Forschungsprojekt HOPBIT am IHP – Förderung für die Zukunft

EU-Förderung in Brandenburg ist unfassbar vielfältig. Das überraschte mich während des Projektes #BrandenburgDaGehtWas immer wieder und stand in vielen meiner Berichte im Vordergrund. So wurde ein Gastronom vorgestellt, der mit Hilfe eines Mikrokredites seinen Restaurantbetrieb zum Laufen brachte, ein Unternehmer, der innovative Wasserfilter erfand oder ein Naturpark, in dem ein Leitsystem für Touristen entwickelt wurde.

Die Aussagen der Fördergeldempfängerinnen und -empfänger lassen sich nach 22 Projektbesuchen so komprimieren: Für jede Idee, Innovation oder Lage findet sich mit ein bisschen Recherche die richtige Förderung. Oft habe ich dabei betont, dass man für eine solche Förderung keine Raketenwissenschaft studiert haben muss. Das sollte verdeutlichen, dass jede Unternehmerin und jeder Unternehmer und jede Privatperson mit einer wertvollen Idee auf die Unterstützung der EU-Förderung setzen kann.

In diesem Moment, als mir das nochmals klar wird, bin ich auf dem Weg nach Frankfurt (Oder). Der letzte Projekttermin steht an. Ich fahre zum IHP, dem Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik. Was hier erforscht wird, hat deutlich mehr mit der synonym verwendeten Raketenwissenschaft zu tun, als jedes andere von mir besuchte Projekt zuvor.

 

Das IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

 

Prof. Dr. Mai, Dr. Steglich und Steven (v.l.)

IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik

Bereits 1983 wurde das IHP, damals noch Institut für Halbleiterphysik, in Frankfurt (Oder) gegründet. Heute liegt das Institut im Technologiepark am südwestlichen Ende der Stadt und beschäftigt mehr als 300 Mitarbeiter. Etwa die Hälfte der Angestellten sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die an der Entwicklung von siliziumbasierten Systemen, Höchstfrequenz-Schaltungen und Technologien für die drahtlose und Breitbandkommunikation forschen. Dabei ist das Institut vor allem darauf spezialisiert Prototypen und Kleinserien zu entwickeln. Große Serienproduktionen finden dann auf Basis der hier getätigten Entwicklungen an anderer Stelle statt, denn am IHP geht es vor allem um Forschung und Innovation.

Die erforschten Technologien finden weltweit Anwendung in der Telekommunikation, Halbleiter- und Autoindustrie, Luft- und Raumfahrt sowie in der Telemedizin.

 

 

 

Projekt HOPBIT für die hochbitratige Datenübertragung

Am IHP werden viele Projekte vom EFRE gefördert. Seit 2007 betrug die gesamte Fördersumme ganze 56 Millionen Euro. Eines der geförderten Projekte ist HOPBIT. Die sehr einprägsame Abkürzung steht für Hybride Silizium-Organik Photonik für die hochbitratige Datenübertragung.

Die Idee zu der Abkürzung stammt vom Leiter der Abteilung Technologie am IHP und Professor für Mikro- und Nanoelektronik an der TH Wildau, Prof. Dr. Andreas Mai. „Es ist schon ein einprägsames Akronym, das im Gedächtnis bleibt“, wie er mit einem schelmischen Lächeln meint, als ich ihn und seinen Kollegen Dr. Patrick Steglich, Wissenschaftler am IHP und Dozent an der TH Wildau, treffe. Auf den Ideen und Überlegungen der beiden Wissenschaftler beruhen die Forschungen im Projekt HOPBIT, zu denen sie mir Rede und Antwort stehen und es schaffen, das komplizierte Thema einem Laien zu erklären.

Mit dem Projekt HOPBIT wird letztendlich ein neuer Weg der Datenübertragung erforscht. Wir alle erzeugen täglich Daten und lösen Datenübertragungen aus. Zum Beispiel dann, wenn du ein Urlaubsbild per Whatsapp an die Familie schickst, ein Video auf Youtube anschaust, eine Suchanfrage bei Google auslöst oder diesen Text hier im Internet liest. In unfassbarer Geschwindigkeit findet in diesen Momenten eine Datenübertragung vom jeweiligen Server zu deinem Smartphone bzw. Computer statt. Und genau diese Datenübertragung gilt es zu optimieren. Dabei geht es nicht nur darum, die Übertragung schneller zu machen, sondern auch energieeffizienter.

Das geschieht im Projekt HOPBIT mit Hilfe einer Kombination von Silizium und Organik. „Silizium ist das treibende Element der Mikroelektronik“, sagt Prof. Mai. Aber ein Mikrochip hat Grenzen bei seiner Geschwindigkeit und Energieverbrauch. Am IHP werden nun Synergieeffekte zwischen Silizium und organischem Material genutzt, um einen leistungsstärkeren und weniger energieverbrauchenden Chip zu entwickeln.

Moderne Datenübertragungen funktionieren mit Hilfe von Glasfaserkabeln. Der Informationsträger der Glasfasertechnologie ist das Licht. Dr. Steglich vergleicht diese Übertragung von Informationen mit einem Morsecode. Der bekannteste Morsecode ist SOS, er wird vermittelt über drei kurze (S), drei längere (O) und nochmal drei kurze (S) (Licht-)signale. Der Empfänger dieser Lichtsignale kann die Information entschlüsseln und weiß, dass am Ausgangspunkt der Lichtsignale jemand in Gefahr ist.

Im Projekt HOPBIT übernimmt diese Ver- und Entschlüsselung der neu entwickelte Chip. Er befindet sich vor dem Glasfaserkabel, verschlüsselt die zu übermittelnden Informationen in eine Lichtfrequenz und entschlüsselt sie am anderen Ende der Leitung wieder. Das geschieht etwa eine Milliarde Mal schneller, als wir in der Lage sind, einen Lichtschalter ein- und auszuschalten.

So sieht ein so genannter Wafer aus. Auf dieser Scheibe befinden sich die Mikrochips, die später aus dem Wafer geschnitten werden.

Der vom IHP entwickelte Chip soll vor allem in Serverfarmen Anwendung finden und dort die Datenübertragung optimieren. Besonders die Reduzierung des Energieverbrauchs ist dabei wichtig. Google verbraucht beispielsweise kontinuierlich 260 Millionen Watt. Damit könnte eine Großstadt mit 200.000 Haushalten versorgt werden. Der Energieverbrauch eines typischen Nutzers im Monat entspricht dem Verbrauch einer 60-Watt-Glühbirne bei dreistündiger Brenndauer. Diesen Energieverbrauch zu senken, wäre eine große Leistung. Und genau daran wird in Brandenburg mit Hilfe des EFRE geforscht. Spannend, oder?