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Skalierbares Lasersystem ermöglicht optische Atomuhren für breite Anwendungsbereiche
Optische Atomuhren sollen künftig die Zeit 40.000-mal genauer messen als etablierte Atomuhren. Ein Konsortium aus Industrie und Forschung hat im Projekt ISABELLA grundlegende Technologien für die Miniaturisierung von Lasersystemen für solche Atomuhren demonstriert. Diese Entwicklungen bieten der Wissenschaft vielfältige Vorteile – von der Klimaforschung bis hin zur Überprüfung von Naturkonstanten. Der internationale Standard in der Zeitmessung sind im Moment Mikrowellen-Atomuhren. Sie messen die Anzahl der Schwingungen eines Cäsium-Atoms mittels Mikrowellen und nutzen diese als Referenz für die Dauer einer Sekunde. Darauf basiert die koordinierte Weltzeit UTC, die in vielen Bereichen, etwa in der Meteorologie, der Satellitennavigation, dem Mobilfunk oder an der Börse unverzichtbar ist. Doch gelangen Atomuhren mit immer schnelleren…
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Galliumnitrid spielt Schlüsselrolle für grünere Elektronik
Eine deutliche Reduktion des Energieverbrauchs und der CO₂‑Emissionen durch modulare, leicht integrierbare GaN‑Leistungshalbleiter – das ist das Ziel im EU-geförderten Projekt All2GaN. 45 Partner*innen aus zwölf Ländern arbeiten daran, das Energiesparpotenzial von Galliumnitrid‑Halbleitern (GaN) für eine Vielzahl industrieller Anwendungen nutzbar zu machen. Das Fraunhofer IZM übernimmt dabei eine zentrale Rolle entlang der Wertschöpfungskette: Mit seiner international führenden Expertise in der Aufbau‑ und Verbindungstechnik entwickelt das Institut innovative Fügetechnologien, die entscheidend für die Leistungsfähigkeit, Miniaturisierung und Nachhaltigkeit zukünftiger GaN‑Elektronik sind. Galliumnitrid gilt als einer der wichtigsten Halbleiterwerkstoffe für die Elektronik der Zukunft. Im Vergleich zu Silizium ermöglicht GaN höhere Leistungsdichten, geringere Schaltverluste und höhere Frequenzen – ein entscheidender Vorteil für Anwendungen…
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500 Kilowatt pro Liter: Wechselrichter definiert die Leistungsdichte neu
Wechselrichter sind die Zentrale moderner Elektroantriebe. Sie steuern den Energiefluss zwischen Batterie und Motor und entscheiden maßgeblich über Effizienz und Performance. Am Fraunhofer IZM wurde diese Schlüsselkomponente erneut grundlegend weiterentwickelt: Ein neuartiger Inverter verarbeitet 500 Kilowatt Leistung bei einem Volumen von nur einem Liter und erreicht dank seiner extrem niedrigen Induktivität einen Wirkungsgrad von 99 Prozent. Alle anschnallen, es geht los. Kräftige Elektromotoren werden meist mit Drehstrom angetrieben, sogenanntem Dreiphasenwechselstrom. Das gilt auch für aktuelle Elektroautos, deren Batterien die Energie allerdings als Gleichstrom bereitstellen. Für die Umwandlung in Drehstrom sorgt der Wechselrichter, das Herzstück im Antriebsstrang. Unter der Motorhaube eines Elektroautos ist der verfügbare Platz begrenzt, also gilt auch hier:…
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Effizientere Elektronik für Elektrofahrzeuge
Elektrofahrzeuge sollen klimafreundlich, leistungsstark und bezahlbar sein. Ein elementarer Baustein dafür ist das im Fahrzeug verbaute Ladegerät. Aktuelle Modelle stoßen bei Effizienz, Baugröße und Zuverlässigkeit zunehmend an ihre Grenzen. Genau hier setzt das EU-geförderte Projekt HiPower 5.0 an. Das Fraunhofer IZM übernimmt dabei eine zentrale Rolle. Um die Klimaziele der Europäischen Union zu erreichen, ist die Mobilität eine wichtige Stellschraube: Der Verkehrssektor verursacht 28% der Treibhausgasemissionen in der EU, davon entfallen 80% auf den Straßenverkehr. Elektrofahrzeuge können hier einen großen Beitrag leisten. Das in ihnen verbaute Ladegerät, der sogenannte Onboard-Charger (OBC), wandelt Strom aus dem Netz in batterietaugliche Energie um. Mit steigenden Ladeleistungen steigen jedoch auch die Anforderungen an Effizienz,…
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Der Weg zum geschlossenen Kunststoffkreislauf:
Das europäische Forschungsprojekt INCREACE setzt einen Meilenstein für die Kreislaufwirtschaft: Ein Verbund aus Universitäten, Forschungsinstituten und Industriepartnern hat ein umfassendes Grundlagenwerk sowie ein neues Bewertungstool vorgestellt, die den Einsatz von recycelten Kunststoffen in Elektronikprodukten deutlich voranbringen sollen. Mit »Developing Recyclable Electronic Devices: A playbook for design for & from recycling« präsentieren Theresa Aigner (Fraunhofer IZM) und Thijs Feenstra (PEZY Group) ein Buch, das die Realität zirkulärer Produktgestaltung offenlegt – und konkrete Wege aufzeigt, wie Design, Materialentwicklung und Recycling enger zusammenrücken können. Die Publikation versteht sich als Playbook: eine Sammlung praxisnaher Empfehlungen, die zeigt, dass Rezyklierbarkeit nicht am Ende eines Produktlebens beginnt, sondern bei der ersten Designentscheidung. Ein Playbook für zirkuläre…
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Wenn Sekunden zählen: Nickel-Zink-Akkus sichern KI-Datacenter ab
Mit Unterstützung des Fraunhofer IZM entwickelte das Start-Up Zn2H2 eine neuartige, kostengünstige Methode zur Herstellung von Nickel-Zink-Akkumulatoren. Dieser Batterietyp kann vor allem da zum Einsatz kommen, wo in kurzer Zeit viel Strom gebraucht wird. Der anvisierte Markt: KI-Datacenter. Durch den breiten Einsatz von künstlicher Intelligenz entstehen aktuell immer größere Datacenter. Bei der Planung von Rechenzentren muss immer auch berücksichtigt werden, was passiert, wenn der Strom ausfällt. Zwischen dem Ausfall der regulären Stromversorgung und der Übernahme durch die Notstromgeneratoren überbrückt eine unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) die Zeit. Ist die USV jedoch nicht ausreichend dimensioniert oder versagen Komponenten, können zentrale Dienste, Sicherheitseinrichtungen und Backup-Funktionen ausfallen und wichtige Daten verloren gehen. Die USV wird…
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Mehr Transparenz für den Klimaschutz
Getrieben von ambitionierten Netto-Null-Zielen mit Zieljahr 2030 fordern führende IT-Unternehmen zunehmend Transparenz über produktbezogene CO₂-Emissionen entlang der gesamten Halbleiter-Lieferkette. Forschende vom Fraunhofer IZM erarbeiten für das SEMI Semiconductor Climate Consortium einen strategischen Fahrplan für den Product Carbon Footprint (PCF). Ziel ist eine praxisnahe Bewertung der Treibhausgasemissionen entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von Halbleiterfertigung bis hin zu Rechenzentrumshardware. Die IT-Branche steht vor großen Herausforderungen beim Klimaschutz. Ein wesentlicher Teil der Treibhausgasemissionen entsteht in der aufwendigen Fertigung von Halbleitern, die in allen IT-Produkten verbaut sind. Ein neuer Report des SEMI Semiconductor Climate Consortium (SCC), erarbeitet unter maßgeblicher Beteiligung des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM, setzt genau hier an: Er schafft die…
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Drohnen spüren Glutnester in Wäldern auf
Im EU-geförderten Projekt PROACTIF und unter Koordination von Nokia arbeiten 42 europäische Partner aus Forschung und Industrie an einem neuen Multi-Sensorsystem, welches spezifisch für Drohnen konzipiert ist. Unter der Leitung des Fraunhofer IZM entwickelt das deutsche Konsortium ein innovatives Multi-Sensormodul zur automatischen Hitzedetektion für Drohnen, das Radar- und Infrarottechnik in einer kompakten Einheit vereint. Durch die Kombination von Kurz- und Langstreckenradar mit drei innovativen Packaging-Technologien entsteht ein leichtes und robustes System, welches eine präzise Lageerfassung auch unter der Baumkrone ermöglicht und so die zuverlässige Sichtung von Glutnestern bei Waldbränden gewährleistet. Waldbrände gehören mittlerweile auch in Mitteleuropa zu den großen Herausforderungen für Feuerwehr und Katastrophenschutz. Kritisch dabei ist die Suche und…
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Next-Generation Edge AI für Europa
Viele innovative Unternehmen aus Europa, die an Edge-AI-Technologien arbeiten, sind bislang auf internationale Lieferketten angewiesen. Um diese Abhängigkeit zu verringern, errichten Forschungsorganisationen aus vier EU-Ländern – darunter Fraunhofer – eine europäische Pilotlinie für Next-Generation Edge-AI-Technologien. Edge-AI-Anwendungen verarbeiten Daten, wo sie entstehen. Das bietet Vorteile für die Sicherheit und Geschwindigkeit von KI-Systemen und findet vor allem in Bereichen wie Robotik, autonomes Fahren und Medizintechnik immer mehr Verwendung. Edge-AI ermöglicht Echt-Zeit Entscheidung bei sehr geringer Latenz. Für innovative europäische Unternehmen kann die Zugänglichkeit zu diesen fortschrittlicher Halbleiter-Technologien eine Herausforderung sein, da sie mangels eigener Fertigungskapazitäten häufig auf Zulieferer aus Asien und den USA angewiesen sind. Um zukünftig Forschungseinrichtungen, Universitäten, Start-Ups und KMUs…
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Dank KI-gestütztem Sensorsystem Herzerkrankungen schneller erkennen
Wie eine Weste wird das intelligente Sensorsystem getragen, das das Fraunhofer IZM gemeinsam mit der Charité und der TU Berlin entwickelte. Es überwacht eine Fülle an Parametern der Herz-Kreislauf-Funktion. Eine KI unterstützt bei der Diagnosestellung und kann gefährliche Trends erkennen. Weltweit geht ein Großteil aller Todesfälle auf Herz-Kreislauf-Erkrankungen zurück. Werden sie rechtzeitig erkannt, stehen die Behandlungschancen gut. Doch weite Wege und lange Wartelisten in der Kardiologie stehen einer frühzeitigen Diagnose oft im Weg. Hinzu kommen ausführliche Messungen und regelmäßige Untersuchungen, für die Patienten in die Praxis oder ins Krankenhaus kommen müssen. Im Rahmen des Fraunhofer-Verbundprojekts „Medical Artificial Intelligence Applications – Center for Applied AI in Medicine“ (maia) wurde deshalb am…
