TUM verknüpft Chip-Design, Ausbildung und künftige Fertigung in Europa

Mit einem neuromorphen KI-Chip in 7-Nanometer-Technologie demonstriert die Technische Universität München, dass akademisches Chip-Design industrielle Reife erreichen kann. Entscheidend ist dabei nicht nur die Architektur, sondern der Aufbau einer europäischen Design- und Fertigungskette bis zur Produktion in Dresden.

Der technologische Kern entsteht im Reinraum der Theorie, doch sein Ziel liegt in der Fabrik. Prof. Hussam Amrouch hat an der Technischen Universität München einen neuromorphen KI-Chip in 7-nm-Technologie entwickelt . Das Design orientiert sich am Prozessstandard des weltweit führenden Auftragsfertigers TSMC . Damit wird von Beginn an in industriellen Strukturgrössen gedacht, nicht im akademischen Sonderformat.

Ab 2028 sollen die Entwürfe von der European Semiconductor Manufacturing Company ESMC in Dresden gefertigt werden . Geplant sind mindestens drei neue Designs pro Jahr . Das Projekt zielt somit nicht auf einen Technologiedemonstrator, sondern auf eine kontinuierliche Designpipeline mit industrieller Anschlussfähigkeit.

Design mit Blick auf die Fab

Dass eine Universität auf 7 Nanometer geht, ist mehr als eine symbolische Marke. Die Strukturbreite definiert Anforderungen an Layout, Verifikation, Energieeffizienz und Testbarkeit. Wer in diesem Knoten entwickelt, arbeitet faktisch auf Augenhöhe mit internationalen High-End-Fabs.

Die Orientierung am TSMC-Standard bedeutet zugleich, dass das Design prinzipiell portierbar und fertigungskompatibel ist. Mit der geplanten Produktion bei ESMC in Dresden verschiebt sich der Schwerpunkt perspektivisch nach Europa. Design und Fertigung sollen enger verzahnt werden, statt über Kontinente verteilt zu bleiben.

Ausbildung als Teil der Produktionsstrategie

Die Initiative geht über die Chipentwicklung hinaus. Vor drei Monaten eröffnete Amrouch das KI-Chip-Forschungs- und Ausbildungszentrum MACHT-AI, gefördert von den bayerischen Ministerien für Wissenschaft und Wirtschaft .

Dort sollen Studierende das KI-Chip-Design erlernen und später in Unternehmen eigenständig Chips und Algorithmen entwickeln . Perspektivisch wird auch die Produktion in Deutschland möglich . Damit wird die Ausbildung explizit als Teil der industriellen Wertschöpfungskette verstanden. Fachkräfte gelten als ebenso kritischer Engpass wie Fertigungskapazitäten.

Die Erfahrungen aus Pandemie und geopolitischen Spannungen haben gezeigt, wie verletzlich globale Lieferketten sind . Der Aufbau lokaler Kompetenzen in Design und Produktion ist daher nicht nur industriepolitisch motiviert, sondern strategisch begründet.

Spezialisierte Architektur reduziert Systemaufwand

Technologisch setzt der Chip auf lokale Datenverarbeitung statt Cloud-Anbindung . Für die Fertigung bedeutet das: Die Architektur ist auf klar definierte, spezifische Anwendungen optimiert, nicht auf maximale Universalität.

Die RISC-V-basierte Struktur erlaubt eine gezielte Anpassung an Aufgaben wie die Auswertung von Herz- oder Hirnsignalen oder den Einsatz eines Sprachmodells . Spezialisierung reduziert unnötige Funktionsblöcke, spart Energie und vereinfacht die Systemintegration. Amrouch formuliert es so: «Sie können sich einen Ferrari kaufen, sind damit aber in der Stadt nicht unbedingt schneller. Ein E-Bike ist hier effizienter» .

Für industrielle Anwender bedeutet das kleinere Leistungsbudgets, geringere thermische Anforderungen und potenziell höhere Ausbeuten im Waferprozess, weil Komplexität gezielt begrenzt wird. Letzteres ist eine logische Ableitung aus der beschriebenen Spezialisierung, jedoch im Ausgangstext nicht explizit belegt.

Sicherheit als Produktionsargument

Ein zentraler Aspekt ist die Kontrolle über Design und Fertigung. «Wer den Chip designt und baut, weiss, was drinsteckt und kann garantieren, was er tun wird», sagt Amrouch .

Gerade für die Automobilindustrie ist Vertrauen eine entscheidende Währung . In der Verteidigungsindustrie gilt absolute Sicherheit als Voraussetzung, etwa bei Chips für Drohnen . Die Gefahr versteckter Manipulationen in ausserhalb der EU entwickelten oder gefertigten Komponenten wird im Text ausdrücklich als Risiko benannt .

Fertigungssouveränität wird damit zu einem Qualitätsmerkmal. Produktion ist nicht nur Kapazitätsfrage, sondern Teil der Sicherheitsarchitektur.

Politische Rückendeckung für das Halbleiter-Ökosystem

Bayerns Wissenschaftsminister Markus Blume bezeichnet den 7-nm-Chip als «echten KI-Coup an der TUM» . Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger verweist auf die Dynamik des bayerischen Halbleiterökosystems . TUM-Präsident Thomas Hofmann betont angesichts zunehmender geopolitischer Risiken die Bedeutung europäischer Entwicklung und Produktion von Spitzentechnologie .

Die Aussagen unterstreichen, dass das Projekt nicht als isolierte Forschungsleistung verstanden wird, sondern als Baustein einer industriellen Strategie.

Fazit

Der 7-nm-KI-Chip der TUM steht exemplarisch für einen Paradigmenwechsel: Universitäres Chip-Design wird konsequent in Richtung industrieller Fertigung gedacht. Mit klarer Prozessausrichtung, geplanter Serienproduktion in Dresden und einer integrierten Ausbildungsstrategie entsteht ein Ansatz, der Design, Produktion und Souveränität systematisch verbindet.