iC-Haus GmbH, CENTITECH GmbH & IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH

Künstliche Intelligenz für das Chipdesign der Zukunft

Abstrakte Darstellung eines leuchtenden Mikrochips auf schwarzer technischer Struktur – symbolisiert das Forschungsprojekt KI-EDA zur Entwicklung KI-gestützter Methoden für das elektronische Design-Automation.

Intelligente Entwurfsautomatisierung für mikroelektronische Systeme

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderten Forschungs- und Entwicklungsprojekts „Künstliche Intelligenz für den Entwurf von mikroelektronischen Antriebssteuerchips als Schlüsselprodukte für Industrie 4.0 (KI-EDA)“ erforschen die Projektpartner, wie Werkzeuge der Künstlichen Intelligenz (KI) für den schnellen und zuverlässigen Entwurf maßgeschneiderter Encoder- und Sensorchips eingesetzt werden können.
Die entwickelten mikroelektronischen Systeme kommen in neuartigen, intelligenten, autonomen Produktionsumgebungen zum Einsatz, die Daten sicher und dezentral analysieren, um Fertigungsszenarien zu prognostizieren und zu optimieren.

Encoder‑ und Sensorchips erfassen Drehbewegungen in Maschinen und wandeln diese in elektronische Signale für die digitale Weiterverarbeitung um. Aufgrund steigender Anforderungen werden diese Chips zunehmend kundenspezifisch ausgelegt und technisch immer komplexer. Klassische Methoden der elektronischen Design‑Automation (EDA) stoßen dabei an ihre Grenzen – insbesondere im Hinblick auf Entwicklungszeit, Fehlerrisiken und Kosten.

PFIF betreut die Partner des Verbundprojekts vollständig – von der Skizzenerstellung über die Antragsausarbeitung bis hin zur Projektabwicklung – und begleitet damit die gesamte Förderkette von Beginn an.

Branche:

Industrie 4.0 / Künstliche Intelligenz / Mikroelektronik

Unternehmensgröße:

Verbundprojekt aus drei Partnerunternehmen

Schwerpunkt:

KI-gestützte Entwurfsautomatisierung für Encoder- und Sensorchips

Herausforderung

Grenzen klassischer Designmethoden überwinden und Komplexität beherrschbar machen

Der Entwurf und die Verifikation moderner Steuerchips beruhen bislang stark auf manuellem Erfahrungswissen von Design‑Ingenieuren. Mit zunehmender Systemkomplexität führt dies zu:

  • verlängerten Entwicklungszyklen
  • steigenden Kosten
  • erhöhtem Risiko von Design‑Fehlern
Ziel des Projekts KI‑EDA war es daher, diese Abhängigkeit von traditionellen Entwurfsmethoden zu reduzieren und neue KI‑basierte Werkzeuge für die Entwurfsautomatisierung zu erforschen
Detailaufnahme einer Leiterplattenfertigung mit Fokus auf präzise Bestückung – symbolisiert die technologische Innovationskraft des KI-EDA Projekts.

Lösungsansatz

KI‑gestütztes Baukastensystem für das Chipdesign

Im Projekt KI-EDA arbeiten die Partner iC-Haus GmbH, CENTITECH GmbH und das IMMS – Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gGmbH gemeinsam an der Integration von KI-Methoden in den EDA-Prozess.

Zentraler Bestandteil ist ein baukastenbasiertes Chipdesign, bei dem individuelle Funktionen als Funktionsblöcke flexibel kombiniert, simuliert und angepasst werden können.
Diese KI‑gestützte Entwurfsumgebung ermöglicht es, maßgeschneiderte Encoder‑ und Sensorchips effizient zu entwickeln und neue Funktionalitäten – etwa für Predictive‑Maintenance‑Anwendungen – gezielt zu integrieren. Durch den Einsatz maschineller Lernverfahren kann die Entwicklungszeit kundenspezifischer Chips um bis zu zwei Drittel reduziert werden.
Förderprogramm

BMBF-Verbundprojekt KI-EDA

Fördersumme

1,95 Mio. €

Projektdauer

36 Monate

Die Zusammenarbeit mit PFIF

Neue Maßstäbe für Effizienz und Designsicherheit in der Mikroelektronik

Die Projektpartner bündeln ihre jeweiligen Kompetenzen, um intelligente und energieautarke mikroelektronische Lösungen zu entwickeln und in anwendungsnahen Demonstratoren zu validieren:

  • iC‑Haus GmbH als weltweit führender Anbieter optischer und magnetischer Encoder‑Chips
  • CENTITECH GmbH als Entwicklungsspezialist der FRABA‑Gruppe im Bereich Industrieautomation
  • IMMS gGmbH mit Fokus auf ML‑Algorithmen und Designer‑Assistenzsysteme
Ein zentrales Ergebnis sind neue Smart‑Models, die ihren Gültigkeitsbereich rechnerisch selbst überprüfen können – ein wichtiger Schritt hin zu höherer Designsicherheit und Effizienz im Chipentwurf.
PFIF bietet Unternehmen eine ganzheitliche Beratung zu passenden Fördermitteln.

Ergebnisse

Künstliche Intelligenz als Innovationstreiber für das Chipdesign von morgen

Das Projekt KI‑EDA zeigt, wie Künstliche Intelligenz und Mikroelektronik gezielt zusammenwirken können, um Entwicklungsprozesse zu verkürzen, Fehlerrisiken zu reduzieren und die Produktivität nachhaltig zu steigern.

Gleichzeitig leistet das Vorhaben einen wichtigen Beitrag zur Stärkung deutscher und europäischer Akteure im Umfeld von Industrie 4.0 und schafft eine Grundlage für zukünftige intelligente Produktionssysteme sowie energieeffiziente Elektroniklösungen.

Mit PFIF zum Fördererfolg

Ganzheitliche Betreuung im Verbundprojekt

PFIF betreute die Partner des Projekts KI‑EDA entlang der gesamten Förderkette – von der Skizzenerstellung über die Antragsausarbeitung bis hin zur Projektabwicklung.

Durch die fachliche und administrative Begleitung konnte das komplexe Verbundvorhaben strukturiert aufgesetzt, effizient gestartet und erfolgreich umgesetzt werden.
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