Fraunhofer ENAS: Entwicklung hochgenauer Lebensdauermodelle in der Leistungselektronik mit Forschungspreis prämiert
Steigende Anforderungen an die Ausfallsicherheit von Leistungselektronik bei gleichzeitig wachsenden Zuverlässigkeitsrisiken aufgrund der hohen Komplexität der Bauelemente machen hochgenaue Lebensdauermodelle und verbesserte Zuverlässigkeitsmethoden für die Entwicklung dieser Leistungselektronikkomponenten notwendig. Dr. Alexander Otto vom Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS hat erfolgreich Methoden und Modelle für diese Anforderungen entwickelt und wurde nun dafür mit dem Fraunhofer ENAS Forschungspreis 2020 ausgezeichnet.
Steigende Anforderungen an die Ausfallsicherheit von Leistungselektronik bei gleichzeitig wachsenden Zuverlässigkeitsrisiken aufgrund der hohen Komplexität der Bauelemente machen hochgenaue Lebensdauermodelle und verbesserte Zuverlässigkeitsmethoden für die Entwicklung dieser Leistungselektronikkomponenten notwendig. Dr. Alexander Otto vom Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS hat erfolgreich Methoden und Modelle für diese Anforderungen entwickelt und wurde nun dafür mit dem Fraunhofer ENAS Forschungspreis 2020 ausgezeichnet.
Das Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS verleiht jährlich den Fraunhofer ENAS Forschungspreis für herausragende wissenschaftliche Ergebnisse mit hoher Anwendungsrelevanz. In diesem Jahr geht der Preis an den promovierten Elektrotechniker Dr.-Ing. Alexander Otto. Den Preis erhält er für seine Forschungsarbeiten an neuartigen Ansätzen zur Lebensdauermodellierung mit dem Fokus auf Leistungselektronik-Bauelemente. Ihm gelingt dabei der Übergang von rein belastungsbasierten Modellen hin zu beanspruchungs- und ausfalleffekt-basierten Ansätzen für die Lebensdauerprognose. Für praktische Anwendungen im industriellen Umfeld bedeutet dies künftig eine wesentliche Steigerung der Prognose-Genauigkeit. Leistungselektronik wird im Bereich erneuerbare Energien, Elektromobilität und Industrie 4.0 eingesetzt. Die Anforderungen an Zuverlässigkeitsbewertungen für die Leistungselektronik steigen dabei immer mehr, da die Bauteile und Funktionswerkstoffe komplexer werden, mehr Leistungsdichte und Funktionsintegration gefordert wird, die Elektronik unter raueren Umgebungsbedingungen eingesetzt wird und die funktionale Sicherheit z.B. für autonomes Fahren gewährleistet werden muss.
Der 36-jährige Alexander Otto studierte Elektrotechnik an der TU Chemnitz mit der Spezialisierung Elektronik/Mikroelektronik. Nach seinem Diplom in Elektrotechnik wechselte er ans Fraunhofer ENAS, wo er 2018 die Leitung der Gruppe "Lebensdauertests und Modellierung" in der Abteilung "Micro Materials Center" übernahm. 2020 promovierte er zum Dr.-Ing. an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Chemnitz mit der Arbeit "Lebensdauermodellierung diskreter Leistungselektronikbauelemente unter Berücksichtigung überlagerter Lastwechseltests". Mit seinen Arbeiten eröffnete Alexander Otto dem Institut ein neues Forschungsfeld, dass in die Aktivitäten der Geschäftsfelder "Technologies and Systems for Smart Power and Mobility" und "Technologies and Systems for Smart Production" des Fraunhofer ENAS eingebettet ist. In zahlreichen Forschungsprojekten konnten die Ergebnisse bereits erfolgreich verwertet werden und in vielfachen Publikationen eine internationale Sichtbarkeit erlangen. Durch seine Mitarbeit in den ZVEI-Arbeitsgruppen "Leistungselektronik" und "Hochtemperatur-Elektronik" leistet Alexander Otto außerdem Beiträge zur Erarbeitung von Standards und zur Forschungs-Roadmap der Bundesregierung.
Der Fraunhofer ENAS Forschungspreis wird seit 2011 einmal jährlich vom Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS in Chemnitz für herausragenden wissenschaftlichen Ergebnisse mit hoher Anwendungsrelevanz auf dem Gebiet der Mikro- und Nanotechnologien verliehen und ist mit 5.000 Euro dotiert. In diesem Jahr fand die Preisverleihung zum ersten Mal als virtuelle Veranstaltung statt. Im Rahmen der Online-Verleihung stellte der Preisträger seine Forschungsarbeiten vor. Die Laudatio hielt Dr. Oliver Pyper, Director Research Development Innovation Programs bei Infineon Technologies Dresden GmbH & Co. KG. Das Institut lud anschließend zu einer Podiumsdiskussion unter dem Thema "Mehrwert generieren sowohl für Industrie als auch Forschung unter dem bestehenden Innovationsdruck" ein. Neben dem Institutsleiter des Fraunhofer ENAS, Prof. Dr. Harald Kuhn, und dem Laudator Dr. Pyper nahmen Dr. Steffen Heinz (Geschäftsführer der EDC Electronic Design Chemnitz GmbH), Barbara Meyer (Abteilungsleitung Industrie, Mittelstand und Innovation, Sächsisches Staatsministerium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr), Prof. Dr. Uwe Götze (Prorektor für Transfer und Weiterbildung der TU Chemnitz), Dr. Christiane Le Tiec (CTO der Business Unit Plasma & Reactive Gas Solution von MKS Instruments Deutschland GmbH) und Dr. Stefan Leidich (Senior Manager Microsensorsystems der Robert Bosch GmbH) teil. Weiterführende Links
