Labor für Hochfrequenz-Mikroelektronik: Entwicklung, Test und Validierung von Hochfrequenz- und Sensorsystemen

Ausstattung

Wir helfen Unternehmen dabei, energieeffiziente Sensor-, Kommunikations- und Radarsysteme schneller zu entwickeln, technologische Risiken frühzeitig zu erkennen und Innovationen sicher zur Anwendung zu bringen.

Neue Elektronik muss heute leistungsfähiger, energieeffizienter und zuverlässiger sein als je zuvor. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Entwicklungszeit, Produktqualität und Ressourceneffizienz.

Das Labor für Hochfrequenz-Mikroelektronik unterstützt Unternehmen dabei, diese Herausforderungen zu meistern. Wir analysieren Materialien, charakterisieren Hochfrequenzkomponenten, validieren neue Technologien und optimieren den Energieverbrauch elektronischer Systeme bereits in frühen Entwicklungsphasen.

Von der ersten Idee über Prototypen bis zur qualifizierten Technologie profitieren unsere Partner von modernster Laborinfrastruktur, wissenschaftlicher Exzellenz und langjähriger Erfahrung aus Forschungs- und Industrieprojekten.

Datenschutz und Datenverarbeitung

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Welche Herausforderungen lösen wir?

Unternehmen stehen bei der Entwicklung neuer Sensor- und Hochfrequenzsysteme häufig vor zentralen Fragen:

  • Wie lässt sich der Energieverbrauch eines Systems bereits während der Entwicklung minimieren?
  • Welche Materialien, Designs und Fertigungsprozesse bieten die beste Performance?
  • Wie zuverlässig funktionieren Sensoren und Radar-Module unter realen Einsatzbedingungen?
  • Wo befinden sich Schwachstellen, die spätere Ausfälle oder Leistungseinbußen verursachen können?
  • Wie lassen sich Entwicklungszeiten verkürzen und kostspielige Fehlentwicklungen vermeiden?

Wir liefern belastbare Antworten durch präzise Messungen, datenbasierte Analysen und praxisnahe Validierungen.

Unsere F&E-Leistungen

  • Entwicklung energieeffizienter Radar-Frontend-Module und Sensorsysteme
  • Schaltungsanalyse und Design Review
  • Systemtests, Inbetriebnahme und technische Fehleranalyse
  • Validierung von Ultra-Low-Power-Software und Firmware
  • Analyse und Optimierung des Energieverbrauchs bis in den Mikroampere-Bereich
  • Hochfrequenzcharakterisierung von Komponenten und Systemen
  • Unterstützung bei der Überführung neuer Technologien in die Anwendung

Unsere Kompetenzen

  • Materialcharakterisierung von Wellenleitern und Hochfrequenz-Modulen bis 1 THz
  • Antennencharakterisierung bis 320 GHz
  • S-Parameter-Messungen bis 500 GHz
  • Bewertung von Hochfrequenzkomponenten für anspruchsvolle Einsatzszenarien
  • Analyse von Energieeffizienz und Systemperformance auf Komponenten- und Systemebene

Moderne Infrastruktur für präzise Ergebnisse

Unsere Labor- und Messtechnik ermöglicht die präzise Charakterisierung und Bewertung von Materialien, Komponenten und kompletten Systemen über einen breiten Frequenzbereich.

Ausstattung (Auszug)

Antennencharakterisierung

  • Reflexionsarme Antennenmesskammer mit sphärischem Roboterscanner für eine vollständige 360°-Charakterisierung von Antennen: NSI MI7000
  • Nahfeldmessungen von 18 GHz bis 40 GHz sowie Fernfeldmessungen von 40 GHz bis 320 GHz
  • Unterstützte Antennenschnittstellen: HF-Steckverbinder, Wellenleiter oder GSG-Sonden (Ground-Signal-Ground)

Materialcharakterisierung I Frequenzbereich von 1 MHz bis 1 THz

  • Fabry-Pérot-Resonator mit einem Frequenzbereich von 18 GHz bis 140 GHz
  • Freiraum-Aufbau bis 70 GHz
  • Vektornetzwerkanalysator mit Frequenzerweiterungen bis 500 GHz
  • Impedanzanalysator
  • Verschiedene Resonatoren
  • Quasi-optischer Prüfstand
  • THz-Spektrometer

On-Wafer-Messungen

  • Halbautomatisches 300-mm-Probesystem für On-Wafer-Messungen bis 330 GHz (Temperaturbereich: −60 °C bis +200 °C)
  • Zwei manuelle 200-mm-Waferprober für Messungen bis 330 GHz und Temperaturen bis 300 °C

Hochgeschwindigkeitssignalanalyse

  • Arbiträrgenerator mit 64 GS/s
  • Spektrumanalysator bis zu 50 GHz
  • Modulatoren/Demodulatoren bis zu 330 GHz
  • Bitfehlerratentester bis zu 64 Gb/s
  • Abtastoszilloskop bis zu 80 GS/s

Energie- und Leistungscharakterisierung

  • Präzisionsmultimeter für hochgenaue Spannungs-, Strom-, Widerstands-, Kapazitäts- und Temperaturmessungen (10 nV, 1 pA, 1 μΩ, 100 fF, 3 Hz, 1 m°C)
  • 4 Quadranten Stromversorgung für arbiträre Versorgungs- und Lastprofile
  • Automatisierter Prüfstand für Langzeitmessungen zur Energiebilanzierung und funktionellen Zuverlässigkeit
  • LCR-Meter für Baugruppencharakterisierung
  • Logikanalysator für gängige digitale Schnittstellen (z. B. I²C, SPI, UART und RS485)

Ihr Nutzen

Warum Unternehmen mit uns zusammenarbeiten

  • Entwicklungsrisiken frühzeitig erkennen und reduzieren
  • HF-, Ultra-Low-Power- und Embedded-Systeme durch gezielte Fehleranalyse und Validierung optimieren
  • Energieverbrauch bereits in frühen Entwicklungsphasen gezielt optimieren
  • Entwicklungszeiten durch fundierte Messdaten und Validierungen verkürzen
  • Neue Technologien schneller in marktfähige Anwendungen überführen

Gemeinsam Innovationen schneller zur Anwendung bringen

Ob energieeffiziente Sensorik, leistungsfähige Hochfrequenzmodule oder neuartige Radartechnologien: Wir unterstützen Sie dabei, technische Herausforderungen zu lösen, Entwicklungsrisiken zu minimieren und das Potenzial Ihrer Innovationen voll auszuschöpfen.

Sprechen Sie mit uns über Ihr Projekt. Gemeinsam entwickeln wir Lösungen, die wissenschaftliche Erkenntnisse in wirtschaftlichen Erfolg überführen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Welche Hochfrequenzmessungen bietet das Labor an?

Wir führen Material-, Antennen- und S-Parameter-Messungen bis in den THz-Bereich durch.

Für welche Anwendungen eignet sich die Charakterisierung von Antennen?

Für Radar-, Kommunikations-, Sensor- und IoT-Anwendungen.

Unterstützt das Labor auch Unternehmen mit Prototypen?

Wir begleiten Projekte vom Designentwurf über die Entwicklung von ersten Prototypen und Kleinstserien bis hin zur qualifizierten Technologie.

Wie hilft das Labor bei der Energieoptimierung?

Durch Analyse des Energieverbrauchs, Validierung von Ultra-Low-Power-Systemen und Identifikation von Optimierungspotenzialen.

Wie unterstützt das Labor die Entwicklung energieeffizienter eingebetteter Systeme und Funksensorsysteme?

Mithilfe moderner Messtechnik ermöglichen wir eine systematische und ganzheitliche Analyse des Energiebedarfs von Komponenten, Baugruppen und Gesamtsystemen. Die gewonnenen Messdaten bilden die Grundlage für eine optimale Systempartitionierung und tragen wesentlich zur Energieeffizienz von IIoT-Systemen bei. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Funktionen identifizieren, die in Hardware energieeffizienter umgesetzt werden können als in Software. Abschließende Validierungen sichern die Ergebnisse hinsichtlich des Energiebedarfs und der funktionellen Zuverlässigkeit ab.

Arbeitsgruppe

Sensor Nodes & Embedded Microsystems

Die Arbeitsgruppe »Sensor Nodes & Embedded Microsystems« entwickelt energieautarke und energieeffiziente Sensorknoten für Smart Farming, Smart Factory und Smart City. Dank hardwarebasierter KI-Algorithmen werden Messdaten bereits direkt im Sensorchip vorverarbeitet – das spart Übertragungsbandbreite, reduziert Betriebskosten und sorgt für schnelle, hochwertige Informationen.

Arbeitsgruppe

Communication Module Development

In der Gruppe für Communication Module Development verwenden wir unsere holistische Designmethode – den M3-Ansatz (Methoden, Modelle, Maßnahmen) – um eine systematische Entwicklung, den Test, die Charakterisierung und die Optimierung von energieeffizienten Drahtloskommunikationsmodulen im Mikro- und Millimeterwellenbereich (mmWellen) sowie bei Terahertzfrequenzen (THz) zu ermöglichen.

Arbeitsgruppe

Radar Frontends & Modules

Wir konzentrieren uns auf den optimierten Entwurf und die Charakterisierung von HF/Millimeterwellen-Radarmodulen unter Verwendung des M3-Ansatzes (Methoden, Modelle, Maßnahmen). Basierend auf den Anforderungen der Anwendung wird das Implementierungskonzept in Verbindung mit dem M3-Ansatz entwickelt. Dieses besteht aus Hardware, Packaging und Testkonzept. In der Implementierungsphase werden die Einflüsse der Packaging-Technologien und deren Prozessvarianten auf die Systemeigenschaften bereits zu Beginn des Entwicklungsprozesses berücksichtigt.

 

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From Material to Embedded IC