Verbundprojekt: Erforschung rekonfigurierbarer, passiver Mikroelektronikbauelemente für Energieeffizienz und Flexibilität - ForMikro-ERMI -; Teilvorhaben: Erforschung rekonfigurierbarer, neuartiger und hochkompakter Mikroinduktivitäten

Abstract

Ressourcenschonung und verringerte Umweltbelastung bedingen effizientere, kompaktere und intelligenteren Energiemanagmentsysteme. Das geplante Forschungsvorhaben dient der Nutzung von neuartigen passiven Bauelementen für integrierte energieeffiziente Spannungswandler zur lokalen Spannungsversorgung (Point-of-Load). Durch das Projektkonsortium wird unter anderem ein Point-of-Load-Demonstratorsystem konzipiert, aufgebaut und getestet. Dabei wird an der Behebung eines gravierenden technischen Problems aktueller passiver Bauelemente, speziell der Induktivitäten, gearbeitet: Mit Hilfe der bereits entwickelten neuartigen passiven Bauelemente können Induktivitäten mit einer Induktivität von nH bis μH und Kapazitäten mit einer Kapazität von pF bis nF aus Zwei-Pin-Bauelementen in Dünnfilmausführung mit einem Footprint von 101-105 μm2 rekonfiguriert werden. State-of-the-Art Induktivitäten von nH bis μH stellen aufgrund des um mehrere Größenordnungen größeren Footprints von >106-107 μm2 aktuell ein Hindernis dar, für die Realisierung hochintegrierter und energieeffizienter Spannungswandler. Außerdem besteht keine Möglichkeit, eine betriebsabhängige Rekonfiguration zwischen induktivem und kapazitivem Verhalten vorzunehmen. Sowohl der extrem kleine Footprint, also auch die Rekonfigurierbarkeit der neuartigen passiven Bauelemente bieten hohes Innovationspotential bezüglich der Energieeffizienz und des phasenangepassten Schaltungsentwurfs, dass in diesem Fördervorhaben adressiert werden soll. Besonders wichtig ist dies bei mehrphasigen Wandlern, die eine Vielzahl paralleler Induktivitäten verwenden, um die steigenden Anforderungen an hocheffiziente und leistungsfähige Spannungsversorgungen für moderne Mikrocontroller und Prozessoren in wichtigen Wachstumsfeldern wie Mobilität, Industrial, Energie und Biomedizin zu erfüllen. Dies soll im Rahmen des Projektes unter Beteiligung der Industriepartner Würth Elektronik, Texas Instruments, Bosch und HZDR Innovation GmbH erforscht werden. Datei-Upload durch TIB