Erfolgreiche Forschung ermöglicht weitere Miniaturisierung von mikroelektronischen Systemen in Automobilen, Industrie- und Kommunikationselektronik

Neubiberg, 21. August 2013 – Das europaweit größte Forschungsprojekt zur Erforschung und Entwicklung von höchstintegrierten System-in-Package-Lösungen ist erfolgreich abgeschlossen. Die Projektpartner von ESiP (Efficient Silicon Multi-Chip System-in-Package Integration) haben es geschafft, zukünftige System-in-Package-Lösungen noch kompakter und zuverlässiger zu machen. Außerdem haben sie Methoden entwickelt, mit denen sich deren Analyse und Tests vereinfachen lassen. Unter der Leitung von Infineon Technologies arbeiteten 40 Forschungspartner – Unternehmen der Mikroelektronik und Forschungseinrichtungen – aus insgesamt neun europäischen Staaten zusammen. ESiP wurde von Fördergebern in den neun beteiligten Ländern und durch das ENIAC Joint Undertaking finanziell unterstützt. Um den deutschen Mikroelektronikstandort durch eine europäische Zusammenarbeit weiter zu stärken, hatte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) als größter Geldgeber der nationalen Ministerien das Projekt im Rahmen der Hightech-Strategie gefördert.

System-in-Package (SiP) bedeutet, dass in einem Chipgehäuse (engl.: Package) verschiedenartige Chips unterschiedlicher Fertigungstechnologien und Strukturbreiten neben- oder übereinander eingebettet sind und reibungslos zusammenarbeiten.

Entwickelt wurden mit ESiP einerseits neue Technologien zur Verbindung der Chips in SiP-Gehäusen und zu deren Fertigung, und andererseits Verfahren für die Zuverlässigkeitsmessung sowie Methoden und Geräte für Fehleranalyse und Test. Es wurden Basistechnologien erarbeitet, die in einem SiP-Gehäuse die Integration verschiedenster Chips auf kleinstem Raum ermöglichen, beispielsweise von kundenspezifischen Prozessoren neuester CMOS-Technologien, von Leuchtdioden und DC-DC-Wandlern, von MEMS- und Sensorbausteinen sowie von passiven Bausteinen wie miniaturisierten Kondensatoren oder Induktivitäten. Die ESiP-Ergebnisse ermöglichen in zukünftigen mikroelektronischen Systemen mehr Funktionalität und sind dabei deutlich kleiner und zuverlässiger.

Diese kompakten SiP-Lösungen kommen dann z.B. in Elektrofahrzeugen, Industrieanwendungen, medizintechnischen Geräten und in der Kommunikationstechnik zum Einsatz.

Mit ESiP wurden jedoch nicht nur neue Fertigungsprozesse für SiP-Lösungen mit zwei und mehr sehr unterschiedlichen Chips in einem Gehäuse entwickelt. Untersucht wurden zudem neue Materialien für Aufbauten von SiP-Lösungen. Die Forschungspartner haben die Machbarkeit und Zuverlässigkeit der neuen Fertigungsprozesse und Materialien mit mehr als 20 verschiedenen Testaufbauten belegt. Darüber hinaus bestätigte sich im Zuge der Forschungsarbeiten, dass heute übliche Testverfahren bei zukünftigen SiP-Lösungen nicht mehr ausreichend sind. Deshalb wurden im Projekt neue Testabläufe, Teststationen („probe stations“) und Testadapter („probe adapters“) für 3D-SiP erarbeitet.

„Die erfolgreiche ESiP-Forschungsarbeit stärkt Europas Position bei der Entwicklung und Fertigung miniaturisierter mikroelektronischer Systeme“, sagt Dr. Klaus Pressel, Projektleiter von ESiP und bei Infineon für internationale Kooperationen bei Assembly- und Packaging-Lösungen zuständig. „Durch die ESiP-Erkenntnisse werden wir mikroelektronische Systeme weiter verkleinern und verbessern können. Wir haben neue Fertigungsprozesse und Materialien für SiP-Lösungen erarbeitet und auch Methoden für deren Test, Fehleranalyse und Zuverlässigkeitsbewertung.“

Forschungspartner von ESiP

Zu den deutschen Forschungspartnern gehörten neben drei Instituten der Fraunhofer-Gesellschaft die Unternehmen Cascade Microtech GmbH, Feinmetall GmbH, Infineon Technologies AG, InfraTec GmbH, PVA TePla Analytical Systems GmbH, Siemens AG und Team Nanotec GmbH.

Das Gesamtbudget für ESiP von europaweit etwa 35 Millionen Euro wurde zur Hälfte von den 40 Projektpartnern finanziert. Die andere Hälfte stellten zu zwei Dritteln die nationalen Förderorganisationen in Belgien, Deutschland, Finnland, Frankreich, Großbritannien, Italien, den Niederlanden, Norwegen und Österreich, sowie zu einem Drittel die Europäische Union durch das ENIAC Joint Undertaking. In Deutschland förderte neben dem Freistaat Sachsen das BMBF das ESiP-Projekt im Rahmen des Förderprogramms „Informations- und Kommunikationstechnologie“ (IKT 2020) mit einer Fördersumme von etwa 3,1 Millionen Euro.

Informationen zum europäischen Forschungsprojekt ESiP erhalten Sie unter: www.eniac.eu/web/downloads/projectprofiles/call2_eniac_esip.PDF

Die Infineon Technologies AG bietet Halbleiter- und Systemlösungen an, die drei zentrale Herausforderungen der modernen Gesellschaft adressieren: Energieeffizienz, Mobilität sowie Sicherheit. Mit weltweit rund 26.700 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern erzielte Infineon im Geschäftsjahr 2012 (Ende September) einen Umsatz von 3,9 Milliarden Euro. Das Unternehmen ist in Frankfurt unter dem Symbol "IFX" und in den USA im Freiverkehrsmarkt OTCQX International Premier unter dem Symbol "IFNNY" notiert.