziel von UTTERMOST besteht darin, gemeinsame Entwicklungsarbeiten zur Einführung der 32/28nm Technologie- und Designplattform in Europa und speziell in Deutschland so weit voranzutreiben, dass führende Schaltkreisentwickler wie Alcatel-Lucent Deutschland und Intel Mobile Communications mit der Entwicklung und Herstellung neuer Produkte beginnen können. Bis Mai 2013 werden die europaweit 19 Partner ihre Arbeiten abgeschlossen haben. In Deutschland sind Intel Mobile Communications, Alcatel Lucent, die Universität Stuttgart und Institute der Fraunhofer Gesellschaft als Partner beteiligt. Die amerikanische Firma Gloubalfoundries beteiligt sich als assoziierter Partner an diesem Projekt. Die Beiträge der deutschen Partner werden von der Intel Mobile Communications GmbH koordiniert.

Die Universität Stuttgart entwickelt im Rahmen von UTTERMOST eine digitale Transmitterkette vom Basisband bis zum Hochfrequenz-Verstärker. Hierfür erhält das INT erhält insgesamt eine Zuwendung von knapp 500.000 Euro, mit der es die Prozessierung der Chips und zwei wissenschaftliche Mitarbeiter für die Projektlaufzeit von drei Jahren finanzieren kann. Durch die rein digitale Verarbeitung kann auf eine Vielzahl an analogen Komponenten verzichtet, damit der Entwurfszyklus beschleunigt und die Ausbeute gesteigert werden. Zusätzlich wird die Transmitterstrecke unempfindlicher gegenüber Rauschquellen auf dem Chip und kann in vielen Frequenzbändern von 450 Megahertz bis 2,7 Gigahertz angewendet werden. Die Transmitterstrecke ermöglicht die Verwendung von Schaltverstärkern, mit denen die Leistungseffizienz gegenüber bisherigen Verstärkern gesteigert werden kann. Die von der Universität Stuttgart entworfenen Chips werden von Globalfoundries in einer 28 nm CMOS-Technologie gefertigt und an der Uni ab 2012 in Kooperation mit Alcatel-Lucent Bell Labs Stuttgart vermessen und weiterentwickelt. Mit einem zweiten Chipentwurf kann das Schaltungskonzept optimiert und erweitert werden.

Weitere Informationen bei:
Prof. Manfred Berroth
Institut für Elektrische und Optische Nachrichtentechnik
Tel. 0711/685-67922
E-mail: