Integration in industrielle Chipfertigung

Ferroelektrische Speicher sichern Daten schnell und dauerhaft

Energie sparen, schneller rechnen und Daten dauerhaft speichern: dem Fraunhofer-IPMS ist es gemeinsam mit GlobalFoundries gelungen, ultraschnelle ferroelektrische FRAM-Speicher auf Basis von Hafniumoxid in eine industrielle Fertigungstechnologie zu integrieren.

Jessica Mouchegh Jessica Mouchegh FREIE REDAKTEURIN

15. Juni 2026 - 11:00

Kleines Elektronikmodul mit Kontaktleiste auf buntem Leiterplatten-Hintergrund.

Aus Industriesicht ist die neue Speichertechnologie entscheidend: Eine bezahlbare Ultra-Low-Power-Technologie mit einer dafür ideal passenden Speicherlösung ist gerade für Anwendungen wie Edge-KI hochattraktiv.

Fraunhofer/Piotr Banczerowski

Digitale Systeme stellen immer höhere Anforderungen an Speicher: schnell, langlebig, nicht flüchtig und zugleich extrem stromsparend. Gerade bei Anwendungen im Automotive-Bereich, der Industrieautomation oder der Medizintechnik stoßen bisherige Speicherlösungen dabei an Grenzen. Im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojekts haben das Fraunhofer IPMS und GlobalFoundries eine neuartige Speichertechnologie etabliert, die energieeffiziente Elektronik und neue Rechenarchitekturen ermöglicht.

Es ist ein großer Schritt, wenn man zeigen kann, dass das, woran man intensiv forscht, auch tatsächlich auf hochskalierten industriellen Strukturen gefertigt werden kann.

Dr. Maximilian Lederer, Lead Scientist am Fraunhofer IPMS

Im Zentrum der Arbeiten steht ein FRAM-Speicher (Ferroelectric Random Access Memory), der das ferroelektrische Material Hafniumoxid nutzt, um Informationen dauerhaft zu speichern. Bei der ferroelektrischen Speichertechnologie werden Ionen sehr schnell in einem Kristallgitter verschoben, was zu einer veränderten Polarisation führt. Genau diesen Effekt kann man zum Speichern von Informationen nutzen. Der große Vorteil dieser Methode: Die Information bleibt auch ohne Strom erhalten und kann beliebig oft ausgelesen werden, ohne dabei verloren zu gehen.

Ein zentraler Erfolg des Projekts ist die Integration der Speicher in eine bestehende industrielle Fertigungstechnologie. Die Forschenden entwickelten einen reproduzierbaren Ansatz, um ferroelektrische FRAM-Zellen in den 22FDX-Technologieknoten von GlobalFoundries einzubetten – eine Plattform, die auf die Herstellung von Ultralow-Power-Mikrochips ausgelegt ist. Die neuartigen Speicherzellen arbeiten mit energiesparenden Betriebsspannungen unter einem Volt, schalten in wenigen Nanosekunden und weisen eine hohe Zyklenfestigkeit auf, überstehen also zuverlässig viele Schreib- und Löschvorgänge.

RAM-Module lehnen an einer Rolle aus US-Dollar-Scheinen auf einem Bett aus Banknoten.

Speichermarkt 2026: KI treibt Preise und Knappheit

Der Speichermarkt wächst 2026 spürbar, wird jedoch zunehmend von KI-Infrastruktur geprägt. Während HBM und Server-Speicher profitieren, steigen bei klassischen DRAM-, NAND- und Legacy-Produkten Preis- und Verfügbarkeitsrisiken.

Grundlage für Edge-KI und neue Anwendungen

Die neue Speichertechnologie ist besonders für Anwendungen relevant, bei denen Energieeffizienz entscheidend ist – etwa autonome Sensoren, batterie- oder akkubetriebene Systeme oder Künstliche Intelligenz direkt im Gerät. Denn der Leistungsverbrauch ist mit dieser nichtflüchtigen Speichertechnologie viel kleiner als bei bestehenden Lösungen. Das macht es möglich, Künstliche Intelligenz nicht nur in Rechenzentren, sondern direkt in Edge-Anwendungen einzusetzen, bei denen Daten lokal im Gerät verarbeitet werden.

Das Projekt baut auf einer langjährigen Zusammenarbeit zwischen Fraunhofer IPMS und GlobalFoundries am Standort Dresden auf. Material, Prozess, Bauelement und Fertigung wurden gemeinsam im Innovationsökosystem Silicon Saxony entwickelt.