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2022-09-13
Patricia Müller

Mikrochips ohne Makel – Wie man Fehler in Halbleitern findet

Sie sind nicht nur im Kern von Computern verbaut, wir finden sie auch in Haushaltsgeräten und in unseren Autos. Winzige elektronische Schaltkreise, die dafür sorgen, dass Systeme und Geräte einwandfrei funktionieren. Um sie, die Mikrochips, und ihre Makellosigkeit dreht sich die Arbeit von LUBIS EDA, einem neuen Startup am CISPA-Inkubator.

Das 2021 gegründete Unternehmen unterstützt die Qualitätskontrollen von Unternehmen mit einem neuartigen Software-Tool. Es wurde für die Verifikation von digitalen integrierten Schaltkreisen entwickelt, die in vielen Halbleitern enthalten sind. „Wir sind auf funktionale Fehler fokussiert“, erklärt Chief Finance Officer (CFO) Dr. Max Birtel. Und nennt als Beispiel: „Sollte ein Gerät in den Ruhemodus gehen, startet stattdessen aber neu, dann wäre das z.B. ein Fehlverhalten. Also immer, wenn das System in einen falschen Zustand übergeht.“

Funktionale Fehler können nicht nur zu einer Fehlfunktion des Halbleiters führen, sondern auch ein Ansatzpunkt für Sicherheitsprobleme sein. Dies werde besonders dann kritisch, wenn es sich um Steuerungssysteme wie beispielsweise Bremsen handele, erklärt Max.

Gemessen an dem gesamten Entwicklungsprozess eines Mikrochips, sei das Design schnell erledigt. Aber dafür zu sorgen, dass sie auch sicher sind, sei ein Problem. „Die Verifikation nimmt bis zu 70 Prozent der gesamten Entwicklungszeit in Anspruch.“

Zudem steigen die Anforderungen an Mikrochips. Geräte sollen weniger Energie verbrauchen, mehr Rechenpower haben und am besten auch noch schneller werden.

„Die Verifikation ist in diesem Prozess der Flaschenhals.“ Und: Ohne eine Verifikation riskieren Unternehmen Verluste in Milliardenhöhe, da Mikrochips in großen Chargen geordert werden. Entdeckt man dann einen Fehler, muss die gesamte Charge weggeworfen werfen. Es kann sogar zu Rückrufaktionen von bereits verkauften Produkten führen.

Die formale Verifikationstechnik unterscheidet sich insofern von der in der Breite häufig angewandten simulationsbasierten Technik, als dass sie zuverlässige Ja-/Nein-Aussagen über die Funktionsfähigkeit eines Halbleiters treffen kann. Max: „Ein Simulationsingenieur prüft in der Regel ganz spezielle Inputkombinationen, kann sich aber nicht sicher sein, ob der Mikrochip bei einer anderen Kombination auch funktioniert.“ LUBIS EDA sucht mithilfe der formalen Verifikationstechnik im Code nach mathematisch logischen Fehlern und Lücken, die nicht definiert sind. Das Startup sieht eine hohe Nachfrage nach dieser Art der Verifikation – es hatte nun erstmals mehr Anfragen, als es bedienen konnte. Daher bietet LUBIS EDA sogar Schulungen zum „Formal Verification Expert“ an.

Am Inkubator erhofft sich das junge Unternehmen wertvolles Feedback von Experten, sowohl zur technischen Idee als auch zum potenziellen Geschäftsmodell, eine Fördermöglichkeit im IT-Sicherheitsbereich und die Vernetzung, denn, so Max, „wir hatten durch die Pandemie leider nie einen wirklichen Austausch mit anderen Startups“.