Technische Beschreibung der Initiative: Maßnahmenbereich

Die anfänglichen und gegebenenfalls nachfolgenden Maßnahmen, die durch die Initiative unterstützt werden, werden gemäß der folgenden technischen Beschreibung durchgeführt:

Teil I

Mit der Initiative sollen über eine virtuelle Entwurfsplattform, die in der gesamten Union zur Verfügung steht, umfangreiche innovative Entwurfskapazitäten für integrierte Halbleitertechnologien aufgebaut werden. Die virtuelle Entwurfsplattform wird neue innovative Entwurfsumgebungen mit erweiterten Bibliotheken und Werkzeugen bieten und viele bestehende und neue Technologien (darunter aufkommende Technologien wie die integrierte Photonik, Quantentechnologie sowie KI/neuromorphe Technologien) zusammenbringen. In Verbindung mit bestehenden EDA-Werkzeugen wird sie den Entwurf innovativer Komponenten und neuer Systemkonzepte und die Demonstration wesentlicher Funktionen ermöglichen, wie z. B. neuer Ansätze in Bezug auf Hochleistung, Energieeffizienz, Sicherheit und neuer dreidimensionaler und heterogener Systemarchitekturen. In enger Zusammenarbeit mit den Nutzerbranchen verschiedener Wirtschaftssektoren wird die virtuelle Entwurfsplattform Gemeinschaften von Entwurfsbüros, Anbieter von intellektuellem Eigentum und Tool-Anbietern mit Forschungs- und Technologieorganisationen vernetzen, um auf der Grundlage gemeinsamer Technologieentwicklung virtuelle Prototyplösungen bereitzustellen. Risiken und Entwicklungskosten werden geteilt, und es werden neue webbasierte Methoden für den Zugang zu Entwurfswerkzeugen mit flexiblen Kostenmodellen, insbesondere für Prototypen, und gemeinsamen Schnittstellenstandards gefördert. Indem immer mehr Technologien und Entwürfe für Prozessoren mit niedrigem Stromverbrauch (einschließlich Open-Source wie z. B. RISC-V) in die virtuelle Entwurfsplattform integriert werden, entstehen auf der Plattform zunehmend neue Entwurfsmöglichkeiten. Ferner kann die virtuelle Entwurfsplattform den Entwurf anderer Technologien, wie programmierbaren Chips auf der Grundlage von Field Programmable Gate Arrays, neuen 3D- und heterogenen Systemarchitekturen usw., ermöglichen. Die Dienste werden über die Cloud angeboten werden, um durch die Vernetzung bestehender und neuer Entwicklungszentren in den Mitgliedstaaten den Zugang und die Offenheit für die gesamte Gemeinschaft zu maximieren.

Teil II

Im Rahmen der Initiative werden Pilotanlagen für die Produktion, Test und Validierung unterstützt, die die Lücke zwischen Labor und Fertigung in der modernen Halbleitertechnik, beispielsweise Architekturen und Werkstoffe für die Leistungselektronik zur Förderung einer nachhaltigen und erneuerbaren Energie, Energiespeicherung, intelligente Fertigung im Einklang mit höchsten Umweltstandards, Automatisierung und Elektromobilität, geringerer Energieverbrauch, Cybersicherheit, funktionale Sicherheit, höhere Rechenleistung oder Integration bahnbrechender Technologien wie etwa neuromorpher und eingebetteter KI-Chips, integrierte Photonik, Graphen- und andere 2D-Materialtechnologien, Integration von Elektronik und Mikrofluidik in heterogene Systeme, technische Lösungen für erhöhte Nachhaltigkeit und Kreislauffähigkeit elektronischer Komponenten und Systeme, schließen. Zu den Schwerpunktbereichen gehören:

a)

Pilotanlagen, mit der die Leistungsfähigkeit von IP-Blöcken, virtuellen Prototypen, neuen Entwürfen und neuartigen integrierten heterogenen Systemen u. a. mittels Process Design Kits und auf offene und zugängliche Weise erprobt, getestet und validiert werden.

Die virtuelle Entwurfsplattform wird es ermöglichen, neue IP-Block- und Systemkonzepte, die in den Pilotanlagen vorab mittels Process Design Kits getestet und validiert werden sollen, im Entwurf zu erforschen, sodass noch vor dem Gang in die Fertigung unverzüglich Rückmeldungen zur Verfeinerung und Verbesserung der Modelle gegeben werden können. Von Beginn an werden im Rahmen der Initiative mehrere bestehende Pilotanlagen in Synergie mit der Entwurfsinfrastruktur ausgebaut, um den Zugang zu Entwurfs- und (virtuellen) Prototypprojekten zu ermöglichen.

b)

Neue Pilotanlagen für die Halbleitertechnik, z. B. vollständig verarmtes Silizium auf einem Isolator mit nur 10-7 nm, modernste Gate-All-Around-Technik und fortschrittliche Technologieknoten (z. B. unter 2 nm), ergänzt durch Pilotanlagen für die Integration dreidimensionaler heterogener Systeme und fortschrittliches Packaging. In die Pilotanlagen werden die jüngsten Forschungs- und Innovationstätigkeiten und ihre Ergebnisse einfließen.

Die Pilotanlagen werden auch über eine spezielle Entwurfsinfrastruktur verfügen, die z. B. aus Entwurfsmodellen besteht, die den Fertigungsprozess für Entwurfswerkzeuge simulieren, die eingesetzt werden, um Schaltkreise und Systems-on-Chip zu entwerfen. Diese Entwurfsinfrastruktur und eine benutzerfreundliche Virtualisierung der Pilotanlagen werden so eingerichtet, dass sie unionsweit über die virtuelle Entwurfsplattform direkt zur Verfügung stehen. Mithilfe einer Verbindung wird die Design-Community Technologieoptionen testen und validieren können, bevor sie auf den Markt kommen. So wird gewährleistet, dass neue Chip- und Systementwürfe auf das gesamte Potenzial der neuen Technologien zurückgreifen und Spitzeninnovationen hervorbringen.

Insgesamt werden durch diese Pilotanlagen das geistige Eigentum der Union, die Kompetenzen der Union und die Innovation der Union im Bereich der Halbleiterfertigungstechnologie vorangebracht und die Stellung der Union in den Bereichen neue Fertigungsausrüstungen und Werkstoffe für modernste Halbleitermodule, wie z. B. Lithografie- und Wafertechnik, gefestigt und ausgebaut.

Es findet eine enge Abstimmung und Zusammenarbeit mit der Industrie statt, um diese Kapazitätserweiterung und die entscheidende Einbeziehung ausgewählter qualifizierter Pilotanlagen von Beginn an lenkend zu begleiten, z. B. in den Bereichen fortschrittliches Packaging, Technik für die Integration heterogener dreidimensionaler Systeme sowie bei wichtigen zusätzlichen Funktionen wie Silizium-Photonik, Leistungselektronik, Sensortechnik, Silizium, Graphen und Quantentechnik. Diese leistungsstarke, ausgebaute unionsweite Pilotanlageninfrastruktur, die eng mit der Design-Enablement-Infrastruktur verbunden ist, ist unentbehrlich, um das Wissen, die Kapazität und die Fähigkeit der Union zu entwickeln, damit die Innovationslücke zwischen öffentlich finanzierter Forschung und kommerziell finanzierter Fertigung geschlossen wird und bis Ende des Jahrzehnts sowohl die Nachfrage als auch die Fertigung in der Union erhöht werden.

Teil III

Die Initiative trägt den besonderen Bedürfnissen der künftigen Generation von Informationsverarbeitungskomponenten unter Nutzung nichtklassischer Grundsätze Rechnung, insbesondere Chips, die auf der Grundlage von Forschungen Quanteneffekte ausnutzen (Quantenchips). Zu den Schwerpunktbereichen gehören:

a)

Innovative Entwurfsbibliotheken für Quantenchips für Quantenplattformen auf Halbleiter- bzw. Photonenbasis, die auf den Entwurfs- und Fertigungsprozessen der etablierten Prozesse aus der klassischen Halbleiterindustrie aufsetzen; diese werden ergänzt durch die Entwicklung innovativer, moderner Entwurfsbibliotheken und Fertigungsprozesse für alternative Qubit-Plattformen, die nicht mit Halbleitern kompatibel sind.

b)

Pilotanlagen für die Integration von Quantenschaltungen und Steuerelektronik für die Fertigung von Quantenchips, die auf laufenden Forschungsarbeiten aufbauen und diese nutzen, sowie Pilotanlagen, die den Zugang zu speziellen Reinräumen und Prototyp- und Fertigungswerken ermöglichen und damit die Zugangshemmnisse bei der Entwicklung und Fertigung kleiner Mengen von Quantenkomponenten zu verringern und die Innovationszyklen zu beschleunigen.

c)

Anlagen zur Prüfung und Validierung fortschrittlicher Quantenkomponenten, einschließlich derer, die in den Pilotanlagen hergestellt werden, wodurch der Kreis des Innovations-Feedbacks zwischen Entwicklern, Herstellern und Nutzern von Quantenkomponenten geschlossen wird.

Teil IV

Mit der Initiative wird Folgendes unterstützt:

a)

Schaffung eines Netzes von Kompetenzzentren in jedem Mitgliedstaat zur Förderung der Nutzung dieser Technologien, die als Schnittstellen zu den virtuellen Entwurfsplattformen und Pilotanlagen dienen und deren effektive Nutzung erleichtern und die den Beteiligten, einschließlich der Endnutzer-KMU, Expertise und Fertigkeiten zur Verfügung stellen. Die Kompetenzzentren werden der Industrie innovative Dienstleistungen anbieten, wobei besonderes Augenmerk auf KMU, Hochschulen und Behörden gelegt wird, und maßgeschneiderte Lösungen für ein breites Nutzerspektrum bereitstellen, wodurch Entwürfe und Spitzentechnik weitere Verbreitung in der Union finden werden. Sie werden auch zu mehr hoch qualifizierten Arbeitskräften in der Union beitragen.

b)

Auf dem Gebiet der Fertigkeiten werden auf lokaler, regionaler oder unionsweiter Ebene spezifische Schulungsmaßnahmen zu Entwurfswerkzeugen und Halbleitertechnologien organisiert werden. Ferner werden Stipendien für weiterführende Studiengänge unterstützt. Diese Maßnahmen werden die Verpflichtungen der Industrie im Rahmen des Kompetenzpakts ergänzen und in Zusammenarbeit mit den Hochschulen die Zahl der Praktika und Lehrstellen erhöhen. Besonderes Augenmerk wird auch auf Umschulungs- und Weiterbildungsprogramme für Arbeitskräfte gelegt, die aus anderen Sektoren stammen.

Teil V

Mit der Initiative wird die Schaffung eines florierenden Halbleiter- und Quanteninnovations-Ökosystems unterstützt, indem ein breiter Zugang zu Risikokapital für Start-ups, expandierende Unternehmen und KMU gefördert wird, damit sie wachsen und ihre Marktpräsenz nachhaltig ausbauen können.