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12.11.2013 | Mikroelektronik | Im Fokus | Onlineartikel

NanoCOPS lassen Power-MOS Transitoren länger leben

Autor:
Andreas Burkert

Die Ausfallsicherheit elektronischer Bauteile ist ein Buch mit sieben Siegeln. Bei hoher Beanspruchung endet die Funktion mitunter abrupt. Dabei gibt es Methoden für ein optimiertes Schaltungsdesign wie das Projekt nanoCOPS zeigt.

Power-MOS-Transistoren stoppen den Stromhunger elektrischer Geräte. Doch elektrische und thermische Wechselwirkungen setzen dem Bauteil teils erheblich zu. Deshalb sind die Auswirkungen auf die Materialbeanspruchung hoch. Gelingt es aber, derartige hochmoderne Transistoren präzise und effizient zu entwerfen, kann die Lebensdauer der Bauteile um ein Vielfaches verlängert werden. Dies soll nun mithilfe von nanoCOPS (Nanoelectronic Coupled Problems Solutions) gelingen, dessen Verfahren in einem von der Bergischen Universität Wuppertal koordinierten Projekt erarbeitet werden.

Führende Experten aus Industrie und Wissenschaft in Europa wollen dazu gemeinsam neue Methoden entwickeln, die ein verbessertes und erneuertes Design von integrierten Schaltungen ermöglichen. Mit dem Forschungsprojekt sollen komplexe Probleme in der Nanoelektronik gelöst werden.

Mit nanoCOPS integrierte Schaltungen optimieren

Eines der Hauptziele von nanoCOPS: Wahrscheinlichkeitsverteilungen konstruieren, mit deren Hilfe zuverlässige Aussagen über das Funktionieren der gesamten integrierten Schaltung über längere Zeit getroffen werden können. Insgesamt verbindet nanoCOPS ausgeklügelte mathematische Methoden für Multirate-Zeitintegration, Co-Simulation, Uncertainty Quantification und Modellreduktion mit Methoden für die Lösung von Problemen, welche elektro-magnetische Effekte, Schaltungen, Wärmeentwicklung und Materialermüdungsprozesse koppeln.

Um das umzusetzen, arbeiten Spezialisten im Schaltungsentwurf, in der Halbleiterentwicklung sowie der Angewandten Mathematik in Forschung und Softwareentwicklung zusammen. Insgesamt sind zwölf Forschungsinstitutionen und Unternehmen an dem Projekt beteiligt, das von der EU im Rahmen des 7. Forschungsrahmenprogramms mit insg. 3,5 Millionen Euro für drei Jahre gefördert wird.

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