Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS
Hochautomatisierte und digital vernetzte Fahrzeuge müssen riesige Datenmengen speichern. Dies erfordert leistungsstarke Computing-Strukturen im Fahrzeug. Im Mannheim-Projekt »Central Car Server« (CeCaS) erforscht das Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS in Halle (Saale) zusammen mit 30 weiteren Partnern neue Ansätze in der Mikroelektronik sowie in der Rechen- und Softwarearchitektur, die zur Entwicklung einer automobilen Supercomputing-Plattform führen sollen.
Tempomat, Abstandsassistenten und andere Systeme, die uns warnen, die gegenlenken oder uns sagen, wann wir die Spur verlassen, sind im Auto schon zur Normalität geworden. Doch die zunehmende Digitalisierung, die die Automatisierung der Fahrzeuge ermöglicht, bringt auch rasant wachsende Datenmengen mit sich, die wiederum höhere Rechenleistungen erfordern. Damit sind nicht nur neue Lösungen in der Rechen- und Softwareelektronik, sondern auch neue Packaging-Technologien in der Mikroelektronik gefragt.
Zur Bewältigung dieser stetig wachsenden Datenmengen soll mit dem Projekt »Mannheim CeCaS« eine automobile Supercomputing-Plattform erforscht werden. Insgesamt 30 Forschungspartner, darunter neben dem Fraunhofer IMWS noch drei weitere Fraunhofer-Institute, arbeiten an innovativen Ansätzen zur Entwicklung neuartiger, speziell an den Bedürfnissen der Automobilindustrie ausgerichteter Hochleistungsprozessoren für komplizierte Steueraufgaben im Fahrzeug und einem künftigen Central Car Server.
Die ganzheitliche zentrale Rechenplattform soll auf Hochleistungsprozessoren in nichtplanarer Transistortechnologie (FinFET) basieren. Ergänzt werden die Prozessoren durch Hardware-Beschleuniger und adaptive Software-Plattformen für autonome Fahrzeuge. Eine speziell auf Fahrzeuge ausgerichtete Aufbau- und Verbindungstechnik wird dabei genauso berücksichtigt, wie notwendige Anpassungen an Bordnetze. Ziel des Konsortiums ist die Automotive-Qualifizierung
(ASIL-D) auf Systemebene. Das Risikoklassifizierungssystem »Automotive Safety Integrity Level«, das durch die ISO-Norm 26262 geregelt wird, stuft die funktionale Sicherheit eines Systems mit elektrischen und elektronischen Komponenten im Kraftfahrzeug gemäß ASIL-A bis ASIL-D ein, wobei ASIL-D die höchste Klassifizierung darstellt.
Im Rahmen des Projekts erforscht das Fraunhofer IMWS hochwärmeleitfähige Vergussmassen für die Leiterplattenintegration der Hochleistungsprozessoren. So soll eine mögliche Zuverlässigkeitssteigerung durch den Einsatz von neuen hochwärmeleitfähige organische oder anorganische Verkapselungsmaterialien anhand von mikrostrukturbasierten Bewertungsverfahren erforscht werden. Auch sollen mittels hochauflösender Materialdiagnostik und Zuverlässigkeitsanalyse kritische Einflüsse auf die Zuverlässigkeit der Hardwarekomponenten verstanden werden.
Das Projekt »CeCaS« ist Teil einer großangelegten Förderinitiative der Bundesregierung zur Digitalisierung der Automobilität. Die strategischen Projekte der Förderrichtlinie »Mannheim«, zu denen auch das Projekt »CeCaS« zählt, werden im Rahmen des »Zukunftsfonds Automobilindustrie« vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.