Hannover, 07.02.2012 - Der Entwurf von Mikro-Elektromechanischen-Systemen (MEMS) steht vor einem Umbruch. In dem Forschungsprojekt „Schaltplan-basierter Entwurf von MEMS für Anwendungen in Optik und Robotik“ – kurz MEMS2015 –, erkunden Experten aus Forschungseinrichtungen und Industrie völlig neue Methoden für die MEMS-Entwicklung. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und von der Robert Bosch GmbH koordiniert. Ziel ist es, erstmalig eine universelle Entwurfsmethodik für MEMS zu entwickeln, die die Lücken zwischen Elektronik- und Mechanik-Design, der Fertigung sowie der anschließenden Integration in Produkte schließt.
MEMS sind winzige Bauelemente, die Beschleunigung, Druck, Entfernung, Temperatur, Licht oder chemische Konzentrationen auf kleinstem Raum messen und elektronisch verarbeiten können. Sie sorgen heute im Rahmen von leistungsfähigen und kompakten Sensor- und Aktorsystemen zum Beispiel dafür, dass sich Airbags vor dem Aufprall eines Autos aufblasen, der Gefäßdruck oder Sauerstoffgehalt im Bereich der Intensivmedizin gemessen wird oder Digitalkameras wackelnde Bewegungen ausgleichen.
MEMS-Marktpotenzial lässt sich um bis zu 50 Prozent steigern
Mit den neuen Methoden lassen sich neuartige Sensor- und Aktorsysteme entwickeln – damit können zum Beispiel Roboter künftig besser sehen und tasten. Außerdem lässt sich damit das MEMS-Marktpotenzial um bis zu 50 Prozent steigern. Mit einer Art Baukastensystem wollen die MEMS2015-Forscher die Lücken zwischen der Chip- und Sensorfertigung sowie der anschließenden Integration der Bausteine in Produkte schließen. Damit werden die Möglichkeiten einer breiten MEMS-Anwendung im professionellen und sicherheitsrelevanten Umfeld enorm erweitert. Zudem können kleine und mittelgroße Unternehmen dank der neuen Methoden in Zukunft auch MEMS entwerfen und viel häufiger und in größerer Vielfalt als heute in ihre Produkte integrieren.
Bilder werden direkt auf die Netzhaut projiziert
Die neuen Entwicklungsansätze für MEMS ermöglichen in Zukunft ganz neue Lösungen in den Leitanwendungen Optik und Robotik. So sind weitreichende Anwendungen von Mikrospiegel-Arrays denkbar, wie sie bereits heute in Projektoren eingesetzt werden. Damit können zum Beispiel einmal Bilder über eine Art Brille direkt auf die Netzhaut projiziert werden. In der Robotik können Kraftfühler und Profilometer entwickelt werden, die Oberflächen noch genauer als bisher analysieren bzw. einen äußerst genauen Tastsinn nachbilden. Die Projektergebnisse werden im Rahmen des Vorhabens anhand realer MEMS-Prototypen überprüft, die dadurch auch als Demonstratoren fungieren.
„Das Projekt ermöglicht Innovationen im Geräte- und Anlagenbau durch leistungsfähige Sensor- und Aktorsysteme auf der Basis von zukunftsweisenden MEMS- und Chip-Technologien.“ meint Dr. Mirco Meiners von Bosch Automotive Electronics und Projektkoordinator von MEMS2015. „Die klar fokussierte BMBF-Förderung unterstützt die Unternehmen dabei, ihren Innovationsvorsprung bei zentralen technologischen Themen zu behaupten und neue innovative und komplexe Produkte zu entwickeln."
„Die Qualität und vor allem die Produktivität des Entwurfs von MEMS werden durch das Projekt MEMS2015 auf ein neues Niveau gehoben.“ sagt Prof. Dr. Ralf Sommer, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Instituts für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, einer der acht Projektpartner. „Elementare Dinge, wie z. B. ein schaltplanbasierter Entwurf, werden im Mikroelektronik-Design bereits erfolgreich genutzt. Diese werden jetzt auf den MEMS-Entwurf übertragen. Das bietet den Anwendern enorme Vorteile: MEMS2015 ermöglicht zum einen neue höchstkomplexe Produkte, wie Mikrospiegel-Arrays und beschleunigt deren Markteinführung. Zum anderen werden wir durch das Projekt langfristig einen Lego-Baustein-ähnlichen Entwurf ermöglichen, der gerade auch kleinen und mittelständischen Unternehmen zugute kommt. Sie werden dadurch in die Lage versetzt, sich ihre Lösungen individuell und maßgeschneidert in einem flexiblen MEMS- und Elektronik-Baukastensystem zusammenzusetzen.“
Acht Partnern aus Forschung und Industrie
Das auf drei Jahre angelegte und durch das BMBF im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung und dem Förderprogramm IKT2020 mit ca. 3,5 Mio. EUR unterstützte Forschungsprojekt MEMS2015 bündelt die Potenziale von acht Partnern aus Forschung und Industrie: Cadence Design Systems GmbH, Carl Zeiss SMT GmbH, Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme GmbH, Robert Bosch GmbH, Technische Universität München, TETRA Gesellschaft für Sensorik, Robotik und Automation mbH, Universität Bremen und X-FAB Semiconductor Foundries AG. Das Projektmanagement von MEMS2015 übernimmt das edacentrum in Hannover.
