Europa verfügt über ein dynamisches Ökosystem aus führenden Unternehmen in traditionellen Branchen, kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) sowie Start-ups, deren Wettbewerbsvorteil auch auf fortschrittlichen Halbleiterlösungen, die die Basis für Innovationen bilden, beruht. Diese Unternehmen stehen heute jedoch vor der Herausforderung, dass der Zugang zu fortschrittlichen Technologien aufgrund fehlender Ressourcen in Europa begrenzt ist. Die Europäische Kommission investiert im Rahmen des EU Chips Acts erhebliche Mittel in die Stärkung von Halbleitertechnologien und -anwendungen in der EU. Damit sollen die technologische Resilienz Europas erhöht, Liefer- und Wertschöpfungsketten gesichert und Innovationen in Schlüsselbranchen, wie Künstliche Intelligenz, Mobilität, Produktion, Informations- und Kommunikationstechnologien, vertrauenswürdige und ökologisch nachhaltige Elektronik sowie neuromorphes- und Quantencomputing vorangetrieben werden.

Die APECS-Pilotlinie setzt hier beim skalierbaren Industrietransfer neu entwickelter Innovationen im Bereich Heterointegration*, insbesondere beim Einsatz neuer Chiplet**-Technologien an und schlägt so die Brücke zur anwendungsorientierten Forschung. APECS geht über herkömmliche »System-in-Package-Methoden« (SiP) hinaus und zielt darauf ab, robuste und vertrauenswürdige heterogene Systeme zu liefern, die die Innovationsfähigkeit der europäischen Halbleiterindustrie erheblich steigern.

Investitionen in strategische Projekte wie APECS im Rahmen des EU Chips Acts sind von entscheidender Bedeutung, um Europa als unverzichtbaren Partner in der globalen Technologiebranche zu positionieren. Deutschland nimmt in diesem Bestreben eine Schlüsselrolle ein – sowohl als führender Forschungsstandort als auch als treibende Wirtschaftskraft. Dank der erheblichen Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Bundesländer Sachsen, Berlin, Bayern, Schleswig-Holstein, Baden-Württemberg, Nordrhein-Westfalen, Brandenburg und Sachsen-Anhalt ist es in den kommenden Jahren möglich, die FuE-Infrastruktur im Rahmen der APECS-Pilotlinie weiter auszubauen. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die langfristige wirtschaftliche Stabilität Deutschlands und Europas zu sichern.

»Fraunhofer spielt eine zentrale Rolle bei der Umsetzung von Großprojekten wie APECS, die die Innovationskraft und technologische Resilienz Deutschlands stärken«, betont Prof. Holger Hanselka, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft. »Durch unsere praxisnahe Forschung und die enge Zusammenarbeit mit Industrie, Wissenschaft und politischen Partnern schaffen wir die Grundlage, um neueste Technologien nicht nur zu entwickeln, sondern auch in die industrielle Anwendung zu bringen. Die APECS-Pilotlinie steht exemplarisch für den Brückenschlag zwischen Forschung und Wirtschaft und unterstreicht, wie eine enge Kooperation mit Ministerien und anderen Partnern die Stellung von Europa am globalen Mikroelektronikmarkt nachhaltig sichern kann.«

Innovationen genau dort, wo die europäische Industrie sie am dringendsten benötigt

Die APECS-Pilotlinie zielt darauf ab, neue Funktionalitäten durch die sogenannte »System Technology Co-Optimization« (STCO) zu aktivieren und Integrationstechnologien zu vereinheitlichen. Dies wird es Unternehmen ermöglichen, fortschrittliche Produkte auch in kleinen Stückzahlen zu wettbewerbsfähigen Kosten zu entwickeln. Durch die Bereitstellung einer Vielzahl von Technologien in einem One-Stop-Shop wird APECS zukünftig Europas führender Hub für Advanced Packaging und Heterointegration und nimmt damit eine entscheidende Schlüsselrolle für die europäische Mikroelektronik ein.

Als treibende Kraft für die Zusammenarbeit zwischen europäischen Forschungseinrichtungen, Industrie und universitärer Forschung fördert die APECS-Pilotlinie ein lebendiges Innovationsökosystem. Als umfassende Plattform integriert APECS ein end-to-end Design sowie Pilotproduktions-kapazitäten und ermöglicht so die Weiterentwicklung von Innovationen von der Spitzenforschung zu realisierbaren, skalierbaren Fertigungsverfahren.

APECS wird eine entscheidende Rolle beim Übergang Europas zu einer klimaneutralen und kreislauforientierten Wirtschaft übernehmen, indem es Ökodesign und nachhaltige Fertigungsinitiativen vorantreibt.

Innovation durch starke Zusammenarbeit auf mehreren Ebenen

Die APECS-Pilotlinie baut auf den in der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) geschaffenen Strukturen auf. In Deutschland sind insgesamt zwölf Institute des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik sowie die zwei Leibniz-Institute FBH und IHP an APECS beteiligt. Geleitet werden die Arbeiten von der Geschäftsstelle in Berlin.

Prof. Albert Heuberger, Sprecher des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik und Vorsitzender des Lenkungskreises der FMD, betont: »Der Erfolg des EU Chips Acts beruht auf starken Partnerschaften und vielseitigem Know-how. Genau das bringt die FMD mit, indem sie die Stärken von dezentral organisierten Forschungseinrichtungen miteinander verbindet. Auf diesem Fundament baut auch APECS auf und kann daher zu einer langfristig zugänglichen Pilotlinie für alle europäischen Interessengruppen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg werden. Zusammen mit den anderen Pilotlinien im Rahmen des EU Chips Acts ist APECS eine entscheidende Komponente für Heterointegration und Advanced Packaging einer übergeordneten pan-europäischen Mikroelektronik-Pilotlinie.«

In einem starken europäischen Konsortium bündelt APECS die technologischen Kompetenzen, Infrastrukturen und das Know-how von insgesamt zehn Partnern aus acht europäischen Ländern: Deutschland (Fraunhofer-Gesellschaft als Koordinator, FBH, IHP), Österreich (TU Graz), Finnland (VTT), Belgien (imec), Frankreich (CEA-Leti), Griechenland (FORTH), Spanien (IMB-CNM, CSIC) und Portugal (INL). Die APECS Pilotlinie wird von der Fraunhofer-Gesellschaft koordiniert und von der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) implementiert.

Fraunhofer IPMS als wichtiger Partner in der APECS-Pilotlinie 

Das Fraunhofer IPMS spielt eine entscheidende Rolle in der APECS-Pilotlinie und wird die Ziele des Projekts in der Chiplet-Entwicklung und Integrationstechnologie vorantreiben. Ein Teil befasst sich mit dem Design des Chiplet-Systems, bei dem wir innovative Systemarchitekturen für Computing, künstliche Intelligenz und MEMS-Sensoren/Aktoren aufbauen. Der zweite große Teil umfasst neue Chiplet-Integrationstechnologien (Back-end-of-line), einschließlich 3D-Stapeln und 2,5D-Wafer-Level-Integration, funktionale Interposer mit ultrahoher Dichte und CMOS- und MEMS/Non-Silicon-Chiplets. Ein Hauptbestandteil unseres Beitrags ist die Entwicklung der quasimonolithischen Integration (QMI), die neue Maßstäbe in der Chiplet-Integrationstechnologie setzen wird.