Wir schreiben das Jahr 1987. Professor Herbert Reichl übernimmt den Lehrstuhl für Technologien der Mikroperipherik an der Technischen Universität Berlin. Mikroelektronische Technologien entwickeln sich in Europa und auch in Deutschland rasant, doch die Kluft zwischen immer kleiner werdenden Schaltkreisen und ineffizientem Packaging klafft weit auseinander. Die Aufbau- und Verbindungstechnik muss vor dem Hintergrund steigender Marktanforderungen mehr in den Fokus rücken und Chiphersteller und Anwendungen aus der Industrie zusammenbringen. Die Idee zur Entstehung des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM ist geboren.
Aufbauen
Unter Leitung von Herbert Reichl kommt eine Gruppe aus Wissenschaftler der TU und HU Berlin sowie der Akademie der Wissenschaften in Chemnitz zusammen und schafft im Dezember 1993 die Wiedervereinigung der Forschung aus West- und Ostdeutschland. Die Fraunhofer-Einrichtung IZM geht an den Start. Die Mission: Eine wettbewerbsfähige Aufbau- und Verbindungstechnik für die Industrie. Und zwar durch Umverdrahtungstechnologien, die es bisher in Europa so noch nicht gibt und die Chipherstellern völlig neue industrielle Anwendungsfelder eröffnen. Der erste Kooperationsvertrag mit Forschungsschwerpunkt „Technologien der Mikroperipherik“ der TU Berlin wird geschlossen, personell arbeitet das Institut im engen Schulterschluss mit der Universität zusammen.
Verbinden
Bereits im Gründungsjahr gelingt der erste Coup. Erstmals in Europa wird der Einsatz von polymeren Leiterplatten für die Flip-Chip-Montage als Schlüsseltechnologie für eine kostengünstigere Chipherstellung untersucht. Bereits zwei Jahre später wird die erste Flip-Chip-Assembly Linie in Europa in Betrieb genommen. Die erste Anwendung der Flip-Chip-Technologie erfolgt 1997 durch die Forschung zum Einsatz von Pixeldetektoren in Teilchenbeschleunigern und begründet bis heute die Zusammenarbeit zwischen dem CERN und dem Fraunhofer IZM. Mit der Flip-Chip Linie wurde gezeigt, dass die Technologie des Fraunhofer IZM in eine SMT-Produktionslinie integriert werden kann und somit bereit für die Einführung in der Industrie ist. An den verschiedenen Standorten werden Personal und neue Themenfelder aufgebaut: So entsteht 1998 eine Abteilung und Außenstelle in Teltow (Brandenburg) und erweitert das Institutsportfolio um das Thema Polymermaterialien und Komposite. Im gleichen Jahr wird in Paderborn in Zusammenarbeit mit der dortigen Universität eine Projektgruppe gegründet und die Zusammenarbeit mit der TU Chemnitz verstärkt, so dass dort im Bereich Mikrosystemtechnik und Mikrosensorik eine Abteilung aufgebaut wird, die seit 2008 sogar eigenständig ist. In ähnlicher Weise entwickelte das Fraunhofer IZM ab 2002 seinen Institutsteil in München innerhalb von acht Jahren mit Rolle-zu-Rolle- sowie 3D-Wafer-Technologien so weit, dass er zu einem eigenständigen Institut werden konnte. Nach 10 Jahren hat sich das Institut von knapp 20 auf über 200 Mitarbeitende und den Umsatz von 1,4 Mio. DM im Gründungsjahr auf 27,3 Mio. Euro Umsatz im Jahr 2004 erhöht.
Integrieren
Ab 2003 rückt immer mehr die Integration der Anwendungen in die Elektronik in den Fokus. Neue Materialien, die dehnbarer und flexibler sind, werden bis heute kontinuierlich erprobt. Der Markt der Wearables und Smart Textiles war als wichtiges Standbein geboren. Auf der IFA 2005 wird erstmals Kleidung mit integrierten Kommunikationssystemen vorgestellt. Weitere Highlights sind ein automatisches Sicherheitssystem, welches die fahrende Person erkennt und so Diebstähle des Fahrrads erschwert. Für die Ortung sind die Fahrenden mit einem GPS-System ausgestattet. Entlang der Anwendungen entwickelt sich das Institut weiter und integriert sich innerhalb Industrie und Wissenschaft durch technologische Lösungen für Herausforderungen in Branchen wie der Automobil- und Industrieelektronik, der Medizintechnik, IKT und im Halbleiterbereich. Im Jahr 2010 gründet sich der Standort in Dresden, das Zentrum „All Silicon System Integration Dresden“ (ASSID). Die Abteilung, in der Berlin und Dresden zusammenarbeiten, verfügt an beiden Standorten über Reinräume und Labore mit hochmoderner produktionskompatibler Ausrüstung. Neben der Flexibilität bei der Prozessierung von unterschiedlichen Wafergrößen zeichnet beide Prozesslinien aus, dass sie sich höchstindividuell an spezifische Prozessbedingungen anpassen können. Das ermöglichte im Jahr 2010 die Entwicklung einer Mikrokamera, die nicht größer als grob gemahlenes Salz ist und daher perfekt in eine Endoskopspitze passt. Dieser Durchbruch in der Medizintechnik war auf eine ausgeklügelte Aufbautechnik zurückzuführen, bei der die Integration von Optik und Sensor noch auf Waferebene erfolgt. Nach dem 20-jährigen Bestehen, weiterem kontinuierlichen Wachstum und mittlerweile unter Leitung von Prof. Klaus-Dieter Lang, will das Institut sich auch weiteren Forschungspartnern in der Hardware-Produktion öffnen und gründet 2017 die Start-A-Factory, Berlins Prototypen-Linie bestehend aus Geräte-Infrastruktur und einer Arbeitsumgebung, die speziell auf die Bedürfnisse von Hardware-Start-ups und die Entwicklung ihrer Prototypen ausgerichtet ist. Und auch dem Thema Nachhaltigkeit und Ressourcenmangel widmet sich das Fraunhofer IZM im laufenden Großprojekt namens Green ICT, um Nachhaltigkeit von Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) zu optimieren. Zuverlässigkeit steht nicht nur für eine stabile Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie, sondern auch für langlebige Elektronik, die bereits in der Produktion nachhaltig gedacht ist. Die Nachhaltigkeitsexpert arbeiten daher seit Jahren mit den führenden IKT-Unternehmen zusammen und haben auch bei der Entwicklung des Fairphones – dem Smartphone, welches auf Langlebigkeit und nicht den Neukauf nach nächstem Update setzt – mitgewirkt. Heute stellen sich über 400 Mitarbeitende unter der Leitung von Prof. Martin Schneider-Ramelow neuen Herausforderungen wie dem Chipmangel, den steigenden Datenraten, der Energiekrise und vielem mehr. Dabei entwickeln sie Prozesse und Technologien für die Quantenelektronik, für 6G, für Zero-Power-Elektronik sowie hochperformante Systeme in außergewöhnlichen Anwendungen und für raue Umgebungsbedingungen. Eines haben die Wissenschaftler sowie das Team in der Verwaltung beibehalten: Den Geist, neues entdecken zu wollen und dabei physikalische Grenzen zu verschieben.
