Die 3D-Integration besitzt als Schlüsseltechnologie einen besonderen Stellenwert für die Realisierung zukünftiger innovativer Produkte. Mehr Funktionalität bei gleichzeitiger Steigerung der Performance sowie Miniaturisierung elektronischer Produkte werden hierdurch möglich. Als sogenanntes System-in-Package führt die 3D-Systemintegration in Produkten neben verbesserter Performance und Zuverlässigkeit auch gleichzeitig zu einer höheren Energieeffizienz und zu geringeren Fertigungskosten und erschließt somit Wettbewerbsvorteile im globalen Markt.

Die Fraunhofer-Gesellschaft veranstaltet mit ihren führenden Instituten auf dem Gebiet der 3D-Integration – dem IZM, IZFP, IIS/EAS und ENAS – den Zukunftsworkshop „3D-Integration“, der ausgehend vom technischen Stand und verfügbaren Knowhow in Wissenschaft und Technik den Weg für innovative Produktintegrationsansätze in den verschiedenen Anwendungsgebieten erschließen soll.

Unter der Schirmherrschaft der Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst des Freistaates Sachsen, Prof. Sabine von Schorlemer sowie dem Vorstandsmitglied der Fraunhofer-Gesellschaft, Prof. Ulrich Buller, werden gemeinsam mit führenden Vertretern aus der Industrie die Herausforderungen und Potenziale der 3D-Integration thematisiert und diskutiert, um die weitere Erschließung dieser Schlüsseltechnologie für den Wirtschaftsstandort Deutschland voranzutreiben.

Fraunhofer hat speziell in Dresden mit dem Center „All Silicon System Integration Dresden“ des Fraunhofer IZM, dem IZFP, dem IIS/EAS ein einzigartiges Spektrum an 3D-relevanten Kompetenzen erarbeitet. Zusammen mit dem Fraunhofer ENAS in Chemnitz bündeln sie diese nun in einem Fraunhofer Cluster „3D-Integration“, um Synergien zu schaffen und zukünftige Potenziale mit der Industrie erschließen zu können.

Zukunftsworkshop „3D-Integration“

Das Fundament für erfolgreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten und für die Umsetzung in innovative Produkte ist immer der Dialog und die Kooperation mit Partnern aus der Industrie und der Forschung. Der Zukunftsworkshop „3D-Integration“ soll diesen Dialog initiieren und intensivieren, um zu garantieren, dass Forschung und Entwicklung Hand in Hand gehen. Ziel ist es, die Potenziale der 3D-Integrationstechnologie unter Anwendungsaspekten zu analysieren, künftigen Forschungsbedarf zu identifizieren und gemeinsam Aktivitäten von Industrie und Fraunhofer-Forschung zu definieren. Damit soll der Weg für die Umsetzung neuer innovativer Produkte geebnet und signifikante Impulse zur Stärkung des Wirtschaftsstandorts Deutschland gegeben werden.

Die sächsische Staatsministerin für Wissenschaft und Kunst, Prof. Sabine von Schorlemer, verweist im Rahmen der Auftaktveranstaltung am 15. April auf das Potenzial von innovativen Technologien: „Der Zukunftsworkshop 3D-Integration unterstützt deshalb ein kompetentes und eng verzahntes Innovationsnetzwerk aus Forschung und Industrie in Deutschland und speziell an Europas Mikroelektronikstandort Nummer 1 in Dresden. Nur ein solches Netzwerk sichert alle Bestandteile einer Leistungskette für innovative Produkte – von der Systemspezifikation bis zur Qualitätssicherung.“

Fraunhofer Cluster „3D-Integration“

Der Erfolg der 3D-Integration in der Produktherstellung wird ganz wesentlich davon abhängen, ob es gelingt, eine übergreifende Betrachtung – beginnend beim Entwurf der Systeme, über die Technologie und die Materialien sowie die Zuverlässigkeit zu erreichen. Deshalb ist es notwendig, dass Fraunhofer mit ihren fünf auf dem Gebiet führenden Instituten ihre Kompetenzen und Knowhow in einem Netzwerk bündelt und so das gesamte Themenspektrum der 3D-Integration abdecken und auf den industriellen Bedarf abstimmen kann.

Das Fraunhofer Cluster „3D-Integration“ soll diesen Prozess unterstützen. Das Fraunhofer IZM als eines der weltweit führenden Institute auf dem Gebiet der 3D-Systemintegration nimmt hierbei mit seinem Center ASSID eine führende Rolle ein und wird vor allem den Schwerpunkt auf die technologische Umsetzung legen und darüber hinaus als Service- und Dienstleistungsanbieter die Technologien einer breiten Basis – bestehend aus KMUs und Großindustrie – zugänglich machen.

Weiterführende Informationen

Technologische Entwicklungen der letzten Jahre haben bereits eine gute Ausgangssituation für die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Gebiet der 3D-Integration geschaffen. So ist es gelungen, die Realisierbarkeit von Durchkontaktierungen mit Through-Silicon-Vias (TSV) und von 3D-Aufbauvarianten zu demonstrieren. Diese Forschungsergebnisse sind auch schon in Produkte eingeflossen. Um daraus in breitem Umfang zukünftige Anwendungen sowohl für Massenmärkte als auch für innovative Spezialanwendungen abzuleiten, müssen die Prozessketten – mit Fokus auf Kosten, Performance und Zuverlässigkeit – optimiert und abgestimmt sein. Dies erfordert auch den Einsatz von angepassten Materialien sowie entsprechenden Analytik- und Testverfahren.

Die 3D-Integration bietet die Voraussetzung, innovative zukünftige Produkte anwendungsorientiert zu entwickeln und umzusetzen. Dabei ist es von besonderer Bedeutung, dass, beginnend mit der Entwurfsphase, die Technologie sowie die Prozesse im Kontext bewertet und abgestimmt werden, um optimale kosteneffiziente Lösungen zu schaffen.