Versterking van de Saksische micro-elektronica-onderzoek voor Chiplet-innovaties binnen het APECS-proeftreinprogramma

Werk in de 200-mm-klasse cleanroom bij Fraunhofer IPMS. © Fraunhofer IPMS

Feestelijke overhandiging van de symbolische cheque ter waarde van 38 miljoen euro door minister-president Michael Kretschmer aan de Saksische micro-elektronica-instituten van de Fraunhofer-Gesellschaft (v.l.n.r. Prof. Dr. Harald Kuhn [Fraunhofer ENAS], Prof. Dr. Martin Schneider-Ramelow [Fraunhofer IZM], Prof. Dr. Harald Schenk [Fraunhofer IPMS], Minister-president Michael Kretschmer, Dr. Stephan Guttowski [Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland], Prof. Dr. Peter Schneider [Fraunhofer IIS, Institutsteil Entwicklung Adaptiver Systeme], Dr. Oliver Höing [Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF]) © Fraunhofer IPMS

Ontwerp van chiplet-gebaseerde systemen volgens het bouwstenenprincipe. © Fraunhofer IPMS

De Saksische micro-elektronica-instituten van de Fraunhofer-Gesellschaft breiden hun technologische capaciteit uit op het gebied van chiplet-innovatie en dragen aanzienlijk bij aan de APECS-prototype-lijn binnen het kader van de European Chips Act. De deelstaat Saksen investeert hiervoor 38 miljoen euro in de financiering. Op 30 januari overhandigde minister-president Michael Kretschmer een symbolische cheque ter waarde van de subsidie. APECS maakt het mogelijk om in de komende 4,5 jaar de onderzoeks- en ontwikkelingsinfrastructuur in heel Europa verder uit te bouwen. De totale subsidie bedraagt 730 miljoen euro, beschikbaar gesteld door de Chips Joint Undertaking, het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) en andere nationale financieringen. APECS wordt gecoördineerd door de Fraunhofer-Gesellschaft en geïmplementeerd door de Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD).

In het kader van de prototype-lijn »Advanced Packaging and Heterogeneous Integration for Electronic Components and Systems« (APECS) breiden de Saksische Fraunhofer-instituten IPMS en ENAS en de onderdelen van het Fraunhofer IZM en het Fraunhofer IIS hun halfgeleider-onderzoeksinfrastructuur de komende 4,5 jaar aanzienlijk uit. De APECS-prototype-lijn is een belangrijke bouwsteen van de EU Chips Act om chiplet-innovaties te stimuleren en de onderzoeks- en fabricagecapaciteiten voor halfgeleiders in Europa te vergroten. De deelstaat Saksen ondersteunt dit met een subsidie van 38 miljoen euro. Tijdens een feestelijke bijeenkomst op 30 januari 2025 overhandigde minister-president Kretschmer de symbolische cheque ter waarde van de subsidie en informeerde hij zich over de APECS-prototype-lijn. Een bijzondere focus lag daarbij op de door de prototype-lijn voortgebrachte aanbiedingen van de Fraunhofer-instituten voor de industrie.

»Met de European Chips Act heeft de EU een verstandige beslissing genomen voor investeringen en het uitbreiden van de Europese chipproductie. Het is belangrijk voor onze economie en ons welzijn dat we in Europa en Duitsland onafhankelijker worden in deze sleutelindustrie. De vrijstaat speelt daarbij als toonaangevende Europese locatie voor micro-elektronica een cruciale rol. Met de betrokkenheid van maar liefst vier Fraunhofer-instituten in Saksen binnen de kader van de prototype-lijn wordt deze positie nu verder versterkt en verstevigd. De vrijstaat ondersteunt deze strategisch belangrijke investering zodat de Europese chipoffensief een succes wordt«, aldus minister-president Kretschmer bij de overhandiging van de symbolische subsidie.

De Saksische minister van wetenschap Sebastian Gemkow voegt daaraan toe: »Investeringen in het onderzoek naar halfgeleiders zijn dringend noodzakelijk. Er is deze impuls nodig als Europa ook in de toekomst technologische ontwikkelingen in de micro-elektronica wil mede bepalen en industriële standaarden wil zetten. Het onderzoekslandschap in Saksen, met instellingen van de Fraunhofer-Gesellschaft, sterke universiteiten en industriële partners, vormt een stevig fundament. Een groot deel van de door de EU, de federale overheid en de vrijstaat voor APECS beschikbare middelen komt daarom ook ten goede aan de wetenschappelijke instellingen hier. Daarmee versnellen we de overgang van onderzoeksresultaten naar de industrie aanzienlijk en versterken we vooral ook de Saksische chipindustrie als motor binnen de Europese samenwerking.«

Versterking van de Europese concurrentiekracht en technologische veerkracht in de ontwikkeling en productie van halfgeleiders

De leiders van de vier Fraunhofer-instituten zijn de grote steun van de Chips Joint Undertaking, het Bundesministerium für Bildung und Forschung en de deelstaat Saksen zeer dankbaar: »Door de investeringen via de APECS-prototype-lijn wordt de prestaties van de bestaande onderzoeksinfrastructuur aanzienlijk verbeterd. De instituten van Silicon Saxony worden daarmee in staat gesteld om baanbrekende technologieën voor heterogene integratie te onderzoeken en voor de toepassing door de industrie praktisch te ontwikkelen. Bedrijven in de directe omgeving en in heel Europa krijgen daarmee een enorm innovatief potentieel om hun wereldwijde concurrentievermogen te versterken«, aldus de consensus van de institutsleiders.

APECS: Heterogeen geïntegreerde technologieën voor de economie van Europa

De APECS-prototype-lijn is een belangrijke bouwsteen van de EU Chips Act om chiplet-innovaties te stimuleren en de onderzoeks- en fabricagecapaciteiten voor halfgeleiders in Europa te vergroten. De in de FMD samenwerkende instituten werken nauw samen met andere Europese partners aan de opbouw van de prototype-lijn en leveren daarmee een belangrijke bijdrage aan het versterken van de technologische veerkracht van Europa en het vergroten van de wereldwijde concurrentiekracht in de halfgeleiderindustrie.

Zowel grote industriële ondernemingen als kleine en middelgrote ondernemingen (KMO's) en start-ups krijgen met de prototype-lijn een toegankelijke ingang tot geavanceerde technologieën en worden verzekerd van veilige, veerkrachtige waardeketens voor halfgeleiders. APECS wordt mede gefinancierd door de Chips Joint Undertaking en door nationale subsidies van België, Duitsland, Finland, Frankrijk, Griekenland, Oostenrijk, Portugal en Spanje binnen het kader van de »Chips for Europe«-initiatief. De totale financiering voor de APECS-prototype-lijn bedraagt 730 miljoen euro over 4,5 jaar.

De APECS-prototype-lijn richt zich op de schaalbare industriële overdracht van recent ontwikkelde innovaties op het gebied van heterogene integratie, met name bij het gebruik van nieuwe chiplet-technologieën, en legt zo de brug naar toepassingsgerichte research. APECS gaat verder dan traditionele System-in-Package-methoden (SiP) en streeft ernaar robuuste en betrouwbare heterogene systemen te leveren die de innovatiecapaciteit van de Europese halfgeleiderindustrie aanzienlijk verhogen.

Over chiplets

Het idee achter chiplets is het gebruik van verschillende soorten Intellectual Property (IP), die voor bepaalde functies kunnen worden ingezet. Onder IP-Cores wordt een herbruikbare, vooraf ontwikkelde functiebouwsteen van een chipontwerp verstaan in de halfgeleiderindustrie. Vaak wordt deze als intellectueel eigendom van de ontwikkelaar verder gelicenseerd aan andere IC-ontwerpers, om hem in een ander, meestal groter, IC-ontwerp te integreren. De verschillende blokken zijn al getest en kunnen als een puzzel worden samengevoegd, zodat bestaande IC-structuren kunnen worden gebruikt en alleen onderdelen opnieuw moeten worden ontworpen. Een chiplet is dus geen volledig functionerende individuele chip, maar een deel van een chip dat kan worden gecombineerd met andere functionele elementen. De concepten en eerste implementaties van chiplets beloven niet alleen hogere integratiedichtheden, maar raken ook milieueigenschappen van elektronica in relatie tot hulpbronnenefficiëntie, kritieke grondstoffen, modulariteit en hergebruik van ontwerpblokken.