Centrum Zaawansowanej Elektroniki Drezno

Centrum Zaawansowanej Elektroniki w Dreźnie (cfaed)
Przyjęty 2012
Misja badanie nowych technologii elektronicznego przetwarzania informacji
Centrum badania interdyscyplinarne i promocja naukowców rozpoczynających karierę oraz równowaga płci
Krzesło prof. dr inż. Gerharda Fettweisa
Personel 300 naukowców, 60 badaczy
Kluczowi ludzie prof. dr inż. Gerhard Fettweis , prof. dr Karl Leo , dr Uta Schneider , prof. Jeronimo Castrillon , prof. Markus Krötzsch , prof. Xinliang Feng , prof. Stefan Mannsfeld , prof. Akash Kumar , prof . Thomas Mikolajick , prof . prof. Stefan Diez , prof. Andreas Richter , prof. Thorsten Strufe , prof. Marino Zerial
Budżet 34 miliony euro
Adres Würzburgerstr. 46
Lokalizacja
Drezno, Niemcy
Strona internetowa https://cfaed.tu-dresden.de/

Centre for Advancing Electronics Dresden ( cfaed ) Technische Universität Dresden jest częścią Inicjatywy Doskonałości niemieckich uniwersytetów . Klaster doskonałości w dziedzinie mikroelektroniki jest finansowany w latach 2012-2017 przez Niemiecką Wspólnotę Badawczą (DFG ) i zrzesza około 60 badaczy i ich zespoły z 11 instytucji, aby wspólnie działać na rzecz osiągnięcia ambitnych celów klastra. Koordynatorem jest prof. dr inż. Gerhard Fettweis, Katedra Systemów Komunikacji Mobilnej. Klaster zrzesza zespoły z dwóch uniwersytetów i kilku instytutów badawczych w Saksonii: Technische Universität Dresden, Technische Universität Chemnitz , Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Leibniz Institute for Polymer Research Dresden eV (IPF), Leibniz Institute for Solid State i badań materiałowych w Dreźnie (IFW), Instytut Biologii Komórki Molekularnej i Genetyki im. Maxa Plancka (MPI-CBG), Instytut Fizyki Układów Złożonych im. Maxa Plancka (MPI-PKS), Laboratorium Materiałów Nanoelektronicznych gGmbH (NaMLab), Instytut Fraunhofera ds. Nano Systems (Fraunhofer ENAS), Instytut Technologii i Systemów Ceramicznych im. Fraunhofera (Fraunhofer IKTS) oraz Instytut Technologii Pomiarów i Czujników im. Kurta Schwabe Meinsberg eV (KSI). Około 300 naukowców z ponad 20 różnych krajów pracuje w dziewięciu ścieżkach badawczych, aby zbadać całkowicie nowe technologie elektronicznego przetwarzania informacji, które pokonują ograniczenia dominującej dziś technologii CMOS .

Pozycja i budowa instytucjonalna

Jeden z budynków naukowych i siedziba organizacyjna cfaed znajduje się w Dreźnie-Plauen , Würzburger Straße 46. W maju 2015 r. na terenie kampusu TU Dresden rozpoczęto budowę nowego budynku cfaed. Budynek ma zostać ukończony pod koniec 2017 roku i pomieści nowe laboratoria, sale seminaryjne i biura.

Historia

Wstępna propozycja cfaed jako Klastra Doskonałości została przedłożona DFG w sierpniu 2011 r. 15 lipca 2012 r. Centrum Zaawansowanej Elektroniki Drezno (cfaed) uzyskało status Klastra Doskonałości w drugiej rundzie finansowania rządu niemieckiego Excellence Inicjatywa. W ciągu pięcioletniego okresu finansowania, który rozpoczął się w listopadzie 2012 r., klaster otrzymuje około 34 mln euro dotacji. Pierwsza faza finansowania potrwa do października 2017 r.

3 kwietnia cfaed złożył jeden z ośmiu projektów propozycji nowej linii finansowania „TUD Clusters of Excellence”. 28 września 2017 r. TUD pozna, ile projektów wniosków zostanie zaproszonych do składania wniosków pełnych. Rok później, 27 września 2018 r., zostanie ogłoszone, które Klastry Doskonałości odniosły sukces. Zostaną one następnie sfinansowane na początkowy okres siedmiu lat, począwszy od 2019 r. W przypadku wybrania co najmniej dwóch klastrów doskonałości TUD, TUD będzie mógł ubiegać się o drugą linię finansowania „University of Excellence”, dla której nabór wniosków planowany jest na połowę grudnia 2018 r.

Kierunek i program badań

Nowe technologie elektronicznego przetwarzania informacji inspirowane są innowacyjnymi materiałami, takimi jak nanoprzewody krzemowe, nanorurki węglowe czy polimery, lub opierają się na zupełnie nowych koncepcjach, takich jak chemiczny chip czy metody wytwarzania obwodów za pomocą samoskładających się struktur, np. DNA-Origami. Orkiestracja tych nowych urządzeń w heterogeniczne systemy przetwarzania informacji z naciskiem na ich odporność i efektywność energetyczną jest również częścią programu badawczego cfaed. Ponadto analizowane są systemy komunikacji biologicznej pod kątem wykorzystania inspiracji natury do wyzwań technicznych. Badania są strukturalnie wspierane i wspierane przez silne przywództwo, trzech profesorów strategicznych, jednego profesora otwartego, dedykowany budynek, status Centralnej Instytucji Naukowej i integrację z Koncepcją DRESDEN.

Obecnie zespół naukowców cfaed jest zaangażowany w rozwój komunikacji mobilnej „piątej generacji”. Dzięki ekstremalnie niskim opóźnieniom, ogromnemu bezpieczeństwu i odporności transmisji danych możliwe stają się zupełnie nowe zastosowania. Przykładami są współpracujące systemy koordynacji ruchu, telechirurgia wspomagana robotami czy innowacyjne metody e-learningu.

Aby osiągnąć swoje cele, Klaster aktywnie integruje nauki przyrodnicze oparte na odkryciach i inżynierię opartą na innowacjach. W podejściu kompleksowym badania rozciągają się od materiałów do heterogenicznych systemów przetwarzania informacji i odwrotnie. cfaed określa swoje obszary badawcze jako „ścieżki badawcze”, aby podkreślić eksploracyjny, dynamiczny charakter w poszukiwaniu przełomów. Aby zmaksymalizować sukces i umożliwić owocną wzajemną wymianę, klaster stosuje podejście „więcej strzałów w cel”, realizując wiele połączonych ścieżek badawczych odzwierciedlających wybitne kompetencje badawcze Technische Universität Dresden (TUD) i jego partnerów w cfaed. Badania cfaed są zorganizowane w ramach 9 Ścieżek Badawczych, skupionych w następujących obszarach: Ścieżki inspirowane materiałami (Ścieżka Nanoprzewodu Krzemowego, Ścieżka Węgla, Ścieżka Organiczna/Polymerowa, Ścieżka Zmontowanych Obwodów Biomolekularnych i Ścieżka Przetwarzania Informacji Chemicznych (CIP)), Ścieżka Zorientowana Systemowo Ścieżki (Ścieżka Orkiestracji, Ścieżka Odporności i DGF CRC 912) oraz jedna „Ścieżka Odkrycia” (Ścieżka Systemu Biologicznego (Bio)).

Ścieżki inspirowane materiałami

Ścieżka nanodrutu krzemowego

Lider ścieżki: prof. dr inż. Tomasz Mikołajik; Współkierownik ścieżki: prof. dr Gianaurelio Cuniberti

Krzem jest badany pod kątem jego bardzo korzystnych właściwości elektronicznych oraz tego, że nanoprzewody krzemowe można skonfigurować tak, aby dynamicznie zmieniały tranzystory między typu p i n. Badany jest projekt nowatorskich i odpornych na błędy algorytmów obliczeniowych, które wykorzystują wielofunkcyjność tranzystorów, a nanoprzewody krzemowe są badane jako selektywna platforma czujników dla biomolekuł. W 2015 roku opracowano elastyczną, lekką platformę diagnostyczną, która umożliwia ekonomiczne dostarczanie dużych ilości do instytucji medycznych na całym świecie.

Ścieżka węglowa

Lider ścieżki: prof. dr inż. hab. Michaela Schrötera; Współkierownik ścieżki: prof. dr hab. Gottharda Seiferta

Nanorurki węglowe (CNT) są badane pod kątem zastosowania w elektronice do systemów komunikacji bezprzewodowej. Główny nacisk kładziony jest na dogłębne zrozumienie teoretyczne, a także wytwarzanie elektroniki opartej na CNT w skali półprzewodnikowej. Całkiem niedawno pokazano pierwsze działanie w specyficznym dla aplikacji reżimie GHz.

Ścieżka organiczna/polimerowa

Lider ścieżki: prof. dr Stefan Mannsfeld; Współkierownik ścieżki: dr hab. Franciszka Moresco

Celem Ścieżki Organicznej i Polimerowej jest przezwyciężenie niektórych głównych ograniczeń materiałów i urządzeń organicznych, a tym samym określenie drogi w kierunku nowych organicznych systemów przetwarzania informacji. Do najważniejszych prac badawczych należą artykuły na temat kontrolowanego transportu pojedynczych atomów przez sterowaną elektronicznie nanostrukturę molekularną, nową koncepcję tranzystorów organicznych z warstwami domieszkowanymi oraz pionowe organiczne przepuszczalne tranzystory bazowe.

Ścieżka zmontowanych obwodów biomolekularnych (BAC)

Lider ścieżki: prof. dr Stefan Diez; Współkierownik ścieżki: prof. dr inż. hab. Michael Mertig

Nanostruktury wykonane z DNA umożliwiają aranżację materiałów funkcjonalnych w skalowalny sposób w celu stworzenia samoorganizujących się urządzeń elektronicznych, optoelektronicznych i nanofotonicznych, które uzupełniają uznane technologie oparte na krzemie. Ostatnie osiągnięcia obejmują umieszczanie nanocząstek metalicznych z dokładnością do nanometra w fotonicznych falowodach i antenach, a także kontrolowany wzrost nanodrutów metalicznych w formach DNA.

Ścieżka przetwarzania informacji chemicznych (CIP)

Lider ścieżki: prof. dr inż. Andreasa Richtera; Współkierownik ścieżki: prof. dr hab. Brygida Wojt

Niekonwencjonalne podejście kładzie podwaliny pod tranzystorową mikrofluidykę do przetwarzania chemikaliów jako nośników informacji. Aby osiągnąć ten cel w niedalekiej przyszłości, opracowano dwa podstawowe typy tranzystorów chemofluidycznych. Obecne badania koncentrują się na bibliotece podstawowej technologii obwodów. Jak dotąd zademonstrowano oscylatory chemofluidyczne i bramki logiczne.

Ścieżki zorientowane na system

Ścieżka orkiestracji

Lider ścieżki: prof. dr inż. Jerónimo Castrillón; Współkierownik ścieżki: prof. dr inż. hab. Jochena Fröhlicha

Ta ścieżka przygotowuje szybką i wydajną implementację systemów heterogenicznych poprzez zajęcie się nieelastycznością adaptacyjną obecnych projektów sprzętu i oprogramowania. Celem jest automatyczna adaptacja aplikacji i bazowego oprogramowania systemowego do nowych heterogenicznych systemów CMOS i rozszerzonych systemów CMOS. Ostatnie osiągnięcia zostały dokonane na wszystkich warstwach stosu, sięgając od warstwy sprzętowej do warstwy aplikacji.

Ścieżka odporności

Lider ścieżki: prof. dr inż. Thorsten Strufe; Współkierownik ścieżki: prof. dr inż. Franka HP Fitzka

Celem tej Ścieżki jest osiągnięcie odporności systemów sieciowych, koncentrując się na elastycznych, specyficznych dla aplikacji i adaptacyjnych mechanizmach odporności. Trwają badania nad niezawodnym przetwarzaniem informacji przy użyciu niewiarygodnych i regulowanych komponentów, biorąc pod uwagę przewidywaną heterogeniczność przyszłych systemów oraz charakterystykę błędów nowych technologii inspirowanych materiałami. O głównych osiągnięciach świadczy duża liczba publikacji na czołowych konferencjach (np. INFOCOM, NSDI, ICDCS) oraz nagrody za najlepsze artykuły (np. DSN, USENIX, kapelusz ACM).

DFG CRC 912 „HAEC — Wysoce adaptacyjne, energooszczędne przetwarzanie danych”

Prelegent: prof. dr inż. Dr hc Gerhard Fettweis

HAEC ma na celu umożliwienie optymalizacji zintegrowanych rozwiązań systemowych sprzętu/oprogramowania dla rozproszonych aplikacji sieciowych pod kątem wysokiej adaptacji i efektywności energetycznej podczas projektowania i wdrażania, bez uszczerbku dla wydajności. W fazie I (lata 1-4) opracowano demonstratory pojedynczych technologii, które ilustrują i weryfikują uzyskane wyniki badań. Druga faza finansowania została przyznana do 2019 roku.

Ścieżka Odkrywcza

Ścieżka systemu biologicznego (bio)

Lider ścieżki: prof. dr Marino Zerial; Współprowadzący Ścieżkę: prof. dr Ivo F. Sbalzarini

Ta Ścieżka bada pojawiające się zachowania i przetwarzanie informacji w systemach biologicznych i identyfikuje zasady, które leżą u podstaw funkcji biologicznych i mogą być korzystne dla zastosowań inżynierskich. Początkowe osiągnięcia Ścieżki to: (I) Podstawowe zrozumienie, w jaki sposób komórki synchronizują swoje wewnętrzne zegary chemiczne za pośrednictwem linii komunikacyjnych z opóźnieniem czasowym przekraczającym okres oscylacji zegara. (II) Kategoryzacja i zrozumienie, w jaki sposób natura rozwiązuje złożone wielowymiarowe problemy optymalizacyjne. (III) Podstawowe zrozumienie, w jaki sposób komórki podejmują decyzje w obliczu szumu i niepewności.

Wybrane osiągnięcia

Linki zewnętrzne

Pobrane z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Center_for_Advancing_Electronics_Dresden&oldid=1019545095 ”