Forschungs- und Innovationszentrum für Chip AI

Künstliche Intelligenz (KI) und Halbleitertechnologie treiben eine neue Generation leistungsfähiger, energieeffizienter und sicherer Rechensysteme voran. Besonders großes Innovationspotenzial liegt in der Verbindung von KI mit spezialisiertem Chip-Design. Das vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF und dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS gemeinsam geführte Forschungs- und Innovationszentrum für Chip AI widmet sich dieser Schnittstelle, an der KI-gestützte Entwurfsprozesse auf neuartige Hardware-Architekturen treffen. Im Zentrum steht die Entwicklung von Chips für KI-Anwendungen ebenso wie der Einsatz von KI zur Automatisierung und Absicherung des Chip-Designs. Ziel ist es, KI-Hardware »Made in Germany« als gestaltbare und wettbewerbsfähige Schlüsseltechnologie zu etablieren.

Das Forschungsportfolio adressiert gezielt aktuelle Herausforderungen von Wirtschaft und Gesellschaft. In enger Kooperation mit Unternehmen, Hochschulen und öffentlichen Einrichtungen soll der schnelle Transfer von Forschung in die Anwendung ermöglicht werden. Die entwickelten Lösungen sollen von Heilbronn aus europaweit wirken und Region sowie Deutschland nachhaltig stärken.

KI-gestütztes Chip-Design und sichere Entwurfsprozesse 
Im FIZ für Chip AI werden CMOS-basierte KI-Chips entwickelt, darunter auch analog/mixed-signal-Designs für neuromorphe Prozessoreinheiten, und zugleich KI-Methoden eingesetzt, um komplexe Designschritte zu automatisieren, Effizienz zu steigern und neue Ansätze für IP-Schutz, Verifizierung und Zertifizierung sicherheitskritischer Anwendungen zu schaffen. 

Energieeffiziente KI-Hardware und neuromorphe Architekturen
Mit neuromorphen Prozessoren und Spiking Neural Networks entstehen Hardware-Lösungen, die sich durch hohe Energieeffizienz und Echtzeitfähigkeit auszeichnen und KI-Anwendungen direkt auf Endgeräten, etwa in Robotik, Mobilfunk oder Raumfahrt, ermöglichen. Zusätzlich wird eine zugehörige Software-Toolchain für das Training von KI-Modellen integriert.

Wissenstransfer und Qualifizierung im KI-Chip-Design
Durch gemeinsame Projekte, Demonstratoren und passgenaue Formate für Industrie und Forschung wird Expertise zu KI-basiertem Chip-Design und neuromorpher Hardware gezielt in die Anwendung gebracht und für Unternehmen nutzbar gemacht. 

Ökosystementwicklung für Halbleiter und KI in Heilbronn
In enger Zusammenarbeit mit dem IPAI, der Dieter Schwarz Stiftung und der Fraunhofer-Mikroelektronik wächst ein Ökosystem, in dem Forschung, Wirtschaft und Politik gemeinsame Perspektiven für KI-Hardware entwickeln und die technologische Souveränität Europas im KI-Sektor stärken. Zudem vernetzt das FIZ Chip AI seine Aktivitäten mit dem breiten Fraunhofer-Angebot außerhalb Baden-Württembergs, um weitere Glieder der Halbleiter-Wertschöpfungskette – von Charakterisierung über Aufbautechnik bis zu (Sub-)Systemtechnik – in die Entwicklung innovativer KI-Hardware einzubinden.