Fokus auf Edge-KI

AI Research Kaempfe FraunhoferIPMS
Ein Blick in das Labor des Fraunhofer IPMS: Prof. Thomas Kämpfe zeigt wie modernste Messtechnik die Entwicklung der neuen Speicher- und KI-Chips unterstützt. – Bild: Fraunhofer-Institut IPM

Das Forschungsprojekt ‚NeAIxt‘ widmet sich der rasanten Expansion der Anwendungsfelder von Künstlicher Intelligenz (KI) mit einem besonderen Fokus auf Edge-KI und deren Integration in bestehende Systeme. Edge-KI bezeichnet den Einsatz von Künstlicher Intelligenz direkt am Ort der Datenerfassung, also am Rand (engl. edge) des Netzwerks, statt die Daten erst an ein zentrales Rechenzentrum oder eine Cloud zu senden.  Dies ermöglicht Echtzeit-Entscheidungen mit geringer Latenz, erhöhter Sicherheit und ohne ständige Internetverbindung.

Ziel ist es, die europäische Unabhängigkeit und Kontrolle über Edge-KI-Technologien zu stärken, indem innovative Speicherlösungen, wie eingebettete nichtflüchtige Speicher (eNVM), und leistungsstarke, hochzuverlässige Mikrocontroller mit KI-Fähigkeiten entwickelt werden. Dafür forschen 55 Partner aus der gesamten EU gemeinsam und konzentriert sich auf die Entwicklung und Integration innovativer Edge-KI-Technologien, die für die Effizienz und Sicherheit moderner Datenverarbeitungssysteme von entscheidender Bedeutung.

Im Rahmen des Projekts arbeitet das Fraunhofer IPMS an der Weiterentwicklung ferroelektrischer HfO₂-Materialien. Die optimierten ferroelektrischen Schichten werden anschließend in bestehende X-FAB-CMOS-Technologien eingebettet. Darauf aufbauend entwickelt das Institut neuartige Testchips, die sowohl nicht-flüchtige Speicherkonzepte als auch Funktionen für KI-Beschleunigung vereinen. Nach der Fertigung werden die Bauelemente umfassend elektrisch charakterisiert und mit etablierten Technologien verglichen, um ihre Leistungsfähigkeit und Effizienz einzuordnen.

Zum Projektabschluss sollen zwei Demonstratoren entstehen: Zum einen ein nichtflüchtiger Datenspeicher auf Basis ferroelektrischer HfO₂-Schichten und zum anderen einen hardwarebasierter KI-Beschleuniger.

Das Projekt wird von der EU im Rahmen des ‚Chips Joint Undertaking‘, mit einer Gesamtförderung von 25 Millionen Euro gefördert. Durch die enge Zusammenarbeit und den Austausch von Wissen zwischen den Projektpartnern soll eine europäische Lösung für zuverlässige und unabhängige Edge-KI-Anwendungen geschaffen werden. Es soll Europas Innovationskraft fördern sowie die Unabhängigkeit in der Forschung und Integration von KI-Technologien sichern.  Die Laufzeit ist von Oktober 2025 bis August 2028 geplant.