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10.06.2013
Folge 372

Schaltplan-basierter Entwurf von MEMS

Der Entwurf von Mikro-Elektromechanischen-Systemen (MEMS) steht vor einem Umbruch. In dem Forschungsprojekt „Schaltplan-basierter Entwurf von MEMS für Anwendungen in Optik und Robotik“ – kurz MEMS2015 –, erkunden Experten aus Forschungseinrichtungen und Industrie völlig neue Methoden für die MEMS-Entwicklung.

MEMS sind winzige Bauelemente, die Beschleunigung, Druck, Entfernung, Temperatur, Licht oder chemische Konzentrationen auf kleinstem Raum messen und elektronisch verarbeiten können. Sie sorgen heute im Rahmen von leistungsfähigen und kompakten Sensor- und Aktorsystemen zum Beispiel dafür, dass sich Airbags vor dem Aufprall eines Autos aufblasen, der Gefäßdruck oder Sauerstoffgehalt im Bereich der Intensivmedizin gemessen wird oder Digitalkameras wackelnde Bewegungen ausgleichen.


Einblick in ein gepacktes, hybrides Inertialsensorsystem, welches in einer Steuergeräteeinheit als IC verbaut wird. (Quelle: Robert Bosch GmbH)

Mit den neuen Methoden lassen sich neuartige Sensor- und Aktorsysteme entwickeln – damit können zum Beispiel Roboter künftig besser sehen und tasten. Außerdem lässt sich damit das MEMS-Marktpotenzial um bis zu 50 Prozent steigern. Mit einer Art Baukastensystem wollen die MEMS2015-Forscher die Lücken zwischen der Chip- und Sensorfertigung sowie der anschließenden Integration der Bausteine in Produkte schließen. Damit werden die Möglichkeiten einer breiten MEMS-Anwendung im professionellen und sicherheitsrelevanten Umfeld enorm erweitert. Zudem können kleine und mittelgroße Unternehmen dank der neuen Methoden in Zukunft auch MEMS entwerfen und viel häufiger und in größerer Vielfalt als heute in ihre Produkte integrieren.

Die neuen Entwicklungsansätze für MEMS ermöglichen in Zukunft Lösungen in den Leitanwendungen Optik und Robotik. So sind weitreichende Anwendungen von Mikrospiegel-Arrays denkbar, wie sie bereits heute in Projektoren eingesetzt werden. Damit können zum Beispiel einmal Bilder über eine Art Brille direkt auf die Netzhaut projiziert werden. In der Robotik können Kraftfühler und Profilometer entwickelt werden, die Oberflächen noch genauer als bisher analysieren bzw. einen äußerst genauen Tastsinn nachbilden.

Elementare Dinge, wie z. B. ein schaltplanbasierter Entwurf, werden im Mikroelektronik-Design bereits erfolgreich genutzt. Diese werden jetzt auf den MEMS-Entwurf übertragen. Anwendern ist es dadurch möglich zum einen neue höchstkomplexe Produkte, wie Mikrospiegel-Arrays zu entwerfen und beschleunigt deren Markteinführung. Zum anderen werden wir durch das Projekt langfristig einen Lego-Baustein-ähnlichen Entwurf ermöglichen, der gerade auch kleinen und mittelständischen Unternehmen zugutekommt. Sie werden dadurch in die Lage versetzt, sich ihre Lösungen individuell und maßgeschneidert in einem flexiblen MEMS- und Elektronik-Baukastensystem zusammenzusetzen.“

Acht Partnern aus Forschung und Industrie Das auf drei Jahre angelegte Forschungsprojekt MEMS2015 bündelt die Potenziale von acht Partnern aus Forschung und Industrie: Cadence Design Systems GmbH, Carl Zeiss SMT GmbH, Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik- Systeme GmbH, Robert Bosch GmbH, Technische Universität München, TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbH, Universität Bremen und X-FAB Semiconductor Foundries AG. Das Projektmanagement von MEMS2015 übernimmt das edacentrum in Hannover.

Das edacentrum ist eine unabhängige Institution zur Unterstützung von Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet Electronic Design Automation (EDA). Es wurde von deutschen Mikroelektronik-Unternehmen gegründet und während seiner Aufbauphase vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Weitere Informationen unter :
http://www.edacentrum.de/mems2015


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