KI-Chip-Design

CMOS-Chipdesign für und durch KI

Künstliche Intelligenz (KI) und Halbleitertechnologie wachsen rasant zusammen. Leistungsfähige KI-Anwendungen benötigen spezialisierte Chips. Gleichzeitig eröffnet KI neue Wege, diese Chips schneller, effizienter und sicherer zu entwerfen. Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF setzt genau an dieser Schnittstelle an und verfolgt einen Software-Hardware-Co-Design-Ansatz:

  • KI für Chips – KI-gestützte Design-Methoden automatisieren komplexe Entwurfsprozesse, verkürzen Entwicklungszeiten und erhöhen die Qualität von CMOS-Schaltungen (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Dazu werden gezielt KI-basierte EDA-Tools (Electronic Design Automation) entwickelt
  • Chips für KI – spezialisierte CMOS-Technologie für KI-Hardware-Architekturen führt KI-Algorithmen energieeffizient, robust und sicher aus – von klassischen KI-Beschleunigern bis zu neuromorphen Systemen.

Die Aktivitäten im Bereich des KI-Chip-Designs werden in der Außenstelle des Fraunhofer IAF am Innovationspark Künstliche Intelligenz (IPAI) in Heilbronn verfolgt. Dabei werden KI-basierter CMOS-Entwurf und spezialisierte KI-Hardware gemeinsam mit Partnern entwickelt und in die Praxis überführt. Mit seinen jüngst gestarteten Aktivitäten in Heilbronn verfolgt das Fraunhofer IAF eine klare Strategie: Der Standort soll sich zu einem Knotenpunkt für KI-basiertes CMOS-Design und KI-Hardware entwickeln. Dabei ergänzen sich die Etablierung eines Fraunhofer Forschungs- und Innovationszentrums und ein Landesprojekt. Gemeinsam bilden die beiden Maßnahmen des Fraunhofer IAF den Startpunkt für die Etablierung eines Ökosystems, das Forschung, Industrie, Mittelstand und Start-ups zusammenbringt und in dem wichtigen Technologiefeld befähigt. 

Forschungs- und Innovationszentrum für Chip AI

Das von den Fraunhofer-Insituten IAF und IIS gemeinsam aufgebaute Forschungs- und Innovationszentrum für Chip AI (FIZ Chip AI) in Heilbronn bündelt Kompetenzen für KI-basiertes Chip-Design und spezialisierte KI-Hardware »Made in Germany«. Im Fokus stehen CMOS-basierte KI-Chips, analog/mixed-signal-Designs für neuromorphe Prozessoren sowie KI-gestützte Entwurfsprozesse, die komplexe Designschritte automatisieren, Effizienz steigern und neue Ansätze für IP-Schutz, Verifizierung und Zertifizierung sicherheitskritischer Anwendungen ermöglichen.

Mit energieeffizienten KI-Hardware-Architekturen entwickelt das FIZ Chip AI Lösungen für Echtzeit-KI für Anwendungen – beispielsweise in Robotik, Mobilfunk oder Raumfahrt. Eine integrierte Software-Toolchain unterstützt das Training und die Umsetzung von KI-Modellen auf diesen neuartigen Prozessorplattformen.

Über Kooperationsprojekte, Demonstratoren und Qualifizierungsangebote bringt das Zentrum Expertise zu KI-Chip-Design und neuromorpher Hardware in die Praxis und erleichtert Unternehmen den Zugang zu innovativen Halbleitertechnologien. In enger Zusammenarbeit mit IPAI, der Dieter Schwarz Stiftung, der Fraunhofer-Mikroelektronik und weiteren Partnern entsteht in Heilbronn ein Ökosystem für Halbleiter und KI, das die technologische Souveränität Baden-Württembergs, Deutschlands und Europas im KI-Sektor stärkt.

Das Forschungs- und Innovationszentrum für Chip AI wird von der Dieter-Schwarz-Stiftung gefördert.

Forschungsprojekte und Kooperationsmöglichkeiten

 

FRAUKE – KI-basierter CMOS-Schaltungsentwurf

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