EU-Projekt „nanoCOPS“ soll elektronische Bauteile verbessern

05.11.2013|11:16 Uhr

Am 1. November 2013 ist das von der Bergischen Universität Wuppertal koordinierte Projekt nanoCOPS (Nanoelectronic Coupled Problems Solutions) gestartet. Führende Experten aus Industrie und Wissenschaft in Europa wollen gemeinsam neue Methoden entwickeln, die ein verbessertes und erneuertes Design von integrierten Schaltungen ermöglichen. Dafür arbeiten Spezialisten im Schaltungsentwurf, in der Halbleiterentwicklung sowie der Angewandten Mathematik in Forschung und Softwareentwicklung zusammen. Insgesamt sind zwölf Forschungsinstitutionen und Unternehmen an dem Projekt beteiligt, das von der Europäischen Union im Rahmen des 7. Forschungsrahmenprogramms mit insgesamt 3,5 Millionen Euro für drei Jahre gefördert wird.

Mit dem Forschungsprojekt sollen komplexe Probleme in der Nanoelektronik gelöst werden. So haben z.B. elektrische und thermische Wechselwirkungen im sogenannten „Power-MOS“-Transistor, einem elektronischen Bauteil, das in vielen Geräten zu finden und für die Energieeffizienz zuständig ist, eine starke Auswirkung auf die Materialbeanspruchung. Mithilfe von nanoCOPS können derartige hochmoderne Transistoren enorm präzise und effizient entworfen werden. Gleichzeitig kann dabei sowohl eine lange Lebensdauer garantiert als auch eine genauere Vorhersage für die Ausbeute des Produkts erzielt werden.

Um die Signalinterferenz in Mobilgeräten (Telefon, Mobilfunk, mobiles Fernsehen, Navigation), aber auch in Herzschrittmachern, zu minimieren, müssen mehrere hochfrequente Signale unterschiedlichster Frequenz effizient simuliert werden. Auch hier treten Wechselwirkungen zwischen elektronischen Schaltungen, elektromagnetischen Feldern sowie Wärmeentwicklung auf. Diese Faktoren sowie der Alterungsprozess der Bauteile selbst verursachen Veränderungen, welche nicht genau vorhergesagt werden können. Eines der Hauptziele von nanoCOPS ist es, Wahrscheinlichkeitsverteilungen zu konstruieren, mit deren Hilfe zuverlässige Aussagen über das Funktionieren der gesamten integrierten Schaltung über längere Zeit getroffen werden können.

Insgesamt verbindet nanoCOPS fortgeschrittene mathematische Methoden für Multirate-Zeitintegration, Co-Simulation, Uncertainty Quantification und Modellreduktion mit Methoden für die Lösung von Problemen, welche elektro-magnetische Effekte, Schaltungen, Wärmeentwicklung und Materialermüdungsprozesse koppeln.