Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert die Leitinitiative „Vertrauenswürdige Elektronik“ für die Erforschung und Entwicklung neuer Methoden zum Entwurf und Herstellung solcher Komponenten. Eines der Projekte ist das mit sechs Millionen Euro geförderte Verbundvorhaben VE-REWAL. Es wird vom Institut für Theoretische Elektrotechnik und Mikroelektronik (ITEM) der Universität Bremen koordiniert.


Chipfunktionen werden auf mehrere Bauteile verteilt

Um Plattformlösungen für vertrauenswürdige Elektroniksysteme zu realisieren, wird ein neues Systempackaging entwickelt. Dabei werden die Funktionen einzelner Chips auf mehrere einfachere Bauteile – sogenannte Chiplets – verteilt. Diese werden erst für das Endprodukt wieder zusammengefügt.

Damit wird das elektronische Produkt für die Herstellung aufgesplittet und erst am Ende aus Einzelteilen zusammengesetzt. Dabei lassen sich die Funktionsweise und das geistige Eigentum gegenüber Dritten verschleiern. Da die Funktionen der Signalverarbeitung auf verschiedene Chiplets verteilt sind, sind einzelne Chiplets für Angreifer wertlos. So entsteht ein geschütztes Gesamtsystem, bei dem unterschiedliche Lieferanten genutzt werden.

Im Package werden die Chiplets der Signalverarbeitung zusammen mit HF-Schaltungen (gefertigt in der mm-Wellen SiGe-HF-Technologie von Infineon) und Antennen zusammengefügt. Dazu werden Technologien des Chip first bzw. RDL 1st fan-out Wafer-Level Packaging auf ihre Eignung für Hochfrequenzschaltungen untersucht und neue Prozessschritte entwickelt.


Richtlinien und Konzepte entstehen

Zusätzlich werden in dem Projekt Richtlinien für das Elektronikdesign sowie Konzepte für die Integration und Kommunikation erarbeitet. Der modulare Ansatz ermöglich Chiplet-Anbietern den Marktzugang - etwa klein- und mittelständische Unternehmen mit Spezial-Know-how. Die Verwendung offener Standards für die Kommunikation zwischen den Chiplets sowie die Verwendung offener Prozessorarchitekturen sind Grundlage für einen breiten Einsatz.


Kooperation zwischen Wirtschaft und Wissenschaft

Unter Leitung des ITEM gibt es in den Forschungsvorhaben eine Kooperation von industriellen und akademischen Forschungspartnern. Infineon Technologies und das Fraunhofer IZM arbeiten an einer Verbesserung der Waferlevel-Packagings zur Integration von Hochfrequenz-Komponenten, die von der Ruhr-Universität Bochum entwickelt werden. Das Fraunhofer FHR entwickelt die Radarsignalverarbeitung, deren Partitionierung und Implementierung auf Chiplets von der Universität Bremen vorgenommen wird. Physec berät zur kryptographischen Absicherung der Kommunikation. Testmethoden stellt die Viconnis Test Technologie bereit. Conti Temic microelectronic sowie die Technische Hochschule Ingolstadt erarbeiten Test- und Analysekonzepte für das Package.

Das Projekt VE-REWAL wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Leitinitiative „Vertrauenswürdige Elektronik“ mit rund sechs Millionen Euro gefördert und läuft bis April 2024.