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Motivation

Das Chipdesign ist der wesentliche Schritt, um Mikroelektronik für spezifische Produkte und An-wendungen zu entwerfen. Über Kompetenz im Chipdesign lässt sich die Innovations- und Wett-bewerbsfähigkeit Deutschlands stärken und ein Zugewinn an technologischer Souveränität in Eu-ropa erzielen. Um dieses Potenzial zu heben, soll das deutsche und europäische Chipdesign-Ökosystem ausgebaut werden. Dazu hat das BMBF die Designinitiative Mikroelektronik mit vier Schwerpunkten gestartet: ein starkes Netzwerk als zentrale Austauschplattform, Aus- und Weiterbildung von Talenten und Fachkräften, Forschungsprojekte zur Stärkung der Design-Fähigkeiten und der Ausbau von Forschungsstrukturen.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Rechen-Beschleunigers für die KI-basierte Schlüsselworterkennung, der Berechnungen energieeffizient im Speicher durchführt. Dazu werden ferroelektrische Feldeffekttransistoren eingesetzt, welche die Parameter eines neuronalen Netzes nichtflüchtig speichern, wodurch die zu entwickelnde Schaltung nur nach Bedarf aktiviert werden muss. Darüber hinaus wird durch rekurrente gepulste neuronale Netze die Energieeffizienz für die ereignisbasierte Datenverarbeitung weiter erhöht. Für das Training dieser Netze werden spezielle Werkzeuge entwickelt, wobei Schwankungen der Bauelementeigenschaften berücksichtigt werden. Die Leistungsfähigkeit des Beschleunigers wird anhand gefertigter Chips demonstriert.

Innovationen und Perspektiven

Die Kerninnovation des Projektes stellt der angestrebte KI-Rechenbeschleuniger auf Basis ferroelektrischer Feldeffekttransistoren dar. Darüber hinaus wird durch das Projekt die Zusammenarbeit zwischen Deutschland und Taiwan in der Mikroelektronik intensiviert. Die wissenschaftliche Vernetzung wird das Know-how in der Chipentwicklung erweitern und zur Ausbildung von Talenten und Fachkräften im Chipdesign beitragen.  Auf diese Weise steigert das Projekt die Innovations-kraft am Forschungsstandort Deutschland.