Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme EAS
Das Projekt iRel40 vereint die Expertise von 75 europäischen Wissenschafts- und Wirtschaftspartnern – allein 24 davon aus Deutschland. Sie alle wollen dazu beitragen, dass besonders große Zuverlässigkeit ein zentraler Bestandteil von Elektronik »Made in Europe« wird. Denn nur, wenn Nutzerinnen und Nutzer darauf vertrauen können, dass Komponenten und Systeme langlebig sind und zuverlässig funktionsfähig bleiben, werden neue Technologien, zum Beispiel für das autonome Fahren, regenerative Energieversorgungen oder stromsparende vernetzte Lösungen, am Markt erfolgreich.
Der Lösungsansatz
Wir erarbeiten innerhalb des Projektes praxistaugliche Ansätze, um die Zuverlässigkeit von integrierten Schaltungen und kompletten elektronischen Systemen anhand von Simulationen zu bewerten. Denn Entwicklerteams werden zukünftig noch stärker als heute vor der Aufgabe stehen, elektronische Bauteile und Komponenten zu entwerfen, die besonders robust und langlebig, aber nicht überdimensioniert sind. Können sie bereits in der Designphase die Zuverlässigkeit ihrer Entwürfe genau prognostizieren, kann dieser Faktor deutlich zielgerichteter berücksichtigt werden. In heutiger Standard-Entwurfssoftware für integrierte Schaltungen sind zwar bereits Alterungssimulationen vorhanden, allerdings verursachen sie noch einen großen zusätzlichen Aufwand in den ohnehin bereits kritischen Verifikationsschritten.
Deshalb sollen eine neu entwickelte Methodik sowie Modelle entstehen – sowohl für elektronische Systeme im Allgemeinen als auch für integrierte Schaltungen im Speziellen. Dafür arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zum einen an hybriden Ansätzen für Modelle zur Systemsimulation. Diese Modelle verbinden unter dem Schlagwort »Physics-of-Failure« Wissen zu den physikalischen Mechanismen mit Ansätzen, die auf statistischen Daten über Ausfälle im Einsatz beruhen. An virtuellen Systemen lassen sich damit die wesentlichen notwendigen Informationen generieren. Zum anderen wollen sie IC-Designer beim Sicherstellen ihrer Zuverlässigkeitsziele ganz konkret unterstützen. Ziel ist es, den bereits bestehenden Ablauf von Alterungssimulationen aufzugreifen und abzukürzen, um eine universell anwendbare Methodik zur Zuverlässigkeitsbewertung als Standardprozess im Elektronikentwurf zu integrieren.
