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Cool Award 2015 für cfaed-Wissenschaftler: Herausragende Leistungen für energieeffiziente IKT auf der SEMICON 2015 prämiert
Pressemitteilung Nr. 5
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Left photo (ltr): Prof. Frank Ellinger, Dr. Corrado Carta, David Fritsche, Laudator Prof. Thomas Mikolajick
Right photo (ltr): Thomas Hocker, Dennis Walter, Dr. Sebastian Höppner, Laudator Prof. Thomas Mikolajick
Der Cool Silicon e.V. hat gestern (7.10.2015) zum 2. Mal den Cool Award verliehen. Mit dem Preis werden neben Lösungen aus der Industrie auch exzellente wissenschaftliche Veröffentlichungen ausgezeichnet, die untersuchen, wie die Energieeffizienz im Bereich der Informations- und Kommunikationstechnologie gesteigert werden kann. Dieses Jahr wurden der 1., 2. und 3. Platz in der Kategorie wissenschaftliche Veröffentlichungen (Forschung und Entwicklung) an Wissenschaftler der Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Dresden verliehen.
Mit dem 1. Platz wurde David Fritsche, Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie, für sein Paper „A Broadband 200 GHz Amplifier with 17 dB Gain and 18 mW DC-Power Consumption in 0.13 μm SiGe BiCMOS“ (PDF) ausgezeichnet. Co-Autoren sind Dr. Corrado Carta, ebenfalls Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie, und Prof. Frank Ellinger, Inhaber der Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie. Die Arbeit ist in den „IEEE Microwave and Wireless Components Letters“, einer der renommiertesten Fachzeitschriften auf dem Gebiet der Schaltungstechnik, erschienen.
Das Paper entstand im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 912, der wiederum einer von neun wissenschaftlichen Pfaden im Exzellenzcluster „Center for Advancing Electronics Dresden“ (cfaed) ist. Der SFB 912 trägt den Namen „Highly Adaptive Energy-Efficient Computing“ (HAEC), entsprechend konzentriert sich die Forschung auf große Multi-Chip-Computer-Plattformen mit neuartigen drahtlosen und optischen Inter-Chip-Verbindungen und auf Hardware- / Software-Anpassungsverfahren, um eine völlig neue Qualität energieeffizienter Informationsverarbeitung zu erreichen. Die prämierte Veröffentlichung präsentiert einen höchsteffizienten Verstärker für zukünftige Systeme zur drahtlosen Datenübertragung bei 200 GHz. Im Vergleich zu herkömmlichen Kommunikationssystemen, die bei Frequenzen im Bereich weniger GHz arbeiten, werden durch den Betrieb bei extrem hohen Frequenzen um 200 GHz über 100fach größere Bandbreiten und Datenraten möglich. Die dabei entstehende Herausforderung hinsichtlich hoher Energieeffizienz wird durch schaltungstechnische Optimierungen und die Nutzung der maximalen Leistungsfähigkeit der Halbleitertechnologie bewältigt. Dadurch gelingt es, extrem hohe Datenraten bei kaum gesteigerter Verlustleistung zu erreichen, wodurch der Energiebedarf pro übertragenem Bit äußerst klein ist.
Diese Arbeit zeigt, dass in Zukunft wesentlich größere Datenmengen bei niedrigem Energieverbrauch möglich sind und hat dadurch eine sehr große fachübergreifende Bedeutung. Im internationalen Vergleich erzielt die entworfene Schaltung Weltrekordresultate hinsichtlich der Verstärkung, der 3 dB-Bandbreite und des niedrigen Leistungsverbrauchs. Besonders hervorzuheben ist die auf den Leistungsverbrauch bezogene Verstärkung von ca. 1 dB/mW, die den Stand der Technik von bisher ca. 0,5 dB/mW signifikant verbessert. Bei gleicher Verstärkung beträgt die Leistungseinsparung somit 50%. Die im Vergleich zum Stand der Technik erreichte, annähernd doppelt so große 3 dB-Bandbreite erlaubt darüber hinaus eine doppelt so hohe Datenrate, also eine Verdopplung der Geschwindigkeit bei der Übertragung einer bestimmten Datenmenge.
Im Hinblick auf die fünfte Mobilfunkgeneration (5G) und den damit verbundenen, ständig steigenden Bedarf an verfügbaren Datenraten hat die Schaltung ein sehr hohes Marktpotenzial. Anwendungsgebiete sind z.B. neuartige Hotspots für 5G-Mobilfunkzellen, aber auch die Chip-zu-Chip Kommunikation in Superrechnern oder sogenannte Datenkioske. Die Realisierung in einer modernen, siliziumbasierten Technologie ermöglicht eine kostengünstige Produktion in hohen Stückzahlen.
Der 2. Platz des Cool Award wurde an Dr. Sebastian Höppner für die Veröffentlichung „An Energy Efficient Multi-Gbit/s NoC Transceiver Architecture With Combined AC/DC Drivers and Stoppable Clocking in 65 nm and 28 nm CMOS“ vergeben, der 3. Platz an László Szilágyi für das Paper „A High-voltage DC Bias Architecture Implementation in a 17 Gbps Low-power Common-cathode VCSEL Driver in 80 nm CMOS“.
Die Preisverleihung fand im Rahmen der Halbleitermesse SEMICON EUROPA 2015 in Dresden statt.
Informationen für Journalisten:
David Fritsche
TU Dresden, Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie
Tel.: 0351 463 37628 / E-Mail: david.fritsche@tu-dresden.de
Dr. Sebastian Höppner
TU Dresden, Professur Hochparallele VLSI-Systeme und Neuromikroelektronik
Tel.: 0351 463 35864 / E-Mail: sebastian.hoeppner@tu-dresden.de
László Szilágyi
TU Dresden, Professur für Schaltungstechnik und Netzwerktheorie
Tel.: 0351 463 36137 / E-Mail: laszlo.szilagyi @tu-dresden.de