Die IHP GmbH – Innovations for High Performance Microelectronics/Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik (kurz auch Institut für innovative Mikroelektronik, Innovations for High Performance oder IHP) ist ein Institut der Leibniz-Gemeinschaft und betreibt Forschung und Entwicklung zu siliziumbasierten Systemen, Höchstfrequenz-Schaltungen und -Technologien einschließlich neuer Materialien. Es erarbeitet innovative Lösungen für Anwendungsbereiche wie die drahtlose und Breitbandkommunikation, Sicherheit, Medizintechnik, Industrie 4.0, Mobilität und Raumfahrt. Das IHP beschäftigt ca. 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Es verfügt über eine Pilotlinie für technologische Entwicklungen und die Präparation von Hochgeschwindigkeitsschaltkreisen mit 0,13/0,25 µm-BiCMOS-Technologien, die sich in einem 1000 m² großen Reinraum der Klasse 1 befindet.

Geschichte

Forschung und Service

Das IHP arbeitet an langfristigen Forschungsthemen und verbindet dabei Grundlagenforschung und angewandte Forschung. Es entwickelt Schlüsseltechnologien in Form technologischer Module und realisiert prototypische Anwendungen für zentrale gesellschaftliche Bereiche.

Die vier Forschungsprogramme des IHP sind eng miteinander verbunden und verfolgen folgende Ziele:

• Drahtlose Systeme und Anwendungen: Es werden komplexe Systeme für die drahtlose Kommunikation und deren Anwendungen untersucht und entwickelt. Ziel sind Hardware-/Software-Systemlösungen auf hochintegrierten Einzelchips, System-on-a-Chip (SoC) oder System-in-Packages (SiP). Für WLANs hoher Performance sollen langfristig Datenraten bis 100 Gbps bei Trägerfrequenzen bis 300 GHz erreicht werden. Zur Realisierung von Sensornetzen mit geringem Energieverbrauch wird an neuen Netzarchitekturen, verteilten, ressourcenarmen Middleware-Ansätzen, energieeffizienten Medienzugriffsprotokollen sowie energieeffizienten Transceivern geforscht. Die sichere drahtlose Datenübertragung und drahtlose Sensornetze zur Gewährleistung von Sicherheit sind wesentliche Forschungsziele in diesem Programm.

• Hochfrequenz-Schaltkreise: Es werden integrierte Millimeterwelle-Schaltkreise und -Synthesizer (10 GHz bis über 500 GHz für Bandbreiten von über 25 GHz und 100 Gbps Datenrate) entwickelt und als Prototypen realisiert. Für die glasfasergestützte Breitbandkommunikation werden Konzepte und elektronische Komponenten für Glasfasersysteme mit Datenraten von 10–400 Gbps pro Laserwellenlänge erarbeitet. Extrem energiesparende HF-Frontends und weitere HF-Komponenten werden für drahtlose Sensornetze entwickelt.

• Technologieplattform für drahtlose und Breitbandkommunikation: Das IHP verfolgt eine „More than Moore“-Strategie der Integration zusätzlicher Funktionen in seine 0,25/0,13-µm-SiGe-BiCMOS-Technologien. Heterobipolartransistoren mit 500 GHz maximaler Schwingfrequenz sind verfügbar, an 700 GHz wird geforscht. Wichtige zusätzliche Funktionalitäten der BiCMOS-Technologie werden durch die Integration von HF-MEMS-Strukturen oder optischer Komponenten (Siliziumphotonik) realisiert.

• Materialien für die Mikro- und Nanoelektronik: Ziel ist die Integration innovativer Modulkonzepte in die Technologie. So wird beispielsweise Germanium als alternative Lichtquelle für integrierte Photonik erforscht oder die Potentiale HfO₂-basierter widerstandsgeschalteter RRAM-Speicher-Arrays sowie auf Aluminiumnitrid basierender Akustische-Oberflächenwellen-Filter, die im Backend integriert werden, bewertet. Grundlagenforschung und Bauelementephysik innovativer graphenbasierter Bauelemente stehen im Fokus erkundender Untersuchungen neuer Materialien.

Für technologische Entwicklungen sowie zahlreiche gemeinsame Forschungsprojekte mit der Industrie, Hochschulen und anderen Forschungsinstituten steht eine vollständige Pilotlinie für integrierte Schaltungen in 0,25-µm- und 0,13-µm-SiGe-BiCMOS-Technik zur Verfügung. Darauf aufbauend bietet das IHP seit Anfang der 2000er Jahre als forschungsbasierten Service die Präparation von Schaltkreisen in seiner Pilotlinie mit eigenen SiGe-BiCMOS-Technologien als Multi-Projekt-Wafer-Service (MPW) bzw. für die Fertigung von Kleinserien mit kundenspezifischen Wafern (Engineering Runs) an.

Personal und Finanzierung

Das IHP beschäftigt mehr als 300 Mitarbeiter aus 20 Nationen, wovon ca. 130 Wissenschaftler sind (Stand Mitte 2017). Finanziert wird das Institut durch eine Grundförderung von 21,3 Mio. € vom Bund und vom Land Brandenburg. Neben dieser Förderung wirbt das IHP umfangreiche Drittmittel (13 Mio. € im Jahr 2012) durch Forschungsprojekte mit der Industrie und gefördert durch die EU, dem Bund, dem Land Brandenburg und der DFG sowie durch forschungsbasierten Service ein.

Das Institut ist ein anerkannter Ausbildungsbetrieb. Es wurde dafür 2010 als familienfreundliches Unternehmen ausgezeichnet und erhielt das Prädikat Total E-Quality.

Im Juli 2017 erhielt das IHP aus dem Bundesprogramm Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland eine umfangreiche Fördersumme von 34,2 Mio. € und liegt damit gleichauf mit dem ebenfalls geförderten Ferdinand-Braun-Institut aus Berlin. Weitere zwölf außeruniversitäre Forschungseinrichtungen sind an diesem Programm beteiligt. Mit insgesamt 400 Mio € will der Bund „exzellente Forschung zur Mikroelektronik in Deutschland vorantreiben“. Mit dem Geld sollen vor allem Forschungskapazitäten vernetzt, gebündelt und erweitert sowie mit den modernsten Geräten ausgestattet werden, um den Mikroelektronik-Standort Deutschlands international zu stärken. Die Exzellenz-Förderung wurde von der Bundesministerin Johanna Wanka und der Brandenburgischen Forschungssekretärin Ulrike Gutheil bekannt gegeben.

Kooperationen

Das IHP unterhält umfangreiche Kooperationsbeziehungen zu nationalen und internationalen Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Firmen. Industrielle Kooperationspartner sind vorrangig auf den Gebieten Kommunikation, Halbleitertechnik und Gesundheit tätig. Die Kooperation erfolgt meist im Rahmen gemeinsamer nationaler und europäischer Forschungsprojekte sowie bei der Nutzung der Services des IHP.

Das IHP ist seit 2008 Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft und kooperiert aktiv in dessen Netzwerken wie dem Transferverbund Mikroelektronik und dem Netzwerk Nano.

Auf eine intensive Kooperation mit regionalen Firmen, Bildungs- und Forschungseinrichtungen legt das IHP besonderen Wert. Als eine besonders enge Form der Kooperation arbeitet das IHP mit Universitäten und Hochschulen im Rahmen gemeinsamer Labore zusammen, in denen an für beide Partner wichtigen Themen geforscht wird. Damit sind meist auch gemeinsame Berufungen, eine Lehrtätigkeit von IHP-Mitarbeitern an Hochschulen sowie gemeinsame Forschungsprojekte verbunden.

Gemeinsame Labore:

• Joint Lab IHP / BTU Cottbus (seit 2000): Im Joint Lab „Dependable Sensor Networks“ („Zuverlässige Sensor-Netze“) wird zu sicheren Netzen und hochzuverlässigen IT-Strukturen geforscht, die Voraussetzung für Industrie 4.0 und dem Internet der Dinge sind.
• Joint Lab IHP / TH Wildau (seit 2006): Die Forschungsschwerpunkte sind die Entwicklung neuartiger siliziumbasierter Bauelementekonzepte und Technologien für die Hochgeschwindigkeits-Elektronik und Photonik.
• Joint Lab IHP / TU Berlin (Silicon Photonics, seit 2010): Forschungsgegenstand ist die Verbindung von Siliziumelektronik und Optoelektronik zur Siliziumphotonik
• Joint Lab IHP / TU Berlin (Bioelektronik, seit 2012): In diesem gemeinsamen Labor werden Potentiale von IHP und TU Berlin zusammengeführt, um Innovationen auf dem Gebiet der Bioelektronik zu erarbeiten.
• Joint Lab IHP / HU Berlin (seit 2012): Dieses Joint Lab konzentriert sich auf die Erforschung und Entwicklung von hochleistungsfähigen drahtlosen Kommunikationssystemen, fortgeschrittenen Signalverarbeitungsalgorithmen und -architekturen sowie auf den Modell-basierten Systementwurf.
• Joint Lab IHP / Sabancı Universität Istanbul (seit 2014): Im Fokus des Joint Lab steht die Erforschung von integrierten Schaltungen, Bauelementen, MEMS (Mikroelektromechanischen Systemen), NEMS (Nanoelektromechanischen Systemen) und Mikro-Nano-Elektronik.

Ausgründungen

Ausgründungen aus Forschungseinrichtungen sind Teil einer von Bund und Ländern gewollten Strategie zur Verwertung von marktfähigen Forschungsergebnissen, welche aus öffentlichen Mitteln gefördert wurden. Deshalb arbeitet das IHP intensiv an der Realisierung weiterer Ausgründungen.

Bisher (Stand Ende 2016) wurden aus dem IHP folgende Firmen ausgegründet:

• Lesswire AG (gegründet 1999): Lesswire bietet Produkte und Lösungen zur drahtlosen Übertragung von Daten und die Nutzung von Informationen auf mobilen Endgeräten in „Wireless Worlds“ an. Seit 2006 gehört die Lesswire AG zur Prettl Gruppe.
• Silicon Radar GmbH (gegründet 2006): Silicon Radar entwickelt und vertreibt hochintegrierte Millimeterwellen-Schaltungen auf technologisch höchstem Niveau, gefertigt in kostengünstiger Silizium-Germanium-Technologie.

Literatur

• Annual Report 2015 (Jahresbericht 2015)
• Die Leibniz-Gemeinschaft: Jahrbuch 2014

Weblinks

• IHP GmbH – Innovations for High Performance microelectronics / Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik
• Förderverein Freunde des IHP e.V.
• IHP Solutions

Einzelnachweise

1. ↑ Neuer Geschäftsführer: https://www.moz.de/artikel-ansicht/dg/0/1/1776957/
2. 1 2 3 Jens Blankennagel: Millionen für Frankfurter Forscher. In: Berliner Zeitung, 7. Juli 2017, S. 15.
3. ↑ Video durch den Reinraum
4. ↑ BTU Cottbus: Kooperation mit der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus
5. ↑ Joint Lab IHP / TH Wildau: Gemeinsames Ausbildungs- und Forschungszentrum mit der Technischen Fachhochschule Wildau (Memento des Originals vom 22. Juni 2014 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.th-wildau.de
6. ↑ Joint Lab IHP / TU Berlin: Silicon Photonics
7. ↑ Joint Lab IHP / TU Berlin: Bioelektronik
8. ↑ Deutsch-türkisches Wissenschaftsjahr in der Presse (Memento des Originals vom 4. März 2016 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.deutsch-tuerkisches-wissenschaftsjahr.de
9. ↑ Lesswire AG – leading in wireless worlds
10. ↑ Silicon Radar GmbH: Integrierte Hochfrequenz-Schaltungen für Radar-Anwendungen und drahtlose Kommunikation