StorAIge

Abstract

Das zentrale Ziel des europäischen StorAIge-Projekts bestand darin, eine Fertigungsplattform für siliziumbasierte Halbleitertechnologien mit Fokus auf künstliche Intelligenz zu entwickeln. Dabei sollten Prototypen leistungsstarker, energieeffizienter und sicherer FDSOI-Komponenten entstehen, die den Einsatz wettbewerbsfähiger KI-Edge-Anwendungen ermöglichen. Ein besonderer Schwerpunkt lag auf der Verlagerung von KI-Prozessen aus der Cloud hin zum Edge-Computing. Dies brachte drei eng miteinander verknüpfte Herausforderungen mit sich: die Steigerung der Rechenleistung, die Gewährleistung hoher Sicherheits- und Datenschutzstandards sowie die Reduzierung des Energieverbrauchs. Die TU Darmstadt konzentrierte sich im Rahmen des Projekts insbesondere auf die technologische Plattform, also die Entwicklung, Optimierung und Integration nichtflüchtiger Speichertechnologien sowie deren Charakterisierung für potenzielle KI-Anwendungen. Ein zentraler Bestandteil war die Herstellung und Weiterentwicklung von MIM-Teststrukturen unter Verwendung von Hafniumoxid und Yttriumoxid als Übergangsmetalle, ergänzt durch eine umfassende elektrische Charakterisierung und röntgenbasierte Strukturanalyse. Darüber hinaus lag ein Schwerpunkt auf der Entwicklung sogenannter Selektoren für Crossbar-Arrays, um Leckströme zu minimieren. Ein weiterer wichtiger Aufgabenbereich war die Untersuchung der Strahlungsresistenz von nichtflüchtigen Speicherzellen (PCRAM, RRAM und FeRAM). Dazu führte die TU Darmstadt Schwerionenbestrahlungsexperimente am GSI Helmholzzentrum für Schwerionenforschung durch. In Zusammenarbeit mit CEA-LETI und dem Fraunhofer IPMS wurde eine umfassende Bestrahlungsstudie zu verschiedenen nichtflüchtigen Speichertechnologien durchgeführt, um neue Erkenntnisse über mögliche Ausfallmechanismen zu gewinnen.