Automatisiertes Fahren findet schrittweise immer mehr Einzug in unsere Mobilität. Mit jedem Schritt müssen immer größere Datenmengen rasch verarbeitet werden, um auf die gegebene Umgebungssituation rasch reagieren zu können. AT&S entwickelt hier ein robustes und widerstandsfähiges Verbindungskonzept für einen Hochleistungsrechner-Chip.

Um diese Anforderungen zu erfüllen, wurde ein sehr herausfordernder Anwendungsfall für die Entwicklung definiert: ein autonom arbeitendes Bergbaufahrzeug. Dadurch wird sichergestellt, dass ein zuverlässiges Konzept vorliegt, das für alle Anwendungen im Bereich autonomes Fahren genutzt werden kann.Leoben, 23.09.2020 – Auf der Suche nach den Pionieren im Bereich autonomes Fahren wird man in einer Branche fündig, an die viele nicht als erstes denken würden: im Bergbau.

In diesem Bereich werden autonom fahrende Maschinen wie zum Beispiel riesige Mega-LKWs längst tagtäglich eingesetzt, um Produktivität, Sicherheit und Effizienz signifikant zu steigern. All das passiert unter schwierigsten Umgebungsbedingungen, große Temperaturschwankungen, Staub oder Feuchtigkeit gehören zum Arbeitsalltag solcher Maschinen und stellen entsprechende Anforderungen an alle eingesetzten Komponenten. Gerade die Elektronik in solchen Systemen ist großen Belastungen ausgesetzt, die sich kritisch auf die Funktionalität auswirken können.

Lösungen für diese Herausforderungen zu finden ist das Ziel des so genannte CHARM (Challenging Environments Tolerant Smart Systems for IoT and AI) Forschungsprojektes, an dem auch AT&S beteiligt ist, wie Hannes Stahr, Group Technology Manager bei AT&S erklärt: „Gemeinsam mit Unternehmen und Forschungsreinrichtungen aus zehn verschiedenen Ländern arbeiten wir an der Entwicklung von leistungsfähigen Rechner-Modulen, die zukünftig in vollautonomen Mining-Fahrzeugen zum Einsatz kommen könnten. Der Beitrag von AT&S ist es, ein robustes und widerstandsfähiges Verbindungskonzept für einen Hochleistungsrechner-Chip zu entwickeln.“

In der Konzeptentwicklungsphase wird ein Messchip genutzt, um die Systemstabilität und Zuverlässigkeit überprüfen und validieren zu können. In einer späteren Phase wird dieser Chip durch einen Hochleistungs-Prozessor ersetzt, der in ein Substrat – dem Übersetzer zwischen der Mikrowelt der Leiterplatte und den Nanostrukturen des Mikrochips – eingebettet wird und so gleichzeitig Miniaturisierung und höchste Datenverarbeitungs-Geschwindigkeiten ermöglicht.

Erst dadurch wird es möglich, dass die eingesetzten Maschinen komplexe Tätigkeiten autonom verrichten können und durch die stabile Bauweise gleichzeitig ein höchstes Maß an Betriebssicherheit garantiert wird. Die Entwicklungsarbeit in diesem Projekt fokussiert sich auf den Anwendungsbereich Bergbau, dennoch sind die Ergebnisse der Arbeit auch für andere Segmente nutzbar: „Natürlich können wir die Erkenntnisse aus diesem Projekt auch auf Bereiche des automatisierten Fahrens für PKWs und LKWs übertragen“, so Stahr.

Hier gibt es bereits erste Kooperationen mit der Automobil-Zulieferindustrie, die genauso wie im Bergbau höchste Zuverlässigkeit und Sicherheit unter allen Umweltbedingungen für diese systemrelevanten Teile verlangt. Das auf drei Jahre angelegte „CHARM“-Projekt wird im Rahmen der ECSEL (Electronic Components and Systems for European Leadership) Initiative umgesetzt. Die von der EU initiierte Public-Private-Partnership verfolgt das Ziel, Innovationen bei elektronischen Komponenten und Systemen zu forcieren und die Wettbewerbsfähigkeit Europas im Zeitalter der digitalen Wirtschaft zu verbessern. CHARM ist ein umfangreiches Dreijahresprojekt mit 37 Partnern aus zehn europäischen Ländern und einem Gesamtbudget von 29 Mio. €. Die Co-finanzierung erfolgt über ECSEL, EU-Horizont 2020, die nationalen Finanzierungsagenturen der teilnehmenden Länder und die Konsortialpartner. Die Partner kommen aus Österreich, Belgien, der Tschechischen Republik, Finnland, Deutschland, Italien, Lettland, den Niederlanden, Polen und der Schweiz