jahresbericht imms

JAHRESBERICHT 2010

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ZUKUNFT IST JETZT

IMPRESSUM | INHALT | 3

152 IMMS | ZUKUNFT IST JETZT | JAHRESBERICHT 2010

IMPRESSUM Herausgeber

Institut für Mikroelektronik- und

Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH

LektoratProf. Dr.-Ing. Ralf Sommer

Dipl.-Ing. Hans-Joachim Kelm

Dipl.-Medienwiss. Ines Lehrke

Layout und IllustrationFrank Diehn • www.fRanKon.de


ÜbersetzungTatjana Baumgärtner • www.languewitches.de


DruckBrandtdruck e. K. • www.brandtdruck.de

FotosFrank Diehn • www.fRanKon.de

IMMS GmbH

Stefanie Theiß

www.pixelio.de

KontaktDipl.-Medienwiss. Ines Lehrke

PR / Marketing Manager

Ehrenbergstr. 27, 98693 Ilmenau

Telefon: +49 (3677) 69 55 13

Telefax: +49 (3677) 69 55 15

E-Mail: [email protected]

Alle Rechte sind vorbehalten. Vervielfältigung und

Veröff entlichung nur mit Genehmigung der IMMS

GmbH.

Mai 2011

IMPRESSUM | INHALT | 32 IMMS | ZUKUNFT IST JETZT | JAHRESBERICHT 2010


Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6

Zukunft ist jetzt – IMMS .. . . . . . . . . . . . .8

Testimonials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

IMMS in Zahlen 2010 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Das IMMS-Team .. . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Auszeichnungen und Ehrungen . . . . . . 18

IMMS-Events: Von „More than Moore“ bis Open Source . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Instituts leben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Steigerung der Energie effi zienz eingebetteter Systeme .. . . . . . . . . . . 28

Energieverbrauchsmessung und Smart-Grid-Integration . . . . . . . . . . . . 32

3D Positionier system für den Nano meterbereich . . . . . . . . . . . . . . . 34

SMARTIEHS – Intelligentes MEMS-Test system auf Waferebene . . 38

Mikroelektronische Lichtsensoren . . . 42

Ambient Light Sensor – Schaltkreisent-wicklung von der Idee bis zum Sample 46

Das Projekt OKTOPUS und die Weiterent-wicklung der Messtechnik am IMMS .. 50

Neues IMMS-Messtechnik labor mit internationalem Reinraumstandard . . 54

Literatur verzeichnis/Quellenangaben 56

Organigramm ... . . . . . . . . . . . . . . . . 58

Wissenschaftlicher Beirat . . . . . . . . . . 59

Aufsichtsrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Publikationen 2010 . . . . . . . . . . . . . . . 60

INHALT


Mit 2010 ging am IMMS wieder ein ereignisreiches

und bewegtes Jahr zu Ende, das für Sie in diesem

Jahresbericht zusammengefasst ist und Ihnen einen

Einblick in die Forschungs- und Entwicklungstätigkeit

sowie in unser vielfältiges Institutsleben geben wird.

Unter dem Motto „Zukunft ist jetzt“ steht nicht nur

das erfolgreiche Jahr 2010, sondern auch das Jubilä-

um des IMMS. In 2010 jährte sich der offi zielle Start

des IMMS als eigenständiges Thüringer Forschungs-

und Entwicklungsinstitut zum 15. Mal. „Zukunft ist

jetzt“ hat damit eine mehr als 15jährige Vorgeschich-

te des Aufbaus und wir sind sehr stolz auf das Er-

reichte!

Alles begann im September 1995 noch in den Räumen

der Technischen Universität (TU) Ilmenau mit einer

Handvoll Mitarbeitern. Am 19. Dezember 1995 gab

es dann den offi ziellen Startschuss und die Gründung

des Institutes – was mit der Bereitstellung von 15 Mio.

DM durch den Freistaat einherging. Im Februar 1997

wurde bereits eine Zweigstelle in Erfurt eingerichtet

– Büros in Erfurt-Süd-Ost im Zentrum der Mikroelek-

tronik Thüringens. Weniger als zwei Jahre nach der

Gründung des Institutes – im Oktober 1998 – hatte

sich das IMMS bereits so etabliert und die Zusam-

menarbeit mit der TU Ilmenau gestärkt, dass es das

erste An-Institut der Universität wurde. Zur gleichen

Zeit kam es bereits zur ersten Ausgründung aus dem

Institut: Mitarbeiter des IMMS gründeten gemeinsam

mit dem Ing.-Büro Eberhardt die THESYCON GmbH.

Gleich im Dezember desselben Jahres folgte die

zweite Instituts-Ausgründung EMSYS GmbH – EMSYS

entwickelt Lösungen für High-Speed-Anwendungen

im Bereich Bussysteme und eingebetteter Systeme.

Es wird deutlich, welche enormen Sprünge das Insti-

tut bereits in den ersten Jahren vollzogen hat. Heute

haben wir fast 100 Mitarbeiter und arbeiten intensiv

an vorderster Front des Freistaates, um die Industrie

zu unterstützen und moderne innovative Entwicklun-

gen auf den Markt zu bringen. Was und wie wir das

erreichen, fi nden Sie gleich im Anschluss an dieses

Vorwort.

Zuvor liegt es uns ganz besonders am Herzen, Dank

zu sagen: Zu allererst dem Freistaat Thüringen, durch

dessen Förderung unsere Arbeit erst möglich wird.

Vielen Dank auch allen Geschäftspartnern, Freun-

den, Förderern und Menschen, die uns den Rücken

stärken. An dieser Stelle möchten wir uns gleichfalls

beim Aufsichtsrat und beim Wissenschaftlichen Bei-

rat des IMMS bedanken, die uns in allen Fragen för-

dernd und beratend zur Seite stehen.

VORWORT

VORWORT | 7

Der wichtigste Teil des Instituts sind aber unsere

„Köpfe“ – Mitarbeiter, wie auch Studenten, die mit

Kreativität, Engagement und hohem Einsatz unser

Institut voran bringen und sich mit fachlicher Ex-

pertise und persönlichen Kompetenzen einbringen.

Für die konstruktive und vertrauensvolle Zusam-

menarbeit im letzten Jahr möchten wir deshalb

in besonderer Weise allen Mitarbeitern des IMMS

danken. „Zukunft ist jetzt“ ist eine dauernde hoch-

gesteckte Aufgabe, die ständig höchsten Einsatz

erfordert und das können wir nur gemeinsam, als

IMMS-Team, für unsere Kunden und für uns errei-

chen.


Prof. Dr.-Ing. Ralf Sommer


ZUKUNFT IST JETZT – IMMS

Das IMMS hat seit seiner Gründung vor 15 Jahren als

angewandtes Forschungsinstitut das „Projekt Zu-

kunft“ in den Mittelpunkt seiner Arbeiten gestellt. In

enger Kooperation mit der Technischen Universität

Ilmenau und seinen Industriepartnern arbeitet das

Institut an der Anwendung, Verbreitung und Vertie-

fung von Forschungsergebnissen und leistet anwen-

dungsorientierte Vorlauff orschung und Entwicklung

im Bereich der Mikroelektronik und Systemtechnik

sowie der Mechatronik.

Die IMMS-Strategie ist dadurch gekennzeichnet,

durch anwendungsorientierte Forschung Lösungen

zu fi nden, die später in Produkte münden. Die Zu-

kunft wird hier, an einem Thüringer Forschungs- und

Entwicklungsinstitut, „erarbeitet“ und befähigt unse-

re Industriepartner, Wettbewerbsvorteile zu gewin-

nen. Gemeinsam werden so zukunftsfähige Produkt-

innovationen entwickelt. Dabei rückte – nicht zuletzt

durch die Hightech-Strategie der Bundesregierung

– der übergreifende Systemgedanke in den Mittel-

punkt. Das heißt eine Gesamt-Systemkompetenz bei

Verschmelzung von Mikroelektronik-und Mechatro-

nik mit Interdisziplinarität und einem breiten Erfah-

rungs- und Wissenspotenzial heranzubilden.

Die für Thüringen identifi zierten Zukunftstrends und

daraus abgeleiteten Wachstumsfelder sind die Basis

der Arbeiten am IMMS. Die strategische Ausrichtung

des Institutes – Technologien und Methodiken zu be-

herrschen – orientiert sich an diesen Wachstums-

feldern: Präzisionsmaschinenbau, Automatisierung,

Kommunikationstechnik, Mess-, Steuer- und Rege-

lungstechnik, Mikro- und Nanotechnologien, Medizin-

technik, Automotive und Green Technology.

Die diesen Wachstumsfeldern übergeordneten Me-

gatrends geben nicht nur für das IMMS den Weg vor,

sondern es wird – getreu dem Motto „Zukunft ist

jetzt“ – auch schon in aktuellen Projekten und For-

schungsarbeiten darauf abgestellt.

Um diese Felder letztendlich für den Anwendungs-

partner nutzbringend bedienen zu können, bedarf es

der genannten Beherrschung von Technologien, wie

beispielsweise CAD (Computer-Aided-Design) von

der Device-Modellierung auf Basis der Finite-Elemen-

te-Methode bis zum rechnergestützten Design von

Schaltungen, Systemen und Maschinen, Präzisions-

und Hochtemperaturelektronik, Embedded Software

Design und der Integration von Kommunikations- und

Energy-Harvesting-Funktionen. Zur eff ektiven An-

wendung dieser Technologien ist wiederum die tief-

gehende Kenntnis von Methodiken Voraussetzung.

Dazu gehören u. a. Fähigkeiten der konstruktiven Ge-

staltung und Kenntnisse innovativer Entwurfsmetho-

ZUKUNFT IST JETZT – IMMS | 9

den, des modellbasierten Entwurfs mit System- und

Komponenten-Modellierung einschließlich virtuel-

lem Prototyping sowie der Optimierung von einge-

betteten elektronischen Plattformen für industrielle

Einsatzfälle.

Wie erreicht das IMMS diesen Vorsprung? Das Ins-

titut hat sich schon seit Jahren dem Ansatz „More

than Moore“ verschrieben, d.h. über die nach dem

Mooreschen Gesetz zunehmende Systemkomple-

xität durch steigende Integrationsdichte hinaus

gleichzeitig auch intelligentere Systeme zu entwer-

fen. Entwicklungen beginnen mit der Idee und dem

Design. Das IMMS geht aber weiter, entwickelt die

einzelnen Bauelemente und Baugruppen bis schließ-

lich hin zur Integration des Systems und letztendlich

zum Prototypen. Zukünftig wird das Institut sogar

die Serienfertigung begleiten. Die Beherrschung

aller Stufen des Entwurfsprozesses gepaart mit

inno vativen Ideen für intelligentere Systeme ist das

Alleinstellungsmerkmal, welches das IMMS und sei-

ne Partner für die Zukunft wappnet.

Die Forscher und Entwickler des IMMS sind wie die

Köche in einem Spezialitätenrestaurant – mit einer

engen Verbundenheit zu den Erzeugern, aber auch

zu den Gästen. Die Kunst besteht darin, die Zuta-

ten immer wieder zu neuen Kreationen zusammen-

zubringen, dabei neue und ungewöhnliche Zutaten

auszuprobieren und stets einen hohen Qualitätsan-

spruch zu wahren. Es kommt auf die Spezialitäten

und darüber hinaus auf den Mehrwert an. Auf das

Institut übertragen sind dies beispielsweise Anwen-

dungen in der Medizintechnik und Bioanalytik oder

energieeffi ziente Systeme. Wie auch der Trend bei

guten Küchen dazu übergeht, die Nahrungsmittel

aus der Region zu bevorzugen, so setzt das IMMS

schon immer auf die enge Kooperation mit regiona-

len Unternehmen. Neben dieser regionalen Einbin-

dung wird aber auch die nationale und internatio-

nale Sichtbarkeit angestrebt. Die Forschungs- und

Entwicklungsergebnisse des IMMS können sich in-

ternational messen und

werden hier in Thüringen

einen Leuchtturm mit ei-

ner weiten Ausstrahlung

entstehen lassen. Hier in

Thüringen ist „Zukunft

schon jetzt“.

Starke Partner für inno-vative Entwicklungen Die Zusammenarbeit mit der Universität war in 2010

wieder sehr vielfältig und fokussierte neben einer

breiten wissenschaftlichen Zusammenarbeit gleich-

falls auf Lehre und Studentenförderung. Beides ist

gemeinsam zu sehen, denn so wurde z. B. ein am

IMMS arbeitender Student der Universität mit einem

Best Paper Award für seine Forschungsarbeit in der

Analogschaltungsentwurfsmethodik ausgezeichnet.


Vor allem in der Forschung bestehen ein breites Netz-

werk und eine enge Zusammenarbeit mit der Univer-

sität. So befruchten Kontakte zu 28 Fachgebieten die

gegenseitige wissenschaftliche Arbeit – wie zum Bei-

spiel in der Elektro- und Informationstechnik, im Ma-

schinenbau, in der Informatik und Automatisierung, in

der Mathematik aber auch bei den Medien- und Kom-

munikationswissenschaften. Ausdruck dessen sind

auch 12 Forschungsprojekte (Stand 2010) mit Betei-

ligung des IMMS und der Universität. Projektschwer-

punkte sind Nanopositionier- und Nanomessmaschi-

nen (SFB 622), Multisensorik (u. a. zur Überwachung

von Hochtemperaturprozessen), neue Methoden im

integrierten Analogschaltungsentwurf, mehrere Ak-

tivitäten in der Mikrosystemtechnik und im Bereich

MEMS (mit Schwerpunkten auf systematischer Model-

lierung, Design und Test), Hochfrequenztechnik (u. a.

Satellitennavigation), Messungen und Parameter-

iden tifi kation an mechanischen und speziellen elekt-

rischen Devices sowie in der Biomedizintechnik (z. B.

die Entwicklung eines personalisierten miniaturisier-

ten Audio-Dosimeters).

Neben den laufenden Projekten wird bereits an neu-

en gemeinsamen Initiativen gearbeitet, wobei die

Anwendungsorientierung im Sinne der Hightech-Stra-

tegie des Bundes immer stärker in den Mittelpunkt

rückt.

Aber auch in der gemeinsamen Lehre vermittelt das

IMMS theoretisch fundiertes Methodenwissen mit

starkem Anwendungsbezug und verdeutlicht den Stu-

dierenden damit bereits sehr früh die Praxisrelevanz

des erlernten Stoff es. Auch bietet das IMMS fakulta-

tive Trainingskurse und Firmenbesichtigungen für die

Studierenden an. Ganz besonders spiegelt sich der

enge Bezug zu den Studierenden aber darin wieder,

sie als Praktikanten, wissenschaftliche Hilfskräfte

und im Rahmen von Studien-, Diplom-, Bachelor- und

Masterarbeiten aktiv in die Forschungs- und Entwick-

lungsarbeit am Institut zu integrieren.

ZUKUNFT IST JETZT – IMMS | 11

Netzwerke unterstützen Industrie und ForschungGetreu dem Motto “gemeinsam sind wir stark”

wird es zunehmend wichtiger, dass sich Akteure

aus Wissenschaft und Wirtschaft zusammenschlie-

ßen. So auch in Thüringen. Thüringen gehört zu

den führenden Regionen in der Mikrosystemtech-

nik in Deutschland. Zahlreiche KMU stellen hoch

spezialisierte Komponenten und komplexe Mikro-

systeme her. Das IMMS – als Vermittler zwischen

Wissenschaft und Wirtschaft – bringt hier seine

Kompetenzen in den Branchen Elektrotechnik, Op-

tik, Maschinenbau, Automotive, Informations- und

Kommunikationstechnologie (IKT) und Logistik ein.

Dabei wirkt es seit Jahren aktiv an der Initiierung

und Gestaltung von regionalen/überregionalen und

branchenübergreifenden Clustern in den jeweiligen

Technologiefeldern mit. In Thüringen sind es Clus-

ter-Initiativen, wie OptoNet (Netzwerk für optische

Technologien), ELMUG (Elektronische Mess- und

Gerätetechnik in Thüringen), automotive thüringen

(Automobilzuliefer-Verband in Thüringen) oder MNT

(Mikro-Nanotechnologie Thüringen). Gleichzeitig

sind die Universitäten und Forschungseinrichtungen

wichtige Kompetenzträger in der Mikrosystemtech-

nik und Nanotechnologie.

Zur Netzwerkarbeit gehören auch gemeinsame

Messeauftritte zur Bündelung und Sichtbarmachung

regionaler Kompetenzen sowie die Etablierung ak-

tueller Workshop-Themen für die Aus- und Weiter-

bildung.

Als Mitglied des Wissenschaftsrates im AMA-Fach-

verband für Sensorik wurde eine Studie „Sensor-

Trends 2014“ mit erarbeitet. Anhand ausgewählter

Anwendungsgebiete bündelt die Studie Erfahrun-

gen und Entwicklungstrends der Sensorik – Haus-

haltstechnik, Sicherheitstechnik, Medizintechnik zur

Diagnostik und Therapie, Biosensorik und Fahrzeug-

technik.

Auch im Innovationsforum „Feinstaubarmes Fahr-

zeug“ des ACOD (Automotive Cluster Ostdeutsch-

land) bringt das IMMS seine Kompetenzen zur Sen-

sorik und Signalverarbeitung ein.

Das IMMS ist ebenfalls Mitglied des Silicon-Saxony

e.V, dem größten Industrieverband der Mikroelekt-

ronik Europas. Durch die enge Zusammenarbeit im

Verein haben sich unter maßgeblicher Mitwirkung

des IMMS u. a. anwendungsorientierte Arbeitskreise

wie “RFID Saxony” und „SatNav Saxony“ gebildet.

Die Kompetenzen des IMMS sind auch im Spitzen-

custer „Cool Silicon“ gefragt. Hier geht es insbeson-

dere um eine massive Steigerung der Energieeffi zi-

enz auf dem Gebiet der Mikro- und Nanoelektronik

für die Schlüsselbranche der IKT.

Aber nicht nur in der Region, sondern auch überregi-

onal engagiert sich das IMMS. Als Beispiele genannt

seien das edacentrum, das sich für die Entwurfsau-

tomatisierung (Electronic Design Automation, EDA)

als Schlüssel zur Mikroelektronik und Mikrosystem-

technik einsetzt, sowie das internationale Cadence

Academic Network, in dem das IMMS gemeinsam

mit der TU Ilmenau eine der acht Lead Institutions

ist.

Diese zukunftsorientierten Kooperationen von Wis-

senschaft und Wirtschaft zeigen, dass die techni-

sche, ökonomische und ökologische Leistungsfähig-

keit noch eff ektiver gestaltet und ausgebaut werden

kann – eine Chance und Herausforderung für nach-

haltiges Denken und wirtschaftlichen Erfolg.


IMMS ist seit vielen Jahren der wichtigste Forschungs-

partner der X-FAB AG. Die erfolgreiche Zusammen-

arbeit wurde in 2010 auf vielen Gebieten fortgeführt

und in strategischen Richtungen vertieft. Dabei nutzt

X-FAB sowohl die speziellen Kompetenzen des IMMS

als Partner in öff entlich geförderten Forschungspro-

jekten als auch die ingenieurtechnischen Resour-

cen mit direkten Industrieaufträgen. Das IMMS ist

mit den Kompetenzfeldern Mikroelektronik, Mecha-

tronik und System Design gut aufgestellt, unsere

„More-than-Moore“ Roadmaps zu unterstützen. Der

Trend zu heterogenen Systemen ist auch an den For-

schungs- und anderen Kooperationsprojekten ables-

bar, sie reichen von analog/mixed-signal Design über

integrierte Optoelektronik und Mikromechanik hin

bis zu Aufgabenstellungen der Zuverlässigkeit von

Hochtemperaturanwendungen. Als industrienahes

Forschungsinstitut ist das IMMS bestens aufgestellt,

sowohl die Anforderungen der Großindustrie als auch

der überwiegend klein- und mittelständischen An-

wender zu erfüllen.

DR. JENS KOSCHCHIEF TECHNI-CAL OFFICERX-FAB SEMI-CONDUCTOR FOUNDRIES AG

Durch seine Kompetenz und Expertise im Bereich

der integrierten Antriebe leistet das IMMS seit Jahren

einen enorm wichtigen Beitrag zur Erforschung der

Grundlagen für Nanopositionier- und Nanomessma-

schinen in Ilmenau. Das nun realisierte System stellt

einen Meilenstein in dieser Entwicklung dar. Es de-

monstriert eindrucksvoll das Potential des vom IMMS

umgesetzten Antriebsprinzips in Verbindung mit

hochaufl ösenden Laserinterferometern als Messsys-

tem und ist so auch ein Musterbeispiel für die enge

und erfolgreiche Zusammenarbeit zwischen dem

IMMS und unserem Fachgebiet an der Universität.

DR.-ING. HANS-JOACHIM BÜCHNER PROJEKTLEITER LASERINTERFEROMETRIEINSTITUT FÜR PROZESS-MESS- UND SENSOR-TECHNIK, TU ILMENAU

TESTIMONIALS

TESTIMONIALS | 13

Im Rahmen vieler Gespräche mit unseren Kunden

haben wir erkannt, dass zur Entwicklung von zuneh-

mend komplexer werdenden industriellen Elektro-

niksystemen vor allem hervorragend ausgebildete

Ingenieure benötigt werden, die über ein breit ange-

legtes Wissen und hohe Technologiekompetenzen

verfügen. Das Cadence Academic Network bietet

in diesem Zusammenhang eine optimale Plattform

zum Austausch von Expertenwissen innerhalb der

Hochschulen und zwischen der Industrie, den Uni-

versitäten und Cadence. Das IMMS und die Tech-

nische Universität Ilmenau ist als eine der acht

Lead-Institutions ausgewählt worden, weil sie eine

Vorreiterposition für die Entwicklung, Weitergabe

und Vermittlung modernster Design-Methodiken

einnehmen.

DR. PATRICK HASPELCOORDINATOR OF THE CADENCE ACADEMIC NETWORK (CAN)

Das Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-

Systeme (IMMS) ist im Januar 2009 dem Open Source

Automation Development Lab (OSADL) beigetreten

und trägt seitdem zur Entwicklung von Open-Sour-

ce-Software-Komponenten für die Automatisie-

rungsindustrie bei. Für diese Beteiligung danken

wir dem IMMS im Namen unserer Mitglieder und der

weltweiten Community sehr. Darüber hinaus haben

IMMS und OSADL gemeinsam zwei Veranstaltungen

im Jahre 2010 zum Thema „Embedded Linux“ in den

Räumen des Unternehmens durchgeführt. Bei die-

ser Gelegenheit konnte ich mich von der hervorra-

genden Infrastruktur des IMMS sowie von der hohen

fachlichen Kompetenz und den außerordentlichen

organisatorischen und didaktischen Fähigkeiten der

Mitarbeiter des IMMS überzeugen.

DR. CARSTEN EMDE GESCHÄFTSFÜH-RER OSADL E. G.


2010 waren im IMMS 100 Mitarbeiter beschäftigt.

Hiervon waren 59 Wissen schaftler und als FTE 28

Studenten in der Forschung und Entwick lung tätig,

was ca. 87 Prozent aller IMMS Mitarbeiter entspricht.

Wie bereits in den letzten Jahren haben insgesamt

eine große Zahl von Studenten (ca. 58) die Ange bote

des IMMS wahrgenommen, ihre Aus bildung in praxi-

sorientierter Forschung zu vertiefen und zu vervoll-

ständigen: 33 Studenten absolvierten Praktika, 8

Diplomarbeiten, 3 Bachelorarbeiten und 4 Master-

arbeiten wurden betreut und 3 Mitarbeiter sind ge-

genwärtig als Doktorand an einer Universität einge-

schrieben.

Die Einnahmen aus industrieller Auftragsforschung

haben sich um ca. 30 Prozent erholt. Dennoch ha-

ben sie den Stand vor der Weltwirtschaftskrise noch

nicht erreicht. Die wirtschaftliche Lage 2010 hat sich

auf einem unerwartet hohen Niveau stabilisiert und

steht kurz davor an den Stand vor der Krise aufzu-

schließen. Die Stimmung in der Wirtschaft ist gut.

Das lässt in der Zukunft auf eine rasche Zunahme der

industriellen Auftragsforschung hoff en. Strategisch

hat sich das IMMS konsequent auf die Zukunftsthe-

men Gesundheit, Sicherheit, Energie, Mobilität, Kom-

munikation und Automatisierung als Anwendungsge-

biete seiner Forschungsergebnisse konzentriert. Ziel

ist die nachhaltige und dynamische Entwicklung des

Transfers von Forschungsleistungen in die Industrie.

Die Einnahmen aus öff entlicher Projektförderung wa-

ren 2010 stabil.

IMMS IN ZAHLEN 2010

Industrieeinnahmen

Projektförderung

Sonstige

Studenten

Sonstige

15 %

27 %

58 %

Wissenschaftler

Personalentwicklung

in M

io € Projekteinnahmen

Ist05 Ist06 Ist07 Ist08 Ist09 Ist100

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Jahre

IMMS IN ZAHLEN 2010 | 15

Die positive Entwicklung der Projektförderung kenn-

zeichnet die Akzeptanz des IMMS als Forschungs-

partner. Nahezu alle dieser Projekte sind Verbund-

projekte. Dem IMMS ist es gelungen, durch seine

Netzwerkaktivitäten die Projektaktivitäten sichtbar

zu steigern. Der Rückgang industrieller Auftragsfor-

schung wird nicht von Dauer sein. Seine Überwin-

dung bedeutet für das IMMS jedoch eine große He-

rausforderung. Erträge aus dieser Tätigkeit dienen

zur Finanzierung defi zitärer öff entlich geförderter

Projekte.

Durch sein großes Engagement in der studenti-

schen Ausbildung konnte das IMMS ausreichend

Absolventen werben, um die notwendige Zahl und

die Qualität von wissenschaftlichen Mitarbeitern si-

cherzustellen. Damit war es möglich, die wachsende

Zahl öff entlich geförderter Forschungsprojekte be-

arbeiten zu können.

Der Freistaat Thüringen hat 2010 für verlässliche

Bedingungen für die institutionelle Zuwendung ge-

sorgt. Das hat insbesondere die Zusammenarbeit

mit den kleinen und mittelständischen Betrieben

gefördert.

in M

io €


Industrieeinnahmen Projektförderung Grundfi nanzierung

Finanzierungssäulen

Jahre

0

0,5

1

1,5

2


DAS IMMS-TEAM

„Wir bringen Ideen auf den Weg, die ihrer Zeit voraus sind.“

DAS IMMS-TEAM | 17

„Zukunft ist jetzt!“


Institutsleiter des IMMS erhielt Lehrpreis der TU IlmenauDie Technische Universität Ilmenau hat 2010 erst-

mals den Lehrpreis vergeben. Er wird künftig jedes

Jahr für besondere Leistungen in der Lehre an Hoch-

schullehrer und Mitarbeiter der fünf Fakultäten der

Universität verliehen. Darunter war in diesem Jahr

auch Prof. Dr.-Ing. Ralf Sommer, der wissen-

schaftliche Geschäftsführer der IMMS GmbH.

Alle Preisträger zeichnet aus, dass sie sich

mit großem Engagement um ihre Studieren-

den kümmern. Die Preisträger seien, wie es in

der Begründung für die Verleihung heißt, „un-

entwegt und unermüdlich Ansprechpartner

für die Studierenden“ und setzten sich für die

Betreuung und Vermittlung von Studien- bzw.

Bachelor- und Masterarbeiten sowie von Prak-

tikumsplätzen ein. Vor allem bei der Förderung

begabter Nachwuchstalente engagierten sie

sich stark.

Einigen Preisträgern sei es in „lebendiger Weise“

gelungen, Wissen des ingenieurwissenschaftlichen

Studiums „stets verständlich und anschaulich zu ver-

mitteln“ und die Studierenden für die jeweilige Fach-

wissenschaft zu begeistern. Andere brachten sich in

besonderer Weise bei der Neugestaltung des Mathe-

matikstudiums ein oder arbeiteten neue Lehrveran-

staltungen und Lehrformen aus.

Die Universität stellt für den Lehrpreis jährlich ins-

gesamt 10.000 Euro Preisgeld bereit. Der Lehrpreis

2010 wurde am 9. Oktober im Rahmen der Feierli-

chen Immatrikulation an insgesamt 11 Preisträger

überreicht.

Ein Teil der Lehrpreisträger: (von links) Dr. Karsten Henke, Prof. Horst-Michael Groß, Dr. Thomas Kups, Marko Hennhöfer & Prof. Ralf Sommer

AUSZEICH-NUNGEN UND EHRUNGEN

Foto

: Kat

hrin

Pöh

ler

AUSZEICHNUNGEN UND EHRUNGEN | 19

Professor Töpfer wird Board-Mitglied des FLUXONICS e. V. Der Leiter des Fach-

gebietes Theoretische

Elektrotechnik der TU

Ilmenau und Mitarbei-

ter des IMMS, Professor

Hannes Töpfer, ist Ende

2010 in das Board des

FLUXONICS e. V. ge-

wählt worden.

Der Verein ist international aufgestellt und widmet

sich der Entwicklung von Sensoren und Elektronik

auf Basis der Einzelfl uss-Quantentechnologie. Das

Ziel ist es, die Entwicklung vor allem in Europa vo-

ranzutreiben und – damit verbunden – technologi-

sche Innovationen durch Forschung, Training und

Wissenstransfer zu promoten. FLUXONICS setzt

sich aus universitären Laboratorien, nationalen For-

schungszentren sowie Industrieunternehmen ver-

schiedener europäischer Länder zusammen.

Website: www.fl uxonics.org

Die Wahl des Ilmenauer Wissenschaftlers erfolgte in

Anerkennung exzellenter Forschung auf dem Gebiet

der supraleitenden Elektronik. In diesem Bereich

zählt die TU Ilmenau zu den führenden Forschungs-

einrichtungen weltweit.

Prof. Töpfer arbeitete bis zu seinem Ruf an die Uni-

versität in 2009 als Themenbereichsleiter System

Design am IMMS und begleitet seit dem wissen-

schaftliche Projekte am Institut.

CADENCE ACADEMIC NETWORK Lead Institution 2010 wurde die Technische Universität Ilmenau

gemeinsam mit dem IMMS als eine der acht Lead-

Institutions im internationalen Cadence Academic

Network aufgenommen. Das akademische Netz-

werk wurde bereits 2007 durch Cadence Europe ins

Leben gerufen. Das Ziel war es, Leading-Edge-Tech-

nologien und Methoden an Universitäten zu profi lie-

ren, die für ihre Spitzenleistung in den Ingenieurwis-

senschaften und im elektronischen Design bekannt

sind. Somit wurde ein Wissensnetzwerk initialisiert,

dem ausgewählte europäische Universitäten, For-

schungsinstitute, Industriepartner und Cadence

angehören. Die Schwerpunkte des Austauschs von

technologischer Fachkompetenz betreff en vor allem

die Gebiete der Verifi kation, des Designs und der

Implementation von Mikroelektronischen Systemen.

Neben verschiedenen Aktivitäten, wie Beiträge zur

Konferenz CDNLive 2010, organisierte das IMMS in

2010 zwei Workshops zusammen mit Cadence, in

denen der AMS-Designer sowie ein Assessment zur

Design-Infrastruktur und Anwendungsmethodik im

Mittelpunkt standen.

Durch die enge Zusammenarbeit des IMMS mit den

führenden Herstellern aus dem Bereich der EDA

(Electronic Design Automation) wurden die Techni-

schen Universität Ilmenau und das IMMS weiterhin

mit der besten heutzutage verfügbaren kommer-

ziellen Entwurfssoftware (Cadence sowie MunEDA)

ausgestattet.


Analog 2010 – Mit dem Leitmotto „More than Moore“ In Zusammenarbeit mit der Informationstechnischen

Gesellschaft im VDE (ITG) und der VDE/VDI-Gesell-

schaft für Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik

(GMM) richtete das IMMS die 11. ITG/GMM-Fachtagung

„ANALOG 2010 – Entwicklung von Analogschaltun-

gen mit CAE-Methoden“ vom 22. bis 24. März 2010 in

Erfurt aus. Die Konferenz stand in diesem Jahr unter

dem Leitthema „More than Moore“. Dieser sich in den

letzten Jahren abzeichnende Trend in der elektroni-

schen Schaltungstechnik zur Diversifi kation der Tech-

nologien und Integration heterogener Funktionalität

erfordert eine entsprechende Erweiterung des Ent-

wurfsprozesses für integrierte Analog/Mixed-Signal-

Systeme. Auf der Analog 2010 wurden insgesamt 30

Beiträge über aktuelle Forschungsarbeiten aus die-

sem Themenfeld präsentiert. Ergänzt wurde das wis-

senschaftliche Programm durch eingeladene Vorträ-

ge und Tutorials.

Ein Tutorial behandelte das Thema „Elektronik für die

Medizintechnik“. In diesem erläuterte Prof. Dr. Maurits

Ortmanns von der Universität Ulm den „Schaltungs-

entwurf für implantierbare Neurostimulatoren“ – spe-

ziell die besonderen technischen und wissenschaftli-

chen Herausforderungen beim Entwurf elektronischer

Systeme in diesem Anwendungsbereich. Mit Prof. Ort-

manns kooperiert das IMMS auch im Rahmen eines

Forschungsprojekts zur Entwicklung eines elektroni-

schen Retina-Implantats; das Institut ist hier für die

Entwicklung eines energieeffi zienten Detektor-ICs für

Infrarot-Datensignale verantwortlich.

Weitere Tutorials beschäftigten sich mit dem „Rech-

nergestützten Entwurf wieder verwendbarer Analog-

schaltungen“ und „MEMS-Technologien in einer Pure-

Play Wafer Foundry“.

Nahtlos schloss der einführende Gastvortrag unter

dem Titel „More than Moore: Trend or Hype?“ an. Dr.

Jens Kosch von der X-FAB Semiconductor Foundries

AG umriss den derzeit wachsende Bedeutung erlan-

IMMS-EVENTS: VON „MORE THAN MOORE“ BIS OPEN SOURCE

IMMS-EVENTS: VON „MORE THAN MOORE“ BIS OPEN SOURCE | 21

genden Themenbereich „More than Moore“ mit Sys-

temintegration von analogen Komponenten, aber

auch von Sensoren, Aktoren sowie biotechnischen,

optischen und MEMS-Elementen. „More than Moore“

werde laut Kosch eine wachsende Bedeutung für die

Halbleiterindustrie erlangen.

Die Konferenz bestätigte ihre Bedeutung – wie auch

bereits in der Vergangenheit – als wichtige Veran-

staltung für die Darstellung der Förderprojektland-

schaft Deutschlands im Bereich der EDA-Methodik-

forschung. Der große Anteil von Teilnehmern aus

Industrieunternehmen belegt die nach wie vor hohe

und weiterhin wachsende Bedeutung der Entwurfs-

automatisierung für die wirtschaftliche Entwicklung

der Mikro- und Nanoelektronik und -systemtechnik

in Deutschland.

IMMS bietet Workshop-Reihe für die Industrie Um die Zusammenarbeit zwischen dem Thüringer

Forschungs- und Entwicklungsinstitut und der an-

sässigen Industrie weiter zu befördern, initiierte das

IMMS in 2010 eine Workshop-Reihe im Bereich Sys-

tem Design.

Bereits im Februar 2010 organisierte das IMMS ge-

meinsam mit dem AMA Fachverband für Sensorik

e. V. einen Workshop in Erfurt. Die Zielsetzung reich-

te von einem allgemeinen Überblick zum technolo-

gischen Stand, über die Vorstellung typischer, aber

auch neuartiger Anwendungsszenarien im Bereich

der Sensorik bis hin zu Informationen zu wesentli-

chen Elementen eingebetteter Systeme sowie zu-

gehörigen Technologien und relevanten Standards.

Die Teilnehmer – meist Entscheider und Mitarbeiter

aus Forschung, Entwicklung, Fertigung und Vertrieb

von Sensorherstellern sowie industrielle Anwender

von Sensoren und Designer von eingebetteten Sys-

temen – waren begeistert von diesem Hands-On-

Wissenstransfer.

So fanden im Juli und November 2010 zwei weitere

Workshops – diesmal in Zusammenarbeit mit dem

OSADL e. G. (Open Source Automation Development

Lab) – zu „Embedded Linux“ statt. Mit jeweils 20 Teil-

nehmern waren die Workshops ein voller Erfolg. In

den Workshops informierten die Vortragenden über

Chancen, praktische Lösungsansätze und rechtliche

Aspekte von Open Source – gefolgt von ersten prak-

tischen Schritten im Umgang mit echtzeitfähigem

Embedded Linux. Die Teilnehmer aus dem gesam-

ten Bundesgebiet und natürlich auch Ilmenau und

Umgebung konnten sich selbst ausprobieren und ihr

fachliches Know-how einbringen.

Lobendes Feedback der Teilnehmer ermutigte die

Mitarbeiter des IMMS, diese Workshops fortzufüh-

ren und zukünftig auch andere Themen in Angriff

zu nehmen. So wurde dann bereits im Dezem-

ber ein weiterer Workshop – nun mit dem Thema


„Modulare Plattformen in der Entwicklung eingebet-

teter Systeme“ – in Zusammenarbeit mit Arrow Elec-

tronics angeboten.

Da die Anforderungen an eingebettete Systeme, aber

auch deren Realisierungsmöglichkeiten immer viel-

fältiger werden, wurden die Vorteile modularer An-

sätze herausgearbeitet und zur Diskussion gestellt.

Weiterhin wurden einige Zukunftstrends auf dem Ge-

biet der Entwicklung eingebetteter Systeme aufge-

zeigt und Arrow Electronics präsentierte das Embed-

ded Platform Concept (EPC) und die entsprechenden

Hardware-Komponenten.

Das IMMS möchte vor allem der ansässigen Indust-

rie eine Plattform bieten, um direkt mit dem Institut

ins Gespräch zu kommen und auf ganz praktische Art

und Weise – mit vielen Anwendungsbeispielen – die

Kompetenzen des IMMS kennenzulernen. Gleichzeitig

soll das vorhandene Know-how an Industriepartner

weitergeben und somit einen Wissenstransfer ge-

schaff en werden. Aber auch die bestehenden Verbin-

dungen mit Industrie- und Netzwerk-Partnern werden

dadurch gestärkt. Für 2011 sind weitere Workshops

in Planung.

Lange Nacht der Technik 2010 – „Glanzlichter“ auch am IMMSZur Langen Nacht der Technik in Ilmenau – organisiert

von der Technischen Universität Ilmenau – am 28. Mai

2010, erlebten mehr als zehntausend Besucher auf

der Technologiemeile eine Inszenierung aus Wissen-

schaft, Technik, Kultur und Gaumenfreuden mit ins-

gesamt 12 Stationen und über 150 interessanten und

spektakulären Präsentationen und Vorführungen.

Eine Station war das IMMS im Ernst-Abbe-Zentrum.

Ab 18 Uhr öff nete das IMMS die Türen und präsen-

tierte:

• den „Ilmenauer Speedway“ – einen Wettlauf

für Kinder mit Sensortechnik (IMMS/Sportident)

durch einen kleinen Parcours auf dem Außen-

gelände vor dem EAZ

• den „Kugelstoßer“ – eine kleine und höchst

präzise Wurfmaschine mit Magnetantrieb

• zwei Stationen, an denen Sensoren Beschleuni-

gung und Treff sicherheit ermittelten

• den Planarmotor PPS 100, welcher zeigte, wie

mit Hilfe moderner Fertigungstechnologien

haargenau gemessen, positioniert und ge-

schnitten werden kann.

IMMS-EVENTS: VON „MORE THAN MOORE“ BIS OPEN SOURCE | 23

Außerdem zeigte die Heinz-Firmengruppe zusam-

men mit dem IMMS, wie Temperaturen drahtlos mit

Sensoren an schwer zugänglichen Teilen oder in ex-

tremen Temperaturbereichen z. B. unter -40 °C und

über 125 °C gemessen werden.

Fast 1.000 Besucher konnte das IMMS an diesem

Abend begrüßen und viele Gespräche zeigten, wie

groß das Interesse an den technischen Hintergrün-

den war. So haben die Exponate nicht nur die Jün-

geren angezogen, sondern auch die Älteren zum

Nachfragen und Diskutieren angeregt.


RUN – Wir waren Klasse!Unter dem Motto „Working together to win! Running

together to win!“ fand am 9. Juni der zweite Thü-

ringer Unternehmenslauf RUN in Erfurt statt. Rund

fünf Kilometer führte die neue, optimierte Strecke

durch die historische Erfurter Innenstadt – mit Start

und Zieleinlauf am Dom. Bei 28 Grad im Schatten wa-

ren aber auch diese fünf Kilometer keine Kleinigkeit.

Über 2.300 Läufer von 190 Firmen spurteten los, als

Oberbürgermeister Andreas Bausewein um 19 Uhr

den Startschuss gab.

Auch das IMMS war in diesem Jahr mit einem eige-

nen kleinen Team vertreten. Murat Isikhan, Torsten

Reich, Jacek Nowak, Glenn Methner und Andre Jäger

(von links nach rechts) gaben ihr Bestes und beende-

ten den Lauf im vorderen Mittelfeld. Tolle Leistung!

Dabei stand der Team-Gedanke im Mittelpunkt – der

Lauf sollte in erster Linie Spaß machen. Und das ju-

belnde Publikum konnte bezeugen, dass dies auch

der Fall war.

IMMS/IDMT-Grillfest

Im August nutzte man das hervorragende Sommer-

wetter und tat sich mit dem benachbarten Fraunho-

fer-Institut für Digitale Medientechnologie zu einem

Grillfest zusammen. Die Mitarbeiter des Fraunhofer

IDMT und des IMMS kamen sich auf diesem Wege bei

Bratwurst und Bier näher und das „Nachbarschafts-

Grillfest“ wurde zu einem Erfolg, der 2011 wiederholt

werden soll.

INSTITUTS LEBEN

INSTITUTSLEBEN | 25

IMMS – Präzision in jeder Position

... und auf jeder

Oberfl äche, sollte

man sagen. Denn

beim BVMW-Rodel-

Cup 2010 am 20.

August waren unter

den ca. 80 Teilneh-

mern von Thüringer

Unternehmen auch

zehn Mitarbeiter des

IMMS. Die zwei IMMS

Mannschaften – die

Damen mit dem Mot-

to „Ilmenauer Mädels Mögens Schnell (IMMS)“ und

die Herren mit dem Motto: „Präzision in jeder Posi-

tion“ – konnten sich bei der ersten IMMS-Teilnahme

am Rodel-Cup gut im Mittelfeld positionieren. Ge-

gen die starke Konkurrenz erzielte Franziska Scho-

nert sogar den 3. Platz in der Dameneinzelwertung.

Auch Ehrengäste nahmen an der Veranstaltung teil.

So waren Ute Oberhoff ner, u. a. Bronzemedaillenge-

winnerin bei den Olympischen Spielen 1984 in Sa-

rajevo und Olympia-Zweite 1988 in Calgary, sowie

Hans Rinn, u. a. Olympiagewinner 1976 in Innsbruck

und Goldgewinner 1980 in Lake Placid, auch beim

Rodel-Cup zugegen.

IMMS verbindet Wissen-schaft mit Kunst – Über Institutsstandorte hinwegDas IMMS hat sich seit Jahren dem Anspruch ver-

schrieben, Kultur und Kunst zu fördern und in das

alltägliche Institutsleben zu integrieren. So hat das

IMMS in diesem Jahr eine Ausstellung mit modern

bearbeiteten Fotografi en in seine Räume geholt.

Das Besondere der diesjährigen Kunstschau war die

gleichzeitige Durchführung an beiden Standorten

des IMMS – in Ilmenau und in Erfurt.

Bereits im März 2010 fand die Vernissage im Anwen-

dungszentrum Mikrosystemtechnik in Erfurt statt.

Das dort mit einem Institutsteil ansässige IMMS

und das Forschungsinstitut für Mikrosensorik und


Photovoltaik GmbH (CiS) sowie der Forschungs- und

Industriezentrum (FIZ) Erfurt e. V. organisierten am

Standort Erfurt-Südost die Fotoschau unter dem Na-

men „Dialoge – Fotografi sche Bilder“.

Mit der Ausstellungseröff nung waren ausgewählte

Stücke des Künstlers Dieter Müller auch in Ilmenau in

den Gängen des IMMS zu bewundern. Anlässlich der

„Langen Nacht der Technik“ am 28. Mai lud das IMMS

alle Kunst-, Fotografi e- und natürlich auch Technikin-

teressierten zur Finissage der Ausstellung ein.

Die fotografi schen Arbeiten Dieter Müllers fordern

zum Dialog mit dem Betrachter auf. Gestaltungskraft

entsteht mit den Möglichkeiten der digitalen Fotocol-

lagen, ebenso wie mit dem Fotografi eren aus unge-

wohnten Sichten.

IMMS hat ein Herz für Kinder Das IMMS rief dieses Jahr alle Mitarbeiter auf, sich an

einer Weihnachtsaktion für bedürftige Kinder in Er-

furt zu beteiligen. Diesem Aufruf folgten viele – sie

packten und beklebten liebevoll Weihnachtspäckchen

für Kinder aller Altersstufen. Anfang Dezember wur-

den die Überraschungspakete an die Evangelische

Stadtmission Erfurt übergeben. Dort wurde dann am

10. Dezember eine Weihnachtsfeier für bedürftige

Kinder der Landeshauptstadt Erfurt ausgerichtet, bei

der auch die im IMMS gesammelten Geschenke den

Kindern überreicht wurden.


STEIGERUNG DER ENERGIE-EFFIZIENZ EINGEBETTETER SYSTEME

Computer oder Laptop sind als Arbeitsmittel und ste-

tiger Begleiter aus dem heutigen Alltagsleben kaum

noch wegzudenken. Bei über 90 Prozent der weltweit

eingesetzten Rechnersysteme handelt es sich jedoch

um so genannte eingebettete Systeme. Im Jahr 2008

wurden 3 Milliarden eingebettete Systeme und Kom-

ponenten weltweit verkauft. Eingebettete Systeme

überwachen, steuern und regeln – oft im Verborge-

nen – Prozesse und Anlagen. Bekannte Beispiele sind

das Mobiltelefon, die Überwachung der Vitalfunktio-

nen beim Menschen durch medizinische Geräte, eine

Vielzahl unterschiedlicher Sicherheits- und Komfort-

systeme im Automobil (ABS, ESP) oder Steuerungen

für Maschinen und Anlagen in der Industrie.

Ob mit Strom aus der Steckdose oder batteriebe-

trieben – jedes dieser Systeme benötigt Energie. So

kommt die Arbeitsgruppe „High-Tech-Strategie für

die Informationsgesellschaft“ des Nationalen IT-Gip-

fels zu dem Schluss, dass „innovative Technologien

beim Entwurf von Hardware als auch Software, aber

auch beim Betrieb der Embedded Systems benötigt

werden.“ Parallel dazu geht das Bundesministerium

für Bildung und Forschung in seiner Hightech-Strate-

gie 2020 davon aus, dass in den nächsten zehn Jah-

ren der Anteil der durch Systeme der Informations-

und Kommunikationstechnik benötigten Energie auf

20 Prozent steigen wird. Ein effi zienter Umgang mit

der zur Verfügung stehenden Energie auf immer leis-

tungsfähigeren eingebetteten Systemen ist daher

unabdingbar.

Das IMMS widmet sich seit längerer Zeit diesem zen-

tralen Zukunftsthema und arbeitet dazu im Rahmen

mehrerer Verbundprojekte mit Partnern aus Indust-

rie und Forschung zusammen. Ausgangspunkt sämt-

licher Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffi zi-

enz sind detaillierte Kenntnisse zu den beteiligten

Hardware- und Softwarekomponenten, zu deren

Zusammenspiel und zum jeweiligen Applikationsum-

feld, in dem das eingebettete System zum Einsatz

kommen soll. Die Analyse der Komponenten und ih-

res Verhaltens ermöglicht sowohl deren effi zienten

und ressourcensparenden Betrieb als auch deren

Optimierung. Besondere Einsparpotenziale eröff net

ein intelligentes Power-Management eingebetteter

Systeme, welches über die präzise Steuerung des

Energiebedarfs von Einzelsystemen hinaus auch eine

zunehmend wichtige Rolle im Bereich verteilter Sys-

teme spielt.

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STEIGERUNG DER ENERGIE EFFIZIENZ EINGEBETTETER SYSTEME | 29

Abb ildung 1: Analyse des Energiebedarfs eines Funksensors

Forschungsprojekte für Energieeffi zienz„CoolConSens“ – Ener-gieeffi ziente Funk-sensorsystemeAls Partner im vom Bundesministerium für Bildung

und Forschung geförderten Spitzencluster „Cool Si-

licon“ [1] entwickelt das IMMS gemeinsam mit nam-

haften Unternehmen und Forschungseinrichtungen

technische Lösungen, die den Energieverbrauch

im Bereich der Informations- und Kommunikations-

technologien (IKT) deutlich senken werden – bis

hin zu energieautarken Systemen. Innerhalb des

Teilprojektes „CoolConSens“ (Förderkennzeichen

13N10401) werden energieeffi ziente Funksensor-

systeme erforscht, welche für die Zustandsüber-

wachung technischer Systeme eingesetzt werden

sollen. Die IMMS-Spezialisten sind im Projekt u. a.

für die detaillierte energetische Analyse ausge-

wählter Sensor-, Signalverarbeitungs- und Funk-

komponenten verantwortlich. Dabei werden u. a.

Energieverbrauchsprofi le kompletter eingebetteter

Funksensorsysteme sowie ihrer wesentlichen Ein-

zelkomponenten untersucht. In Abbildung 1 ist im

oberen Teil beispielhaft der Gesamtenergiebedarf

eines Funksensors während eines typischen Ar-

beitszyklus dargestellt, wobei im unteren Teil der

Abbildung die Aktivitätsdauer und -häufi gkeit we-

sentlicher Systemkomponenten erkennbar sind. Auf

Grundlage dieser Messungen und der damit erstell-

ten Energieverbrauchsprofi le werden neue Power-

Management-Algorithmen erforscht. Herkömmli-

ches Energiemanagement beschränkt sich häufi g

nur auf einzelne Teilnehmer in einem Funknetzwerk.

Im Forschungsprojekt geht man jedoch ein Schritt

weiter, indem die zur Verfügung stehende Energie

des gesamten Netzwerkes – unter gleichzeitiger

Beachtung der zu erzielenden Messgenauigkeit des

Sensorsystems – eff ektiv genutzt wird. Die Nutzung

von Energie aus der Systemumgebung (z. B. Licht,

Wärme, Schwingungen) mittels Energy-Harvesting-

Lösungen soll Batterien ablösen. Dies stellt jedoch

weitreichende, bisher ungelöste Anforderungen an

das Energiemanagement solcher eingebetteter Sys-

teme, da die Verfügbarkeit von Energie nicht garan-

tiert werden kann und diese oft sehr unregelmäßig

zur Verfügung steht. Deshalb werden in „CoolCon-

Sens“ Lösungen erforscht, welche die zur Verfü-

gung stehende Energie innerhalb der vorgegebenen

Messparameter und Quality-of-Service (QoS) Anfor-

derungen optimal nutzen.

„Smart Home Services“ – Gebäudemanagement und -automation

Abbildun g 2: Batterielebensdauer eines Funksensorsystems


In der Netzwerkinitiative „Smart Home Services“

(SHS) [2] geht es um das intelligente Haus von mor-

gen, indem innovative Systemlösungen für Gebäu-

demanagement und Gebäudeautomation entwickelt

werden. Auch in diesem Bereich kommt eine Viel-

zahl eingebetteter Systeme für sensorische, Steue-

rungs- und Kommunikationsaufgaben zum Einsatz,

deren Energieverbrauch unmittelbaren Einfl uss auf

tatsächlich nutzbare Einsparpotenziale beim Primär-

energiebedarf von Gebäuden hat. Im vom Bundesmi-

nisterium für Wirtschaft und Technologie geförderten

Forschungsprojekt „SHS: Home“ (Förderkennzeichen

KF2534502KM9) erforscht das IMMS energieeffi ziente

Kommunikationslösungen für die Gebäudeautomati-

on, wobei insbesondere drahtlos kommunizierende,

batteriebetriebene Geräte für Mess- und Überwa-

chungsaufgaben (z. B. Verbrauchszähler, Klimasen-

soren) im Fokus stehen. Charakteristisch für diese

Systeme ist der Aufbau aus verschiedenen, im Zu-

sammenspiel arbeitenden Komponenten, welche

Messwerte aufnehmen, aufzeichnen, verarbeiten und

versenden. Deren gezielte Aktivierung und Deaktivie-

rung muss im Sinne einer Reduzierung des Energie-

bedarfs gewährleistet werden. Im Detail ergeben sich

daraus Forschungszielstellungen für diesbezüglich

optimierte Schaltungen und Hardwarekomponenten,

für energieeffi ziente Verarbeitungsalgorithmen und

für neuartige Funkprotokolle im Bereich der draht-

losen Kommunikation. Optimierungen auf Systeme-

bene müssen die Tatsache berücksichtigen, dass

die lokale Verarbeitung von Sensordaten ca. 100- bis

1.000-mal weniger Energie benötigt, als deren Über-

tragung per Funk. Im Ergebnis der IMMS-Forschungs-

arbeiten wird eine Verlängerung der Batterielaufzeit

intelligenter Sensorsysteme von mehreren Wochen

auf über zehn Jahre angestrebt. Insbesondere die

Ruhestromaufnahme der Schaltung und der Arbeits-

intervall des Systems müssen dazu reduziert bzw.

optimiert werden (Abbildung 2). Die besondere Her-

ausforderung im Umfeld der Gebäudeautomation ist,

zum einen den Langzeitbetrieb zu gewährleisten und

zum anderen eine bidirektionale Kommunikation bis

hin zu einem Weiterleiten der Daten über mehrere

Zwischenstationen zu ermöglichen.

Parallel dazu erforscht das IMMS innerhalb eines wei-

teren, von der Thüringer Aufbaubank mit dem Titel

„SHS: Facility“ (Projektnummer 2010FE9073) geför-

derten Projektes eine energieeffi ziente Hardware-/

Software-Plattform. Durch deren Realisierung soll ein

zentraler Sammelpunkt für Messdaten in Wohnungen

und Gebäuden und ein Gateway zu anderen Kommu-

nikationsnetzen zur Verfügung gestellt werden.

Wachstumskern „CBS Customer Bau tronic System“Im Wachstumskern „CBS Customer Bautronic Sys-

tem“ [3] werden durch Thüringer Unternehmen und

Forschungseinrichtungen für ausgewählte Anwen-

dungsbereiche Gebäudeautomationssysteme entwi-

ckelt, die bestehende Defi zite vorhandener Angebote

hinsichtlich Systemintegration und Nutzerintegration

überwinden. Innerhalb des IMMS-Teilprojektes (BMBF-

Förderkennzeichen 03WKBD3C) wurde eine Lösung

zur drahtlosen Vernetzung von Sensoren und Aktoren

im Gebäude entwickelt, welche einer nutzerorientier-

ten Gebäudesteuerung dient. Eine Vielzahl von Sen-

soren (u. a. für Temperatur, Feuchte, Licht, Gas, Bewe-

gung, Beschleunigung) und Aktoren ermöglichen es,

das Raumklima und weitere Umgebungsbedingungen

präzise zu erfassen und die Gebäudetechnik – unter ©

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STEIGERUNG DER ENERGIE EFFIZIENZ EINGEBETTETER SYSTEME | 31

Beachtung des Nutzerverhaltens – entsprechend zu

steuern. In Kombination mit der am IMMS entwickel-

ten Lokalisierungslösung kann zusätzlich die Positi-

on einzelner Nutzer raumgenau bestimmt und somit

individuelle Anpassungen der Klima- und Lichtver-

hältnisse vorgenommen werden. Die Mehrzahl der

eingesetzten Sensoren arbeitet batteriebetrieben

und deren Kommunikation erfolgt auf Basis des In-

ternetprotokolls (Version IPv6). Der Energiebedarf

bzw. das Konzept und die Arbeitsweise dieser Sen-

soren wurden für den Langzeitbetrieb optimiert.

Die Ergebnisse der F&E-Arbeiten werden u. a. im

Institutsgebäude des IMMS in Form eines umfang-

reichen, multi-hop-fähigen, drahtlosen Netzwerkes

im Dauerbetrieb demonstriert.

Abbildung 3: Simuliertes Sensor-Netzwerk im Wohnzimmer

Abbildung 4: Umfangreiche Visualisierungsmöglichkeiten der Sensordaten

Innovative Systemlösungen zur EnergieeinsparungDie zukünftigen F&E-Arbeiten des IMMS zu energie-

effi zienten eingebetteten Systemen konzentrieren

sich zum einen auf die Adaptierung und Optimierung

neuer Technologien im Bereich der Hardware und

Software. In naher Zukunft werden beispielsweise

neue, standardisierte Funkprotokolle zur Verfügung

stehen, welche in Kombination mit neuen Generati-

onen von Funk-Transceivern und Mikro-Controllern

Potenzial für weitere Energieverbrauchsreduzierun-

gen bei gleichzeitiger Erhöhung der Stabilität und

Störunempfi ndlichkeit erwarten lassen. Zum ande-

ren werden die Arbeiten im Bereich intelligenter

Sensorsysteme fortgeführt, um die Möglichkeiten

neuartiger und wesentlich leistungsfähigerer Sen-

sor- und Verarbeitungsarchitekturen zur Steigerung

der Energieeffi zienz zu erforschen. Die energieef-

fi ziente Umsetzung rechenintensiver Algorithmen

zur schnellen und hochgenauen Sensorsignalver-

arbeitung sowie zur sicheren Kommunikation in

Funksensorsystemen kann vollkommen neue An-

wendungsbereiche für derartige eingebettete Sys-

teme erschließen. Das IMMS bietet einen großen

Erfahrungsschatz auf diesem, im aktuellen Umfeld

immer wichtiger werdenden Gebiet der Energieef-

fi zienz. Dies bildet eine hervorragende technologi-

sche Basis für neue innovative und zukunftsfähige

Lösungen, die gemeinsam mit unseren Kunden ent-

wickelt werden.

Kontakt: Dipl.-Ing. Tobias [email protected]

Dr.-Ing. Tino Hutschenreuther [email protected]


Das klassische Stromnetz beruht auf einer klaren

Struktur von großen Energieerzeugern wie Kohle-,

Gas-, Wasser- oder Kernkraftwerken auf der einen

und den Energieverbrauchern auf der anderen Sei-

te. Im Zeitalter erneuerbarer Energie wandelt sich

dieses Bild. Viele kleine, zum Teil private Wind- und

Solarkraftwerke erzeugen Strom und speisen diesen

in das Netz ein – in Mengen, die je nach Tageszeit

und Wetterlage stark variieren [4]. In jedem Mo-

ment muss aber genau so viel Energie in das Netz

eingebracht werden, wie aus ihm entnommen wird.

Aus diesem Grund werden neue Konzepte zur be-

darfsgerechten Steuerung der Energieerzeugung

und des Energieverbrauchs benötigt. Erste Ansätze,

den Verbrauch zu regeln (Laststeuerung), existieren

bereits in Form des billi-

geren Nachtstroms. Für

den Verbraucher lohnt es

sich demnach fi nanziell,

elektrische Verbraucher

zu bestimmten Zeiten zu

aktivieren; die Energie-

versorger ihrerseits pro-

fi tieren von einem aus-

geglicheren Netzhaushalt

dank der Realisierung ei-

nes „Smart Grids“.

Abbildung 1: BASe-Meter-Funksteckdosen

ENERGIE-VERBRAUCHS-MESSUNG UND SMART-GRID-INTEGRATION

Abbildung 2: Aufbau des Gesamtsystems

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ENERGIEVERBRAUCHSMESSUNG UND SMART-GRID-INTEGRATION | 33

Netzwerk zur Energie messung Um ein genaueres Bild vorhandener Verbraucher

und ihres Verhaltens zu bekommen, hat das IMMS

gemeinsam mit dem Ilmenauer Fraunhofer-Anwen-

dungszentrum Systemtechnik ein drahtloses Netz-

werk zur Energiemessung als Pilotprojekt aufgebaut

[5]. Die einzelnen Teilnehmer sind in Form von Zwi-

schensteckdosen (Abbildung 1) realisiert und können

ohne größeren Installationsaufwand nachgerüstet

werden. Sie erlauben die hochpräzise Messung des

Energiebedarfs und, in der aktuellen Version, einzel-

ne Verbraucher ferngesteuert an- und abzuschalten.

Die Messdaten werden drahtlos an eine zentrale Sta-

tion weitergeleitet und dort zur Anzeige, Analyse und

Weiterverarbeitung aufbereitet. Dabei kommt neben

der am IMMS entwickelten Hard- und Software des ei-

gentlichen Sensornetzes eine Gateway-Lösung zum

Einsatz, die auf einer besonders fl exiblen Anwen-

dungsarchitektur basiert [6]. Mit der Kombination

aus beidem ist es möglich, kunden- bzw. projektspe-

zifi sche Systemanpassungen mit geringem Aufwand

umzusetzen. Auf diese Weise wurden hier einerseits

objektspezifi sche Optimierungen der Netzwerkinf-

rastruktur und andererseits eine Anbindung an das

Energiedatenmanagement-System Siemens PRO-

PHET Solutions realisiert.

Intelligente Steuerung für EndverbraucherDas Energiewirtschaftsgesetz EnWG schreibt seit

dem 1. Januar 2010 vor, „dem jeweiligen Anschluss-

nutzer den tatsächlichen Energieverbrauch und

die tatsächliche Nutzungszeit“ zur Verfügung zu

stellen. In Neubauten müssen daher speziell dafür

ausgerüstete Stromzähler eingesetzt werden. Mit

Zählern, die den Verbrauch je Wohneinheit erfas-

sen, sind jedoch Aussagen über die Verbräuche ein-

zelner Geräte nur sehr eingeschränkt ableitbar [5].

Das hier vorgestellte System ermöglicht es, diese

digitalen Messeinrichtungen im Rahmen eines so

genannten Sub-Meterings zu erweitern und sowohl

ein Monitoring einzelner Verbraucher als auch eine

intelligente Steuerung bereitzustellen. Darüber hin-

aus soll ergründet werden, inwieweit sich zusätzli-

che sensorische Informationen z. B. zum Raumklima

nutzbringend einsetzen lassen.

Kontakt: Dipl.-Ing. Wolfram [email protected]

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laus

Brü

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xelio


Sonderforschungsbereich 622 „Nanopositionier- und Nanomessmaschinen“Das rasante Entwicklungstempo in den Zukunfts-

technologien, wie beispielsweise der Nanotechnolo-

gie, den optischen Hochtechnologien oder der Mik-

rosystemtechnik stellt immer höhere Anforderungen

an die zur Inspektion und Analyse eingesetzten Posi-

tioniersysteme. Immer größere Objekte mit Ausdeh-

nungen von hunderten Millimetern müssen hierzu

mit Präzisionsanforderungen im Nanometerbereich

positioniert und vermessen werden.

Im Sonderforschungsbereich 622 „Nanopositionier-

und Nanomessmaschinen“ der Technischen Univer-

sität Ilmenau arbeiten Wissenschaftler seit Jahren

sehr erfolgreich daran, die wissenschaftliche Basis

für die benötigte nanotechnologische Ausrüstungen

zu schaff en. Als einen „Leuchtturm mit unerreich-

ter Präzision“ schätzten die Gutachter der Deut-

schen Forschungsgemeinschaft DFG den Sonderfor-

schungsbereich im Jahr 2009 ein und stimmten einer

Fortsetzung der Förderung für die nächsten vier Jah-

re zu.

Das IMMS arbeitet im Teilprojekt A5 wesentlich an

diesen herausragenden Ergebnissen mit. Dabei ist

es das Ziel der Arbeiten des IMMS, die Grundlagen

zur Gestaltung von Nanopositioniersystemen für gro-

ße Verfahrbereiche von mehreren 100 mm zu erfor-

schen. Die besondere Herausforderung hierbei liegt

darin, das Antriebssystem so zu gestalten, dass trotz

der großen Dimensionen und Massen, die die Forde-

rung nach großen Verfahrbereichen mit sich bringt,

eine Positionsstabilität im Nanometerbereich sowie

eine nanometergenaue Bewegung des Positionierti-

sches realisierbar ist.

An dieser Stelle stoßen konventionelle Systeme mit

Wälzkörperführungen und seriell angeordneten Line-

arachsen an ihre Grenzen. Lange kinematische Ket-

ten, mechanische Resonanzen und nicht zuletzt die

Reibkräfte in den Führungselementen zählen zu den

kritischen Faktoren und begrenzen die erreichbare

Genauigkeit.

3D POSITIONIER-SYSTEM FÜR DEN NANO-METERBEREICH

3D POSITIONIERSYSTEM FÜR DEN NANOMETERBEREICH | 35

Planares luftgeführtes DirektantriebssystemEin planares Direktantriebssystem mit aerostati-

scher Führung bietet gegenüber konventionellen

Systemen völlig neue Möglichkeiten und beste Vo-

raussetzungen für eine Nanometerpräzise Bahnbe-

wegung mit minimaler Reibung.

Abbildung 1: Prinzip des planaren Antriebssystems

Abbildung 1 zeigt schematisch den Aufbau eines

integrierten planaren Direktantriebssystems. Der

Läufer wird über Luftlager praktisch reibungsfrei

abgestützt und kann sich in x, y und rz bewegen. Die

Antriebskraft entsteht als Lorentzkraft zwischen

den gestellfesten Flachspulen und den mitbeweg-

ten Dauermagnetkreisen an der Läuferunterseite.

Im geregelten Betrieb wird die z-Rotation des Läu-

fers rz durch Feldkräfte gesperrt. Die x, y-Position

des Läufers, wie auch die Rotation rz, werden durch

hochaufl ösende Planspiegelinterferometer erfasst.

Das im Rahmen der Forschungsarbeiten am IMMS

realisierte System besitzt folgende Eigenschaften:

• Verfahrbereich 100 mm

• Beschleunigung max. 500 mm/s2

• Messaufl ösung x, y 0,1 nm

• Geschwindigkeit max. 30 mm/s

• Messaufl ösung rz 0,001 arcsec

• bewegte Masse 9.6 kg

In dieser Form realisiert, ermöglicht die einfache ki-

nematische Struktur mit dem direkt angetriebenen

Läufer als einzigem bewegten Teil eine Kombination

von hoher Dynamik und höchster Präzision.

Minimierung der StörungenGeht es um höchste Genauigkeiten bis in den Nano-

meterbereich, wächst die Bedeutung externer, wie

auch interner Störungen, und deren Eliminierung

bzw. Reduzierung trägt maßgeblich zu der erreich-

baren Genauigkeit bei. Besonders starken Einfl uss

auf die Qualität der Positionierung haben die Reib-

kräfte. Durch die planare Luftführung des Läufers

entfallen diese bei dem hier vorgestellten System

fast vollkommen, was gegenüber den in konventi-

onellen Antriebssystemen vielfach eingesetzten

Wälzführungen einen entscheidenden Unterschied

ausmacht. Bei reibungsbehafteten Systemen führen

insbesondere bei einem Richtungswechsel der Ach-

senbewegung die Reibungskräfte und vor allem der

Stick-Slip-Eff ekt zu erheblichen Bahnfehlern. Diese

sind meist um ein Vielfaches größer, als die Bahn-

fehler der kontinuierlichen Bewegung. Luftgeführte

Systeme bieten hier entscheidende Vorteile.


Abbildung 2 zeigt das am IMMS aufgebaute luftge-

führte Planarantriebssystem.

Abbildung 2: Planares Nanopositioniersystem

Positionierung im Nanometerbereich

Abbildung 3: Kreisfahrt mit Planarantriebssystem (Kreis Ø 25 nm, v = 100 nm/s)

Abbildung 3 zeigt eine 25-Nanometer-Kreisfahrt die-

ses Systems. Die Darstellung der Positionssignale und

des Bahnfehlers verdeutlicht die Leistungsfähigkeit

des Systems und vor allem das problemlose Durch-

fahren der Umkehrpunkte der Achsbewegung. Wäh-

rend der gesamten Bewegung bleibt die Abweichung

von der Sollbahn kleiner als 1,8 Nanometer. Das ak-

tuelle System besitzt dabei einen Verfahrbereich

von Ø 100 mm. Ein noch größeres System befi ndet

sich derzeit im Aufbau.

Die Arbeiten des SFB 622 und speziell des IMMS zie-

len darauf ab, an die Grenzen des technisch Mach-

baren vorzustoßen. Auch wenn andere technische

Lösungen in der Halbleitertechnik schon mit ca. 1 m/s

bei Bahnfehlern von 4 nm – oder noch genauer – ar-

beiten, so kann doch das Erreichte als ein großer und

wichtiger Entwicklungssprung bezeichnet werden.

Vor allem wenn es um die Kombination von sehr ho-

her Positionsaufl ösung und großen planaren Fahrbe-

reichen (einige 100 mm in x und y) geht, liegen die

Ergebnisse des IMMS im internationalen Spitzenfeld.

3D POSITIONIERSYSTEM FÜR DEN NANOMETERBEREICH | 37

Know-how für neue ProdukteFür das IMMS stellen die Grundlagenforschung und

die Ergebnisse auf diesem Gebiet die Basis für zahl-

reiche Innovationen und Weiterentwicklungen dar.

Das hier gewonnene Know-how wird, übertragen auf

völlig neue Aufgabenstellungen und Anwendungen

unserer Industriepartner, zum Grundstein für die

Entwicklung neuartiger Positioniersysteme mit Na-

nometer-Präzision und damit zum Ausgangspunkt

für neue innovative Produkte und Verfahren.

Kontakt: Dipl.-Ing. Steff en Hessesteff [email protected]


SMARTIEHS – INTELLIGENTES MEMS-TEST-SYSTEM AUF WAFEREBENE

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) bestehen

aus einem oder mehreren Sensoren, Aktoren und

einer Steuerungselektronik auf einem Substrat bzw.

einem Chip und sind meist nur wenige Mikrometer

groß (Beispiel siehe Abbildung 1). Diese winzigen

Systeme erschließen sich seit einigen Jahren immer

neue Anwendungsgebiete und sind heute aus dem

täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Sie begeg-

nen uns als Druck- und Kraftsensoren in Haushaltge-

räten, aber auch zum Beispiel in Autoreifen, um vor

einem plötzlichen Druckabfall zu warnen. Ihre gerin-

ge Größe macht sie zu idealen Mikrofonen in Handys,

da hier eine immer kompaktere Bauweise wesent-

lich ist. Auch bringen sie trotz ihrer geringen Größe

neue Funktionalitäten mit sich, wie zum Beispiel die

Möglichkeit, dass ein Bewegungssensor die Lage des

Telefons erkennt und den Bildschirminhalt danach

ausrichtet. Aber auch als Beschleunigungssensoren

in Airbags, in Inkjet-Druckköpfen und vielem mehr

werden MEMS eingesetzt. MEMS zu integrieren macht

eine Vielzahl von Geräten kompakter, zuverlässiger,

effi zienter und leistungsfähiger.

Abbildung 1: MEMS-Chain nur 500 Mikrometer groß Quelle: www.sandia.gov/media/NewsRel/NR2002/images/jpg/chain1.jpg

Abbildung 2: Typische Applikationen von MEMS

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SMARTIEHS – INTELLIGENTES MEMS-TEST SYSTEM AUF WAFEREBENE | 39

Optimierter Test von MEMSDie Herstellungsprozesse von MEMS erfordern eine

Reihe von Testschritten zur Überwachung der Qua-

lität und zur Sicherung der Leistungsparameter.

Bisher angewandte Testverfahren für MEMS stützen

sich dabei auf eine sequentielle Messung einzelner

Bauelemente und sind daher sehr zeit- und kosten-

aufwändig. Im Projekt SMARTIEHS wird das Konzept

eines parallelen Messsystems umgesetzt, welches

gestattet, bis zu 100 MEMS-Strukturen gleichzeitig

zu vermessen. Die Messung der Parameter erfolgt

dabei direkt auf dem Wafer, wodurch nachfolgende

Fertigungsschritte wie Vereinzelung, Kontaktierung

und Einhausung entfallen können, sofern der Defekt

eines Bauelementes detektiert wird.

Neben der Erfassung von geometrischen und topo-

logischen Parametern gestattet das System mittels

einer statischen und dynamischen Anregung der

meist membranartigen Strukturen auch die Bestim-

mung von Eigenfrequenzen und Eigenformen der

Messobjekte. Diese sind wiederum ein sehr guter

Indikator für das korrekte Verhalten des MEMS-Bau-

elements.

Das IMMS bearbeitet eine Reihe verschiedener an-

spruchsvoller konstruktiver und regelungstechni-

scher Entwicklungsaufgaben im Projekt SMARTIEHS.

So wurde zum Beispiel die Gesamtkonzeption des

Testsystems erarbeitet, welche die Komponenten

der Projektpartner integriert. Eine weitere Teilauf-

gabe ist die Entwicklung der Regelung der Scan-

Einheit. Das IMMS bringt aber auch die vorhanden

Kompetenzen bei der Entwicklung von Hard- und

Software zur Verarbeitung der Kamerasignale ein

und koppelt das MEMS-Testsystem softwareseitig

mit einer SÜSS-Prober-Station PA200.

Neuartiges MessverfahrenKernkomponenten des Systems sind mikrooptisch

prozessierte Interferometer-Matrizen, die im aufge-

bauten Labormuster jeweils 25 Dies (MEMS-Struktur

im Waferverbund) parallel messen.

Das Inspektionssystem (Abbildung 3) besitzt dabei

zwei verschiedene 5 x 5 Interferometer-Matrizen,

die als „Probing-Wafer“ realisiert sind. Ein Laser-

Interferometer (LI) in Twyman-Green-Konfi guration

ermöglicht die Messung dynamischer Parameter,

wie Eigenfrequenzen und Eigenformen, während ein

Low-Coherence-Interferometer (LCI) in Mirau-Konfi -

guration die Messung von Profi len bzw. Verformun-

gen gestattet. Die Auswertung der Interferometer-

signale erfolgt jeweils durch eine 5 x 5 Matrix von

Smart-Pixel-Kameras.

Abbildung 3: Prinzipaufbau des SMARTIEHS Instruments: optische Einheit (oben), Gesamtsystem (unten)


Mit Hilfe der LI-Konfi guration kann aus der Bestim-

mung der Eigenfrequenzen der Strukturen z. B. auf

deren Materialspannungen geschlossen werden, die

ein wichtiger Indikator für einen korrekten Herstel-

lungsprozess sind (Abbildung 4). Dazu werden die im

Test befi ndlichen MEMS elektrostatisch angeregt und

die entstehenden Schwingungen über die LI-Matrix

detektiert.

Abbildung 4: Interferenzbilder von fünf Kanälen der LI-Matrix

Die zweite Konfi guration (LCI) dient u. a. den Topolo-

giemessungen der MEMS-Strukturen. Während einer

Messfahrt mit konstanter Geschwindigkeit werden

mit Hilfe der LCI-Matrix äquidistante Interferenzbil-

der (Abbildung 5) der MEMS-Strukturen erfasst, aus

denen sich das Höhenprofi l sehr präzise rekonstru-

ieren lässt.

Abbildung 5: Interferenzbild (links) und Phasenbild (rechts) eines IR-Sensors gemessen mit einem LCI-Kanal

Präzisionsantrieb ermög-licht höchste GenauigkeitBeide Messverfahren erfordern eine hochpräzise

Ausrichtung der optischen Einheit (Beleuchtung,

Strahlführung und Interferometer-Matrizen) zum zu

testenden MEMS-Wafer. Für die topologischen Mes-

sungen mit der LCI-Anordnung muss zusätzlich eine

Relativbewegung mit 0,1 bis 1 mm/s bei einer Kons-

tanz von unter einem Prozent gewährleistet werden,

wobei die Ausrichtung zum Testobjekt nicht durch

störende Verkippungen beeinträchtigt werden darf.

Die Messung mit der LI-Matrix erfordert eine Positio-

niergenauigkeit von unter 10 nm, wobei für die prä-

zise parallele Ausrichtung der optischen Einheit zum

MEMS-Wafer Nick- und Roll-Bewegungen um ± 0,02

Grad ermöglicht werden müssen.

Die vom IMMS realisierte Scan-Einheit zur Bewegung

der optischen Einheit besteht aus drei Tauchspul-

antrieben, deren Position über drei hochaufl ösende

Laserinterferometer geregelt wird. Als Festkörper-

führung der Scan-Einheit dienen drei sternförmige

Blattfedern, die ein sehr hohes Steifi gkeitsverhältnis

in und quer zur Bewegungsrichtung ermöglichen. Da-

mit gelingt eine sehr steife mechanische Verkopplung

der nicht aktiv geregelten Achsen zwischen optischer

Einheit und Messobjekt. Zusätzliche Schraubenfe-

dern kompensieren das Gewicht der Anordnung und

führen zu einer drastischen Energiereduktion in den

Tauchspulantrieben.

Die Grobpositionierung des MEMS-Wafers relativ zur

Scan-Einheit erfolgt durch eine Probe-Station der Fir-

ma SÜSS (PA200), in die der gesamte Messaufbau in-

tegriert ist.

Abbildung 6: Tauchspulantriebe der Scan-Einheit (links); schematischer Aufbau der am IMMS entwickelten Scan-Einheit (rechts), welche die optische Einheit relativ zum MEMS-Wafer ausrichtet und präzise bewegt

SMARTIEHS – INTELLIGENTES MEMS-TEST SYSTEM AUF WAFEREBENE | 41

Parameteridentifi ka-tion mittels dynami-scher MessungenNeben der Erfassung topologischer Eigenschaften

der MEMS-Objekte sind insbesondere die Material-

spannungen innerhalb der meist aus mehreren Lay-

ern aufgebauten MEMS für deren korrekte Funktion

bestimmend. Weichen Prozessparameter während

der Herstellung von der Norm ab, können uner-

wünschte mechanische Verspannungen und Verfor-

mungen zum Fehlverhalten und zum vorzeitigen

Ausfall der Elemente führen.

Mit Hilfe der Messung von Eigenfrequenzen der

MEMS-Elemente kann auf Basis eines FE-Modells auf

deren Spannungszustand geschlossen werden.

Ein am IMMS entwickeltes Identifi kationstool gestat-

tet nun die Ermittlung eigenfrequenzabhängiger Pa-

rameter, wie z. B. Schichtdicke oder Schichtstress,

aus der Frequenzantwort des MEMS-Elementes. Der

durch die Messungen zu erfassende Parameterraum

wird zuvor mittels FE-Simulationen abgescannt und

zur leichteren Handhabbarkeit polynomial approxi-

miert.

Die zunächst nicht eindeutige Zuordnung von Peaks

aus der Frequenzantwort zu Eigenfrequenzen des

Systems erfolgt zusammen mit der eigentlichen Pa-

rameteridentifi kation in einem Optimierungssubmo-

dul.

Effi ziente und schnelle TestsDas SMARTIEHS-Konzept ermöglicht einen effi zien-

ten und deutlich beschleunigten Test von MEMS auf

Wafer-Level durch die simultane Messung mehrerer

dutzend Dies in einem Zeitschritt. Neben topologi-

schen Parametern können über Frequenzmessun-

gen auch Schichtdicken und Schichtspannungen

auf Basis eines parametrischen FE-Modells erfasst

werden.

Die weiteren Arbeiten konzentrieren sich nun auf

die schrittweise Optimierung des Zusammenspiels

aller Module des Testsystems und die Einbindung in

eine übergeordnete Steuerung. In Fortführung soll

das System an einer Vielzahl von MEMS-Systemen

auf seine Eignung überprüft werden. Die Bestim-

mung der Schichtspannungen und des Elastizitäts-

moduls in sehr dünnen Schichten sind ein Schwer-

punkt dieser Arbeiten.

Das Projekt SMARTIEHS wird gefördert von der EU/

FP7-ICT2007-2, Projekt ID 223935.

Kontakt: Dr.-Ing. Christoph Schäff elchristoph.schaeff [email protected]


MIKROELEKTRO-NISCHE LICHT-SENSOREN

Licht ist für uns Menschen das wichtigste Medium zur

Wahrnehmung unserer Umwelt. Den überwiegenden

Teil aller Sinneseindrücke, die wir zur Orientierung in

unserer Umgebung und zur Kommunikation mit ande-

ren Menschen nutzen, erhalten wir auf dem visuellen

Weg. Über unsere Augen erfassen wir die räumliche

Verteilung und zeitliche Änderung von Intensität und

Farbe des Umgebungslichts und gewinnen daraus

Erkenntnisse über die Distanzen, Bewegungen und

Eigenschaften von Objekten sowie über die Inhalte

schriftlicher und symbolischer Kommunikationsfor-

men. In unserem von elektronischer Informations-

und Automatisierungstechnik geprägten Leben spielt

daher der Umgang mit Licht als Informationsträger

für die Kommunikation zwischen Menschen und elek-

tronischen Geräten, von Geräten untereinander und

für die Maschine/Umwelt-Interaktion eine bedeuten-

de Rolle.

Fotodioden im AlltagLichtbasierte elektronische Messwert-Erfassungs-

und Kommunikationssysteme erfordern sowohl Licht

aussendende Komponenten, z. B. Leuchtdioden oder

Displays, als auch Bauelemente namens Fotodioden,

die Lichtsignale empfangen und zu ihrer Weiterver-

arbeitung in elektrische Signale umsetzen können.

Auch wenn es nicht immer so off ensichtlich ist wie

im Fall der Megapixel-Bildsensoren in Digitalkameras:

Lichtsensoren – bestehend aus Fotodioden und elek-

tronischen Schaltungen zu deren Auswertung – fi n-

den sich heute in einer Vielzahl von Alltagsgeräten,

wie zum Beispiel TV-Fernbedienungen, DVD-Spielern,

Heimkino-Anlagen, Notebooks oder Mobiltelefonen,

wieder. In dem Maße, wie diese Geräte gleichzeitig

kleiner, leistungsfähiger, energieeffi zienter und preis-

werter werden sollen, steigen auch die entsprechen-

den Anforderungen an die Lichtsensoren. Auch sie

müssen auf immer engerem Raum integriert werden,

hohe Empfi ndlichkeit und Schaltgeschwindigkeit auf-

weisen und dabei wenig Strom aufnehmen. Im Hin-

blick auf eine ökonomische Serienproduktion sollten

die Sensoren dabei möglichst ausschließlich unter

Verwendung von Standard-Fertigungsprozessen für

Halbleiterschaltungen auf Basis des Materials Silizi-

um hergestellt werden.

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MIKROELEKTRONISCHE LICHTSENSOREN | 43

Optimierung integrierter Fotodioden

Im Rahmen eines vom Land Thüringen geförder-

ten industriellen Verbundforschungsprojekts wur-

de in Zusammenarbeit mit der X-FAB Semiconduc-

tor Foundries AG untersucht, wie sich Fotodioden

effi zient in bestehende, kostengünstige CMOS- und

BiCMOS-Prozesse zur Fertigung mikroelektroni-

scher Schaltungen integrieren lassen. Ziel des Pro-

jekts war es dabei, die Lichtempfi ndlichkeit und

Schaltgeschwindigkeit von Silizium-Fotodioden über

ein weites Farbspektrum von langwelligem roten

bis hin zu kurzwelligem blauen Licht zu optimieren

und die Anwendbarkeit der Forschungsergebnisse

in industriellen Applikationen nachzuweisen. Als

besonders herausfordernde Leitanwendung wurden

hierzu Lichtsensoren gewählt, wie sie in Computer-

laufwerken zum Lesen und Beschreiben von Blu-ray

Disc-, DVD- und CD-Medien eingesetzt werden. Auf

der Grundlage der ersten Zwischenresultate aus der

Fotodiodenentwicklung wurde im ersten Projektjahr

ein Fotodetektor (PDIC) für Hochgeschwindigkeits-

Blu-ray-Disc-Laufwerke am IMMS entworfen und von

X-FAB erfolgreich gefertigt; hierüber wurde bereits

im Jahresbericht 2009 ausführlich berichtet.

Weitere Anwendungen für LichtsensorenIm abschließenden zweiten Projektjahr wurden wei-

tere Anwendungsfelder für CMOS-Lichtsensoren er-

schlossen, die sich in Bezug auf die Anforderungen

an die Fotodioden z. T. erheblich von der Applikation

Blu-ray Disc unterscheiden. So wurden unter ande-

rem ein integrierter Empfänger für die faseroptische

Datenkommunikation mit Datenraten von 100 MBit/s

sowie ein Ambient Light Sensor (ALS) entwickelt.

Der ALS bewertet die Helligkeit des Umgebungs-

lichts nach dem Empfi nden des menschlichen Auges

und kann damit zur Einsparung von Energie bei der

Beleuchtung von Räumen oder Displays beitragen

(siehe Seite 46 in dieser Publikation). Während Blu-

ray-Disc-PDICs und Datenempfänger in erster Linie

hohe Schaltgeschwindigkeiten erfordern, kommt es

bei einem Umgebungslichtsensor hingegen auf eine

auf die Farbwahrnehmung des menschlichen Auges

abgestimmte spektrale Empfi ndlichkeit sowie auf

sehr geringen Energiebedarf der Schaltung an. Die

Schaltgeschwindigkeit spielt hier nur eine unterge-

ordnete Rolle. Im Rahmen des Projekts konnten für

alle betrachteten Anwendungsfälle funktionsfähige

Lösungen auf der Basis monolithisch integrierter Fo-

todioden und CMOS/BiCMOS-Auswerteschaltungen

demonstriert werden.

Abbildung 1: Integrierter optischer Datenempfänger D3005A

Messtechnik zur Charak-terisierung und Model-lierung von Fotodioden

Abbildung 2: Strahlprofi l der Laserabbildung auf dem Wafer (λ = 400 nm)

Darüber hinaus konzentrierten sich die Arbeiten des

IMMS auf die für den industriellen Entwurf von Licht-

sensoren notwendige Methodik zur Messung und


Modellierung der Eigenschaften optoelektronischer

Bauelemente und Schaltungen. Zur Unterstützung

des Entwurfs ist es erforderlich, das physikalische

Verhalten von Fotodioden und Sensorschaltungen

genau zu vermessen und in mathematischen Mo-

dellen nachzubilden, die Schaltungsentwickler zur

Simulation ihrer Entwürfe verwenden können. Eine

präzise Vermessung optoelektronischer Bauelemen-

te erfordert aber auch eine sehr gute Kenntnis der

Eigenschaften der Messapparatur selbst. So muss un-

ter anderem genau bekannt sein, welchen Durchmes-

ser und welche Helligkeitsverteilung der zur Beleuch-

tung der Fotodioden verwendete Laserstrahl hat und

welchen Einfl uss die auf dem zu vermessenden Chip

verarbeiteten Materialien auf die Präzision der Mess-

ergebnisse haben.

Abbildung 3: Optimierung mikroelektronischer Schaltungen am IMMS

Um diese Fragen jeweils gezielt beantworten zu kön-

nen, wurden mehrere Teststrukturen für die Charak-

terisierung von Fotodioden und Laserstrahlprofi len in

diversen Fertigungsprozessen der X-FAB entworfen

und vermessen. Mit Hilfe der Resultate konnte die

optische Messtechnik kalibriert werden, so dass an-

schließend die präzise Bestimmung der Eigenschaf-

ten der im Projekt entworfenen optoelektronischen

Bauelemente und Schaltungen erfolgen konnte.

Abbildung 4: Gemessenes Augendiagramm des Datenempfängers D3005A für PRBS-Muster bei 100 MB/s

Innovative Sensorik-Systeme Im Verlauf des Projekts konnten die am IMMS bereits

vorhandenen Kompetenzen im Entwurf, in der Simula-

tion und im Test von integrierten CMOS-Lichtsensoren

weiter erheblich ausgebaut werden. Das bei der Ent-

wicklung und der Charakterisierung der Demonstrator-

schaltungen (PDIC, Datenempfänger, ALS) gewonnene

Know-how lässt sich auf weitere Anwendungsfelder

übertragen und ermöglicht innovative Sensorik-Sys-

temlösungen u. a. im Bereich der industriellen Mess-,

Steuer- und Regelungstechnik, der Medizintechnik und

der Bioanalytik. Die hiermit verbundenen Erfahrungen

und Leistungen stellt das IMMS nationalen und interna-

tionalen Projektpartnern im Rahmen von Forschungs-

kooperationen zur Verfügung.

Förderprojekt: “Modellierung und Optimierung von Fo-

todioden und DVD-Front-End-Verstärkerschaltungen“

Kurztitel: TAB DVD Fotodiode

Förderkennzeichen 2006 VF 0046

Kontakt:

Dr.-Ing. Eckhard Hennig [email protected]

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Mit dem Ambient Light Sensor D3010A ist ein innova-

tiver Schaltkreis entstanden, der zugleich zeigt, wie

Schaltkreisentwicklungen von der Idee bis zum Sam-

ple im IMMS umgesetzt werden. Der Ambient Light

Sensor (ALS) ermöglicht es, wie in der Abbildung 1

dargestellt, die Helligkeit des Umgebungslichtes

nach dem Empfi nden des menschlichen Auges zu de-

tektieren und zu bewerten. Diese Bewertung erfolgt

über eine Schwellwertkontrolle, wobei der ALS als

Ausgangssignal die Information „dunkles“ oder „hel-

les“ Umgebungslicht zur Verfügung stellt.

Abbildung 1: Funktionsweise des Ambient Light Sensor D3010A

Der ALS D3010A ist aufgrund seines geringen Leis-

tungsbedarfs von 40 µW (Betriebsspannung: 2,0 V),

welcher durch den Modus Sleep auf unter 5 nW re-

duziert werden kann, sowie seiner geringen Chipfl ä-

che (ohne Ritzgraben) von 0,64 mm² ideal geeignet

für mobile Anwendungen. Zudem sind bisher extern

benötigte Bauelemente zur Festlegung der Schalt-

schwellen bereits integriert.

Vielzahl an AnwendungenDer Ambient Light Sensor fi ndet seine Anwendung

überall dort, wo Sichtverhältnisse an das menschli-

che Auge angepasst werden müssen. In Abbildung

2 sind exemplarisch ein Laptop und Mobiltelefon zu

sehen. Bei solchen Produkten ist das Kontrastver-

hältnis der Displays ab-

hängig von dem Umge-

bungslicht.

Abbildung 2: Anwendung des ALS D3010A

Ist der ALS im Handy oder Laptop integriert, so kann

das Umgebungslicht mit der Empfi ndlichkeit des

menschlichen Auges erfasst und durch die Schwell-

wertkontrolle bewertet werden. Mit der vom ALS

ausgegebenen Information „dunkles“ oder „helles“

Umgebungslicht ist es möglich eine Hintergrundbe-

leuchtung für optimale Kontrastverhältnisse ein- und

AMBIENT LIGHT SENSOR – SCHALTKREIS-ENTWICKLUNG VON DER IDEE BIS ZUM SAMPLE ©

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AMBIENT LIGHT SENSOR – SCHALTKREISENTWICKLUNG VON DER IDEE BIS ZUM SAMPLE | 47

auszuschalten sowie dabei den Energiebedarf des

Displays zu reduzieren.

Des Weiteren ist der Einsatz in der SMART-Sensorik

denkbar. Im Vergleich zu anderen Herstellern bietet

der ALS D3010A die Möglichkeit das Umgebungs-

licht zu bewerten und dabei nur einen geringen Leis-

tungsbedarf abzufordern. Die geringe Chipfl äche

führt zur Kostenersparnis bei der Produktion. Der

Endkunde profi tiert bei Einsatz eines ALS in vieler-

lei Hinsicht. Mobile Anwendungen können z. B. mit

einer Akkuladung, durch das Abschalten nicht be-

nötigter Hintergrundbeleuchtungen, deutlich länger

genutzt werden.

Technische Umsetzung der SchaltkreisentwicklungIn der Abbildung 3 ist der schematische Aufbau

des ALS dargestellt. Mit G1 und G0 kann zwischen

drei Schwellwerten und dem Modus Sleep gewählt

werden. Die drei Schwellwerte entsprechen unter-

schiedlichen Hellempfi ndlichkeiten des menschli-

chen Auges und werden durch eine veränderbare

Strombank umgesetzt. Der nachfolgende Schmitt-

Trigger dient zur Erzeugung steilerer Schaltfl anken

sowie der Unterdrückung von durch Rauscheff ekte

hervorgerufenen Schaltvorgängen. Hiernach wer-

den Störeinfl üsse, welche durch die Netzfrequenz

von künstlichen Beleuchtungen hervorgerufen

werden, mittels eines Filters unterdrückt. Am Aus-

gang OUT wird bei Lichtverhältnissen oberhalb des

Schwellwertes ein High-Signal (helles Umgebungs-

licht) und bei Lichtverhältnissen unterhalb des

Schwellwertes ein Low-Signal (dunkles Umgebungs-

licht) ausgegeben.

Abbildung 3: Blockschaltbild des ALS D3010A

Die spektrale Empfi ndlichkeit des im ALS befi ndli-

chen Sensors ist dem menschlichen Auge angepasst

und hat dementsprechend seine maximale Empfi nd-

lichkeit, wie in Abbildung 4 zu sehen, bei etwa der

Wellenlänge 555 nm.

Abbildung 4: Spektrale Empfi ndlichkeit des ALS D3010A

Quelle: X-FAB Semiconductor Foundries AG

Der Schaltkreis ist für eine Betriebsspannung von

2,0 V bis 3,6 V ausgelegt und hat im Modus Sleep

eine Stromaufnahme von unter 1 nA. Die Chipfl äche

(ohne Ritzgraben) des entstandenen Samples be-

trägt, unter Verwendung des Prozesses XH035 der

X-FAB Semiconductor Foundries AG, 0,8 mm x 0,8

mm und ist zum Größenvergleich in der nachfolgen-

den Abbildung einer Münze gegenüber gestellt.

Abbildung 5: Sample im Vergleich mit einer 1-Cent-Münze


Von der Idee zum SampleDie Entwicklung eines Samples setzt die Umsetzung

der Prozesse Ideenfi ndung, elektrisches Design,

physikalisches Design (Layout), Wafer-Fertigung, Pa-

ckaging sowie Samples voraus. Der Prozessablauf

und die Kompetenzen des IMMS in den jeweiligen Pro-

zessen sind in der Abbildung 6 zu sehen.

Abbildung 6: Kompetenzen des IMMS innerhalb des Flows

Ausgehend von der Markt- und Machbarkeitsanalyse

wird in dem ersten Prozess, der Idee, eine Spezifi ka-

tion generiert. Dem folgt im „elektrischen Design“

eine Systemsimulation, wodurch eine optimale Sys-

temarchitektur ausgewählt bzw. frühzeitig etwaige

Schwachpunkte erkannt werden. Hieraus resultiert

eine manuelle Dimensionierung sowie Optimierung

mittels neuster EDA-Methodiken. Sowohl im elektri-

schen wie auch im physikalischen

Design bietet das IMMS das kom-

plette Portfolio. Flächenplanung,

Block- und Toplayout im physika-

lischen Design werden ebenfalls

durch neueste Methodiken wie

„Floorplanner“ und „Autorouter“

unterstützt. Bei der Wafer-Ferti-

gung und dem Packaging koope-

rieren wir mit unseren Partnern,

wobei die Ablaufsteuerung durch

das IMMS realisiert wird. Die im

Prozess „Packaging“ notwendige

Gehäusetypwahl sowie die Ent-

wicklung der Testfassung erfolgen

ebenfalls durch das IMMS. Die da-

rauf folgende Verifi kation über-

nimmt die IMMS-Messtechnik, die

auf über 120 qm Laborfl äche Cha-

rakterisierung, Funktions- sowie

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AMBIENT LIGHT SENSOR – SCHALTKREISENTWICKLUNG VON DER IDEE BIS ZUM SAMPLE | 49

Produktionstest ausführt. Darüber hinaus sind Feh-

leranalysen und Alterungstests möglich. Zum getes-

teten Sample stellt das IMMS auf Wunsch ein Daten-

blatt und Demonstratoren bereit.

ZusammenfassungDie korrekte Funktion der Samples wurde durch die

interne Messtechnik nachgewiesen, womit das IMMS

über einen innovativen Ambient Light Sensor ver-

fügt. Der Sensor zeichnet sich neben der leistungs-

armen und fl ächensparenden Bauweise auch durch

die integrierten Schaltschwellen aus. Insbesondere

der energiearme Entwurf bietet zukünftigen Wei-

terentwicklungen die Möglichkeit, ein Energy-Har-

vesting-System zu integrieren. Ein energieautark

funktionierender ALS würde die Anwendungsmög-

lichkeiten und Einsatzgebiete sicherlich vielfältiger

gestalten.

Damit ist auch der ALS ein Beispiel dafür, dass ein

Chipentwurf am IMMS – wie es ein Kunde auch er-

warten darf – von der Idee bis hin zum Sample un-

ter Einsatz modernster Entwurfsmethodik realisiert

werden kann.

Förderprojekt: “Modellierung und Optimierung von

Fotodioden und DVD-Front-End-Verstärkerschaltun-

gen“

Kurztitel: TAB DVD Fotodiode

Förderkennzeichen 2006VF0046

Autor:Dipl-Ing. (FH) Glenn Methner

Kontakt:Dipl.-Ing. Holger [email protected]

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Das BMBF–Forschungsprojekt OKTOPUS (Optimal

Konfi gurierbare Test-Organisations-Plattform mit

Unterstützung der Synthese) wurde im September

2010 erfolgreich beendet, wird aber auch weiterhin

die Entwicklung und den Ausbau der Messtechnik am

IMMS vorantreiben. Von 2007 bis 2010 untersuch-

ten die Projektpartner – der Testerhersteller Konrad

Technologies, die Halbleiterfi rmen Atmel Germany

GmbH, X-FAB Semiconductor Foundries AG und Mele-

xis GmbH sowie der Friedrich-Alexander-Universität

Erlangen-Nürnberg und das IMMS – modulare Test-

plattformen und ihren Einsatz im Halbleitertest. Zu

den Forschungsinhalten gehörten skalierbare Tester-

architekturen, produktionstaugliche Adaptions- und

Kalibrierlösungen und ein durchgängiger Testfl ow.

Eine Plattform – vie l-fältige AnwendungenDas Prinzip für fl exible und kostengünstige Testan-

wendungen basiert darauf, dass die Plattform – be-

stehend aus PXI-Chassis und Embedded Controller

sowie der Entwicklungsumgebung LabVIEW (National

Instruments) – durch die Testerinstrumente ergänzt

wird, die für die Aufgabenstellung erforderlich sind.

Charakterisierung von HF-IPs

Anwendung: On-Wafer-Test mit automatischer

Probersteuerung.

Testerkonfi guration mit 2,7 GHz HF-Suite und PMU.

Vorteile:

• Testzeiteinsparung gegenüber

Messungen mit IC-CAP 50 %

• Flexible Messdatenformate und

automatisierte Analysen

• Reuse für mehrere IPs

DAS PROJEKT OKTOPUS UND DIE WEITER-ENTWICKLUNG DER MESSTECH-NIK AM IMMS

DAS PROJEKT OKTOPUS UND DIE WEITERENTWICKLUNG DER MESSTECHNIK AM IMMS | 51

Test optoelektronischer ICs

Anwendung: Untersuchungen an Lichtfeldsensoren.

Testerkonfi guration mit Digitalpins und PMU.

Vorteile:

• Einbindung eines Industrie-Loadboards

• Kompakter und mobiler Messplatz

• Großfl ächige optische Stimulierung wie im

Produktionstest

• Anwendungsspezifi sche Bedienoberfl äche

MEMS-TestAnwendung: Entwicklung von Verfahren zum

Paralleltest von MEMS on-Wafer im Rahmen eines

EU-Forschungsprojektes.

Test mit automatischer Probersteuerung.

Vorteile:

• Einbindung der Testplattform in einen

komplexen Prüfstand

• Synchronisation der Komponenten

Qualitätssicherung

Anwendung: Überwachung von Parametern bei der

Prozessierung von Wafern.

Testerkonfi guration mit Digitalpins und PMU.

Vorteile:

• Testzeiteinsparung gegenüber Lösung mit

HP82000 und externen Messgeräten um

Faktor 6

• Low-Cost-Lösung

• Reuse für mehrere Halbleiter-Technologien


Know-how-TransferDer breite Einsatz der neuen Technik erfordert auch

den Wissenstransfer von den OKTOPUS-Projektmit-

arbeitern zu allen weiteren Mitarbeitern des Fachbe-

reiches Industrielle Elektronik und Messtechnik des

IMMS. Für die momentan zur Verfügung stehenden

vier PXI- bzw. PXIe-Testplattformen, die mit weite-

ren Testerinstrumenten ausgestattet werden, sind

auch Weiterbildungsangebote für Industriepartner

in Vorbereitung. Die Inhalte der internen und exter-

nen Weiterbildung sind die Systemkonfi guration, die

Einführung in die Programmierung und die Hard-

warekomponenten des IMMS einschließlich Kalibrie-

rung und Testmethodik für die bereits genannten

Anwendungsfelder. Ein weiteres System steht für die

studentische Ausbildung, für Praktika und die Bear-

beitung von Bachelor- und Masterarbeiten sowie für

Machbarkeitsanalysen zur Verfügung.

ZukunftssicherheitZur weiteren Performance-Steigerung dieser Testsys-

teme wird am IMMS die Entwicklung und der Einsatz

von FPGA-basierten Testerinstrumenten vorangetrie-

ben. Der Einsatz derartiger Testhardware ist überall

dort vorteilhaft, wo erhöhte Testzeitanforderungen,

asynchrone Testaufgaben und softwaredefi nierte

Instrumente für eine Anpassung an verschiedene

Schaltkreistypen gefordert werden.

Von der Forschung zum IndustrieeinsatzMit diesen neuen Testplattformen ist eine Migration

vom Labor in die Produktion gegeben, da Testmetho-

den und Adaption denen der Produktionstestsysteme

adäquat sind. Bereits 2010 konnten erste Industrie-

projekte mit den neuen PXI-Testsystemen des IMMS

für den HF-Bereich und für Aufgabenstellungen der

Qualitätssicherung in der Halbleiterfertigung bear-

beitet werden. Mit diesen Testsystemen ist das IMMS

in der Lage, effi ziente Testmethoden und -lösungen

auf modernstem Stand der Testtechnologie zu ent-

wickeln und bereitzustellen. Neue Forschungs- und

Industrieprojekte werden zukünftig auf diesen Test-

systemen implementiert. Kriterien dafür sind Hard-

warekosten, Flexibilität und eine deutliche Reduzie-

rung der Testzeiten.

Das Projekt OKTOPUS wurde gefördert vom BMBF

Förderkennzeichen: 13 N 10345

Kontakt:Dr.-Ing. Klaus Fö[email protected]


NEUES IMMS-MESSTECHNIK-LABOR MIT INTERNATIONA-LEM REINRAUM-STANDARD

Im dritten Quartal 2010 wurde in Erfurt-Südost ein

neues erweitertes Reinraum-Messtechniklabor er-

öff net. Damit kann das IMMS die Charakterisierung

und den Test von integrierten Schaltungen sowie

Untersuchungen zur Zuverlässigkeit elektronischer

Baugruppen und Systeme auf internationalem Niveau

durchführen.

Am IMMS Institutsteil Mikroelektronik bieten nun 120

qm neu eingerichtete Laborfl äche ausreichend Platz

für die Charakterisierung und den Test von integrier-

ten Schaltungen bereits auf dem Siliziumwafer oder

für Untersuchungen zur Zuverlässigkeit elektroni-

scher Baugruppen und Systeme.

Internationale Quali-tätsstandards Ein wichtiger Schritt für das IMMS ist, dass das Labor

die Anforderungen nach DIN ISO 14644-1 Klasse 7

erfüllt. Das heißt, dass sich in einem Kubikdezimeter

Luft weniger als 400 Partikel mit einem Durchmes-

ser von 0,5 bis 5 µm befi nden. Verunreinigungen und

Staubpartikel können die Zuverlässigkeit von Elekt-

ronik stark beeinträchtigen. Daher sind solche Ar-

beitsumgebungen eine wesentliche Voraussetzung,

um zukunftsfähige integrierte Schaltungen und Sys-

teme mit immer kleineren Strukturbreiten zu entwi-

ckeln und herzustellen.

Der Reinraum bietet opti-

male und den internatio-

nalen Qualitätsstandards

entsprechende Arbeitsbe-

dingungen für die Mitar-

beiter des IMMS und seine

Partner.

Die Investition in neue

Technik und Technologi-

en – wie hier in ein neues Messtechniklabor – stärken

den Mikroelektronik-Standort Erfurt-Südost und sind

gleichsam ein Stück umgesetztes Zukunfts- und In-

novationsprogramm (ZIP) des Thüringer Ministeri-

ums für Wirtschaft, Arbeit und Technologie. Darin

bekennt sich Thüringen zur Förderung von Forschung

und Technologien in den zukunftsträchtigen Schwer-

punkten Mess-, Steuer- und Regelungstechnik, aber

gleichermaßen auch Optik/Photonik, Medizin-, Ener-

gie- und Umwelttechnik sowie Medientechnologie

und energieeffi ziente Antriebssysteme.

NEUES IMMS-MESSTECHNIKLABOR MIT INTERNATIONALEM REINRAUMSTANDARD | 55

Erweiterung der Tätig-keitsfelder des IMMSDas neue Messtechniklabor wird die Tätigkeitsfelder

des IMMS erweitern und zukünftig die Lösung fol-

gender Aufgabenstellungen ermöglichen:

• Schwerpunkt sind Untersuchungen von

Halbleiterwafern mit dem Ziel des Funkti-

onsnachweises integrierter Schaltungen und

der Vervollkommnung von Technologie- und

Design-Prozessen der Mikroelek tronik und Mik-

rosystemtechnik.

• Weiterhin steht die Erforschung neuartiger und

effi zienterer Testmethoden in Bezug auf die

Testzeit, des Einsatzes kostenoptimaler Test-

plattformen sowie die Entwicklung von spezifi -

scher intelligenter Testhardware im Mittelpunkt.

• Ebenfalls sind durch die neue Messtechnik

Temperaturuntersuchungen für Wafer und für

Bauelemente in einem Bereich von – 40 °C bis

zu 300 °C möglich.

• Für integrierte Schaltkreise, Baugruppen und

Systeme werden Zuverlässigkeitsuntersuchun-

gen und Langzeittests nach den internationalen

Standards ausgebaut und Aufgabenstellungen

der Qualitätssicherung bearbeitet.

Investition in Innovation Die Mitarbeiter des IMMS erforschen und entwickeln

innovative und komplexe Lösungen mit Systeman-

satz, in ganzheitlicher Betrachtungsweise. Aus einer

Idee oder einer industriellen Aufgabenstellung resul-

tieren Lösungsansätze, die mittels Simulation und

eff ektiven Designmethoden in integrierte Schaltun-

gen umgesetzt werden. Dabei sind Produzierbarkeit

und Ausbeute durch robuste Schaltungstechniken

abzusichern. Komplettiert mit Leiterplatten (Hard-

ware) und Intelligenz (Software) entstehen daraus

elektronische Baugruppen und Systeme.

Diese nach industriellen Maßstäben zu testen ist ein

wichtiger Baustein in der Entwicklung. Nachprüfbar-

keit, Reproduktion und der genaue Abgleich mit vor-

gegebenen Spezifi kationen sind unabdingbar und

werden durch die IMMS-interne elektronische Mess-

technik abgesichert. Das neue Messtechniklabor er-

öff net somit neue Möglichkeiten für eine Umsetzung

der Tests auf höchstem Niveau.

Die Anwendungsgebiete der Arbeiten im IMMS sind

Sensorik, Optronik, Industrie- und Automobilelekt-

ronik sowie Kommunikationselektronik und Medi-

zintechnik. Neben der Bearbeitung von Forschungs-

projekten steht das Messtechniklabor auch für die

Durchführung von Testdienstleistungen für KMUs

zur Verfügung.

Durch alle Ebenen – vom integrierten Schaltkreis bis

hin zur Gesamtlösung – zieht sich dabei der Quali-

tätsanspruch des IMMS. Diese Möglichkeiten unter

einem Dach zu vereinen, ist die Spezifi k des Institu-

tes und bietet so die Voraussetzung, dass aus Ideen

auch Produkte entstehen.

Dank gilt der Betreibergesellschaft für Applikations-

und Technologiezentren Thüringen (BATT) für die

wertvolle Unterstützung beim Aufbau der erforder-

lichen Infrastruktur.


LITERATUR-VERZEICHNIS /QUELLEN-ANGABEN

[1] Cool Silicon, Energieeffi ziente Informationstech-

nologien durch Mikro- und Nanotechnologie,

http://www.cool-silicon.de

[2] Gunnar Weiß, SHS – Smart Home Services Next

Generation Technologieplattform, Vortrag, ELMUG

Technologiekonferenz Suhl 22., 23. Juni 2010

http://www.elmug4future.de/programm/23-juni-2010.html

[3] CBS – Customer Bautronic System, Nutzerintegrie-

rende Gebäudesteuerung,

http://www.customerbautronic.de

[4] Bundesministerium für Wirtschaft und Technolo-

gie, Primärenergieentwicklung in Deutschland, Ener-

giedaten – ausgewählte Grafi ken, S. 8, September

2010

[5] M. Götze, T. Rossbach, A. Schreiber, S. Nicolai, H

Rüttinger, Distributed in-house metering via self-or-

ganizing wireless networks, IWK Technische Universi-

tät Ilmenau, September 2010

[6] S. Engelhardt, E. Chervakova, A. Schreiber, T.

Rossbach, W. Kattanek, M. Götze, BASeKit – Ein

mobiles Messsystem für die Gebäudeautomation,

Sensor+Test, Mai 2010

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ORGANIGRAMM GesellschafterLand Thüringen TFM

Forschungsbereiche Verwaltung Marketing

wissenschaftlicher GeschäftsführerProfessor TU Ilmenau

kaufmännischerGeschäftsführer

Wissenschaftlicher Beirat

AufsichtsratTKM (Vorsitz)TMWAT MAZeT, X-FABTFM TU Ilmenau

• Mikroelektronik

• System Design

• Mechatronik

• Industrielle Elektronik und

Messtechnik

• New Business Technologies

• Öff entlichkeitsarbeit

• Planung/Controlling/Dok

• Lohn- und Finanzbuchhaltung

• Projektabwicklung

• Sekretariate, Beschaff ung

Auftragsabwicklung

• Systemadministration

WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT | AUFSICHTSRAT | 59

WISSENSCHAFT-LICHER BEIRAT Vorsitzender:Herr Prof. Dr. Christian Brecher, Institutsdirektor des WZL der RWTH Aachen, Forschungsbereich Werk-zeugmaschinen

stellvertretender Vorsitzender: Herr Olaf Mollenhauer,Geschäftsführender Gesellschafter der TETRA GmbH, Ilmenau

Ehrenmitglied: Herr Prof. Dr. habil. Eberhard Kallenbach, Leiter des Steinbeis-Transferzentrums Mechatronik, Ilmenau

Herr Prof. Dr. Erich Barke,Präsident der Leibniz Universität Hannover, Fachbereich Informatik

Herr Dr. Herwig Döllefeld, Leiter Forschung der X-FAB-Semiconductor Foundries AG, Erfurt

Herr Prof. Dr. Günter Elst,Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS/EAS, Direktor des Institutsteils Entwurfsautomatisierung EAS, Dresden

Herr Dr. Fred Grunert, Technischer Geschäftsführer MAZeT GmbH, Jena

Herr Prof. Dr. habil. Matthias Hein,TU Ilmenau, Fachgebiet Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Frau Prof. Dr. Olfa Kanoun, TU Chemnitz, Prodekanin der Fakultät für Elektrotechnik und Informati-onstechnik, Lehrstuhl für Mess- und Sensortechnik

Herr Dr. Norbert Lenk,Geschäftsführer AJ IDC Geräteentwicklungsgesellschaft mbH Langewie-sen, ein Unternehmen der Analytik Jena AG

Herr Prof. Dr. Andreas Tünnermann, Wissenschaftlicher Direktor der Friedrich-Schiller-Universität Jena, Lehr-stuhl für Angewandte Physik

Herr Dr. Michael Trutzel, Carl Zeiss Jena GmbH, Jena

AUFSICHTSRATVorsitzender: Herr Dr. Jörg Prinzhausen, Thüringer Ministerium für Bildung, Wissenschaft und Kultur

Herr Univ. Prof. Dr.-Ing. Klaus Augsburg, Prorektor Wissenschaft, TU Ilmenau, Fak. Maschinenbau

Herr Dr. Erich Hacker, PolymerMat e. V., Kunststoff cluster Thüringen

Herr Dr. sc. Wolfgang Hecker, Geschäftsführer, MAZeT GmbH Thüringen

Herr Dr. Jens Kosch, Chief Technical Offi cer, X-FAB-Semiconductor Foundries AG

Herr Thomas Weißenborn, Thüringer Finanzministerium


FachartikelT. ELSTE & M. SACHS (02.-04.03.2010). Mobile Audio Dosi-meter for the prevention of noise-induced hearing impair-ments. Nürnberg: in Proceedings Embedded World 2010.

Dr. C. SCHÄFFEL & M. KATZSCHMANN (03/2010). Das Pa-rallelisieren von Motor- und Regelungsentwurf reduziert Entwicklungszeit und -kosten. Erschienen in MSR-Magazin – Automatisierungstechnik für Fertigung und Prozess.

D. KIRSTEN & Dr. D. NUERNBERGK (17.03.-19.03.2010). Evaluation of Low Leakage Currents using a Floating Gate Transistor. Glasgow, United Kingdom: in Proceedings of the 11th ULIS, International Conference on Ultimate Limits on Silicon 2010.

S. MICHAEL1, K. GASTINGER2, M. KUJAWINSKA3, U. ZEIT-NER4, J. ALBERO5, S. BEER6, R. MOOSBURGER7 & M. PIZZI8 (23.03.-24.03.2010). SMARTIEHS – a European Project for Parallel Testing of M(O)EMS. Como, Italy: Smart Systems Integration.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany 2 SINTEF IKT Optical measurement systems and data analysis, Trondheim,

Norway3 Warsaw University of Technology, IMiF, Warsaw, Poland4 Fraunhofer IOF, Jena, Germany5 CNRS FEMTO-ST, Besançon, France6 CSEM SA, Zurich, Switzerland7 Heliotis, Root Längenbold, Switzerland8 Techfab s.r.l., Chivasso, Torino, Italy

A. AMAR & T. COHRS (22.03.-24.03.2010). Adaptive gain control for high dynamic range optical receivers. Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

W. WU & M. ISIKHAN (22.03.-24.03.2010). Application of 3-D EM Simulation in Research of Integrated Inductors, System in Package (SiP) Design and Package Eff ects. Erfurt: in Pro-ceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

D. KIRSTEN & Dr. D. NUERNBERGK (22.03.-24.03.2010). Pro-grammierbare Präzisionsreferenzspannungsquelle durch Nutzung eines analogen Floating-Gate-Speicherelements. Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

Dr. B. DIMOV, Dr. C. LANG & Dr. E. HENNIG (22.03.-24.03.2010). A CMOS/BiCMOS Current Amplifi er Topology for Optoelectronic Receiver Applications – Symbolic Analy-sis and Design Rules. Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

E. SCHÄFER, D. KRAUßE, Prof. Dr. R. SOMMER & Dr. E. HEN-NIG (22.03.-24.03.2010). Gradientenbasierte Eigenwer-toptimierung zur Frequenzgangskompensation linearer Analogschaltungen. (Kooperation der TU Ilmenau & IMMS GmbH). Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

D. KRAUßE, E. SCHÄFER, Prof. Dr. R. SOMMER & Dr. E. HEN-NIG (22.03.-24.03.2010). Hierarchische Entwurfsmethodik mit automatischer Bottom-Up-Topologiemodifi kation und spezifi kationsgetriebener Dimensionierung. (Kooperation der TU Ilmenau & IMMS GmbH). Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

PUBLIKATIONEN 2010

PUBLIKATIONEN 2010 | PATENTE | MESSEN & EVENTS | 61

A. RICHTER (22.03.-24.03.2010). Symbolische Analyse von effi zienten Y/S-Parameter-Umrechnungen für N-Ports. Er-furt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

M. REINHARD, U. LIEBOLD, G. METHNER, M. MEISTER & Dr. D. NUERNBERGK (22.03.-24.03.2010). Testfeld zur Cha-rakterisierung von Laserspot-Größen zur Untersuchung und Modellierung des HF-Verhaltens von pin-Fotodioden. Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

P. FEBVRE1 & Dr. T. REICH² (01.04.2010). Superconductive Digital Magnetometers with Single-Flux-Quantum Electro-nics. In: IEICE TRANSACTIONS on Electronics, Vol.E93-C, No.4, pp.445-452. Tokyo, Japan: Maruzen Co., Ltd.1 IMEP-LAHC, UMR CNRS 5130, University of Savoie, Le Bourget du Lac

Cedex, France2 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany

Dr. V. BOOS (18.05.-19.05.2010). EDADB – eine Infrastruk-tur zur Dokumentation und Wiederverwendung von Schal-tungstopologien. Dresden: in Proceedings DASS 2010.

S. HESSE1, H.-J. BÜCHNER2, Prof. Dr. G. JÄGER2, Dr. C. SCHÄFFEL1, H.-U. MOHR1 & B. LEISTRITZ1 (31.05.-04.06.2010). First results of an interferometric controlled planar positioning system for 100 mm with zerodur slider. Delft, NL: 10. International Conference of the Euspen Soci-ety for Precision Engineering & Nanotechnology. 1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau2 Institut für Prozessmess- und Sensortechnik, TU Ilmenau, Ilmenau

Dr. C. SCHÄFFEL1, S. MICHAEL1, B. LEISTRITZ1, M. KATZ-SCHMANN1, N. ZEIKE1, K. GASTINGER2, M. KUJAWINSKA3, M. JOZWIK3 & S. BEER4 (31.05.-04.06.2010). Optical, me-chanical and electro-optical design of an interferometric test station for massive parallel inspection of MEMS and MOEMS. Delft, NL: 10. International Conference of the Eu-spen Society for Precision Engineering & Nanotechnology. 1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany2 SINTEF IKT Optical measurement systems and data analysis,

Trondheim, Norway 3 Institute of Micromechanics and Photonics, Warsaw University of

Technology, Warsaw, Poland4 CSEM Center Suisse d’Electronique et de Microtechnique SA, Zurich,

Switzerland

D. KIRSTEN, A. ROLAPP & Dr. D. NUERNBERGK (13.09.-15.09.2010). Testmethodik zur Untersuchung von gerin-gen Leckströmen. Wildbad Kreuth: 4. GMM/GI/ITG-Fachta-gung – ZuE (Zuverlässigkeit und Entwurf) 2010.

S. MICHAEL1, S. VOIGT2 & Dr. R. KNECHTEL3 (20.10-21.10.2010). Stressidentifi kation dünner Membranstruktu-ren mittels dynamischer Messungen. Chemnitz: 10. Chem-nitzer Fachtagung Mikromechanik & Mikroelektronik.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau 2 TU Chemnitz, Professur Mikrosystem- und Gerätetechnik, Chemnitz3 X-FAB Semiconductor Foundries AG, Erfurt

D. GLASER1, P. LU1, K. HELMREICH1, I. GRYL2, M. MEISTER2, A. LECHNER3, M. JEGLER3 & Z. KISS3 (27.10.-28.10.2010). Themenkreis Virtual Test und automatische Testplange-nerierung aus ATML. München: in Proceedings Virtuelle Instrumente in der Praxis VIP 2010.

1 LZS Universität Erlangen, Erlangen2 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau3 Konrad GmbH, Radolfzell

S. HESSE. (11/2010). Auf den Punkt gebracht – Nahezu reibungsfreies Nanopositioniersystem mit großem Ver-fahrbereich. Erschienen in Antriebstechnik – Kostruktion, Entwicklung und Anwendung von Antrieben und Steue-rungen.

B. BIESKE1 & K. GILLE2 (11/12-2010). Design & Charakteri-sierung von HF-IPs verschiedener Technologien unter Nut-zung modularer PXI-Testsysteme bis 6GHz. Erschienen in HF-Report. München: Baltz-Verlag.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau2 X-FAB Semiconductor Foundries AG, Erfurt

S. ANDERS1, M.G. BLAMIRE2, F.-I. BUCHHOLZ3, D.-G. CRÉTÉ4, R. CRISTIANO5, P. FEBVRE6, L. FRITZSCH1, A. HERR7, E. IL’ICHEV1, J. KOHLMANN3, J. KUNERT1, H.-G. MEY-ER1, J. NIEMEYER3, T. ORTLEPP8, H. ROGALLA9, T. SCHU-RIG10, M. SIEGEL11, R. STOLZ1, E. TARTE12, H.J.M.ter BRAKE 9, Prof. Dr. H. TÖPFER8,13, J.-C. VILLEGIER14, A.M. ZAGOS-KIN15 & A.B. ZORIN3 (15.12.2010). European roadmap on superconductive electronics – status and perspectives. In: Physica C: Superconductivity, Volume 470, Issues 23-24, Pages 2079-2126. Amsterdam, NL: Elsevier Science BV.1 Institute of Photonic Technology (IPHT), Department of Quantum

Detection, Jena, Germany2 University of Cambridge, Department of Materials Science, Cambridge,

United Kingdom3 Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig, Germany4 Unité Mixte de Physique CNRS/THALES, Palaiseau, France


5 Istituto di Cibernetica CNR, Napoli, Italy6 University of Savoie, IMEP-LAHC, Le Bourget du Lac Cedex, France7 Chalmers University of Technology, Department of Microtechnology and

Nanoscience – MC2, Göteborg, Sweden8 Technische Universität Ilmenau, Theoretische Elektrotechnik, Ilmenau,

Germany9 University of Twente, Fac. Science and Technology, Enschede, The

Netherlands10 Physikalisch–Technische Bundesanstalt (PTB), Berlin, Germany11 Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Mikro- und

Nanoelektronische Systeme, Karlsruhe, Germany12 The University of Birmingham, Electronic, Electrical & Computer

Engineering School of Engineering, Birmingham, United Kingdom13 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany14 CEA Grenoble, Nanosciences & Cryogenics Institute, Grenoble, France15 Loughborough University, Department of Physics, Loughborough, United

Kingdom

VorträgeDr. W. SINN (23.02.2010). GALILEO – Regionale Initiativen in Deutschland & Konvergenz zur Identifi kation. Berlin: AMA-Wissenschaftsrat.

B. BIESKE1 & K. GILLE2 (28.02.-02.03.2010). Charakterisie-rung von HF-Zellen verschiedener Technologien unter Nut-zung modularer PXI-Testsysteme. Paderborn: 22nd ITG/GI/GMM Workshop „Testmethoden und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen“ (TuZ 2010).1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme


M. REINHARD, M. MEISTER, U. LIEBOLD, T. COHRS & Dr. D. NUERNBERGK (28.02.-02.03.2010). Erhöhung der Testqua-lität für optoelektrische Schaltungen durch Charakterisie-rung des Strahlprofi ls. Paderborn: 22nd ITG/GI/GMM Work-

shop „Testmethoden und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen“ (TuZ 2010).

I. GRYL, G. KROPP & R. PARIS (28.02.-02.03.2010). Entwurf und Einsatzerfahrungen eines fl exibel konfi gurierbaren PXI Testsystems für on-wafer Messungen im Halbleiterbereich. Paderborn: 22nd ITG/GI/GMM Workshop „Testmethoden und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen“ (TuZ 2010).

T. ELSTE (03.03.2010). Mobile Audio Dosimeter for the pre-vention of noise-induced hearing impairment. Nürnberg: Embedded World Conference.

S. LANGE (09.03.2010). Entwurf eines PDICs für 12fach Blu- ray Schreib- und Leselaufwerke. Erfurt: 45. Mikroelektronik-Seminar.

S. LANGE, H. PLEß & Dr. E. HENNIG (11.03-12.03.2010). Entwurf eines PDICs für 12fach Blu-ray Disc Schreib- und Leselaufwerke. Ulm: 12. Workshop Analogschaltungen.

S. MICHAEL (24.03.2010). Parameter Identifi cation of Mem-brane Structures – Chances and Limitations. Grenoble, France: SSI 2010 – MEMUNITY Workshop.

B. BIESKE (21.04- 22.04.2010). Design & Charakterisierung von HF-IPs verschiedener Technologien unter Nutzung modularer PXI-Testsysteme bis 6GHz. Hamburg: RADCOM 2010-Radar, Communication and Measurement.

S. ENGELHARDT, E. CHERVAKOVA, W. KATTANEK & T. ROSS-BACH (23.04.2010). Modulare Systemplattform für drahtlo-se Sensornetzwerke. Dresden: 4. Innovationsforum „Soft-ware Saxony“.

S. SCHRAMM (23.04.2010). Optimierung industrieller Echt-zeitanwendungen auf Basis von Open-Source-Technologi-en. Dresden: 4. Innovationsforum „Software Saxony“, TU Dresden.

W. KATTANEK (23.04.2010). Software-based energy ma-nagement for wireless sensor systems. Dresden: 4. Innova-tionsforum „Software Saxony“, TU Dresden.

M. MEISTER (05.05.2010). Testmöglichkeiten auf Waferebe-ne am IMMS. Erfurt: 49. Mikroelektronik-Seminar.

Dr. V. BOOS (18.05.-19.05.2010). EDADB – eine Infrastruk-tur zur Dokumentation und Wiederverwendung von Schal-tungstopologien. Dresden: DASS 2010.

Dr. E. HENNIG (19.05.2010). Ein Fotodetektor-IC für Blu-ray-Disc-Laufwerke mit 12-facher Schreib- und Lesegeschwin-digkeit. Dresden: 5. Silicon Saxony Day, Mikroelektronik-Forum.

Dr. W. SINN (19.05.2010). Konvergenz von Navigation und Sensorik – Quelle neuer Wertschöpfung. Dresden: 5. Silicon Saxony Day, SatNav Saxony Workshop.

G. NITSCHE & K. AGLA (18.05-19.05.2010). SystemC (-AMS) zur frühzeitigen Validierung und Optimierung des System-konzeptes komplexer Smart-Sensor-Systeme. Dresden: 5. Silicon Saxony Day.

S. ENGELHARDT, E. CHERVAKOVA, W. KATTANEK, T. ROSS-BACH, Dr. A. SCHREIBER & M. GÖTZE (18.05. - 20.05.2010). BASe-Kit – Ein mobiles Messsystem für die Gebäudeauto-mation, BASe-Kit – A mobile measurement system for buil-ding automation. Nürnberg: SENSOR+TEST 2010, 17. Inter-


nationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik.

Dr. W. SINN (08.06.2010). Erfolgskritisches Wissen bewer-ten und entwickeln – Praxisbericht. Ilmenau: TU Ilmenau (Ringvorlesung).

T. SATTEL1, R. VOLKERT1, S. HESSE2, Dr. C. SCHÄFFEL2 (14.06.-16.06.2010). Planar Magnetic Drives and Bearings for Multi-Axis Nanopositioning Machines with Large Travel Ranges. Bremen: Actuator 2010.1 Mechatronics Group, Department of Mechanical Engineering, Ilmenau

University of Technology, Ilmenau2 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau

K. GASTINGER1, M. KUJAWINSKA2, U. ZEITNER3, C. GORE-CKI4, Dr. C. SCHÄFFEL5, S. BEER6, R. MOOSBURGER7, M. PIZZI8 (12.04.-16.04.2010). Next generation test equip-ment for micro-production. Brüssel, Belgien: Photonics Europe 2010.1 SINTEF IKT Optical measurement systems and data analysis,

Trondheim, Norway2 Warsaw University of Technology, IMiF, Warsaw, Poland3 Fraunhofer IOF, Jena, Germany4 CNRS FEMTO-ST, Besançon, France5 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany 6 CSEM SA, Zurich, Switzerland7 Heliotis, Root Längenbold, Switzerland8 Techfab s.r.l., Chivasso, Torino, Italy

K. GASTINGER1, M. KUJAWINSKA2, U. ZEITNER3, C. GORE-CKI4, Dr. C. SCHÄFFEL5 (20.06.-23.06.2010). SMARTIEHS – The interferometric test station for parallel inspection of MEMS and MOEMS. Nałęczów, Polen: 11th Scientifi c Confe-rence Optoelectronic and Electronic Sensors COE.

1 SINTEF IKT Optical measurement systems and data analysis, Trondheim, Norway

2 Warsaw University of Technology, IMiF, Warsaw, Poland3 Fraunhofer IOF, Jena, Germany4 CNRS FEMTO-ST, Besançon, France5 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme


Dr. W. SINN (23.06.2010). Energieversorgung im Span-nungsfeld. Suhl: ELMUG-Technologiekonferenz „elmug4fu-ture“.

Prof. Dr. H. TÖPFER (23.06.2010). Komplexitätsaspekte in drahtlosen Sensornetzwerken. Suhl: ELMUG-Technologie-konferenz „elmug4future“.

Dr. F. SPILLER (23.06.2010). Applikationsspezifi scher Ent-wurf mechatronischer Direktantriebe. Suhl: ELMUG-Tech-nologiekonferenz „elmug4future“.

S. UZIEL (23.06.2010). Sensornahe Signalverarbeitung. Suhl: ELMUG-Technologiekonferenz „elmug4future“.

W. KATTANEK (21.07.2010). Praktische Aspekte der Ge-staltung von drahtlosen Sensornetzwerken. Ilmenau: Ein-geladener Vortrag zum Institutskolloquium des Instituts für Informationstechnik der Technische Universität Ilme-nau.

A. AMAR (11.08.2010). Design of optical receivers (System and circuit level approaches). Erfurt: 50. Mikroelektronik-Seminar.

Dr. W. SINN (26.08.- 27.08.2010). Satellitennavigation für Inspektionen in Land- & Forstwirtschaft. Jena: 8th NEMO-SpectroNet Forum.

Prof. Dr. H. TÖPFER1 & I. PETRINSKA2 (11.09.2010). Energy harvesting for wireless sensor networks. Sofi a, Bulgarien: Eingeladener Vortrag zum internationalen PhD Seminar on Computational Electromagnetics and Optimization in Electrical Engineering CEMOEE 2010.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany 2 Technical University of Sofi a, Bulgaria


M. GÖTZE1, T. ROSSBACH1, Dr. A. SCHREIBER1, S. NICOLAI² & H. RÜTTINGER² (14.09.2010). Distributed in-house me-tering via self-organizing wireless networks. Ilmenau: In-ternationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK), Tech-nische Universität Ilmenau.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau2 Fraunhofer Application Center for Systems Engineering, Ilmenau

S. LANGE, Dr. B. DIMOV, Dr. T. REICH & Dr. E. HENNIG (04.-06.10.2010). Realisierung eines PDICs für 12fach Blu-ray-Disc-RW Laufwerke mit Hilfe neuartiger effi zienter Entwurfsmethodiken. Miltenberg: Kleinheubacher Tagung 2010.

Dr. W. SINN & Dr. T. HUTSCHENREUTHER (07.-08.10.2010). Konvergenz von Navigation, Identifi kation und Sensorik. Lichtenwalde: Sensorsysteme 2010, 10. Leibniz Confe-rence of Advanced Science.


Dr. W. SINN (15.12.2010). Intelligent Street Control with Mo-bile Infrared Imaging. Jena: 9th NEMO-SpectroNet Forum.

PosterI. GRYL, G. KROPP & R. PARIS (28.02.-02.03.2010). Entwurf und Einsatzerfahrungen eines fl exibel konfi gurierbaren PXI-Testsystems für on-wafer Messungen im Halbleiterbe-reich. Paderborn: 22nd ITG/GI/GMM Workshop „Testmetho-den und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen“ (TuZ 2010).

K. AGLA (08.03.2010-12.03.2010). From SystemC to Real Hardware. Dresden: Date 2010 – Design, Automation & Test in Europe.

D. KIRSTEN & Dr. D. NUERNBERGK (17.03.-19.03.2010). Evaluation of Low Leakage Currents using a Floating-Gate Transistor. Glasgow, UK: Ultimate Integration on Silicon.

A. AMAR & T. COHRS (22.03.-24.03.2010). Adaptive gain control for high dynamic range optical receivers. Erfurt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

W. WU & M. ISIKHAN (22.03.-24.03.2010). Application of 3-D EM-Simulation in Research of Integrated Inductors, System in Package (SiP) Design and Package Eff ects. Erfurt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

D. KIRSTEN & Dr. D. NUERNBERGK (22.03.-24.03.2010). Pro-grammierbare Präzisionsreferenzspannungsquelle durch Nutzung eines analogen Floating-Gate-Speicherelements. Erfurt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

A. RICHTER (22.03.-24.03.2010). Symbolische Analyse von effi zienten Y/S-Parameter-Umrechnungen für N-Ports. Er-furt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

M. REINHARD, U. LIEBOLD, G. METHNER, M. MEISTER & Dr. D. NUERNBERGK (22.03.-24.03.2010). Testfeld zur Charak-terisierung von Laserspot-Größen zur Untersuchung und Modellierung des HF-Verhaltens von pin-Fotodioden. Er-furt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

B. BIESKE1, M. LANGE2 & S. BEYER2 (22.03.-24.03.2010). Test von diff erentiellen 2,4 GHz IEEE 802.15.4 / ZigBeeTM ICs: Grenzen und Möglichkeiten. Erfurt: 11. ITG/GMM-Fachta-gung ANALOG 2010.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau 2 Atmel Germany GmbH, Heilbronn

A. JÄGER1 & K. GILLE2 (04.05.-05.05.2010). X-FAB PLL De-monstrator – Increase in design effi ciency by the use of high abstraction level modelling and mixed-level simulati-on. Hannover: 4. edaWorkshop.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme


K. AGLA (04.05.-05.05.2010). From SystemC to Real Hard-ware. Hannover: 4. edaWorkshop.

S. HESSE1, H.-J. BÜCHNER2, Prof. Dr. G. JÄGER2, Dr. C. SCHÄF-FEL1, H.-U. MOHR1 & B. LEISTRITZ1 (31.05.-04.06.2010). First results of an interferometric controlled planar positioning system for 100 mm with zerodur slider. Delft, NL: 10. In-ternational Conference of the Euspen Society for Precision Engineering & Nanotechnology.

S. SCHRAMM (28.10.2010). Echtzeitanwendungen mit Li-nux – quantitativer Vergleich verschiedener Ansätze am Beispiel einer EtherCAT®-Echtzeitkommunikation für eine ARM9-Plattform. Mittweida: 12. Informatik-Tag.

H.-U. MOHR, Dr. F. SPILLER & N. ZEIKE (03.11-04.11.2010). Entwicklung eines magnetische Direktantriebes für gro-ße Verfahrbereiche mit sub-µm-Genauigkeit. Winterthur, Schweiz: Internationales Forum Mechatronik 2010.

Dr. W. SINN (04.11.2010). Die intelligente Straße. Stuttgart: POSITIONs 2010, SatNav-Anwender Kongress.

S. ENGELHARDT (05.11.2010). Energieeffi zienz als Heraus-forderungen beim Entwurf drahtloser Sensornetzwerke in der Gebäudeautomation. Karlsruhe: Hitex Workshop ener-gieeffi ziente Systeme.

Dr. W. SINN (05.11.2010). Mobilkommunikation & Satelli-tennavigation – Quelle für neue Anwendungen. Ilmenau: TU Ilmenau (Gastvortrag).

Prof. Dr. H. TÖPFER (10.11.2010). Drahtlos vernetzte Sen-sorsysteme zur Erhebung von Messgrößen zur Gebäudeau-tomation. Jena: 33. Stammtisch „Automatisierungstech-nik“ Fachhochschule Jena.

G. METHNER (07.12.2010). IMMS Ambient light sensor D3010A – Entwicklung, Charakterisierung, Anwendung so-wie die Kompetenzen des IMMS von der Idee bis hin zum Sample. Erfurt: 54. Mikroelektronik-Seminar.

Dr. W. SINN (09.-10.12.2010). Satellitennavigation und Identifi kation – Zukunftstechnologien mit enormen Markt-zuwächsen. Dresden: 4. RFID-Symposium.


1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnüt-zige GmbH, Ilmenau, Germany

2 Institut für Prozessmess- und Sensortechnik, TU Ilmenau, Ilmenau, Germany

Dr. K. FÖRSTER (05.10.-07.10.2010). OKTOPUS: Anwen-dungsfelder Halbleitertest. Randolfzell: Projektabschluss-Meeting.

DissertationD. KIRSTEN (Dezember 2010). Entwicklung, Entwurf und Anwendung von nichtfl üchtigen Analogwertspeicherele-menten auf Basis von Floating-Gate-Speicherzellen in ei-ner Standardtechnologie. IMMS GmbH, Ilmenau

Patente Dr.-Ing. C. SCHÄFFEL. Vorrichtung zur Positionsbestim-mung eines Läuferelements in einem Planarantrieb und dergl. Bewegungssystem(6D)

Dipl.-Math. D. KAROLEWSKI, Dipl.-Math. M. KATZSCH-MANN, Dipl.-Ing. H.-U. MOHR, Dr.-Ing. C. SCHÄFFEL, Dr.-Ing. F. SPILLER, Dipl.-Ing. N. ZEIKE. Mehrkoordinaten-direktantrieb

Dipl.-Ing. D. KRAUSSE, Dr.-Ing. E. HENNIG, Dipl.-Ing. E. SCHÄFER, Prof. Dr.-Ing. R. SOMMER. Verfahren zur auto-matischen Topologiemodifi kation beim Entwurf von ana-logen integrierten Schaltungen

Messen & Eventsembedded world 02. bis 04. März 2010 Nürnberg OSADL-Gemeinschaftsstand

11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010 22. bis 24. März 2010 Erfurt Ausrichter: IMMS GmbH

Lange Nacht der Technik Ilmenau 28. Mai 2010 IlmenauIn Kooperation mit der Technischen Universität Ilmenau

Bonding Firmenkontaktmesse 03. bis 04. Mai 2010 Dresden

Silicon Saxony Day 18. bis 19. Mai 2010 Dresden

D&E Entwicklerforum„Embedded-System-Entwicklung“ 19. bis 20. Oktober 2010 Ludwigsburg OSADL-Gemeinschaftsstand

inova 20. Oktober 2010 Ilmenau

SPS/IPC/Drives 2010 23. bis 25. November 2010 Nürnberg OSADL-Gemeinschaftsstand

Precision Fair 2010 01. bis 02. Dezember 2010Veldhoven/Eindhoven (NL)

ELMUG-Gemeinschaftsstand

electronica 2010 09. bis 12. November 2010 München OSADL-Gemeinschaftsstand


Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik- Systeme gemeinnützige GmbH

Institutsteil ErfurtKonrad-Zuse-Strasse 14D - 99099 Erfurt/ThüringenTelefon: +49 (361) 663-2500Telefax: +49 (361) 663-2501E-Mail: [email protected]

Straßenbahn Linie 3, ab Hauptbahnhof Richtung „Urbicher Kreuz“

bis Haltestelle „Windischholzhausen/X-FAB“

Ehrenbergstr. 27D - 98693 Ilmenau/Thüringen/GermanyPhone: +49 (3677) 69 55 00Fax: +49 (3677) 69 55 15E-Mail: [email protected]

PATENTE | MESSEN & EVENTS | 67

Institutsteil ErfurtKonrad-Zuse-Strasse 14D - 99099 Erfurt/ThüringenTelefon: +49 (361) 663-2500Telefax: +49 (361) 663-2501E-Mail: [email protected]

Straßenbahn Linie 3, ab Hauptbahnhof Richtung „Urbicher Kreuz“

bis Haltestelle „Windischholzhausen/X-FAB“

Institute for Microelectronic and Mechatronics Systems GmbH

Branch offi ce ErfurtKonrad-Zuse-Strasse 14D - 99099 Erfurt/Thüringen/GermanyPhone: +49 (361) 663-2500Fax: +49 (361) 663-2501E-Mail: [email protected]

tram #3, from central station direction „Urbicher Kreuz“

exit at stop „Windischholzhausen/X-FAB“

Ehrenbergstr. 27D - 98693 Ilmenau/Thüringen/GermanyPhone: +49 (3677) 69 55 00Fax: +49 (3677) 69 55 15E-Mail: [email protected]

IMPRINT | 3

152 IMMS | FUTURE IS NOW | ANNUAL REPORT 2010

IMPRINT PublisherInstitute for Microelectronic and

Mechatronic Systems GmbH

Editing and Proof ReadingProf. Dr.-Ing. Ralf Sommer



Layout and ComposingsFrank Diehn • www.fRanKon.de


TranslationTatjana Baumgärtner • www.languewitches.de


Printed byBrandtdruck e. K. • www.brandtdruck.de

PhotosFrank Diehn • www.fRanKon.de

IMMS GmbH

Stefanie Theiß

www.pixelio.de

ContactDipl.-Medienwiss. Ines Lehrke

PR / Marketing Manager

Ehrenbergstr. 27, 98693 Ilmenau

Phone: +49 (3677) 69 55 13

Fax: +49 (3677) 69 55 15

E-Mail: [email protected]

All rights reserved. Reproduction and publication

only with express of the IMMS GmbH.

May 2011

IMPRINT | 32 IMMS | FUTURE IS NOW | ANNUAL REPORT 2010


Preamble.................................6

Future is now – IMMS.....................8

Testimonials ...........................12

IMMS in Figures 2010 ..................14

The IMMS Team ........................16

Awards and Distinctions ...............18

IMMS Events: From “More than Moore” to Open Source .......................20

Institute Life ...........................24

Augmenta tion of Power Effi ciency of Embedded Systems .................28

Energy Consumption Measurement and Smart Grid Integration ............32

3D Po sitioning System in the Range of Nanometers .................34

SMARTIEHS – Intelligent MEMS Test System on Wafer Level ...........38

Micro electronic Light Sensors .........42

Ambient Light Sensor – Circuit Development at IMMS from the Idea up to the Sample .................46

The Project OKTOPUS and the Further Development of Measurement Technology at IMMS ...................50

New Electronic Measurement Laboratory with International Clean Room Standard ..................54

Reference List .........................56

Organigram ...........................58

Scientifi c Advisory Board ..............59

Board of Directors .....................59

Publications 2010 ......................60

CONTENTS


With the year 2010, an eventful and emotional year

closed, which is summarized for you in this annual

report and delivers you insight into the research and

development work as well as into our multifaceted

institute’s life. Not only the successful year 2010 but

also the jubilee of IMMS is themed by “Future is now“.

In 2010, the offi cial start of IMMS as independent Thu-

ringian research and development institute celebra-

tes its 15th anniversary. “Future is now“ has there-

fore more than 15 years of history of establishment

and we are proud of what we have achieved!

Everything started in September 1995, still in the

premises of the Ilmenau University of Technology

(TUI) with a handful of employees. 19 December,

1995 was the offi cial start and the foundation of the

institute – which was attended by the Free State ma-

king available 15 million Deutsche Mark. In Erfurt,

a branch offi ce was established in February 1997 –

offi ces in south-eastern Erfurt in Thuringia’s Center

of micro-electronics. Less than two years after the

foundation of the institute – in October 1998 – IMMS

was already established and the cooperation with

TUI was strengthened at such a rate that it became

the fi rst associated institute of the university. At the

same time the fi rst spin-off of the institute was estab-

lished: employees of IMMS founded, together with the

engineer’s offi ce Eberhard, THESYCON GmbH. Alrea-

dy in December of the same year, the second spin-

off , EMSYS GmbH, followed – EMSYS develops solu-

tions for high speed applications in the fi eld of bus

systems and embedded systems. It becomes appa-

rent, which enormous leaps the institute performed

already during the fi rst years. Today, we have almost

100 employees and work intensively in the fi rst fl ight

of the Free State to assist the industry to bring mo-

dern innovative developments to market. What and

how we achieve this can be seen subsequent to this

preamble.

Afore it is especially close to our heart to thank: fi rst

of all the Free State of Thuringia, by whose support

our work is rendered possible. Thanks to all our busi-

ness partners, friends, sponsors and persons who

give us encouragement. At this point we would like to

thank likewise the board of directors and the scienti-

fi c advisory board of IMMS who provide their support

and advice regarding all questions.

PREAMBLE

PREAMBLE | 7

But the most important assets of our institute are

our “heads“ – employees, but also students, who

bring forward our institute by their creativity, com-

mitment and dedication and who bring in professi-

onal expertise and personal competencies. There-

fore, we would like to thank all employees of IMMS

in a special way for the constructive and trustful

teamwork. “Future is now“ is a continuously set

challenge, that requires continuously highest com-

mitment – which can only be achieved together, as

IMMS team, for our customers and for us.


Prof. Dr.-Ing. Ralf Sommer


FUTURE IS NOW – IMMS

IMMS as applied research institute has Centerd the

“project future” since its foundation 15 years ago.

In close cooperation with the Ilmenau University of

Technology and its industrial partners, the institu-

te works on application, distribution and deepening

of research results and performs application-orien-

tated research and development in the area of mi-

cro-electronics and systems engineering as well as

mecha tronics.

The IMMS strategy is characterized by developing

solutions – via application-orientated research – that

are targeting the fi nal product. The future is “develo-

ped” here, at a Thuringia research and development

institute, and enables our industrial partners to gain

competitive advantages. Together, sustainable pro-

duct innovations are developed. In doing so, the idea

of an overall design strategy for heterogeneous sys-

tems has been developed – not least driven by the

high tech strategy of the Federal Government. This

means to build up an overall system competence by

bridging the gap between micro-electronics and me-

chanics with multidisciplinary and a large potential of

experience and knowledge.

The future trends identifi ed for Thuringia and the

growing areas deduced from that, are the drivers

for the research and development work at IMMS.

The strategic direction of the institute – to master

technologies and methodologies – is orientated on

these growing areas: precision engine construction,

automation, communication technology, measure-

ment engineering, control technology and feedback

control, micro- and nanotechnologies, medical tech-

nology, automotive and green technology. The mega

trends superior to these growing areas do not only

drive future activities of IMMS but they are already

part of current projects and research work – true to

the motto “Future is now”.

In order to implement these fi elds benefi cially for our

application partners, it is essential to apply technology

know-how, as for example CAD from the device mode-

ling based on FEM methods up to computer-aided de-

sign of circuits, systems and machines, precision and

high temperature electronics, embedded software

design and the integration of communication and

energy harvesting functions. For an eff ective appli-

cation of these technologies again a deep knowledge

of methodologies is required. Those include inter alia

skills in constructive design and knowledge of inno-

vative design methodolgies, of model-based design

including system and components modeling, virtual

FUTURE IS NOW – IMMS | 9

prototyping as well as the optimization of embedded

electronic platforms for industrial applications.

How does IMMS achieve this leading position? The

institute has dedicated itself for years to the idea

„More than Moore“, which means not only to create

an increasing system complexity by an increasing

integration level according Moore’s law but to create

at the same time more intelligent systems. Develop-

ments start with an idea and end in a design. IMMS

goes beyond, starting with the design of the indivi-

dual components and subblocks to the integration

of the system and, ultimately, to the prototype. In

future the institute will even accompany series pro-

duction.

Our knowledge of all steps of the development pro-

cess together with innovative ideas for more intelli-

gent systems is the USP, which prepares IMMS and

its partners for the future.

The researchers and developers of IMMS are like

cooks in a specialty restaurant – closely connected

both with the producers and their guests. The art is

to bring the ingredients together to new creations,

testing new and unusual ingredients and always

preserve highest quality demands. Essential are

the specialties and furthermore the additional va-

lue for the customers. Transferred to our institute

these are for example applications in medical tech-

nology and bioanalytics or energy-effi cient systems.

Just like the actual trend of good cooking to prefe-

rence regional aliments IMMS has always focused on

close cooperation with regional enterprises. Besides

this regional involvement, national and internatio-

nal visibility is our goal.

Our results of research

and development work

are internationally com-

petitive and are going

to establish a new light

house with a visibility far

across the boarders of

Thuringia, saying „Future

is now“.


Strong Partners for Inno-vative DevelopmentsIn 2010 our cooperation with the Ilmenau University

of Technology (TUI) again was very versatile and fo-

cused besides a broad scientifi c cooperation on high-

quality education for our students. Research and

education has a strong link, as for example students

from TUI working at IMMS received two Best Paper

Awards for their research works in analog circuits de-

sign methodologies.

Above all, there is a broad network and a close coope-

ration with the university in terms of research. Thus,

contacts with 28 departments have been established

– such as in electronics and information technology,

mechanical engineering, computer science and auto-

mation, in mathematics but also in media and com-

munication sciences. This mutual scientifi c work is

also expressed by 12 research projects (as in 2010) in

which IMMS and the university are partners. Main foci

are nano-positioning and nano-measuring machines

(SFB 622), multisensory systems (e. G. for the control

of high-temperature processes), latest methods in

the area of integrated analog circuit design, several

activities in the fi eld of microsystem technology and

MEMS (with focus on systematic modeling, design and

test), high-frequency technology (e. G. satellite na-

vigation), measurements and identifi cation of para-

meters of mechanical and specifi c electrical devices

as well as in the area of biomedical engineering (for

example the development of a personalized miniatu-

rized audio dosimeter). Besides the current projects

we work on new conjoint initiatives whereupon the

application orientation according to the high-tech

strategy of the German Federation is becoming more

and more important.

But also regarding conjoint education IMMS imparts

theoretical substantiated knowledge of methods with

a high relation to application. Hence, many practical

application aspects have been incorporated to basic

engineering courses, which are very well received by

the students. Furthermore, IMMS off ers facultative

training courses and tours to our industrial partners

for the students. But the close relation to the stu-

dents is especially refl ected in their active integra-

tion as trainee (33), scientifi c assistances (28) and in

the framework of student research projects, diploma,

bachelor and master theses (15).

FUTURE IS NOW – IMMS | 11

Networks Bringing Together Industry and ResearchTrue to the motto „together we are strong“, it gets

more and more important that protagonists in

science and economics align with each other. That is

also valid for Thuringia. Thuringia belongs to the lea-

ding regions in microsystem technology in Germany.

Numerous SMEs produce highly specialized compo-

nents and complex microsystems. IMMS – as inter-

mediator between science and economics – brings

in its competences in electrical engineering, optics,

mechanical engineering, automotive, information

and communication technology (ICT) and logistics.

In doing so, IMMS has been actively participating for

years in initiation and organization of regional and

national clusters in the corresponding fi elds of tech-

nology. In Thuringia there are cluster initiatives like

OptoNet (network for optical technologies), ELMUG

(electronic measurement and device technology

in Thuringia), automotive Thuringia (association of

sub-suppliers of automotive components in Thurin-

gia) or MNT (micro-nano-technologies Thuringia).

At the same time, universities and research institu-

tions are important holders of competence in micro-

systems technologies and nanotechnologies.

Networking incorporates joint trade show appearan-

ces to demonstrate the regional concentration of

skills as well as the establishment of current work-

shop topics for education and training.

As a member of the science council of the AMA pro-

fessional association for sensor systems, a study

“Sensor Trends 2014” was worked out with IMMS

as cooperator. On the basis of chosen application

areas, the study combines experiences and deve-

lopment trends of sensor systems. So, new appli-

cations with high accession rates arise from areas

like home appliances, security systems, medical

diagnosis and therapy, biosensors and automotive

engineering.

Also in the innovation panel “automobile lean in res-

pirable dust” of the ACOD (Automotive Cluster Sou-

thern Germany), IMMS brings in its competences in

sensor technology and signal processing.

Furthermore, IMMS is member of the Silicon Saxony

registered association, the biggest industrial asso-

ciation of micro-electronics in Europe. Due to the

close connection within the association, inter alia

application-orientated research groups like “RFID

Saxony” and “SatNav Saxony” have been formed by

signifi cant involvement of IMMS.

The IMMS competences are also integrated in the

cluster “Cool Silicon”. Here, the special topic is a

massive increase of energy effi ciency in the area of

micro- and nanoelectronics for the key sector of ICT.

But IMMS engages not only regionally but also natio-

nally and internationally. Examples are the German

edaCentrum pursuing electronic design automation

(EDA) as a key for micro-electronics and micro-sys-

tem technology as well as the international Cadence

Academic Network in which IMMS is, together with

the Ilmenau University of Technology, one of eight

lead institutions.

These forward-looking cooperation between indus-

try and research show that the technical, econo-

mic and environmental performance can be even

more eff ective and expanded – an opportunity and

challenge for sustainable thinking and business

success.


IMMS has been the most important research part-

ner of X-FAB incorporation for many years. 2010 the

successful cooperation has been continued in many

fi elds and deepened in strategic directions. In doing

so, X-FAB deploys both the special competencies of

IMMS as partner in publicly funded research projects

and the engineer technical resources with direct in-

dustrial contracts. IMMS is well prepared to assist our

“More-than-Moore“-roadmaps by its fi elds of exper-

tise microelectronic, mechatronics and system de-

sign. The trend towards heterogeneous systems is

also readable in research and other cooperation pro-

jects. They range from analog/mixed-signal design

across integrated optoelectronics and micromecha-

nics to the problem of liability of high temperature

applications. As industry-orientated research institu-

te, IMMS is perfectly prepared to meet both the re-

quirements of the big industry and the predominant

small and medium-sized operators.

DR. JENS KOSCHCHIEF TECHNI-CAL OFFICERX-FAB SEMI-CONDUCTOR FOUNDRIES AG

By its competence and expertise in the area of in-

tegrated drives, IMMS has made for years a hugely

important contribution to the research of basics for

nano-positioning and nano-measuring devices in Il-

menau. The now realized system is a milestone of

this development. It demonstrates imposingly the

potential of the drive principle in combination with

high-resolution laser interferometers as measuring

system, implemented by IMMS, and is at the same

time an exemplar for the close and successful co-

operation between IMMS and our specifi c fi eld at the

university.

DR.-ING. HANS-JOACHIM BÜCHNER PROJECT MANAGER LASER INTERFEROMETRYINSTITUTE FOR PROCESS MEASUREMENT TECHNOLOGY AND SENSOR TECHNOLOGY, ILMENAU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

TESTIMONIALS

TESTIMONIALS | 13

In many conversations with our customers, we re-

alized that above all outstandingly educated engi-

neers – which have a comprehensive know-how and

high technology competencies – are required for the

development of more and more complex electronic

systems. In this regard, Cadence Academic Network

off ers an ideal platform for the exchange of experti-

se within universities and between industry, univer-

sities and Cadence. IMMS and the Ilmenau Universi-

ty of Technology have been chosen as one of eight

leading institutions as they assume a pioneering

position for development, transfer and placement of

state-of-the-art design methodologies.

DR. PATRICK HASPELCOORDINATOR OF THE CADENCE ACADEMIC NETWORK (CAN)

The Institute of Microelectronic and Mechatronic

Systems (IMMS) was accepted as regular member

of the Open Source Automation Development Lab

(OSADL) in January 2009. Since then, the IMMS is

contributing to the development of Open Source

software components for the automation industry.

We gratefully acknowledge this contribution on be-

half of our members and the worldwide community.

In addition, IMMS and OSADL jointly organized trai-

ning courses in 2010 on „Embedded Linux“ using

the company‘s facilities. At this occasion, I was able

to convince myself of the excellent infrastructure

of the IMMS as well as the remarkable professional

competence and extraordinary organizational and

teaching skills of the IMMS staff members.

DR. CARSTEN EMDE GENERAL MANAGER OSADL E. G.


100 members of staff were employed at IMMS in

2010. Hereof, 59 were scientists, and as FTE 28 stu-

dents were employed for research and development,

which is equivalent to about 87 percent of all IMMS

staff members.

As already during the previous years, all in all a large

number of students (ca. 58) took advantage of the

off er of IMMS to deepen and complete their education

in praxis-orientated research: 33 students passed

practical trainings, 8 diploma, 3 bachelor and 4 mas-

ter theses were supervised and 3 employees are en-

rolled at a university as doctoral candidates at the

moment.

The earnings by industrial contract research reco-

vered by about 30 percent. Nevertheless they have

not yet reached the level before the last global eco-

nomic crisis. The business situation 2010 stabilized

on an unexpected high level and is on the verge of

closing the gap on the level before the crisis.

The economic spirit is good. This allows to expect a

fast increase of industrial contract research in the

future.

Strategically, IMMS has focussed consequently on the

future topics health, safety, energy, mobility, com-

munication and automation as application areas of

its research results. A sustainable and dynamic de-

velopment of the transfer of research performances

into industry is aimed for.

IMMS IN FIGURES 2010

Industrial Revenue

Project Funding

Others

Years

Human ResourceDevelopment Project Revenue


0,5

1

1,5

2

2,5

3

Students

Others

15 %

27 %

58 %

Scientifi c Staff

in M

io €

IMMS IN FIGURES 2010 | 15

Earnings through public project sponsorship in 2010

were stable. The positive develompent of project

sponsorship characterizes the acceptance of IMMS

as research partner. Mostly all of these projects are

joint projects.

IMMS was successful in increasing its project activi-

ties apparently by its network activities.

The decrease of industrial contract research will not

be permanent. But it is a great challenge for IMMS to

overcome it. Earnings out of this activity serve the

fi nancing of loss-making public sponsored projects.

Due to its high dedication to collegiate education,

IMMS was able to recruit enough degree holders to

ensure the necessary number of scientifi c emplo-

yees and their quality. Thereby, it was possible to

work on the increasing number of public sponsored

research projects.

The Free State of Thuringia took care for reliab-

le conditions for institiutional allocation. This was

especially conducive to the cooperation with small

and medium-sized enterprises.


Industrial Revenue Project Funding Basic State Funding

Financing Structure

in M

io €

Years

0

0,5

1

1,5

2


THE IMMS TEAM

„We pave the ways for ideas, that are ahead of their time.“

THE IMMS TEAM | 17

„Future is now!“


Director of the IMMS Institute Won the Teaching Award of the Ilmenau University of Technology In 2010, the Ilmenau University of Technology has for

the fi rst time presented the award for teaching. In

the future, professors and members of staff of the

university’s fi ve faculties will be honored every year

for special attainments. Professor Dr. Ing. Ralf

Sommer, scientifi c director of IMMS, was among

the awardees in 2010.

All honorees are characterized by how they at-

tend to their students with great dedication. In

the statement for the award was written that

they are “undeviating and indefatigable a con-

tact person for the students” and that they

stood up for mentoring and placement of stu-

dent research projects respectively bachelor

and master theses as well as for traineeships.

Above all they were strongly involved with the

promotion of gifted up-and-coming talent.

Some of the awardees were successful “in a vita-

lized way” in always conveying knowledge of the

studies of engineering terms “comprehensible and

demonstrative” and in getting the students into the

respective special branch of science. Others played

a special part in rearrangement of the studies of Ma-

thematics or elaborated new courses and teaching

methods. The university annually provides prize mo-

ney of 10,000 Euros in total for the teaching award.

The teaching award 2010 was given to 11 awardees

in total on October 9, in the course of the ceremonial

matriculation.

Some of the awarders: (from the left) Dr. Karsten Henke, Prof. Horst-Michael Groß, Dr. Thomas Kups, Marko Hennhöfer & Prof. Ralf Sommer

AWARDS AND DISTINCTIONS

Foto

: Kat

hrin

Pöh

ler

AWARDS AND DISTINCTIONS | 19

Professor Töpfer Becomes Board Member of the Registered Association FLUXONICS The director of the spe-

cifi c fi eld “theoretical

electrotechnology” of

the Ilmenau University

of Technology and em-

ployee of IMMS, profes-

sor Hannes Töpfer has

been elected member

of the board of the re-

gistered association FLUXONICS at the end of 2010.

This association is established internationally and

dedicates itself to development of sensors and elec-

tronics on basis of single fl ux quantum technology. It

is their aim to advance the development especially

all over Europe and – which is involved – to promo-

te technological innovations by means of research,

training and knowledge transfer. FLUXONICS is com-

posed of university laboratories, national research

Centers as well as industrial enterprises of diff erent

European countries.

see internet: www.fl uxonics.org

The scientiest from Ilmenau was chosen in recogni-

tion of excellent research in the fi eld of supercon-

ductive electronics. In this area, the Ilmenau Uni-

versity of Technology is among the world’s leading

research establishments.

Professor Töpfer worked as manager of the depart-

ment System Design at IMMS, until he was off ered a

chair at the university in 2009, since that he attends

scientifi c projects at the institute.

CADENCE ACADEMIC NETWORK Lead InstitutionThe Ilmenau University of Technolgy, together with

IMMS, was incorporated into the international Ca-

dence Acedemic Network in 2009, as one of fi ve lead

institutions.

The academic network was launched in 2007 by Ca-

dence Europe. The aim was to promote the prolif-

eration of leading-edge technologies and methodo-

logies at universities renowned for their engineering

and design excellence. A knowledge network among

selected European universities, research institutes,

industry advisors and Cadence was established to

facilitate the sharing of technology expertise in the

areas of verifi cation, design and implementation of

microelectronic systems.

Besides several activities like contributions to CDN-

Live 2010, IMMS organized two workshops together

with Cadence in 2010, in which AMS designer as well

as an assessment for the design infrastructure and

application methodology took centerstage.

Due to IMMS and leading manufacturers in the fi eld

of EDA (Electronic Design Automation) working

closely, the University and IMMS were furthermore

equipped with the best commercial design software

available nowadays (Cadence as well as MunEDA).


Analog 2010 – With the Motto “More than Moore“ In cooperation with the association for information

technology in the VDE (ITG) and the VDE/VDI asso-

ciation for micro-electronics, micro engineering and

fi ne mechanics (GMM), IMMS organized the 11th ITG/

GMM expert conference “Analog 2010 – Development

of Analoge Circuits with CAE Methods” in Erfurt from

March 22 to 24, 2010. The conference was themed by

the topic “More than Moore”. This trend in electro-

nical circuit technology, having emerged during the

last years, towards diversifi cation of technologies

and integration of heterogeneous functionality requi-

res a corresponding extension of the draft process

for integrated analog/mixed-signal systems. On the

occasion of “Analog 2010“ 30 articles in total were

presented regarding current research works in this

fi eld. The scientifi c program was complemented by

invited lectures and tutorials.

One tutorial dealt with the topic “Electronics for

Medical Technology“. Hereby, Professor Dr. Maurits

Ortmanns from the University Ulm explained the

“circuit draft for implantable neuro-stimulators” – in

particular for the special technological and scientifi c

challenges when drafting electronic systems in this

application area.

Together with Professor Ortmanns, IMMS also coope-

rates in the framework of a research project for the

development of an electronic retina implant; the ins-

titute is responsible for the development of an ener-

gy-effi cient IC detector for infrared data signals.

Further tutorials concentrate on the “Computer-

based draft of reusable analog circuits” and “MEMS

technologies in a pure play wafer foundry“.

A fl uid transition was the introducing key note with

the title “More than Moore: trend or hype?”. Dr. Jens

Kosch from X-FAB Semiconductor Foundries Incorpo-

ration outlined the subject “More than Moore”, cur-

rently gaining signifi cance, with system integration of

analog components but also with sensors, actuators

IMMS EVENTS:FROM “MORE THAN MOORE” TO OPEN SOURCE

IMMS EVENTS: FROM “MORE THAN MOORE” TO OPEN SOURCE | 21

as well as biotechnical, optical and MEMS elements.

“More than Moore” will – as per Kosch – gain an in-

creasing relevance in the semi-conductor industry.

The conference confi rmed its signifi cance – as al-

ready in the past – as important event for the

demonstra tion of Germany’s “landscape” of funded

projects in the area of EDA research of methodolo-

gies.

The large proportion of participants from industrial

enterprises proves the still high and continuously

growing signifi cance of the draft automation for the

economic development of micro- and nanoelectro-

nics and systems technology in Germany.

IMMS Off ers a Series of Workshops for the IndustryIn order to support the cooperation between the

Thuringian research and development institute and

the local industry, IMMS initiated a series of work-

shops in the fi eld System Design in 2010.

Already in February 2010, IMMS organized together

with the AMA (professional association for sensor

systems, registered association) a workshop in Er-

furt. The target ranged from a general overview of

the technologic level via the presentation of typical

but also novel application scenarios in the area of

sensor systems up to the information on sub stantial

elements of embedded systems as well as related

technologies and relevant standards. The parti-

cipants – mostly decision makers and members

of staff of research, development, production and

distribution of sensor manufacturers as well as of

industrial users of sensors and designers of embed-

ded systems – were enthusiastic about this hands-

on-transfer of knowledge.

Hence, in July and November 2010 two more work-

shops – this time in cooperation with OSADL e. G.

(Open Source Automation Development Lab) – with

the topic “Embedded Linux” took place. With 20

participants each, both workshops were a complete

success. During the workshops, the lecturers infor-

med about chances, practical solutions and legal

aspects of Open Source – followed by fi rst practical

steps in exposure to real-time capable embedded

Linux. The participants from all over Germany and

of course from Ilmenau and environments were able

to test themselves and to bring in their specialist

know-how.

Laudatory feedback from the participants encour-

aged the personnel of IMMS to continue these work-

shops and to tackle also other topics in the future.

Thus, already on December 2, another workshop

– now with the topic “Modular Platforms in the


Developments of Embedded Systems” – in coopera-

tion with Arrow Electronics was off ered.

Due to the fact that requirements to embedded sys-

tems, but also to their possibilities of realization, are

getting more and more manifold, the advantages of

modular approaches were retrieved and discussed.

Furthermore some future trends on the fi eld of de-

velopment of embedded systems were shown and

Arrow Electronics presented the Embedded Platform

Concept (EPC) and the corresponding hardware com-

ponents.

First of all IMMS likes to off er a platform for the local

industry, in order to strike up a conversation directly

with the institute and to get to know the competen-

cies of IMMS – with a lot of examples of application – in

a completely practical manner. At the same time the

existing know-how is passed on to industrial partners

and therefore a transfer of knowledge is estab lished.

Furthermore the existing connections between the

IMMS and the industrial and network partners is to

be consolidated. For 2011, further workshops are

planned.

Long Night of Tech-nology 2010 – “High-lights“ also at IMMSOn the occasion of the “Long Night of Technology“

in Ilmenau – organized by the Ilmenau University

of Technology – on May 28, 2010, more than ten

thousand visitors on the mile of technology enjoyed

science, technology, culture and treats with a total of

12 stations and more than 150 interesting and spec-

tacular presentations and performances.

One station was IMMS in the Ernst-Abbe-Center. At

six o’clock in the evening, IMMS opened its doors and

presented:

• “Ilmenauer Speedway” – a footrace for child-

ren with sensor systems (IMMS/Sportident) via

a small show-jumping course on the outside

facilities

• “Shot-Putter“ – a small but highly precise cata-

pult with magnetic drive

• two stations where sensors detected accelera-

tion and accuracy

• “Planar Motor PPS 100“ which shows measu-

ring, positioning and cutting to a hair by dint of

modern manufacturing technologies.

IMMS EVENTS: FROM “MORE THAN MOORE” TO OPEN SOURCE | 23

In addition, the Heinz group of companies showed,

together with IMMS, how temperatures can be mea-

sured by sensors on components, that are diffi cult

to access or in extreme temperature ranges, for ex-

ample below – 40 °C and above 125 °C.

IMMS was able to welcome almost 1,000 visitors on

this evening and many conversations showed how

interested in technical backgrounds the public was.

Thus, the exhibits did not only attract the youth but

did also inspire older people to ask and discuss.


RUN – We were Great!Themed by “working together to win! Running to-

gether to win!” the second run of enterprises of

Thuringia took place in Erfurt on 9 June. The new,

optimized course led approximately fi ve kilometers

through Erfurt`s historical city center – with start

and fi nish at the Dome. But also these fi ve kilome-

ters were not easy to overcome, at 28 degrees in the

shade. More than 2,300 runners from 190 enterpri-

ses spurted when Mayor Andreas Bausewein gave the

starting shot at 7 pm.

Also IMMS was represented this year with its own

small team.

Murat Isikhan, Thorsten Reich, Jacek Nowak, Glenn

Methner and Andre Jäger (from left to right) gave

their best and fi nished their run being within the up-

per middle fi eld. Great performance! Thereby, team

spirit took center stage – fi rst of all running should be

fun. And the jubilating audience was able to witness

that this was true.

IMMS/Fraunhofer IDMT Barbecue

In August, the brilliant summer weather was bene-

fi ted for a shared barbecue with the neighboring

Fraunhofer Institute for Digital Media Technologies.

The staff of Fraunhofer IDMT and of IMMS converged

hereby and the “neighborhood barbecue” became

that successful that it will be repeated in 2011.

INSTITUTE LIFE

INSTITUTE LIFE | 25

IMMS – Precision on Any Position

… and on any sur-

face, is to be said.

Since also at the

BVMW-Sledge-Cup

2010 on August 20,

ten employees of

IMMS were amongst

the about 80 parti-

cipants form Thu-

ringian enterprises.

The two IMMS teams

– the ladies themed

by “Ilmenauer Girls

Love it Fast (IMMS)“ and the gentlemen themed by

“Precision on Any Position“ – were able to position

themselves in the middle fi eld during the fi rst parti-

cipation of IMMS in the sledge-cup. Franziska Scho-

nert was even able to achieve the 3rd place in the

ladies’ individual results, versus strong competitors.

Guests of honor participated also in the event.

So, Ute Oberhoff ner, inter alia bronze medal winner

at the Olympic Games 1984 in Sarajevo and silver

medal winner of the Olympic Games 1988 in Calga-

ry, as well as Hans Rinn, inter alia Olympia winner

1976 in Innsbruck and gold medal winner 1980 in

Lake Placid, attended the sledge-cup.

IMMS Combines Scien-ces with Arts – Across Institute’s SitesIMMS has committed itself for many years now to

the demand to bring forward culture and arts and

to integrate them in the institute’s everyday life.

Hence IMMS took an exhibition of modern arranged

photographs in its premises this year. The specialty

of this years’ art exhibition is the performance at

both locations of IMMS – Ilmenau and Erfurt – at the

same time. A private view in the application Center

of Microsystems Technology in Erfurt had already

taken place in March 2010. IMMS, located there with

a part of its institute and the Research Institute for

Micro Sensor Systems and Photovoltaic GmbH (CiS)


as well as the Research and Industry Center (FIZ)

Erfurt, registered association, organized at the loca-

tion Erfurt-Southeast, a photo show under the name

“Dialogues – Photographic Pictures”. Since the ope-

ning of this exhibition, selected items of the artist

Dieter Mueller could also be admired in the corridors

of IMMS in Ilmenau. On the occasion of “Long Night of

Technology“ on May 28, IMMS invited everyone inte-

rested in arts, photography and of course technolo-

gy to the closing reception. The photographic works

of Dieter Mueller invite to a dialog with the beholder.

Creative power comes up by the possibilities of digi-

tal photo collages as well as by photography out of

unusual views.

IMMS Has a Heart for ChildrenIMMS called on its staff this year to participate in a

Christmas campaign for indigent children in Erfurt.

Many followed this call – they packed and pasted af-

fectionately Christmas parcels for children of all ages.

These were given to the Evangelic City Mission Erfurt

at the beginning of December. There, a Christmas

party for indigent children of the capital city Erfurt

was arranged on December 10, during which also the

presents collected by IMMS were given to the child-

ren.


AUGMENTA TION OF POWER EFFICIENCY OF EMBEDDED SYSTEMS

You cannot imagine today’s workaday life without

computers or laptops as work equipment and stea-

dy companion. But over 90 percent of the computer

systems applied worldwide are so-called embedded

systems. In 2008, 3 billion embedded systems and

components were sold worldwide. Embedded sys-

tems monitor, control and regulate – often in secrecy

– processes and plants. Famous examples are mo-

bile phones, vital function monitoring of humans by

medical devices, a multitude of diff erent safety and

comfort systems in the car (ABS, ESP) or controls of

machines and plants in the industry.

Each of these systems needs energy – whether ope-

rated by electricity out of the power outlet or bat-

tery-operated. The work group “high tech strategy

for the information society“ of the national IT sum-

mit therefore reasons that “innovative technologies

are required for the concepts of hardware as well as

of software, but also for the operation of embedded

systems. Simultaneously, the Federal Ministry of Edu-

cation and Research assumes that the percentage of

energy required by systems of information and com-

munication technology will increase within the next

ten years up to 20 percent. An effi cient handling of

the available energy, used for continuously more ef-

fi cient embedded systems is therefore indispensable.

IMMS dedicates itself for some time to this central

future-orientated topic and cooperates in the frame-

work of several joint projects with partners in the

industrial and research area. The initial point of all

these measures for the power effi ciency augmenta-

tion are detailed skills of the involved hardware and

software components, of their interaction and their

respective application fi eld, in which the embedded

system is meant to be applied to. The analysis of the

components and their behavior enables both their

effi cient and resources-saving operation and their

optimization. Special possible savings are disclosed

by an intelligent power management of embedded

systems which increasingly plays a decisive role, in

excess of the precise control of the energy require-

ment of single systems, also in the area of distributed

systems.

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aine

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/ Pi

xelio

AUGMENTA TION OF POWER EFFICIENCY OF EMBEDDED SYSTEMS | 29

Figure 1: Analysis of the energy requirement of a transmitter

Research Project for Energy Effi ciency “Cool ConSens” – Energy Effi ci-ent Radio Sensor SystemsAs a partner in the clusters of excellence “Cool Sili-

con” [1], advanced by the Federal Ministry for Edu-

cation and Research, IMMS develops, together with

considerable enterprises and research establish-

ments, technical solutions that will conspicuously

reduce the power consumption in the area of infor-

mation and communication technologies (IKT) – to

the point of energy self-suffi cient systems. Within

the part project “CoolConSens” (support code

13N10401) energy effi cient radio sensor systems

are researched, which are meant to be applied to

condition monitoring of technical systems. The spe-

cialists of IMMS are inter alia responsible in these

projects for the detailed energetic analysis of selec-

ted sensor components, signal processing and radio

components. In doing so, power consumption pro-

fi les of completely embedded radio sensor systems

as well as their substantial individual components

are analyzed amongst others. The upper part of fi -

gure 1 shows exemplary the overall energy require-

ments of a radio sensor during a typical operating

cycle, whereupon the duration and the frequency

of activation of substantial system components are

noticeable in the lower part of the picture. On basis

of these measurements and the power consump-

tion profi les generated with them, new power ma-

nagement algorithms are researched. Conventional

power management often does not limit itself to

individual components within a radio network. But

there are further steps in the research project, as

the energy available in the whole network – taking

into account the achievable measurement precision

of the sensor system – is used eff ectively. The ener-

gy utilization out of the system environment (for ex-

ample light, heat, oscillations) by means of energy

harvesting solutions is meant to replace batteries.

But this makes large-scale demands, unsolved so

far, on the energy management of such embedded

systems, since the availability of energy cannot be

guaranteed and since it is often available very irre-

gularly. Therefore, in “CoolConSens”, solutions are

researched, which use the available energy ideally

within the preset measurement parameters and

Quality-of-Service (QoS) requirements.

“Smart Home Services” – Building Management and Automation

Figure 2: Battery durability of a radio sensor system


The network initiative “Smart Home Services” (SHS)

[2] deals with the intelligent home of tomorrow by de-

veloping innovative system solutions for facility ma-

nagement and building automation. In this area also a

multitude of embedded systems for sensory, control

and communication tasks are applied whose energy

consumption infl uences directly the factually useable

possible savings of the primary energy requirement

of buildings. Within the framework of the research

project “SHS: Home” (support code KF2534503KM9),

sponsored by the Federal Ministry of Economics and

Technology, IMMS researches energy effi cient com-

munication solutions for building automation, whe-

reupon wireless communication, battery-operated

devices for measuring and control tasks (for example

meters, climate sensors) are especially focused. The

characteristics of these systems are the construction

out of diff erent components working together, that

map, record, process and send measuring values.

Their specifi c activation and deactivation has to be

guaranteed in terms of reduction of the energy con-

sumption. Out of it, research goals in detail are ad-

ded up for therefore optimized circuits and hardware

components, for energy effi cient process algorithms

and for novel radio protocols within the scale of wire-

less communication. Optimization on a system level

has to keep in mind the facts, that the local proces-

sing of sensor data requires about 100 to 1,000 times

less energy than their transmission via radio commu-

nication. As a result of the IMMS research work an ex-

tension of the battery durability of intelligent sensor

systems from several weeks to more than 10 years

is aimed. Especially the closed current consumpti-

on of the circuit and of the process intermittent of

the system has therefore to be reduced respectively

optimized (fi gure 2). The special challenge around

building automation is on the one hand to guarantee

long term operation and on the other hand to enable

a bi-directional communication up to a transfer of the

data via several interstations.

Parallel to that, IMMS researches within a further

project, sponsored by the development bank of Thu-

ringia, with the title “SHS: Facility” (project number

2010FE9073), an energy effi cient hardware/software

platform. By the realization of that, a central staging

area for measuring data in fl ats and buildings and a

gateway towards other communication networks is to

be provided.

Center of Growth “CBS Customer Bau tronic System”Within the center of growth “CBS Customer Bautronic

System“ [3] building automation systems for selected

application areas are developed by Thuringian enter-

prises and research establishments, which resolve

existing defi cits of available off ers regarding system

integration and user integration. Within the IMMS sub-

project (BMBF – support code 03WKBD3C) a solution

for wireless cross linking of sensors and actuators in

buildings has been developed, which serves a user

orientated building control. A multitude of sensors

(inter alia for temperature, humidity, light, gas, move-

ment, acceleration) and actuators permit to detect

indoor temperature and further environmental condi-

tions precisely to control the building technology – by

observing the user behavior – accordingly. In combi-©

Bar

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AUGMENTA TION OF POWER EFFICIENCY OF EMBEDDED SYSTEMS | 31

nation with the localization solution developed by

IMMS, additionally the position of single users can

be detected exactly regarding the room and there-

fore individual adjustments regarding climatic and

lighting conditions can be executed. The majority

of the inserted sensors work battery-operated and

their communication is eff ected on basis of the in-

ternet protocol (version IPv6). The energy require-

ment respectively the concept and the mode of

operation of these sensors has been optimized for

long-term operation. The results of the F&E works

are demonstrated inter alia in the institution premi-

ses of IMMS in form of a substantial multi-hopable

wireless network in long-term operation.

Figure 3: Simulated sensor network in a living room

Figure 4: Comprehensive visualization possibilities of the sensor data

Innovative System Solutions for Energy SavingThe future F&E works of IMMS regarding energy ef-

fi cient embedded systems focus on the one hand on

the adaption and optimization of new technologies

in the area of hardware and software. In the near

future new and standardized radio protocols will be

available which arouse in combination with new ge-

nerations of radio transceivers and micro control-

lers the expectation of potential for further energy

consumption reduction with simultaneous increase

of stability and interference sensibility. On the other

hand the works in the area of intelligent sensor sys-

tems are continued in order to research the possibi-

lities of novel and substantially more effi cient sen-

sor and processing architectures for the increase of

energy effi ciency. The energy effi cient realization

of computationally intensive algorithms for the fast

and highly precise sensor signal processing as well

as for the safe communication in radio sensor sys-

tems can unlock completely new application fi elds

for such embedded systems. IMMS off ers compre-

hensive experience in this current area that is get-

ting more and more important in the fi eld of energy

effi ciency. This accumulates a perfect technological

basis for innovative and sustainable solutions which

are developed together with our customers.

Contact: Dipl.-Ing. Tobias [email protected]

Dr.-Ing. Tino Hutschenreuther [email protected]


The classical electric circuit is based on a clear struc-

ture of capacious energy generators like coal bur-

ning, gas, water or nuclear power plants on the one

hand and energy users on the other hand. In times

of renewable energy these conditions are changing.

Many small, to some extent private wind and solar

power plants, generate electricity and feed it into the

grid, in amounts varying heavily according to time

of day and meteorological conditions [1]. But at any

time as much energy has to be fed into the grid as

energy is taken from it. For this reason, new concep-

tions for the adequate control of energy generation

and energy consumption are necessary. First approa-

ches to control the consumption (system demand

control) already exist, in form of the cheaper night-

time-produced electrici-

ty. According to this it is

profi table in terms of mo-

ney to activate electrical

consumer loads at certain

times; the energy provi-

ders on their part bene-

fi t from a more balanced

grid due to the realization

of a “smart grid“.

Figure 1: BASe-Meter wireless power outlet

ENERGY CONSUMPTION MEASUREMENT AND SMART GRID INTEGRATION

Figure 2: Assembly of the complete system

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ENERGY CONSUMPTION MEASUREMENT AND SMART GRID INTEGRATION | 33

Network for Energy Measurement In collaboration with the Ilmenauer Fraunhofer-An-

wendungszentrum Systemtechnik (Fraunhofer imple-

mentation center for system technology in Ilmenau)

a wireless network for the measurement of energy

as a pilot scheme had been established to obtain a

more precise view of the existing consumers and their

behavior [2]. The individual users are realized in form

of intermediate power outlets (fi gure 1) and can be

refi tted without any considerable installation comple-

xity. They allow a highly precise measurement of the

energy requirement and, in the current version, to

switch on and off individual users remote-controlled.

The measured data are forwarded wireless to a cen-

tral station and are prepared for indication, analysis

and further processing. Besides the hardware and

software that had been developed at the IMMS for

the actual sensor grid, a gateway solution is applied,

which is based on an especially fl exible application

architecture [3]. It is possible to implement client-spe-

cifi c respectively project-specifi c system adjustments

with low eff ort due to a combination out of both. In

this manner object-specifi c optimization of the grid in-

frastructure on the one hand and a connection to the

energy data management system SIEMENS PROPHET

Solutions, on the other hand, had been realized.

Intelligent Control for Final Consumer LoadsSince January 2010, the law on the energy industry

EnWG stipulates to provide “the respective termi-

nal user with the real energy consumption and the

real period of use”. Therefore especially equipped

electricity meters have to be applied in newly built

houses. But information of the consumption of sin-

gle devices is evolvable very restrictedly by means

of electricity meters that detect consumption per

accommodation unit. The hereby presented system

permits to enlarge these digital measuring devices

within the scope of so-called sub-meterings and to

provide a monitoring of the individual consumer

loads as well as an intelligent control. Furthermore

it is to be fathom to which extent additional sensory

information for instance regarding the indoor tem-

perature can be applied benefi cially.

Contact: Dipl.-Ing. Wolfram [email protected]

© K

laus

Brü

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xelio


Collaborative Research Center 622 “Nano-Positioning and Nano-Measuring Machines”The rapid pace of development of the future tech-

nologies, like for example nanotechnology, optical

high technology or micro-systems technology, makes

great demands on positioning systems used for ins-

pection and analysis. Larger objects with dimensions

of hundreds of millimetres have to be positioned and

measured by requiring precisions in the range of na-

nometers.

Within the collaborative research center 622 „Nano-

Positioning and Nano-Measuring Machines” of the

Ilmenau University of Technology, scientists have

worked for years successfully on providing the scien-

tifi c basis for the necessary nanotechnological equip-

ment.

Appraisers of the German Research Foundation

DFG evaluated the collaborative research center in

2009 as a “light house with unrivaled precision” and

agreed to a continuation of the sponsorship by the

DFG for the next four years.

IMMS had collaborated, in the part project A5, consi-

derably regarding these outstanding results. In doing

so, it is the aim of the operation of IMMS, to research

the basics of designing nanopositioning systems for

large travel ranges of hundreds of millimeters. The

particular challenge here is to confi gure the drive

system in a way that position stability within the na-

nometer range as well as an exact nanometric move-

ment of the positioning table is realizable despite the

large dimensions and masses, which come along with

the requirement of large operating areas.

At this point, conventional systems with roller guides

and serial arranged linear axes reach their limits.

Long kinematic chains, mechanical resonances and

last but not least, frictional forces within the guiding

elements rank among the critical parameters and li-

mit the reachable precision.

3D PO SITIONING SYSTEM IN THE RANGE OF NANOMETERS

3D POSITIONING SYSTEM IN THE RANGE OF NANOMETERS | 35

Planar Air-guided Direct Drive SystemA planar aerostatically guided direct drive system,

off ers completely new options compared to conven-

tional systems and off ers the best preconditions for

a nanometric precise line movement with minimal

friction.

Figure 1: Principle of the planar drive system

Figure 1 shows schematically the confi guration of an

integrated planar direct drive system. The slider is

braced almost frictionless by the air bearings and

can move in x, y and rz. The drive force is generated

as Lorentz force between the frame-fi xed fl at coils

and the permanent magnet circuits that are moun-

ted to the slider’s underside. During regulated ope-

ration, the z-rotation of the slider rz is locked by fi eld

forces. The x-, y-position of the slider as well as the

rotation rz are measured by high-resolution plane

mirror interferometers. The system realized within

the scope of the research works at the IMMS has the

following performances:

• Traversing range 100 mm

• Acceleration max. 500 mm/s2

• Resolution of measuring x, y 0.1 nm

• Speed max. 30 mm/s

• Resolution of measuring rz 0.001 arcsec

• Moved mass 9.6 kg

Realized in this form – the simple kinematic struc-

ture with a direct driven slider as the only moving

part – off ers a combination of high dynamics and

highest precision.

Minimization of DisturbancesRegarding absolute precision up to the nanometer

range, the importance of both external and inter-

nal disturbances and their elimination respectively

minimization contributes signifi cantly to the achie-

vable precision. Friction forces have an especially

strong infl uence on the quality of the positioning.

By means of a planar air guide of the slider, these

forces drop almost completely in the hereby pre-

sented system, which makes a decisive diff erence

compared with roller guides applied in many cases

to conventional drive systems. For systems affl icted

with friction, especially in case of a shift in direction

of the axis movement, the friction forces and above

all the stick-slip-eff ect lead to considerable track er-

rors. Mostly they are by a manifold larger than the

track errors when moving continuously. Concerning

this matter, air-guided systems off er decisive ad-

vantages.


Figure 2 shows the air-guided planar drive system as-

sembled at IMMS.

Figure 2: Planar nano-positioning system

Positioning in the Range of Nanometers

Figure 3: Circular driving with planar drive system (circle Ø 25 nm, v = 100 nm/s)

Figure 3 shows a 25 nanometers circular driving of

this system. The depiction of the positioning signals

and the track errors clarify the effi ciency of the sys-

tem and above all the smooth passing through of

the reversal points of the axis movement. During

the complete movement, the deviation from the re-

ference track rests smaller than 1.8 nanometers. At

the same time the current system off ers a traversing

range of Ø 100 mm. A larger system is being assem-

bled at the moment.

The research works of SFB 622 and especially of

IMMS, are aimed at “reaching the limits of the tech-

nically feasible”. Even if other technical solutions in

the fi eld of semiconductor technology already work

with ca. 1 m/s and track errors of 4 nm – or even more

precisely – the achieved solutions can be referred to

a large and important step in development.

Particularly, when it comes to the combination of a

high positioning resolution and large planar operating

ranges (several 100 mm in x and y), the results of

IMMS rank among the internationally leading ones.

3D POSITIONING SYSTEM IN THE RANGE OF NANOMETERS | 37

Know-how for New Products For IMMS, the basic research and the results in this

fi eld form the basis for numerous innovations and

further developments. The hereby attained know-

how, transferred to absolutely new assignments of

tasks and applications of our industrial partners, will

be the corner stone for the development of novel

positioning systems with nanometer precision and

so the initial point for new innovative products and

methods.

Contact: Dipl.-Ing. Steff en Hessesteff [email protected]


SMARTIEHS – INTELLIGENT MEMS TEST SYSTEM ON WAFER LEVEL

MEMS (micro-electro-mechanical systems) consist

of one or more sensors, actuators and one electro-

nic control system on a substratum respectively on

a chip. Mostly their size is only a few micrometers

(example see fi gure 1). These tiny systems have un-

locked more and more new fi elds of application for

years now and cannot be imagined away from today’s

everyday life. We are confronted with them as pres-

sure and force sensors, in household appliances, but

also, for example, in tires, to warn of a sudden de-

crease in pressure. Their low size makes them to ide-

al microphones for mobile phones since a more and

more compact style is hereby substantial. Further-

more, they off er new functionalities due to their small

size, as for example the possibility of orientation of

the screen content to the position of the telephone.

But MEMS are also applied as acceleration sensors in

airbags, to inkjet print heads and much more. A mul-

titude of devices gets more compact, more reliable,

more effi cient and more capable due to the integra-

tion of MEMS

Figure 1: MEMS-Chain of only 500 micrometers Source: www.sandia.gov/media/NewsRel/NR2002/images/jpg/chain1.jpg

Figure 2: Typical application of MEMS

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SMARTIEHS – INTELLIGENT MEMS TEST SYSTEM ON WAFER LEVEL | 39

Optimized Test of MEMSThe fabrication processes of MEMS require a se-

quence of test steps for the monitoring of quality

and for the safeguarding of performance parame-

ters. Test procedures for MEMS applied so far, are

based on a sequential measurement of single com-

ponents and are therefore very time-consuming and

cost-intensive. With the project SMARTIEHS, a con-

cept for a parallel measurement system is imple-

mented, which allows to measure up to 100 MEMS

structures at the same time. Thereby, the measure-

ment of the parameters is eff ected directly on the

wafer, whereby following manufacturing steps like

separation, contacting and housing can be dropped,

if the defect of the component is detected.

Besides capture of geometric and topological pa-

rameters, the system allows by means of a static

and dynamic stimulation of the mostly membranous

structures also the capture of natural frequencies

and natural modes of the devices under test. These

are again a very good indicator for the correct beha-

vior of the MEMS component.

IMMS works on a clutch of diff erent, challenging,

constructive and control technical developmen-

tal tasks in the course of the project SMARTIEHS.

Hence, as an example, the whole conception of the

test system has been worked out, which integrates

the components of the project partners. Another

subtask is the development of the regulation of the

scanning unit. But IMMS brings in already existing

competences regarding development of hard- and

software for the processing of camera signals and

interconnects the MEMS test system software-sided

with a SUESS prober station PA200.

Novel Measurement MethodCore components of the system are micro-optical

processed interferometer matrices which measure

25 Dies each (MEMS structure within the wafer com-

posite) in the arranged laboratory sample. The ins-

pection system (fi gure 3) has thereby two diff erent

5 x 5 interferometer matrices, which are realized

as “probing wafer“. A laser interferometer (LI), Twy-

man-Green confi gured, permits the measurement

of dynamic parameters, like natural frequencies and

natural modes, whilst a low coherence interferome-

ter (LCI), Mirau confi gured, allows the measurement

of profi les respectively deformations. The evaluati-

on of interferometer signals is eff ected respectively

by a 5 x 5 matrix of smart pixels cameras.

Figure 3: Principle construction of SMARTIEHS instrument: optical unit (above), whole system (beneath)


By dint of the LI confi guration, from the determinati-

on of the natural frequencies of the structures, their

material tensions can be gathered, which are an im-

portant indicator for a correct manufacturing process

(fi gure 4). For that purpose, the MEMS under test are

stimulated electro-statically and the occurring oscil-

lations are detected via the LI matrix.

Figure 4: Interference pictures of fi ve channels, by LI matrix

The second confi guration (LCI) serves inter alia the

measurements of topology of MEMS structures. Du-

ring a test run at constant speed equidistant inter-

ference pictures (fi gure 5) of MEMS structures are

captured by dint of the LCI matrix, from which the

altitude profi le can be reconstructed very precisely.

Figure 5: Interference picture (left) and phase picture (right) of an IR sensor, measured by a LCI channel

Precision Drive allows Maximum AccuracyBoth measurement methods require a high-precis-

ion arrangement of the optical unit (lighting, beam

guidance and interferometer matrices) for the MEMS

wafer under test. Additionally, a relative movement

with 0.1 to 1 mm/s at a permanence of below one

percent has to be ensured for the topological mea-

surement by means of a LCI adjustment, whereupon

disturbing tipping may not infl uence the adjustment

towards the tested object.

The measurement by dint of LI matrix requires an

accuracy of positioning of below 10 nm, whereupon

the precize parallel adjustment of the optical unit to-

wards the MEMS wafer has to enable a pitching and

rolling movement of +/- 0.02 degrees.

The scanning unit, realized by IMMS, for the movement

of the optical unit consists of three plunger coil drives,

whose position is regulated by three high-resolution la-

ser interferometers. As solid body guidance of the scan-

ning unit serves three star-shaped compound springs,

which enable a very high stiff ness ratio within and

across the direction of movement. Thereby, a very stiff

mechanical connection of the inactively regulated axes

between optical unit and the device under test is ma-

naged. Additional coil springs compensate the weight

of the arrangement and lead to a drastic reduction of

energy within the plunger coil drives.

The approximate positioning of the MEMS wafer rela-

tively towards the scanning unit is eff ected by a probe

station (SUESS PA200), in which the total measuring ar-

rangement is integrated.

Figure 6: plunger coil drives of the scanning unit (on the left); schematic arrangement of the scanning unit developed at IMMS (on the right) which arranges the optical unit relatively towards the MEMS wafer and moves it precisely

SMARTIEHS – INTELLIGENT MEMS TEST SYSTEM ON WAFER LEVEL | 41

Parameter Identifi cation by Means of Dynamic MeasurementsBesides the capture of topological characteristics

of MEMS objects, especially the material tensions

within the MEMS, mostly arranged of several layers,

are determining for their correct functioning. If pro-

cess parameters deviate from the standards during

fabrication, undesired mechanical tensioning and

forming can lead to maloperation and to early fai-

lure of the components.

By dint of measurement of natural frequencies of

the MEMS components, their stress condition can be

gathered from a FE model.

An identifi cation tool, developed at IMMS, permits

now the detection of parameters depending on na-

tural frequency, as for example layer thickness or

stress, from the frequency response of the MEMS

component. The parameter range, to be captured

by measurements, is scanned before via FE simu-

lations and is polynomial approximated for easier

handling.

The initially not defi nite allocation of peaks of the

frequency response to the natural frequencies of

the systems is eff ected together with the actual

parameter identifi cation within an optimization sub-

module.

Effi cient and Fast TestsThe SMARTIEHS concept allows an effi cient and con-

siderably accelerated test of MEMS on wafer level by

the simultaneous measurement of several dozens of

Dies at the same time. Besides topological parame-

ters, also layer thicknesses and layer tensions can

be captured via frequency measurement on basis of

a parametric FE model.

The further works focus now on the gradual optimi-

zation of the interaction of all modules of the test

systems and the integration of a superior control.

Continuative, the system is to be checked for ap-

titude within a multitude of MEMS systems. The

determination of layer tensions and the elasticity

modulus in very thin layers are the center of these

processes.

The project SMARTIEHS is sponsored by EU/FP7-

ICT2007-2, project ID 223935.

Contact: Dr.-Ing. Christoph Schäff el christoph.schaeff [email protected]


MICRO-ELECTRONIC LIGHT SENSORS

Light is the most important medium through which we

humans perceive our world. The predominant part of

all sensory input we use for orienting ourselves in our

environment and for communicating with other hu-

man beings is received visually. Through our eyes, we

can sense the spatial distribution and temporal vari-

ations of the intensity and color of the ambient light.

From this stream of information, our brain derives

conclusions about distances, motion and properties

of objects and decodes the contents of written and

symbolic modes of communication. Consequently, for

the ubiquitous electronic information and automati-

on technologies that shape our life today, light plays

a major role as information carrier for man-machine

and machine-to-machine communication.

Photodiodes in Electronic DevicesLight-based electronic sensors and communication

systems require both light-emitting components,

such as LEDs or displays, as well as devices called

photodiodes, which are capable of converting light

signals into electrical signals for further processing.

It may not always be as obvious as in the case of the

megapixel image sensors built into digital cameras:

light sensors – consisting of photodiodes and elect-

ronic readout circuits – can nowadays be found in a

wide variety of industrial and consumer devices, such

as TV remote controls, DVD players, home cinema

systems, notebooks, or mobile phones. As these de-

vices are continually becoming smaller, more power-

ful, more energy-effi cient, and cheaper at the same

time, the performance requirements for light sensors

keep increasing proportionally. Electronic light sen-

sors have to be integrated in ever less space and off er

higher sensitivity and switching speed while consu-

ming less power. To ensure cost-effi cient mass pro-

duction, they should be manufactured using standard

fabrication processes for silicon integrated circuits.

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MICROELECTRONIC LIGHT SENSORS | 43

Optimization of Inte-grated PhotodiodesWithin in an industrial collaborative research pro-

ject supported by the federal state of Thuringia,

IMMS and X-FAB Semiconductor Foundries AG joint-

ly developed methods for integrating photodiodes

effi ciently into existing low-cost CMOS and BiCMOS

processes for the production of microelectronic cir-

cuits. The aim of this project was to optimize the

light sensitivity and switching speed of silicon pho-

todiodes over a wide spectral range from red light

to blue light. A photo detector integrated circuit, or

PDIC (which is the type of laser light sensor used in

PC data drives for reading and writing Blu-ray Discs,

DVD, and CD media), was chosen as a particular-

ly challenging lead application for demonstrating

the industrial practicability of the research results.

Based on the fi rst results on photodiode process in-

tegration, a PDIC for high-speed Blu-ray Disc drives

was designed by IMMS during the fi rst project year

and manufactured successfully by X-FAB (see the

Annual Report 2009 for a detailed description of the

PDIC).

Further Applications for Light SensorsDuring the second and fi nal year of the project,

further application areas for CMOS-based light

sensors have been explored, some of which diff er

greatly from Blu-ray Disc PDICs in terms of the cor-

responding technical requirements. In this context,

an integrated receiver for fi ber-optical data com-

munication with bit rates of greater than 100 MBit/s

as well as an ambient light sensor (ALS) have been

developed. The ALS evaluates the brightness of the

ambient light according to the characteristic of the

human eye and can be used in applications such as

smart building lighting systems or mobile displays

for controlling – and reducing – energy consumption

(see page 46 in this publication). While the prima-

ry requirement for Blu-ray Disc PDICs and optical

data receivers is high switching speed, the focus

during the development of an ambient light sen-

sor is on matching its spectral responsivity to that

of the human eye as well as on energy effi ciency.

Switching speed plays only a secondary role. Within

the framework of the project, functional solutions

based on monolithically integrated photodiodes and

CMOS/BiCMOS readout circuits were demonstrated

successfully for all considered applications.

Figure 1: Integrated optical receiver D3005A

Measurement Technology for Characterization and Modeling of Photodiodes

Figure 2: Beam profi le of the laser image on the wafer (λ = 400 nm)


In addition, IMMS focused on methodology develop-

ment for measuring and modeling the characteristics

of optoelectronic devices and circuits, which is a pre-

requisite for the design of integrated light sensors in

an industrial setting. The physical behavior of pho-

todiodes and sensor circuits must be measured pre-

cisely and modeled mathematically to provide circuit

designers with accurate simulation models for the ba-

sic components from which integrated light sensors

can be constructed. Precise characterization of opto-

electronic devices also requires very good knowledge

of the characteristics of the measurement rig setup

itself.

Figure 3: Optimization of micro-electronical circuits at the IMMS

Parameters such as the diameter and brightness pro-

fi le of the laser beam used to stimulate the photodio-

des, as well as the properties of the materials used to

fabricate the devices under test, have great infl uence

on the precision of the measurement results.

To quantify and understand these infl uence factors

one at a time, a set of test structures for the cha-

racterization of photodiodes and laser beam profi les

have been developed using several semiconductor

manufacturing processes from X-FAB. With the mea-

surement results thus obtained, the optical measu-

rement rig was calibrated and, subsequently, used to

determine the characteristics of the optoelectronic

components and circuits developed within the project

with the desired accuracy.

Figure 4: Measured eye diagram for 100 MBps PRBS pattern

Innovative Sensor SystemsOver the course of the project, the institute’s exis-

ting skills in design, simulation and test of integrated

CMOS light sensors have been enhanced signifi cant-

ly. The know-how gained during the development and

characterization of the demonstrator circuits (PDIC,

data receiver, ALS) can be transferred to further ap-

plication areas such as industrial sense-and-control

or biomedical systems. It will enable IMMS to off er a

wider range of R&D services for innovative optoelec-

tronic sensor system solutions in these and related

fi elds. Project partners are invited to share IMMS’s

experiences and service off erings within national and

international R&D collaboration programs.

Project title: “Modeling and optimization of photodio-

des and DVD front end amplifi er circuits”

Short title: TAB DVD photo diode

Grant no.: 2006 VF 0046

Contact:Dr.-Ing. Eckhard [email protected]


By means of the ambient light sensor D3010A, an

innovative circuit has been developed, which shows

at the same time, how circuit development can be

realized by IMMS from the idea up to the sample. The

ambient light sensor (ALS) permits, like shown in fi -

gure 1, to detect and evaluate the brightness of the

ambient light according to the perception of the hu-

man eye. This evaluation is eff ected by a threshold

control whereas ALS provides as output signal the

information “dark” or “bright” ambient light.

Figure 1: Functionality of the ambient light sensor D3010A

ALS D3010A is ideally suitable for mobile applica-

tions due to its low energy requirement of 40 µW

(operating voltage: 2.0 V), which can be reduced to

less than 5nW by “sleep mode” as well as due to its

low chip surface (without scribe lane) of 0.64 mm².

Furthermore, externally needed components for de-

fi nition of automatic thresholds as yet, are already

integrated.

Multitude of ApplicationsThe ambient light sensor can be applied wherever

visibility conditions must be adapted to the human

eye. In fi gure 2 you can see exemplarily a laptop and

a cell-phone. In terms of such products, the contrast

ratio of the displays depends on ambient light.

Figure 2: Application of ALS D3010A

In case ALS is integrated in a cell-phone or a laptop,

the ambient light can be detected with the sensibili-

ty of the human eye and evaluated by the threshold

control. With the information “dark” or “bright” am-

bient light, edited by ALS, it is possible to switch on

or off a background lighting for ideal contrast ratio.

At the same time the energy demand of the display

AMBIENT LIGHT SENSOR – CIRCUIT DEVELOPMENT AT IMMS FROM THE IDEA UP TO THE SAMPLE ©

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AMBIENT LIGHT SENSOR – CIRCUIT DEVELOPMENT AT IMMS FROM THE IDEA UP TO THE SAMPLE | 47

can be reduced. Furthermore, the application in

SMART-sensor systems is supposable. In compari-

son to other fabricants, the ALS D3010A off ers the

possibility to evaluate the ambient light and to re-

quire thereby only a low demand for power output.

The small chip surface saves production costs. The

end consumer benefi ts from the application of ALS

in various aspects. Mobile applications can be used

considerably longer (for example with one battery

charge), by switching off unnecessary background

lighting.

Technical Implementation of the Circuit DevelopmentFigure 3 shows the schematic construction of

ALS. With G1 and G0 you can chose between

three thresholds and the sleep mode. The three

thresholds correspond to the diff erent brightness

sensibilities of the human eye and are implemen-

ted by a modifi able electricity bank. The following

Schmitt trigger conduces to generate more steep

edges as well as to suppress switching operations

caused by noise. Hereafter, perturbations, eff ected

by mains frequency of artifi cial lighting, are preven-

ted by means of a fi lter. At the output OUT, a high

signal (bright ambient light) for lighting conditions

above the threshold, and a low signal (dark ambient

light) for lighting conditions below the threshold are

edited.

Figure 3: Block diagram of ALS D3010A

The spectral sensitivity of the sensor within ALS is

adapted to the human eye and has its maximum

sensitivity accordingly, as to be seen in fi gure 4, at a

wave length of about 555 nm.

Figure 4: Spectral sensitivity of ALS D3010ASource: X-FAB Semiconductor Foundries AG

The switching circuit is designed for an operating

voltage of 2.0 V to 3.6 V and has a current consump-

tion of less than 1 nA in the sleep mode. The chip

surface (without scribe lane) of the developed sam-

ple adds up to 0.8 mm x 0.8 mm, using the proces-

ses XH035 of X-FAB Semiconductor Foundries AG

and is for comparison of sizes opposed to the pic-

ture of a coin.

Figure 5: Sample in comparison with a one cent coin


From the Idea to the SampleThe development of a sample presupposes the imple-

mentation of the following processes: brainstorming,

electrical design, physical design (layout), wafer pro-

duction, packaging as well as samples. The process

fl ow and the competences of IMMS during the corres-

ponding processes are to be seen in fi gure 6.

Figure 6: Competencies of IMMS during fl ow

Based on market and feasibility analysis during the

fi rst process “idea”, a specifi cation is generated. Fol-

lowed up by a system simulation during “electrical

design”, whereby optimal system architecture is cho-

sen, respectively possible weak points are detected

betimes. From this results manual dimensioning as

well as optimization by means of latest EDA methodo-

logy. Both for electrical as well as for physical design,

IMMS off ers the complete portfolio. Floor planning,

block and top layout in the physi-

cal design are backed up likewise

by the latest methodologies like

“fl oorplanner” and “autorouter”.

The choice of package type, ne-

cessary during the process “pa-

ckaging” as well as development

of the test version, are likewise

aff ected by IMMS. The following

verifi cation is adopted by IMMS

measurement technology which

executes characterization, func-

tioning and production tests on

more than 120 square metres of

laboratory area. Furthermore fault

analysis and lifetime tests are pos-

sible. IMMS provides on request a

data sheet and demonstrators re-

garding the tested sample.

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hors

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Pixe

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AMBIENT LIGHT SENSOR – CIRCUIT DEVELOPMENT AT IMMS FROM THE IDEA UP TO THE SAMPLE | 49

SummaryThe correct function of the samples was proved by

an internal measurement technology whereby IMMS

has an innovative ambient light sensor available. The

sensor is characterized by integrated thresholds be-

sides a low power and Die area saving construction.

Especially the low-energy draft off ers the possibili-

ty for future advancements to integrate an energy

harvesting system. An ALS, functioning energy au-

tarkic, would shape possibilities of application and

areas of assignment certainly more multifaceted.

For this reason, ALS is an example that the chip de-

sign of IMMS – as the customer may expect it – can

be realized from the idea up to the sample applying

the latest design methodologies.

Support project: “Modeling and optimization of pho-

todiodes and DVD front end amplifi er circuits”

Short title: TAB DVD photodiode

Support code 2006VF0046

Author:Dipl-Ing. (FH) Glenn Methner

Contact:Dipl.-Ing. Holger [email protected]

© Harald Lapp / Pixelio


The BMBF (Federal Ministry of Education and Re-

search) research project OKTOPUS (Optimal Confi -

gurable Test Organization Platform with Support for

Synthesis) was fi nished successfully in September

2010, but will continue to improve our measurement

technology at IMMS. From 2007 until 2010, Konrad

Technologies (tester manufacturer), Atmel Germany

GmbH, X-FAB Semiconductor Foundries AG and Me-

lexis GmbH (semiconductor companies) as well as

Friedrich-Alexander University Erlangen-Nuremberg

and IMMS formed a project team to analyze modular

test platforms and their application in semiconductor

testers. The research topics included scalable tester

architectures, adaption and calibration solutions on

production level and a continuous test fl ow.

One Platform – Multiple ApplicationsThe test platform is based on a PXI rack with em-

bedded controller and works with LabView Software

(National Instruments). According to the actual test

problem it will be completed by tester instruments.

This concept allows a fl exible and cost eff ective test

solution.

Characterization of RF-IPs

Application: On-wafer test with automatic prober

control

Tester confi guration with 2.7 GHz RF-Suite and PMU.

Advantages:

• reduces test time by 50 %, compared

to IC-CAP measurements

• allows fl exible measurement data formats

and automated analysis

• can be reused for multiple IPs

THE PROJECT OKTOPUS AND THE FURTHER DEVELOPMENT OF MEASURE-MENT TECHNO-LOGY AT IMMS

THE PROJECT OKTOPUS AND THE ADVANCEMENT OF MEASUREMENT TECHNOLOGY AT IMMS | 51

Test of Optoelectronic ICs

Application: Analysis of light fi eld sensors

Tester confi guration with digital pins and PMU.

Advantages:

• a commercial load board can be used small

sized and mobile measuring station

• large-area optical stimulation, matches pro-

duction test conditions

• custom-designed user interface

MEMS-TestApplication: Development of procedures for the

parallel on-wafer testing of MEMS (this research pro-

ject is supported by EU).

Test with automatic probe control.

Advantages:

• the test platform can be integrated in a com-

plex tester assembly

• easy synchronization of components

Quality Management

Application: Parameter monitoring during wafer pro-

cess

Tester confi guration with digital pins and PMU.

Advantages:

• six times faster, compared to solutions with

HP82000 and external measurement devices

• low cost solution

• can be reused for diff erent semiconductor

technologies


Transfer of Know-howThe large application of the new techniques requires

a knowledge-transfer from the OKTOPUS project staff

to all other staff of the specifi c fi eld “industrial elect-

ronics and measurement technology” of IMMS. IMMS

will off er special training courses to get familiar with

the features of the new test system. Future users can

be trained in the fi elds system confi guration, funda-

mentals of programming, calibration of and test me-

thodology for special IMMS hardware solutions. Also

advanced training off ers for industrial partners are

under way. Currently four PXI / PXIe racks, completed

with further test instruments can be used for training

of IMMS internal or external users. Furthermore one

more station is reserved for student lab projects,

under graduate/graduate studies and feasibility stu-

dies.

Future TrendsFor a further increase in performance of these test

systems, development and application of FPGA based

tester instruments will be forced at IMMS. This can

be used to fulfi ll special requirements for test time,

asynchronous test applications and software defi ned

instruments.

From Research to Industrial ApplicationSince test methodology and adaption is similar to

industrial testers, these test platforms can migrate

from laboratory to production. In 2010 the new de-

signed PXI systems for RF test were used to perform

quality tests for industrial semiconductor fabrication.

Due to theses test systems, IMMS is able to develop

and provide effi cient test methods and solutions with

state-of-the-art test technology. New research and

industry projects will be implemented into these test

systems in the future. The main criteria for further

research are to reduce hardware cost and test time

as well.

The project OKTOPUS was funded by BMBF

Support code. 13 N 10345

Contact:Dr.-Ing. Klaus Fö[email protected]


NEW ELECTRONIC MEASUREMENT LABORATORY WITH INTERNA-TIONAL CLEAN ROOM STANDARD

In the microelectronic branch of IMMS, located in

the south-eastern region of Erfurt, a new advanced

electronic measurement laboratory had been opened

within the third quarter of 2010. Thereby, IMMS is able

to execute characterization and test of integrated cir-

cuits as well as the analysis of the reliability of elec-

tronic components and systems at an international

level.

120 m² of newly equipped laboratory space off er

enough room for the characterization and the test of

integrated circuits on wafer or for the analysis of reli-

ability of electronic components and systems.

International Quality StandardsIt is an important step for IMMS, that this laboratory

fulfi lls the requirements of clean room class 7 accor-

ding to DIN ISO 14644. In this clean room class less

than 400 particles with a diameter of 0.5 to 5 µm can

be found in one liter of air. Impurities and dust par-

ticles can heavily aff ect the reliability of electronics.

Therefore such working environments are a substan-

tial precondition to develop and produce sustainable

integrated circuits and systems with higher integra-

tion density. The clean room off ers optimal working

conditions for the staff of IMMS and its partners,

which are furthermore

corresponding to common

international quality stan-

dards.

The investment in new

technologies – like in this

case in the new measure-

ment laboratory – conso-

lidates the south-eastern

region of Erfurt as site of

micro-electronics and is at the same time an imple-

mented part of the future and innovation program

(ZIP) of the Ministry of Economic Aff airs, Employ-

ment and Technology of Thuringia. Therein, the state

of Thuringia admits to sponsorship of research and

technologies in the scope of seminal development

of measurement technology, control technology and

control engineering but also of optics/photonics, me-

dical engineering, power engineering and environ-

mental technologies as well as media technology and

energy-effi cient drive systems.

NEW ELECTRONIC MEASUREMENT LABORATORY WITH INTERNATIONAL CLEAN ROOM STANDARD | 55

Enhancement of the IMMS Line of Action The new electronic measurement laboratory will en-

large the fi elds of activity of IMMS and will deal with

the following assignments of tasks in the future:

• On-wafer measurements with the objective

of functional tests of integrated circuits and

the optimization of technology and design

processes of micro-electronics and micro-

systems technology.

• Research of novel and more effi cient test

methods in matter of test time, application

of cost eff ective test platforms as well as

the development of specifi c intelligent test

hardware.

• Characterization of components and circuits

on-wafer or as packaged component in a wide

temperature range of – 40 °C up to 300 °C.

• Analysis of reliability and endurance tests of

integrated circuits, components and systems,

according to international standards.

• Quality control of components and circuits.

Investment in InnovationThe staff of IMMS researches and develops innova-

tive and complex solutions with system approach,

from a holistic point of view. Methods of resolutions,

that can be implemented by means of simulation

and eff ective design methods in integrated circuits,

result from an idea or an industrial assignment of

tasks. In doing so producibility and high rate of yield

has to be assured by robust circuit technology. The

technical solution will be completed by the design

of PC-boards (hardware) and intelligence (software).

To test these solutions based on industrial standards

is an essentiell part in the development process. Ve-

rifi ability, reproduction, and the exact adjustment

to given specifi cations are indispensable and are

secured by the internal IMMS measurement tech-

nology. The new measurement laboratory therefore

opens up new possibilities for the implementation of

tests on the highest level.

Application fi elds of the tasks of IMMS are sensor

technology, optronics, industrial and automotive

electronics as well as telecommunication enginee-

ring and medical engineering.

Besides the processing of research projects, the

electronic measurement laboratory is also availa-

ble for the execution of test services for small and

medium-sized companies.

The IMMS demand for quality crosses all levels – from

integrated circuit to the point of holistic solution.

The options to unify everything under one umbrella

is the specifi cation of IMMS and off ers therefore the

precondition to bring up products out of ideas.

Special thanks go to the operating company for ap-

plications and technology centers Thuringia (BATT)

for the valuable support of establishing the neces-

sary infrastructure.


REFERENCE LIST [1] Cool Silicon, Energy Effi cient Information Techno-

logies by Means of Micro and Nano Technology

http://www.cool-silicon.de

[2] Gunnar Weiß, SHS – Smart Home Services, Next

Generation Technology Platform, dissertation, EL-

MUG Technology Conference, Suhl June 22 and 23,

2010 http://www.elmug4future.de/programm/23-ju-

ni-2010.html

[3] CBS – Customer Bautronic Systems, User Integra-

ted Building Control

http://www.customerbautronic.de

[4] Federal Ministry of Economics and Technology,

Development of Primary Energy in Germany, energy

data – extracted graphic, page 8, September 2010

[5] M. Götze, T. Rossbach, A. Schreiber, S. Nicolai,

H Rüttinger, Distributed In-house Metering via Self-

organizing Wireless Networks, IWK TU-Ilmenau, Sep-

tember 2010

[6] S. Engelhardt, E. Chervakova, A. Schreiber, T.

Rossbach, W. Kattanek, M. Götze, BASeKit – A Mo-

bile Measuring System for Building Automation,

sensor+test, May 2010


ORGANIGRAM ProprietorFree State of Thuringia TFM

Research Areas Administration Marketing

Scientifi c Managing Director Professor TU Ilmenau

Financial Managing Director

Scientifi c Advisory Board

Board of DirectorsTKM (Chair)TMWAT MAZeT, X-FABTFM TU Ilmenau

• Micro-electronics

• System Design

• Mechatronics

• Industrial Electronics and

Measurement Technology

• New Business Technologies

• Public Relations

• Controlling and Documenta-

tion

• Personnel and Financial

Acounting

• Project Controlling

• Offi ce, Procurement, Order

Processing

• IT Administration

SCIENTIFIC ADVISORY BOARD | BOARD OF DIRECTORS | 59

SCIENTIFIC ADVISORY BOARDChairman: Prof. Dr. Christian Brecher, Director of the Institute WZL of the RWTH Aachen, Research Area Machine Tools

Assitant Chairman: Olaf Mollenhauer, Managing Partner TETRA GmbH, Ilmenau

Honorary Member: Prof. Dr. habil. Eber-hard Kallenbach, Director of the Steinbeis-Transferzentrum Mechatronik, Ilmenau

Prof. Dr. Erich Barke,President Leibniz Universität Hannover, Faculty Computer Science

Dr. Herwig Döllefeld, Head of Research X-FAB-Semiconductor Foundries AG, Erfurt

Prof. Dr. Günter Elst, Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS/EAS, Director of the Instituts branch Entwurfsautomatisierung EAS, Dresden

Dr. Fred Grunert, Technical Director MAZeT GmbH, Jena

Prof. Dr. habil. Matthias Hein,Ilmenau University of Technology, RF and Microwave Research Laboratory

Prof. Dr. Olfa Kanoun, Chemnitz University of Technology, Vice-Dean Faculty Electrical and Information Engineering, Chair Measuring and Sensor Technology

Dr. Norbert Lenk, Director AJ IDC Geräteentwicklungsgesellschaft mbH Langewiesen, a company of Analytik Jena AG

Prof. Dr. Andreas Tünnermann, Scientifi c Director Friedrich Schiller University Jena, Chair Applied Physics

Dr. Michael Trutzel, Carl Zeiss Jena GmbH, Jena

BOARD OF DIRECTORSChairman: Dr. Jörg Prinzhausen, Thuringia Ministry of Education, Science and Culture

Univ. Prof. Dr.-Ing. Klaus Augsburg, Prorector Science, Ilmenau University of Technology, Faculty Mechanical Engineering

Dr. Erich Hacker, PolymerMat e.V., Plastic material cluster Thuringia

Dr. sc. Wolfgang Hecker, Director, MAZeT GmbH, Jena

Dr. Jens Kosch, Chief Technical Offi cer, X-FAB-Semiconductor Foundries AG

Thomas Weißenborn, Ministry of Finance Thuringia


PapersT. ELSTE & M. SACHS (02.-04.03.2010). Mobile Audio Dosi-meter for the prevention of noise-induced hearing impair-ments. Nürnberg: in Proceedings Embedded World 2010.

Dr. C. SCHÄFFEL & M. KATZSCHMANN (03/2010). Das Pa-rallelisieren von Motor- und Regelungsentwurf reduziert Entwicklungszeit und -kosten. Erschienen in MSR-Magazin – Automatisierungstechnik für Fertigung und Prozess.

D. KIRSTEN & Dr. D. NUERNBERGK (17.03.-19.03.2010). Evaluation of Low Leakage Currents using a Floating Gate Transistor. Glasgow, United Kingdom: in Proceedings of the 11th ULIS, International Conference on Ultimate Limits on Silicon 2010.

S. MICHAEL1, K. GASTINGER2, M. KUJAWINSKA3, U. ZEIT-NER4, J. ALBERO5, S. BEER6, R. MOOSBURGER7 & M. PIZZI8 (23.03.-24.03.2010). SMARTIEHS – a European Project for Parallel Testing of M(O)EMS. Como, Italy: Smart Systems Integration.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany 2 SINTEF IKT Optical measurement systems and data analysis, Trondheim,

Norway3 Warsaw University of Technology, IMiF, Warsaw, Poland4 Fraunhofer IOF, Jena, Germany5 CNRS FEMTO-ST, Besançon, France6 CSEM SA, Zurich, Switzerland7 Heliotis, Root Längenbold, Switzerland8 Techfab s.r.l., Chivasso, Torino, Italy

A. AMAR & T. COHRS (22.03.-24.03.2010). Adaptive gain control for high dynamic range optical receivers. Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

W. WU & M. ISIKHAN (22.03.-24.03.2010). Application of 3-D EM Simulation in Research of Integrated Inductors, System in Package (SiP) Design and Package Eff ects. Erfurt: in Pro-ceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

D. KIRSTEN & Dr. D. NUERNBERGK (22.03.-24.03.2010). Pro-grammierbare Präzisionsreferenzspannungsquelle durch Nutzung eines analogen Floating-Gate-Speicherelements. Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

Dr. B. DIMOV, Dr. C. LANG & Dr. E. HENNIG (22.03.-24.03.2010). A CMOS/BiCMOS Current Amplifi er Topology for Optoelectronic Receiver Applications – Symbolic Analy-sis and Design Rules. Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

E. SCHÄFER, D. KRAUßE, Prof. Dr. R. SOMMER & Dr. E. HEN-NIG (22.03.-24.03.2010). Gradientenbasierte Eigenwer-toptimierung zur Frequenzgangskompensation linearer Analogschaltungen. (Kooperation der TU Ilmenau & IMMS GmbH). Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

D. KRAUßE, E. SCHÄFER, Prof. Dr. R. SOMMER & Dr. E. HEN-NIG (22.03.-24.03.2010). Hierarchische Entwurfsmethodik mit automatischer Bottom-Up-Topologiemodifi kation und spezifi kationsgetriebener Dimensionierung. (Kooperation der TU Ilmenau & IMMS GmbH). Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

PUBLICATIONS 2010

PUBLICATIONS | PATENTS | TRADE SHOWS | 61

A. RICHTER (22.03.-24.03.2010). Symbolische Analyse von effi zienten Y/S-Parameter-Umrechnungen für N-Ports. Er-furt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

M. REINHARD, U. LIEBOLD, G. METHNER, M. MEISTER & Dr. D. NUERNBERGK (22.03.-24.03.2010). Testfeld zur Cha-rakterisierung von Laserspot-Größen zur Untersuchung und Modellierung des HF-Verhaltens von pin-Fotodioden. Erfurt: in Proceedings 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

P. FEBVRE1 & Dr. T. REICH² (01.04.2010). Superconductive Digital Magnetometers with Single-Flux-Quantum Electro-nics. In: IEICE TRANSACTIONS on Electronics, Vol.E93-C, No.4, pp.445-452. Tokyo, Japan: Maruzen Co., Ltd.1 IMEP-LAHC, UMR CNRS 5130, University of Savoie, Le Bourget du Lac

Cedex, France2 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme


Dr. V. BOOS (18.05.-19.05.2010). EDADB – eine Infrastruk-tur zur Dokumentation und Wiederverwendung von Schal-tungstopologien. Dresden: in Proceedings DASS 2010.

S. HESSE1, H.-J. BÜCHNER2, Prof. Dr. G. JÄGER2, Dr. C. SCHÄFFEL1, H.-U. MOHR1 & B. LEISTRITZ1 (31.05.-04.06.2010). First results of an interferometric controlled planar positioning system for 100 mm with zerodur slider. Delft, NL: 10. International Conference of the Euspen Soci-ety for Precision Engineering & Nanotechnology. 1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau2 Institut für Prozessmess- und Sensortechnik, TU Ilmenau, Ilmenau

Dr. C. SCHÄFFEL1, S. MICHAEL1, B. LEISTRITZ1, M. KATZ-SCHMANN1, N. ZEIKE1, K. GASTINGER2, M. KUJAWINSKA3, M. JOZWIK3 & S. BEER4 (31.05.-04.06.2010). Optical, me-chanical and electro-optical design of an interferometric test station for massive parallel inspection of MEMS and MOEMS. Delft, NL: 10. International Conference of the Eu-spen Society for Precision Engineering & Nanotechnology. 1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany2 SINTEF IKT Optical measurement systems and data analysis,

Trondheim, Norway 3 Institute of Micromechanics and Photonics, Warsaw University of

Technology, Warsaw, Poland4 CSEM Center Suisse d’Electronique et de Microtechnique SA, Zurich,

Switzerland


S. MICHAEL1, S. VOIGT2 & Dr. R. KNECHTEL3 (20.10-21.10.2010). Stressidentifi kation dünner Membranstruktu-ren mittels dynamischer Messungen. Chemnitz: 10. Chem-nitzer Fachtagung Mikromechanik & Mikroelektronik.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau 2 TU Chemnitz, Professur Mikrosystem- und Gerätetechnik, Chemnitz3 X-FAB Semiconductor Foundries AG, Erfurt

D. GLASER1, P. LU1, K. HELMREICH1, I. GRYL2, M. MEISTER2, A. LECHNER3, M. JEGLER3 & Z. KISS3 (27.10.-28.10.2010). Themenkreis Virtual Test und automatische Testplange-nerierung aus ATML. München: in Proceedings Virtuelle Instrumente in der Praxis VIP 2010.

1 LZS Universität Erlangen, Erlangen2 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau3 Konrad GmbH, Radolfzell

S. HESSE. (11/2010). Auf den Punkt gebracht – Nahezu reibungsfreies Nanopositioniersystem mit großem Ver-fahrbereich. Erschienen in Antriebstechnik – Kostruktion, Entwicklung und Anwendung von Antrieben und Steue-rungen.

B. BIESKE1 & K. GILLE2 (11/12-2010). Design & Charakteri-sierung von HF-IPs verschiedener Technologien unter Nut-zung modularer PXI-Testsysteme bis 6GHz. Erschienen in HF-Report. München: Baltz-Verlag.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme


S. ANDERS1, M.G. BLAMIRE2, F.-I. BUCHHOLZ3, D.-G. CRÉTÉ4, R. CRISTIANO5, P. FEBVRE6, L. FRITZSCH1, A. HERR7, E. IL’ICHEV1, J. KOHLMANN3, J. KUNERT1, H.-G. MEY-ER1, J. NIEMEYER3, T. ORTLEPP8, H. ROGALLA9, T. SCHU-RIG10, M. SIEGEL11, R. STOLZ1, E. TARTE12, H.J.M.ter BRAKE 9, Prof. Dr. H. TÖPFER8,13, J.-C. VILLEGIER14, A.M. ZAGOS-KIN15 & A.B. ZORIN3 (15.12.2010). European roadmap on superconductive electronics – status and perspectives. In: Physica C: Superconductivity, Volume 470, Issues 23-24, Pages 2079-2126. Amsterdam, NL: Elsevier Science BV.1 Institute of Photonic Technology (IPHT), Department of Quantum

Detection, Jena, Germany2 University of Cambridge, Department of Materials Science, Cambridge,

United Kingdom3 Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig, Germany4 Unité Mixte de Physique CNRS/THALES, Palaiseau, France


5 Istituto di Cibernetica CNR, Napoli, Italy6 University of Savoie, IMEP-LAHC, Le Bourget du Lac Cedex, France7 Chalmers University of Technology, Department of Microtechnology and

Nanoscience – MC2, Göteborg, Sweden8 Technische Universität Ilmenau, Theoretische Elektrotechnik, Ilmenau,

Germany9 University of Twente, Fac. Science and Technology, Enschede, The

Netherlands10 Physikalisch–Technische Bundesanstalt (PTB), Berlin, Germany11 Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Mikro- und

Nanoelektronische Systeme, Karlsruhe, Germany12 The University of Birmingham, Electronic, Electrical & Computer

Engineering School of Engineering, Birmingham, United Kingdom13 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany14 CEA Grenoble, Nanosciences & Cryogenics Institute, Grenoble, France15 Loughborough University, Department of Physics, Loughborough, United

Kingdom

PresentationsDr. W. SINN (23.02.2010). GALILEO – Regionale Initiativen in Deutschland & Konvergenz zur Identifi kation. Berlin: AMA-Wissenschaftsrat.

B. BIESKE1 & K. GILLE2 (28.02.-02.03.2010). Charakterisie-rung von HF-Zellen verschiedener Technologien unter Nut-zung modularer PXI-Testsysteme. Paderborn: 22nd ITG/GI/GMM Workshop „Testmethoden und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen“ (TuZ 2010).1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme


M. REINHARD, M. MEISTER, U. LIEBOLD, T. COHRS & Dr. D. NUERNBERGK (28.02.-02.03.2010). Erhöhung der Testqua-lität für optoelektrische Schaltungen durch Charakterisie-rung des Strahlprofi ls. Paderborn: 22nd ITG/GI/GMM Work-

shop „Testmethoden und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen“ (TuZ 2010).

I. GRYL, G. KROPP & R. PARIS (28.02.-02.03.2010). Entwurf und Einsatzerfahrungen eines fl exibel konfi gurierbaren PXI Testsystems für on-wafer Messungen im Halbleiterbereich. Paderborn: 22nd ITG/GI/GMM Workshop „Testmethoden und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen“ (TuZ 2010).

T. ELSTE (03.03.2010). Mobile Audio Dosimeter for the pre-vention of noise-induced hearing impairment. Nürnberg: Embedded World Conference.

S. LANGE (09.03.2010). Entwurf eines PDICs für 12fach Blu- ray Schreib- und Leselaufwerke. Erfurt: 45. Mikroelektronik-Seminar.

S. LANGE, H. PLEß & Dr. E. HENNIG (11.03-12.03.2010). Entwurf eines PDICs für 12fach Blu-ray Disc Schreib- und Leselaufwerke. Ulm: 12. Workshop Analogschaltungen.

S. MICHAEL (24.03.2010). Parameter Identifi cation of Mem-brane Structures – Chances and Limitations. Grenoble, France: SSI 2010 – MEMUNITY Workshop.

B. BIESKE (21.04- 22.04.2010). Design & Charakterisierung von HF-IPs verschiedener Technologien unter Nutzung modularer PXI-Testsysteme bis 6GHz. Hamburg: RADCOM 2010-Radar, Communication and Measurement.

S. ENGELHARDT, E. CHERVAKOVA, W. KATTANEK & T. ROSS-BACH (23.04.2010). Modulare Systemplattform für drahtlo-se Sensornetzwerke. Dresden: 4. Innovationsforum „Soft-ware Saxony“.

S. SCHRAMM (23.04.2010). Optimierung industrieller Echt-zeitanwendungen auf Basis von Open-Source-Technologi-en. Dresden: 4. Innovationsforum „Software Saxony“, TU Dresden.

W. KATTANEK (23.04.2010). Software-based energy ma-nagement for wireless sensor systems. Dresden: 4. Innova-tionsforum „Software Saxony“, TU Dresden.

M. MEISTER (05.05.2010). Testmöglichkeiten auf Waferebe-ne am IMMS. Erfurt: 49. Mikroelektronik-Seminar.

Dr. V. BOOS (18.05.-19.05.2010). EDADB – eine Infrastruk-tur zur Dokumentation und Wiederverwendung von Schal-tungstopologien. Dresden: DASS 2010.

Dr. E. HENNIG (19.05.2010). Ein Fotodetektor-IC für Blu-ray-Disc-Laufwerke mit 12-facher Schreib- und Lesegeschwin-digkeit. Dresden: 5. Silicon Saxony Day, Mikroelektronik-Forum.

Dr. W. SINN (19.05.2010). Konvergenz von Navigation und Sensorik – Quelle neuer Wertschöpfung. Dresden: 5. Silicon Saxony Day, SatNav Saxony Workshop.

G. NITSCHE & K. AGLA (18.05-19.05.2010). SystemC (-AMS) zur frühzeitigen Validierung und Optimierung des System-konzeptes komplexer Smart-Sensor-Systeme. Dresden: 5. Silicon Saxony Day.

S. ENGELHARDT, E. CHERVAKOVA, W. KATTANEK, T. ROSS-BACH, Dr. A. SCHREIBER & M. GÖTZE (18.05. - 20.05.2010). BASe-Kit – Ein mobiles Messsystem für die Gebäudeauto-mation, BASe-Kit – A mobile measurement system for buil-ding automation. Nürnberg: SENSOR+TEST 2010, 17. Inter-


nationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik.

Dr. W. SINN (08.06.2010). Erfolgskritisches Wissen bewer-ten und entwickeln – Praxisbericht. Ilmenau: TU Ilmenau (Ringvorlesung).

T. SATTEL1, R. VOLKERT1, S. HESSE2, Dr. C. SCHÄFFEL2 (14.06.-16.06.2010). Planar Magnetic Drives and Bearings for Multi-Axis Nanopositioning Machines with Large Travel Ranges. Bremen: Actuator 2010.1 Mechatronics Group, Department of Mechanical Engineering, Ilmenau

University of Technology, Ilmenau2 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau

K. GASTINGER1, M. KUJAWINSKA2, U. ZEITNER3, C. GORE-CKI4, Dr. C. SCHÄFFEL5, S. BEER6, R. MOOSBURGER7, M. PIZZI8 (12.04.-16.04.2010). Next generation test equip-ment for micro-production. Brüssel, Belgien: Photonics Europe 2010.1 SINTEF IKT Optical measurement systems and data analysis,

Trondheim, Norway2 Warsaw University of Technology, IMiF, Warsaw, Poland3 Fraunhofer IOF, Jena, Germany4 CNRS FEMTO-ST, Besançon, France5 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany 6 CSEM SA, Zurich, Switzerland7 Heliotis, Root Längenbold, Switzerland8 Techfab s.r.l., Chivasso, Torino, Italy

K. GASTINGER1, M. KUJAWINSKA2, U. ZEITNER3, C. GORE-CKI4, Dr. C. SCHÄFFEL5 (20.06.-23.06.2010). SMARTIEHS – The interferometric test station for parallel inspection of MEMS and MOEMS. Nałęczów, Polen: 11th Scientifi c Confe-rence Optoelectronic and Electronic Sensors COE.

1 SINTEF IKT Optical measurement systems and data analysis, Trondheim, Norway

2 Warsaw University of Technology, IMiF, Warsaw, Poland3 Fraunhofer IOF, Jena, Germany4 CNRS FEMTO-ST, Besançon, France5 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme


Dr. W. SINN (23.06.2010). Energieversorgung im Span-nungsfeld. Suhl: ELMUG-Technologiekonferenz „elmug4fu-ture“.

Prof. Dr. H. TÖPFER (23.06.2010). Komplexitätsaspekte in drahtlosen Sensornetzwerken. Suhl: ELMUG-Technologie-konferenz „elmug4future“.

Dr. F. SPILLER (23.06.2010). Applikationsspezifi scher Ent-wurf mechatronischer Direktantriebe. Suhl: ELMUG-Tech-nologiekonferenz „elmug4future“.

S. UZIEL (23.06.2010). Sensornahe Signalverarbeitung. Suhl: ELMUG-Technologiekonferenz „elmug4future“.

W. KATTANEK (21.07.2010). Praktische Aspekte der Ge-staltung von drahtlosen Sensornetzwerken. Ilmenau: Ein-geladener Vortrag zum Institutskolloquium des Instituts für Informationstechnik der Technische Universität Ilme-nau.

A. AMAR (11.08.2010). Design of optical receivers (System and circuit level approaches). Erfurt: 50. Mikroelektronik-Seminar.

Dr. W. SINN (26.08.- 27.08.2010). Satellitennavigation für Inspektionen in Land- & Forstwirtschaft. Jena: 8th NEMO-SpectroNet Forum.

Prof. Dr. H. TÖPFER1 & I. PETRINSKA2 (11.09.2010). Energy harvesting for wireless sensor networks. Sofi a, Bulgarien: Eingeladener Vortrag zum internationalen PhD Seminar on Computational Electromagnetics and Optimization in Electrical Engineering CEMOEE 2010.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany 2 Technical University of Sofi a, Bulgaria


M. GÖTZE1, T. ROSSBACH1, Dr. A. SCHREIBER1, S. NICOLAI² & H. RÜTTINGER² (14.09.2010). Distributed in-house me-tering via self-organizing wireless networks. Ilmenau: In-ternationales Wissenschaftliches Kolloquium (IWK), Tech-nische Universität Ilmenau.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau2 Fraunhofer Application Center for Systems Engineering, Ilmenau

S. LANGE, Dr. B. DIMOV, Dr. T. REICH & Dr. E. HENNIG (04.-06.10.2010). Realisierung eines PDICs für 12fach Blu-ray-Disc-RW Laufwerke mit Hilfe neuartiger effi zienter Entwurfsmethodiken. Miltenberg: Kleinheubacher Tagung 2010.

Dr. W. SINN & Dr. T. HUTSCHENREUTHER (07.-08.10.2010). Konvergenz von Navigation, Identifi kation und Sensorik. Lichtenwalde: Sensorsysteme 2010, 10. Leibniz Confe-rence of Advanced Science.

S. SCHRAMM (28.10.2010). Echtzeitanwendungen mit Li-


Dr. W. SINN (15.12.2010). Intelligent Street Control with Mo-bile Infrared Imaging. Jena: 9th NEMO-SpectroNet Forum.

PostersI. GRYL, G. KROPP & R. PARIS (28.02.-02.03.2010). Entwurf und Einsatzerfahrungen eines fl exibel konfi gurierbaren PXI-Testsystems für on-wafer Messungen im Halbleiterbe-reich. Paderborn: 22nd ITG/GI/GMM Workshop „Testmetho-den und Zuverlässigkeit von Schaltungen und Systemen“ (TuZ 2010).

K. AGLA (08.03.2010-12.03.2010). From SystemC to Real Hardware. Dresden: Date 2010 – Design, Automation & Test in Europe.

D. KIRSTEN & Dr. D. NUERNBERGK (17.03.-19.03.2010). Evaluation of Low Leakage Currents using a Floating-Gate Transistor. Glasgow, UK: Ultimate Integration on Silicon.

A. AMAR & T. COHRS (22.03.-24.03.2010). Adaptive gain control for high dynamic range optical receivers. Erfurt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

W. WU & M. ISIKHAN (22.03.-24.03.2010). Application of 3-D EM-Simulation in Research of Integrated Inductors, System in Package (SiP) Design and Package Eff ects. Erfurt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

D. KIRSTEN & Dr. D. NUERNBERGK (22.03.-24.03.2010). Pro-grammierbare Präzisionsreferenzspannungsquelle durch Nutzung eines analogen Floating-Gate-Speicherelements. Erfurt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

A. RICHTER (22.03.-24.03.2010). Symbolische Analyse von effi zienten Y/S-Parameter-Umrechnungen für N-Ports. Er-furt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

M. REINHARD, U. LIEBOLD, G. METHNER, M. MEISTER & Dr. D. NUERNBERGK (22.03.-24.03.2010). Testfeld zur Charak-terisierung von Laserspot-Größen zur Untersuchung und Modellierung des HF-Verhaltens von pin-Fotodioden. Er-furt: 11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010.

B. BIESKE1, M. LANGE2 & S. BEYER2 (22.03.-24.03.2010). Test von diff erentiellen 2,4 GHz IEEE 802.15.4 / ZigBeeTM ICs: Grenzen und Möglichkeiten. Erfurt: 11. ITG/GMM-Fachta-gung ANALOG 2010.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme

gemeinnützige GmbH, Ilmenau 2 Atmel Germany GmbH, Heilbronn

A. JÄGER1 & K. GILLE2 (04.05.-05.05.2010). X-FAB PLL De-monstrator – Increase in design effi ciency by the use of high abstraction level modelling and mixed-level simulati-on. Hannover: 4. edaWorkshop.1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme


K. AGLA (04.05.-05.05.2010). From SystemC to Real Hard-ware. Hannover: 4. edaWorkshop.

S. HESSE1, H.-J. BÜCHNER2, Prof. Dr. G. JÄGER2, Dr. C. SCHÄF-FEL1, H.-U. MOHR1 & B. LEISTRITZ1 (31.05.-04.06.2010). First results of an interferometric controlled planar positioning system for 100 mm with zerodur slider. Delft, NL: 10. In-ternational Conference of the Euspen Society for Precision Engineering & Nanotechnology.

nux – quantitativer Vergleich verschiedener Ansätze am Beispiel einer EtherCAT®-Echtzeitkommunikation für eine ARM9-Plattform. Mittweida: 12. Informatik-Tag.

H.-U. MOHR, Dr. F. SPILLER & N. ZEIKE (03.11-04.11.2010). Entwicklung eines magnetische Direktantriebes für gro-ße Verfahrbereiche mit sub-µm-Genauigkeit. Winterthur, Schweiz: Internationales Forum Mechatronik 2010.

Dr. W. SINN (04.11.2010). Die intelligente Straße. Stuttgart: POSITIONs 2010, SatNav-Anwender Kongress.

S. ENGELHARDT (05.11.2010). Energieeffi zienz als Heraus-forderungen beim Entwurf drahtloser Sensornetzwerke in der Gebäudeautomation. Karlsruhe: Hitex Workshop ener-gieeffi ziente Systeme.

Dr. W. SINN (05.11.2010). Mobilkommunikation & Satelli-tennavigation – Quelle für neue Anwendungen. Ilmenau: TU Ilmenau (Gastvortrag).

Prof. Dr. H. TÖPFER (10.11.2010). Drahtlos vernetzte Sen-sorsysteme zur Erhebung von Messgrößen zur Gebäudeau-tomation. Jena: 33. Stammtisch „Automatisierungstech-nik“ Fachhochschule Jena.

G. METHNER (07.12.2010). IMMS Ambient light sensor D3010A – Entwicklung, Charakterisierung, Anwendung so-wie die Kompetenzen des IMMS von der Idee bis hin zum Sample. Erfurt: 54. Mikroelektronik-Seminar.

Dr. W. SINN (09.-10.12.2010). Satellitennavigation und Identifi kation – Zukunftstechnologien mit enormen Markt-zuwächsen. Dresden: 4. RFID-Symposium.


1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnüt-zige GmbH, Ilmenau, Germany

2 Institut für Prozessmess- und Sensortechnik, TU Ilmenau, Ilmenau, Germany

Dr. K. FÖRSTER (05.10.-07.10.2010). OKTOPUS: Anwen-dungsfelder Halbleitertest. Randolfzell: Projektabschluss-Meeting.

DissertationD. KIRSTEN (Dezember 2010). Entwicklung, Entwurf und Anwendung von nichtfl üchtigen Analogwertspeicherele-menten auf Basis von Floating-Gate-Speicherzellen in ei-ner Standardtechnologie. IMMS GmbH, Ilmenau

Patents Dr.-Ing. C. SCHÄFFEL. Vorrichtung zur Positionsbestim-mung eines Läuferelements in einem Planarantrieb und dergl. Bewegungssystem(6D)

Dipl.-Math. D. KAROLEWSKI, Dipl.-Math. M. KATZSCH-MANN, Dipl.-Ing. H.-U. MOHR, Dr.-Ing. C. SCHÄFFEL, Dr.-Ing. F. SPILLER, Dipl.-Ing. N. ZEIKE. Mehrkoordinaten-direktantrieb

Dipl.-Ing. D. KRAUSSE, Dr.-Ing. E. HENNIG, Dipl.-Ing. E. SCHÄFER, Prof. Dr.-Ing. R. SOMMER. Verfahren zur auto-matischen Topologiemodifi kation beim Entwurf von ana-logen integrierten Schaltungen

Trade Showsembedded world 02. - 04. March Nuremberg OSADL shared booth

11. ITG/GMM-Fachtagung ANALOG 2010 22. - 24. March Erfurt Organizer: IMMS

Lange Nacht der Technik Ilmenau 28. May 2010 IlmenauOrganizer: Ilmenau University of Technology

Bonding 03. - 04. May Dresden

Silicon Saxony Day 18. - 19. Mai 2010 Dresden

D&E Entwicklerforum "Embedded-System-Entwicklung" 19. - 20. October 2010 Ludwigsburg OSADL shared booth

inova 20. October 2010 Ilmenau

SPS/IPC/Drives 2010 23. - 25. November 2010 Nuremberg OSADL shared booth

Precision Fair 2010 01. - 02. December 2010Veldhoven/Eindhoven (NL)

ELMUG shared booth

electronica 2010 09. - 12. December 2010 Munich OSADL shared booth

JAHRESBERICHT 2010

15

ZUKUNFT IST JETZT

ANNUAL REPORT 2010

15

FUTURE IS NOW

jahresbericht imms

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