Центр развития электроники Дрезден

Центр развития электроники Дрездена (cfaed)
Учредил	2012
Миссия	исследование новых технологий электронной обработки информации
Фокус	междисциплинарные исследования и продвижение молодых исследователей и гендерный баланс
Стул	Профессор, доктор технических наук. Герхард Феттвайс
Персонал	300 ученых, 60 исследователей
Ключевые люди	Профессор, доктор технических наук. Герхард Феттвайс , профессор, доктор медицинских наук. Карл Лео , доктор. Ута Шнайдер , проф. Джеронимо Кастрильон , проф. Маркус Креч , проф. Синьлян Фэн , проф. Стефан Маннсфельд , проф. Акаш Кумар , проф. Томас Миколайик , проф. Михаэль Шретер , проф. Стефан Диц , проф. Андреас Рихтер , проф. Торстен Штруфе , профессор Марино Зериал
Бюджет	34 миллиона евро
Адрес	ул. Вюрцбургер, 46.
Расположение	Дрезден, Германия
Веб-сайт	https://cfaed.tu-dresden.de/

Центр развития электроники Дрездена ( cfaed ) Технического университета Дрездена является частью Инициативы передового опыта немецких университетов . Кластер передового опыта в области микроэлектроники финансируется с 2012 по 2017 год Немецким исследовательским сообществом (DFG ) и объединяет около 60 исследователей и их команды из 11 учреждений для совместных действий для достижения амбициозных целей кластера. Координатор – профессор, доктор технических наук. Герхард Феттвайс, председатель отдела систем мобильной связи. Кластер объединяет команды из двух университетов и нескольких исследовательских институтов Саксонии: Технического университета Дрездена, Технического университета Хемница , Центра имени Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR), Института исследований полимеров им. Лейбница в Дрездене (IPF), Института твердого тела Лейбница. и исследование материалов Дрезден (IFW), Институт молекулярной клеточной биологии и генетики Макса Планка (MPI-CBG), Институт физики сложных систем Макса Планка (MPI-PKS), Лаборатория материалов наноэлектроники gGmbH (NaMLab), Институт электроники Фраунгофера Наносистемы (Fraunhofer ENAS), Институт керамических технологий и систем Фраунгофера (Fraunhofer IKTS) и Институт Курта Швабе по измерительной и сенсорной технике Meinsberg eV (KSI). Около 300 ученых из более чем 20 разных стран работают по девяти исследовательским направлениям, чтобы исследовать совершенно новые технологии электронной обработки информации, которые преодолевают ограничения преобладающих сегодня технологий. КМОП- технология. ^{[ 1 ]}

Позиция и институциональное построение

Одно из научных зданий, а также штаб-квартира CFAED находится в Дрездене-Плауэне , Würzburger Straße 46. В мае 2015 года в кампусе Технического университета Дрездена начались строительные работы нового здания CFAED. Здание должно быть завершено в конце 2017 года, и в нем разместятся новые лаборатории, помещения для семинаров и офисы. ^{[ 2 ]}

История

Первоначальное предложение о создании cfaed как кластера передового опыта было представлено DFG в августе 2011 года. 15 июля 2012 года Центр развития электроники Дрездена (cfaed) получил статус кластера передового опыта во втором раунде финансирования программы передового опыта правительства Германии. Инициатива. В течение пятилетнего периода финансирования, который начался в ноябре 2012 года, кластер получил около 34 миллионов евро субсидий. ^{[ 3 ]} Первый этап финансирования продлится до октября 2017 года.

3 апреля CFAED представил одно из восьми проектов предложений по новой линии финансирования «TUD Clusters of Excellence». 28 сентября 2017 года TUD узнает, сколько проектов предложений будет предложено подать в виде полных заявок. Год спустя, 27 сентября 2018 года, будет объявлено, какие кластеры мастерства оказались успешными. Затем они будут финансироваться в течение первоначального семилетнего периода, начиная с 2019 года. Если выбраны как минимум два TUD-кластера передового опыта, TUD имеет право подать заявку на вторую линию финансирования «Университет передового опыта», подача заявок по которой запланирована на середину декабря 2018 года. ^{[ 4 ]}

Направление и программа исследований

Новые технологии электронной обработки информации вдохновлены инновационными материалами, такими как кремниевые нанопроволоки, углеродные нанотрубки или полимеры, или основаны на совершенно новых концепциях, таких как химические чипы или методы изготовления схем с помощью самособирающихся структур, например, ДНК-оригами. Объединение этих новых устройств в гетерогенные системы обработки информации с упором на их отказоустойчивость и энергоэффективность также является частью исследовательской программы cfaed. Кроме того, системы биологической связи анализируются с целью использовать вдохновение природы для решения технических задач. Исследования структурно поддерживаются и поощряются сильным руководством, тремя профессорами-стратегами, одним профессором открытой темы, выделенным зданием, статусом центрального научного учреждения и интеграцией в ДРЕЗДЕН-Концепцию. ^{[ 5 ]}

В настоящее время группа ученых CFAED занимается разработкой «пятого поколения» мобильной связи. Благодаря чрезвычайно низкой задержке, высокой безопасности и устойчивости передачи данных могут стать возможными совершенно новые приложения. Примерами являются совместные системы координации дорожного движения, роботизированная телехирургия или инновационные методы электронного обучения. ^{[ 6 ]}

Для достижения своих целей Кластер активно интегрирует естественные науки, ориентированные на открытия, и инновационную инженерию. При комплексном подходе исследование охватывает от материалов до гетерогенных систем обработки информации и наоборот. cfaed называет свои области исследований «путями исследований», чтобы подчеркнуть исследовательский динамический характер в поисках прорывов. ^{[ 7 ]} Чтобы максимизировать успех и обеспечить плодотворное взаимное обогащение, Кластер следует подходу «больше ударов по цели», следуя множеству взаимосвязанных направлений исследований, отражающих выдающуюся исследовательскую компетентность Технического университета Дрездена (TUD) и его партнеров по CFAED. ^{[ 8 ]} Исследования cfaed организованы в рамках 9 направлений исследований, сгруппированных в следующие области: направления, вдохновленные материалами (путь кремниевых нанопроволок, путь углерода, путь органических/полимеров, путь биомолекулярных сборных цепей и путь химической обработки информации (CIP)), системно-ориентированный путь. Пути (Путь оркестрации, Путь устойчивости и DGF CRC 912) и один «Путь открытия» (Путь биологической системы (Био)). ^{[ 9 ]}

Пути, вдохновленные материалами

Кремниевая нанопроводная дорожка

Лидер пути: профессор, доктор технических наук. Томас Миколайик; Соруководитель Path: профессор д-р Джанаурелио Куниберти

Кремний исследуется на предмет его очень полезных электронных свойств, а также того, что кремниевые нанопроволоки можно настроить для динамического переключения транзисторов между p- и n-типом. Исследуется разработка новых отказоустойчивых вычислительных алгоритмов, использующих многофункциональность транзисторов, а кремниевые нанопроволоки исследуются в качестве селективной сенсорной платформы для биомолекул. В 2015 году была реализована гибкая и легкая диагностическая платформа, обеспечивающая экономичную и крупнообъемную доставку в медицинские учреждения по всему миру.

Углеродный путь

Лидер пути: профессор, доктор технических наук. хабил. Майкл Шретер; Соруководитель пути: проф. Хабил. Готард Зейферт.

Углеродные нанотрубки (УНТ) исследуются на предмет использования в электронике систем беспроводной связи. Основной упор делается на глубокое теоретическое понимание, а также изготовление электроники на основе УНТ в масштабе пластины. Совсем недавно, ^{[ когда? ]} была показана первая работа в специфичном для приложения режиме ГГц.

Органический/полимерный путь

Лидер пути: профессор, доктор Стефан Маннсфельд; Соруководитель пути: доктор хабил. Франческа Мореско

Целью «Пути органики и полимеров» является преодоление некоторых основных ограничений органических материалов и устройств и тем самым определение пути к новым системам обработки органической информации. Основные исследования включают в себя статьи о контролируемом транспорте одиночных атомов с помощью молекулярной наноструктуры с электронным управлением, новую концепцию органических транзисторов с легированными слоями и транзисторы с вертикальной органической проницаемой базой.

Путь биомолекулярных сборных цепей (BAC)

Лидер пути: профессор д-р Стефан Диц; Соруководитель пути: проф., д.т.н. Хабил Михаэль Мертиг

Наноструктуры, изготовленные из ДНК , позволяют масштабируемо компоновать функциональные материалы для создания самособирающихся электронных, оптоэлектронных и нанофотонных устройств, которые дополняют существующие технологии на основе кремния. Недавние достижения включают в себя размещение металлических наночастиц с точностью до нанометра для фотонных волноводов и антенн, а также контролируемый рост металлических нанопроволок в формах ДНК.

Путь обработки химической информации (CIP)

Лидер пути: профессор, доктор технических наук. Андреас Рихтер; Соруководитель пути: профессор, доктор хабилит. Бриджит Войт

Нетрадиционный подход закладывает основу транзисторной микрофлюидики для обработки химических веществ в качестве носителей информации. Для достижения этой цели в ближайшем будущем были разработаны два основных типа хеможидкостных транзисторов. Текущие исследования сосредоточены на библиотеке базовой схемотехники. На данный момент продемонстрированы хемофлюидные генераторы и логические элементы.

Системно-ориентированные пути

Путь оркестрации

Лидер пути: проф. Доктор технических наук. Херонимо Кастрильон; Соруководитель пути: проф. Доктор технических наук. хабил. Йохен Фрелих

Этот путь готовит быстрое и эффективное внедрение гетерогенных систем, устраняя негибкость адаптации существующих аппаратных и программных разработок. Целью является автоматическая адаптация приложений и базового системного программного обеспечения к новым гетерогенным и расширенным КМОП-системам. Последние достижения были достигнуты на всех уровнях стека, от аппаратного уровня до прикладного уровня.

Путь устойчивости

Лидер пути: профессор, доктор технических наук. Торстен Штруфе; Соруководитель пути: проф., д.т.н. Фрэнк Х.П. Фитцек

Целью этого Пути является достижение устойчивости сетевых систем с упором на гибкие, специфичные для приложений и адаптивные механизмы устойчивости. Надежная обработка информации с ненадежными и регулируемыми компонентами исследуется с учетом прогнозируемой гетерогенности будущих систем и характеристик ошибок новых технологий, основанных на материалах. Основные достижения отражены в большом количестве публикаций на конференциях высшего уровня (например, INFOCOM, NSDI, ICDCS) и наградах за лучшие статьи (например, DSN, USENIX, ACM).

DFG CRC 912 «HAEC — высокоадаптивные энергоэффективные вычисления»

Докладчик: Профессор, доктор технических наук. Доктор ХК Герхард Феттвайс

Цель HAEC – обеспечить оптимизацию интегрированных аппаратно-программных системных решений для распределенных сетевых приложений для обеспечения высокой адаптивности и энергоэффективности во время проектирования, а также развертывания без ущерба для производительности. На этапе I (1-4 годы) были разработаны отдельные демонстраторы технологий для иллюстрации и проверки достигнутых результатов исследований. Второй этап финансирования был предоставлен до 2019 года.

Путь открытия

Путь биологической системы (био)

Лидер пути: проф. Доктор Марино Зериал; Соруководитель пути: проф. Доктор Иво Ф. Сбальцарини

Этот Путь изучает возникающее поведение и обработку информации в биологических системах и определяет принципы, которые лежат в основе биологических функций и могут быть полезны для инженерных приложений. Первоначальными достижениями Пути являются: (I) Фундаментальное понимание того, как клетки синхронизируют свои внутренние химические часы по линиям связи с временной задержкой, превышающей период колебаний часов. (II) Категоризация и понимание того, как природа решает сложные многомерные задачи оптимизации. (III) Базовое понимание того, как клетки принимают решения в условиях шума и неопределенности. ^{[ 10 ]}

Избранные достижения

Нанопроволочные датчики: легкая и гибкая высокопроизводительная диагностическая платформа ( DOI: 10.1002/adhm.201570057 )
Первые в мире универсальные транзисторы ( DOI: 10.1002/adhm.20150012 )
Гибридные наномембранные сверхрешетки для термоэлектрических применений ( DOI: 10.1021/nl404827j )
От транзисторной физики к реальным приложениям – многомасштабный подход (DOI: 10.1007/s10825-014-0588-6 ; 10.1109/TNANO.2015.2397696 )
Разработка технологии аналоговых высокочастотных транзисторов из углеродных нанотрубок
Сортировка УНТ: полупроводниковое обогащение sc-ОУНТ ( DOI: 10.1002/pssa.201431771 )
Органический инверсионный полевой транзистор ( DOI: 10.1038/ncomms3775 )
Органический транзистор с проницаемой базой (OPBT) (DOI: 10.1002/adma.201502788 ; 10.1063/1.4927478 )
Полимерная электроника: полностью напечатанный полностью полимерный кольцевой генератор
Первый в мире параллельный компьютер на основе биомолекулярных двигателей ( DOI: 10.1073/pnas.1510825113 )
Высокочастотная характеристика структур ДНК ( DOI: 10.1109/MMS.2015.7375461 )
На пути к электронным наноустройствам путем размещения сопряженных полимеров на ДНК-оригами ( DOI: 10.1002/pssa.201431931 )
К плазмонным волноводам на основе ДНК ( DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b00381 )
Химические логические схемы ( DOI: 10.1021/acs.jcim.5b00324 )
Гидравлические микрохемомеханические интегральные схемы, обрабатывающие химическую информацию ( DOI: 10.1039/C2LC40617A )
Система на основе микроядра для гетерогенных многоядерных процессоров ( DOI: 10.1145/2872362.2872371 )
Уровень NoC: трансивер сверхмалого энергопотребления ( DOI: 10.1109/JSSC.2014.2381537 )
Платформа Tomahawk: гетерогенная многопроцессорная система на кристалле (MPSoC) (DOI: 10.1109/ISSCC.2014.6757394 ; 10.1145/2517087 ).
Дельта-кодирование: практическая обработка кодирования ( DOI: 10.1109/SRDS.2014.62 )
Устойчивые программные системы (DOI: 10.1145/2901318.2901339 ; 10.1145/2872427.2883026 )
Максимальная скорость надежной связи по каналам мобильной радиосвязи ( DOI: 10.1109/TIT.2014.2339820 )
Самоорганизующаяся синхронизация с задержкой в электронных сетях (DOI: 10.1088/1367-2630/16/11/113009 ; 10.1109/ICC.2015.7248572 )
Органо-неорганические гетероструктуры с программируемыми электронными свойствами ( doi:10.1038/ncomms14767 )
Мицеллизация блок-сополимеров как стратегия защиты ДНК-оригами ( doi:10.1002/anie.201608873 )
Изображение электронной структуры гексацена, образующегося на поверхности ( doi:10.1039/C6CC09327B )
Абсорбционные хвосты смесей донор:C60 дают представление о термически активированных процессах переноса заряда и релаксации поляронов ( doi:10.1021/jacs.6b12857 )
Обеспечение энергоэффективности и контроля полярности в германиевых нанопроволочных транзисторах с помощью индивидуально управляемых нанопереходов ( doi:10.1021/acsnano.6b07531 )
Реакция нагрузки жгутикового сокращения ( doi:10.1103/PhysRevLett.117.258101 )

Ссылки

^ брошюра cfaed, стр.9 (PDF: 17,6 МБ)
^ Пресс-релиз SIB - Государственное управление саксонской недвижимостью и строительством ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} (PDF: 101 КБ)
^ «TU Dresden превосходен: TUD получает баллы по всем направлениям финансирования German Excellence Initiative» . ТУ Дрездена (на немецком языке) . Проверено 11 апреля 2017 г.
^ «Восемь проектов предложений по кластерам передового опыта TUD находятся на пути в Бонн» . ТУ Дрездена (на немецком языке) . Проверено 13 апреля 2017 г.
^ Первоначальное предложение по созданию кластера передового опыта «Центр развития электроники Дрездена» (CfAED), стр.1.
^ «Двухлетний статус совершенства» . ТУ Дрездена (на немецком языке) . Проверено 13 апреля 2017 г.
^ Первоначальное предложение по созданию кластера передового опыта «Центр развития электроники Дрездена» (CfAED), стр.5.
^ Промежуточный отчет, стр. 10. Архивировано 8 января 2022 г. в Wayback Machine (PDF: 27,8 МБ).
^ «Краткие факты — cfaed» . cfaed.tu-dresden.de . Архивировано из оригинала 19 февраля 2017 г. Проверено 11 апреля 2017 г.
^ Промежуточный отчет, стр. 10. Архивировано 8 января 2022 г. в Wayback Machine (PDF: 27,8 МБ).

Внешние ссылки

[1] брошюра cfaed, стр.9 (PDF: 17,6 МБ)

[2] Пресс-релиз SIB - Государственное управление саксонской недвижимостью и строительством ^{[ постоянная мертвая ссылка ]} (PDF: 101 КБ)

[3] «TU Dresden превосходен: TUD получает баллы по всем направлениям финансирования German Excellence Initiative» . ТУ Дрездена (на немецком языке) . Проверено 11 апреля 2017 г.

[4] «Восемь проектов предложений по кластерам передового опыта TUD находятся на пути в Бонн» . ТУ Дрездена (на немецком языке) . Проверено 13 апреля 2017 г.

[5] Первоначальное предложение по созданию кластера передового опыта «Центр развития электроники Дрездена» (CfAED), стр.1.

[6] «Двухлетний статус совершенства» . ТУ Дрездена (на немецком языке) . Проверено 13 апреля 2017 г.

[7] Первоначальное предложение по созданию кластера передового опыта «Центр развития электроники Дрездена» (CfAED), стр.5.

[8] Промежуточный отчет, стр. 10. Архивировано 8 января 2022 г. в Wayback Machine (PDF: 27,8 МБ).

[9] «Краткие факты — cfaed» . cfaed.tu-dresden.de . Архивировано из оригинала 19 февраля 2017 г. Проверено 11 апреля 2017 г.

[10] Промежуточный отчет, стр. 10. Архивировано 8 января 2022 г. в Wayback Machine (PDF: 27,8 МБ).

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]