Infrastruktur

Ein Beispiel eines tragenden Fachgebiets im Kernbereich „Infrastructure“ des Profilbereichs Internet und Digitalisierung ist das Fachgebiet Integrierte Elektronische Systeme.

Das Fachgebiet „Integrierte Elektronische Systeme“ ist im Fachbereich Elektro- und Informationstechnik der TU Darmstadt angesiedelt und führt Forschungs- und innovative Entwicklungsarbeiten  an analogen, mixed-signal und digitalen integrierten elektronischen Systemen durch. Das Fachgebiet wird in dieser Form seit März 2009 von Prof. Dr.-Ing. Klaus Hofmann geleitet.

Zentrale Herausforderungen auf dem Gebiet des Entwurfs von integrierten elektronischen Systemen liegen in der rasant fortschreitenden Integrationsdichte (More-Moore), die sowohl Chancen für den ubiquitären Einsatz von Elektronik in allen Bereichen des Lebens hat, als auch erhebliche technische Risiken birgt. Gerade auf dem Gebiet der physikalischen Infrastruktur zum drahtlosen oder drahtgebundenen Austausch von Daten ist der Zuwachs des zu übertragenen Datenvolumens der Anwendungen ungebrochen und wird durch höhere Anforderungen an niedrige Latenzen sowie geringes Leistungsbudget durch mobiles Computing noch verschärft. Innovationstreiber auf der Anwendungsebene sind hier sowohl Rechen- und Datencenter, mobile Anwendungen, als auch die Digitalisierung von Produktions- und Fertigungsumgebungen, die in übertragungstechnisch ungünstigen Umgebungen von Beginn an höhere Anforderungen an Datendurchsatz und Verfügbarkeit haben als bisherigen Consumer-Anwendungen. Hinzu kommen Innovationstreiber auf dem Gebiet der Materialwissenschaften, die neue Sensor- oder Halbleitermaterialien hervorbringen, die sehr kostengünstig und flächig produziert werden können, oder aber die Kombination von digitaler Steuerung und Datenübertragung kompaktiert mit optischen, biologischen und Hochspannungskomponenten in einer integrierten Schaltung erfordern (More-than-Moore).

In verschiedenen Projekten (BMBF, DFG, LOEWE) werden am FG IES  Fragestellungen für neue Schaltungskonzepte für integrierte Hochvoltelektroniken bearbeitet, die über den Eurochip/Europractice-Service kostengünstig prototypisch gefertigt werden können. Beim Entwurf dieser Schaltungen werden modernste EDA-Werkzeuge verwendet, die ebenfalls über Europractice bezogen werden. Studentinnen und Studenten profitieren hiervon durch realitätsnahe Praktika, in denen bis zur Layoutebene herunter ASICs mit modernsten industriegleichen Werkzeugen entworfen und verifiziert werden. Das FG IES agiert hier als zentraler Europractice-Knoten der TU Darmstadt.

Zahlreiche Projekte ergeben sich aus Anwendungsgebieten, die über universitäre Partner an der TU Darmstadt eingebracht werden, so z.B. die Erforschung von drahtlosen Kommunikationskonzepten für Werkzeugumgebungen, 3D-Speicherarchitekturen, druckbare Elektronik, innovative Sensor- und Displayansteuerungen sowie skalierbare, leistungsarme drahtgebundene Kommunikationsarchitekturen für den Datenaustausch in Rechnern und FTTH- (Fiber-to-the-Home) Anwendungen. Der Anspruch des FG IES ist hierbei sowohl theoretische Konzepte zu erstellen und Lösungen zu erarbeiten, als auch Aspekte der Praxistauglichkeit (Robustheit, Erfüllung gängiger Anforderungen) nicht zu vernachlässigen, so dass ein Transfer dieser Konzepte in die Praxis (Verwertung) möglich ist.

Die in absehbarer Zeit verfügbaren neuen Lösungen für bisherige Siliziumtransistoren für Logik- und Speicheranwendungen werden mit neuen Randbedingungen wiederum neue Schaltungs- und Systemkonzepte erfordern und den Forschungs- und Integrationsbedarf für diese integrierten Systeme zusammen mit Sensoren und Aktoren weiter forcieren. Die Erschliessung weiterer Anwendungsgebiete für Sensorik und Aktorik wird das weltweite Datenvolumen weiter stark anwachsen lassen, so dass neue Device-, Schaltungs- und Systemkonzepte für die analoge und digitale Infrastruktur der Datenübertragung im Inter- und Intranet geschaffen werden müssen, die den steigenden Anforderungen gerecht werden als auch den Energieverbrauch limitieren.

Kontakt

Technische Universität Darmstadt
Profilbereich Internet und Digitalisierung

Integrierte Elektronische Systeme

Prof. Dr.-Ing. Klaus Hofmann

S3|21
Fraunhoferstr. 4
64283 Darmstadt

Tel: +49 6151 16-20256

Fax: +49 6151 16-20264

E-Mail: Klaus.Hofmann@ies.tu-...

Geschäftsführung

Dr.-Ing. Sonja Bergsträßer

S3|20 219
Rundeturmstr. 10
64283 Darmstadt

Tel: +49 6151 16-20858

E-Mail: gf@indi.tu-...

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