Verteilte Fertigung für neuartige und vertrauenswürdige Elektronik - T4T

Motivation

Die sichere Versorgung mit elektronischen Bauteilen ist von zunehmender strategischer Bedeutung für den Industriestandort Deutschland. Durch die zunehmende Verlagerung der IC Fertigung in außereuropäische Regionen steigt die Anfälligkeit für das Einbringen von Schad- und Spionagefunktionen in von Auftragsfertigern (Foundries) gelieferte Bauteile. Gleichzeitig steigt die Gefahr der Entwendung von geistigem Eigentum an Schaltungsdesign (IP) durch Dritte. Das Projekt „Vertrauenswürdige Elektronik: Tech-for-Trust“ T4T soll der heimischen Industrie Tools für einen Zugang zu sicheren Lieferketten und vertrauenswürdiger Elektronik zur Verfügung stellen.

Ziele

In dem Vorhaben sollen technologische Lösungen entwickelt werden, die für die Realisierung einer industriell nutzbaren modernen Systemintegration in Deutschland erforderlich sind. Zum einen werden benötigte Fertigungsverfahren entwickelt und optimiert, zum anderen werden Designmethoden erforscht, die es dann auch kleinen und mittleren Unternehmen ermöglichen, komplexe elektronische Systeme zu entwerfen. Die erforderlichen Schnittstellen, Werkzeuge und Prozesse werden anhand geeigneter Demonstratoren erprobt. Ein besonderes Augenmerk liegt auf dem Aspekt der Vertrauenswürdigkeit. So sollen Design und Fertigungsprozesse so ausgelegt sein, dass geistiges Eigentum auch bei firmenübergreifender Zusammenarbeit geschützt und fälschungssicher ist. 

Das Hauptziel des Projektes liegt in der Ermöglichung einer sicheren Lieferkette durch verteilte Fertigung (Split-Manufacturing). Im Gegensatz zu bereits bestehenden Konzepten wird hier ein neuer Ansatz entwickelt, bei welchem die Zusammenführung der verteilt hergestellten Siliziumkomponenten in der Aufbau- und Verbindungstechnik erfolgt. Dies soll sowohl auf Wafer-to-Wafer Basis als auch in Form von Chiplets erfolgen. Dazu werden die entsprechenden Herstellungstechnologien und ein übergreifendes Designverfahren entwickelt. Weiterhin wird die Möglichkeit zur Einbringung eines quantensicheren kryptografischen Schlüssels in einen Waferverbund während der Waferherstellung geschaffen.

Entwicklungsziele mit Beteiligung des IZM-ASSID im Projekt:

  • Entwicklung und Charakterisierung der für die verteilte Fertigung mittels Wafer-to-Wafer Bondverfahren benötigten Technologieelemente, die für Herstellung der Demonstratoren gebraucht werden.
  • Entwicklung der wichtigsten technologischen Prozesse für die Herstellung eines Chiplets

Maßgebliche Entwicklungsarbeiten des IZM-ASSID im Projekt:

  • Entwicklung technologischer Prozesse für Herstellung des Interposer-Wafers (Träger) mit hochdichten Kontaktstellen (Direkt Kupfer und Mikrobumps) und Entwicklung hochpräziser Assembly Prozessen, Charakterisierung der Interconnects
  • Entwicklung einzelner Prozesse, Integrationsansätze, Module und Verfahren, um einen kryptographisch geschützten Speicher in einen Chip zu integrieren.
  • Herstellung eines Demonstrators mit auf einem Interposer montierten Chiplets

  • Robert Bosch GmbH, Gerlingen (Projektkoordinator)   
  • XFAB Dresden GmbH & Co. KG, Dresden
  • X-FAB MEMS Foundry GmbH, Erfurt
  • NanoWired GmbH, Gernsheim
  • SÜSS MicroTec AG, Garching
  • DISCO HI-TEC GmbH, Kirchheim b. München
  • Fraunhofer IZM-ASSID, Dresden
  • Fraunhofer IIS/EAS, Dresden   
  • Fraunhofer IPMS-CNT, Dresden
  • Technische Universität Dresden
  • AUDI AG, Ingolstadt
  • ams-OSRAM International GmbH, Regensburg
  • Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik IHP GmbH, Frankfurt/Oder

Allgemeine Projektinformationen

  • Laufzeit: 03/2022 - 03/2025
  • Verbundkoordinator: Robert Bosch GmbH, Gerlingen
  • Insgesamt sind 13 Unternehmen und Forschungseinrichtungen zusammengeschlossen.
  • FKZ (Teilvorhaben): 
  • Das Gesamtvorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 11,75 Mio. € zzgl. 0,10 Mio. € sog. Projektpauschale an beteiligte Hochschulen gefördert.