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Minister of Science, Dr. Eva-Maria Stange: “The cfaed makes a significant contribution to TU Dresden’s Excellence status. It clearly proves that top-notch, international research is conducted in Saxony. In the new building, cfaed will be a central contact point for interactions between scientists that transcend disciplinary boundaries. The goal is to purposefully combine the epistemologically-driven natural sciences with the engineering sciences geared towards innovation. Transdisciplinary and transnational cooperation in all areas is one of the keys to solving today’s most pressing challenges.”

Prof. Hans Müller-Steinhagen, Rector of TU Dresden: “A new, dedicated building for our cfaed Cluster of Excellence is a state-of-the-art facility for cutting-edge research. The scientists at cfaed have been conducting research on pioneering electronics of the future for years. As a core component of TU Dresden’s Research Priority Area “Information Technology and Microelectronics”, the cfaed Cluster of Excellence makes a decisive contribution to the image of Silicon Saxony as an internationally visible, prime location for microelectronics. I am all the more thrilled that with this new facility the infrastructural conditions for international, excellent research have been created.”

Prof. Gerhard Fettweis, cfaed spokesperson: “This new Barkhausen building inspires us!  It strengthens both our team spirit and our collaborative research. Finally, we have a true centre on campus. The short distances between the individual research groups and labs in this new facility enable the interdisciplinarity we have always longed for: electrical engineers engage with physicists, computer scientists talk to chemists, not only in the labs but also in the corridors. It is precisely this interdisciplinarity that is so captivating about cfaed as it facilitates cutting-edge, international electronics research. In particular, the labs for the Dresden Center for Nanoanalysis (DCN) that will centrally operate highly sensitive electron microscopes and other specialised analysis equipment right at the heart of the campus, now allow for DCN to be established as an internationally recognised user centre for nanoanalysis.”

As part of the construction project – managed by the state-owned enterprise Sächsisches Immobilien- und Baumanagement, Dresden branch office II – labs, offices, conference rooms and technical rooms were constructed on approximately 5,000m² of useable area. In total, 324 people are going to work and conduct research in the building.  The microscopy rooms in the new D wing are the technological heart of the building, and at the same time the most demanding part of the project in terms of construction. Installing and operating the high-precision microscopes demands extremely vibration-resistant rooms. The soil directly underneath was unsuitable. The structure of the building therefore had to be connected to a granite rock layer at a depth of 18 meters with a thick concrete support grid made up of 130 individual columns. In addition, nearly draught-free temperature control of the microscopy rooms to create a virtually constant room temperature as well as strict acoustic insulation requirements had to be ensured. The rooms were also equipped with elaborate Mu-metal magnetic field screens.

This is a state-of-the-art technical infrastructure that enables DCN to support the cfaed Cluster of Excellence in their ambitious endeavours.  DCN will provide the latest nanoanalytical methods for their research. These include in particular microscopic and spectroscopic methods such as the high-resolution (transmission) electronmicroscopy [HR-(S)TEM, HR-SEM], scanning probe microscopy with a resolution down to the atomic scale, the chemical analysis of the smallest length-scales using x-ray and electron spectroscopy (EDX, EELS), x-ray tomography as well as the creation of the tiniest structural elements utilising sharply focused ion beams (FIB) or using lithographic processes – insulated and shielded from disruptive environmental interferences.

Minister of Finance, Dr. Matthias Haß: “Research geared towards practical application is the driving force of an innovative economy. In hardly any other field is this as pronounced as in the semiconductor industry. cfaed’s research on the fifth generation of mobile communication “5G”, as well as on the energy efficient semiconductor elements as part of ‘Cool Silicon’, are prime examples. Outstanding research requires not only the brightest minds, but also fitting facilities and excellent technical equipment. Both of these requirements are met in the Barkhausen building, while observing the stringent legal requirements for the protection of historic buildings and monuments.”

The cfaed is positioned within the core fields of two, out of a total of five, Research Priority Areas of TU Dresden. They represent areas of the university that are the strongest in research and are characterised by a high publication volume and third-party funding. The cluster develops entirely innovative solutions for transmitting and processing information. The cluster’s vision is to design the electronics of the future and to launch revolutionary applications such as electronics that do not require boot time or are capable of THz imaging or that support complex bio sensors. To reach its goals, the cfaed pools the thirst for knowledge of the natural sciences with innovation of the engineering sciences.  Five research paths are inspired by novel materials. The sixth research path “orchestration” brings the discoveries of the other five paths to fruition through new systems and will revolutionise the classic design of electronics systems (memory, logics and sensors).
The cfaed is a Cluster of Excellence as part of the Excellence Initiative of the Federal and State Governments. As an interdisciplinary research centre for the future of electronics it belongs to TU Dresden. Yet, it additionally cooperates with TU Chemnitz and nine extramural research institutions in Saxony.  The cluster is financed by the DFG and is currently in the first funding period, running from 2012 to 2018. The approval of the cfaed application helped TU Dresden to secure the status of University of Excellence. A title that only few universities in Germany were awarded. The application for the next seven-year funding programme called “Excellence Strategy” has been submitted and the decision will be announced in September 2018.


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Deutsche Version

Feierliche Eröffnung des Neubaus für das Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed)

Finanzminister Dr. Matthias Haß übergab heute gemeinsam mit Wissenschaftsministerin Dr. Eva-Maria Stange den Schlüssel für die Räume des Forschungsclusters cfaed im Barkhausen-Bau der TU Dresden an den Rektor der TU Dresden, Prof. Dr. Hans Müller-Steinhagen.

Mit der Eröffnung des Neubaus kann der Cluster erstmals eine räumliche Konzentration eines großen Teils der beteiligten Wissenschaftler realisieren. Mit dem umgesetzten Raumprogramm an Büroflächen und technologisch hochanspruchsvollen Laboren wird jedoch nicht nur zusammenhängend neuer Raum für kooperatives Forschen geschaffen – die Positionierung des Neubaus als Teil des Barkhausen-Baus, in direkter Nachbarschaft zum Andreas-Pfitzmann-Bau, zum Hermann-Krone-Bau sowie den Institutsgebäuden an der Mommsenstraße schafft eine direkte Nähe zu wichtigen Fachrichtungen, die im cfaed eine maßgebliche Rolle spielen. Die Fakultäten Elektrotechnik und Informationstechnik sowie Informatik, aber auch Maschinenwesen und der Bereich Mathematik und Naturwissenschaften haben hier ihre Hauptstandorte. Interdisziplinäre Forschung erfordert räumliche Nähe und effektive Kommunikationsmöglichkeiten: Genau diese bietet nun der Neubau, womit hier für das cfaed eine völlig neue Qualität geschaffen wurde.

Prof. Hans Müller-Steinhagen, Rektor der TU Dresden: „Ein eigenes Gebäude für unser Exzellenzcluster cfaed – das bedeutet modernste Räume für hochkarätige Forschung. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des cfaed forschen seit Jahren an wegweisender Elektronik für die Zukunft. Als fester Bestandteil der Profillinie Informationstechnik und Mikroelektronik der TU Dresden trägt das Exzellenzcluster cfaed entscheidend zum Image von Silicon Saxony als weltweit sichtbarer Standort für Mikroelektronik bei. Umso mehr freue ich mich, dass mit dem heutigen Tag auch die baulichen Voraussetzungen für diese internationale Spitzenforschung geschaffen wurden.“

Prof. Gerhard Fettweis, Sprecher des cfaed: „Dieser neue Barkhausen-Bau beflügelt uns! Teamgeist und gemeinsames Forschen werden weiter gestärkt. Endlich haben wir auch ein räumliches Zentrum auf dem Campus. Die kurzen Wege zwischen den einzelnen Gruppen und Laboren im Neubau ermöglichen die Interdisziplinarität, die wir uns immer gewünscht haben: Elektrotechniker besprechen sich mit Physikern und Informatiker diskutieren mit Chemikern auf den Gängen und in den Laboren. Genau mit dieser Interdisziplinarität besticht das cfaed und ermöglicht so Elektronikforschung auf internationalem Spitzenniveau. Insbesondere die Errichtung von Laboren für das Dresden Center for Nanoanalysis (DCN), welches hochsensible Elektronenmikroskope und andere spezialisierte Analysegeräte zentralisiert und campusnah betreiben wird, ermöglicht nun dessen Etablierung als international anerkanntes Nutzerzentrum für Nanoanalytik.“

Im Zuge des unter Regie der Niederlassung Dresden II des Staatsbetriebes Sächsisches Immobilien- und Baumanagement durchgeführten Bauvorhabens wurden auf insgesamt ca. 5000 m² Nutzfläche Labore, Büros, Konferenzräume sowie Technikräume eingerichtet. Insgesamt werden 324 Personen in den Räumen arbeiten und forschen.

Technisches Herzstück und zugleich bautechnisch anspruchsvollster Teil des Bauprojektes sind die Mikroskopieräume im Ersatzneubau des Flügels D. Die Aufstellung und der Betrieb der Hochpräzisionsmikroskope erfordern extrem schwingungsarme Räume. Der unmittelbare Baugrund war hierfür nicht geeignet, sodass der Baukörper durch ein dichtes Betonstützenraster aus 130 Einzelstützen mit der in 18 Metern Tiefe liegenden Granitfelsenebene verbunden werden musste. Weiterhin mussten eine annähernd strömungsfreie Temperierung der Mikroskopieräume auf einer nahezu gleichbleibenden Raumtemperatur sowie hohe Schallschutzanforderungen gewährleistet werden. Die Räume wurden zudem mit aufwendigen MU-Metall-Magnetfeldabschirmungen versehen.

Es konnte somit eine Infrastruktur auf dem modernsten Stand der Technik geschaffen werden, die es dem DCN ermöglicht, die engagierten Forschungsvorhaben des Exzellenzclusters cfaed durch die Bereitstellung neuester nanoanalytischer Methoden zu unterstützten. Hierzu zählen insbesondere mikroskopische und spektroskopische Verfahren wie zum Beispiel die hochauflösende (Transmissions-) Elektronenmikroskopie (HR-(S)TEM, HR-SEM), Rastersondenverfahren mit bis zu atomarer Auflösung, die chemische Analyse auf kleinesten Längenskalen mittels Röntgen- und Elektronenspektroskopie (EDX, EELS) oder die Röntgentomographie. Aber auch die Erzeugung kleinster Strukturelemente unter Verwendung scharf gebündelte Ionenstrahlen (FIB) oder mit Hilfe lithographischer Verfahren wird hier – abgeschirmt von den oft störenden Umgebungseinflüssen – im DCN auf höchstem Niveau möglich sein.

Das cfaed bewegt sich innerhalb des Kernbereichs zweier sogenannter strategischer „Forschungsprofillinien“ der TU Dresden, von denen es insgesamt fünf gibt. Sie repräsentieren die momentan forschungsstärksten Bereiche der Universität, welche sich durch hohe Publikationsleistung und Drittmittelaktivitäten auszeichnen. Der Cluster beschäftigt sich mit der Entwicklung völlig neuartiger Lösungen für die Übertragung und Verarbeitung von Informationen. Mit seiner Vision möchte der Cluster die Zukunft der Elektronik gestalten und revolutionär neue Applikationen initiieren, wie bspw. Elektronik, die keine Bootzeit benötigt, die fähig zur THz-Bildgebung ist, oder komplexe Biosensorik unterstützt. Um seine Ziele zu erreichen, vereint das cfaed den Erkenntnisdrang der Naturwissenschaften mit der Innovationskraft der Ingenieurwissenschaften. Fünf Forschungsrichtungen („Routen“) werden durch neue Materialien inspiriert, die sechste Route  – Orchestration – bringt deren Innovationen mit neuartigen Systemen zur Entfaltung und wird den klassischen Aufbau elektronischer Systeme (Speicher, Logik und Sensorik) revolutionieren.

Das Center for Advancing Electronics Dresden (cfaed) ist ein Exzellenzcluster im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder. Als interdisziplinäres Forschungszentrum für Perspektiven der Elektronik ist es an der TU Dresden angesiedelt, vereint jedoch neben der TU Chemnitz auch neun außeruniversitäre Forschungsreinrichtungen in Sachsen im Kreis seiner Kooperationsinstitute. Der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Cluster befindet sich in seiner ersten Förderperiode, die von 2012 bis 2018 läuft. Mit der Bewilligung des cfaed-Antrags erhielt die TU Dresden als eine von wenigen deutschen Universitäten den Status einer „Exzellenzuniversität“. Der Antrag für eine anschließende Förderung ab 2019 für weitere sieben Jahre ist eingereicht, das Programm firmiert mittlerweile unter dem Namen „Exzellenzstrategie“. Über die Bewilligung wird im September 2018 entschieden.