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Fraunhofer IISB

Gemeinsam stark – das Leistungszentrum Elektroniksysteme (LZE)

Gut und eng war die Zusammenarbeit zwischen den Erlanger Fraunhofer-Instituten IIS und IISB mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) schon immer, sei es über gemeinsam betriebene Labore oder vereinte Aktivitäten in Forschung, Ausbildung und Lehre. Mit der Gründung des Leistungszentrums Elektroniksysteme (LZE) im Jahr 2015 wurde diese Kooperation auf eine ganz neue, strategische Stufe gehoben – Mission: Technologien aus exzellenter Forschung durch gezielte Transfermaßnahmen erfolgreich machen.

Komplexe Elektroniksysteme als Grundlage der Wertschöpfung

Intelligente und leistungsfähige Elektroniksysteme sind die Grundlage jeder modernen Industrie- und Verbraucheranwendung und damit wirtschaftlich von höchster Bedeutung. Auch das wirtschaftliche Ökosystem in der Metropolregion Nürnberg ist stark von der Beherrschung des Themas abhängig. Ein Elektroniksystem besteht heute nicht nur aus reinen Schaltungskomponenten und Bauelementen, es ist vielmehr mit aufwändiger Steuer- und Regelsoftware in eine spezifische mechanische, chemische oder thermodynamische Umgebung eingebunden, in der es zuverlässig, sicher und effizient funktionieren muss. Schaltungsdesign, Kommunikationstechnik, Leistungselektronik, Sensorik, Materialfragen und immer mehr auch Künstliche Intelligenz spielen hier in hoher Komplexität zusammen. Für ein Bestehen im globalen Wettbewerb gilt es in dieser rasanten Entwicklung vorne mit dabei zu sein. Das erfordert vor allem eines – Innovationskunst.

Strategische Initiative

Grund genug für FAU, IIS und IISB, ihre Stärken in diesem Bereich zu bündeln und ihre Strategien im LZE miteinander abzustimmen – gemeinsam decken die Partner alle nötigen Kompetenzen für die Entwicklung komplexer Elektroniksysteme sowie das Systemwissen für alle wichtigen Anwendungsbereiche in umfassender Weise ab. Der Standort bietet für das Thema Elektroniksysteme hinsichtlich Forschung und Industrie europaweit einzigartige Voraussetzungen. Die Synergien durch die strategische Initiative von Fraunhofer und FAU zusammen mit einem großen Partnernetzwerk in der Region schaffen Sichtbarkeit, Effizienz und eine zentrale Anlaufstelle für Industriekunden.

Forschung und Transfer am Puls der Zeit

Im LZE werden spannende und am Bedarf der Unternehmen ausgerichtete Forschungsthemen bearbeitet. Der Digitale Wandel spannt den fachlichen Bogen bei den aktuellen wissenschaftlichen Leitprojekten des Leistungszentrums. Die Arbeiten beginnen bei neuartigen Halbleitermaterialien und -bauelementen, um für Industrie 4.0-Anwendungen verlustarmes Schalten in Leistungsmodulen bei hohen Spannungen und Strömen zu ermöglichen – auch in der Elektronik spielt Nachhaltigkeit eine immer größere Rolle. Sie verbinden klassische Leistungselektronik mit Data Analytics und Machine Learning für intelligente Funktionalitäten bis hin zur Gesamtsystemebene, z.B. in der Antriebstechnik. Außerdem wird ein neuer Ansatz untersucht, wie die drahtlose Kommunikation von Knoten im Internet of Things signifikant verbessert werden kann, um vielschichtige lokale Netze im Consumer- wie im industriellen Bereich zu realisieren. Die Forschung berücksichtigt auch die Einbindung des Faktors Mensch mittels neuartiger digitaler Unterstützung manueller Fertigungsschritte durch kognitive Sensorik unter anderem in der Autoproduktion.

Das Leistungszentrum konzentriert sich neben der wissenschaftlichen Arbeit explizit auf die Gestaltung von Strukturen und Kooperationsmodellen für Transfer und Verwertung, um Technologien aus der Forschung in enger Zusammenarbeit mit der Industrie schneller in Produkte umzusetzen. In einem stark beschleunigten Markt spielt der Faktor Geschwindigkeit die entscheidende Rolle. Das LZE unterstützt hier beispielsweise mit strategischer Geschäftsfeldentwicklung, neuen Lizensierungsmodellen, Karriere- und Weiterbildungsprogrammen oder gemeinsamem Roadmapping von Forschung und Industrie.

5 Jahre LZE

Mit einer Pressekonferenz am 16. Juni 2015 wurde das LZE unter Schirmherrschaft der damaligen bayerischen Wirtschaftsministern Ilse Aigner offiziell eröffnet. Seit nunmehr fünf Jahren bauen die Partner im LZE ihre enge Zusammenarbeit in Forschung und Transfer immer weiter aus. Inzwischen gibt es in Ergänzung zu den Instituten und Lehrstühlen eine eigene, von der FAU und Fraunhofer getragene Rechtsstruktur des LZE, die mit einem gemeinnützigen Verein und einer Technologietransfergesellschaft die Kooperationsmöglichkeiten erweitert. Es wurde eine gemeinsame Weiterbildungsplattform aufgesetzt, die unter anderem mit den digitalen „Knowledge Snacks“ interessante Formate für Teilnehmer aus der Wirtschaft anbietet. Es wurden eigene Veranstaltungsreihen wie die Fachtagung LZE Tech Day oder die Innovationskonferenz
#inNUEvation, bei der sich der Stolz auf die Region schon im Namen findet, aus der Taufe gehoben und es sind bereits mehrere Ausgründungen entstanden. Auch das offene Innovationslabor JOSEPHS in Nürnberg gehört mittlerweile zum Startup-Reigen des LZE.

Das Leistungszentrum Elektroniksysteme in der Metropolregion Nürnberg ist eine zentrale Plattform am richtigen Ort, um der regionalen und bayerischen Industrie noch besseren Zugang zum wissenschaftlich wie wirtschaftlich bedeutsamen Themenfeld der Elektronik zu bieten. Nach dem Motto „Gemeinsam erreicht man mehr.“ ist die Mitarbeit aller drei LZE-Forschungspartner in der regionalen Initiative #Innovationskunst nur konsequent.

Text: Fraunhofer IISB

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Leistungszentrum Elektroniksysteme

Offizielle Eröffnung des LZE am 16. Juni 2015 mit der bayerischen Wirtschaftsministerin Ilse Aigner. Bild: Marc Müller / Fraunhofer

Das Team des LZE bei der Vernetzungsveranstaltung „LZE mittendrin“ im Juli 2019. Bild: Fraunhofer / LZE

Ein Forschungsthema des LZE: Kabellose Energie- und Datenübertragung auf be-wegte Systeme. Bild: Kurt Fuchs / Fraunhofer

Ein Forschungsthema des LZE: Energiespeicher auf Basis von flüssigen organi-schen Wasserstoffträgern (LOHC) in Verbindung mit einem hocheffizienten Gleich-stromnetz. Bild: Kurt Fuchs / Fraunhofer