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Sie wollen das Licht in die Welt der Mikroelektronik bringen: Das Land Niedersachsen und die VolkswagenStiftung fördern den niedersächsischen Mikroelektronik-Verbund „Nitride Technology Center“ (NTC) unter Federführung der Technischen Universität Braunschweig mit rund 15 Millionen Euro. Unter dem Projektnamen „Bringing Light to Micoelectronics“ (BRIGHT) entwickelt der Verbund unter anderem einen einzigartigen neuromorphen Computer auf der Basis von LEDs. Dieser soll zukünftig den gigantischen Stromverbrauch von KI-Anwendungen dramatisch reduzieren.
Das Team aus Wissenschaftler*innen an der Technischen Universität Braunschweig, der Leibniz Universität Hannover, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt und der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften hat eine klare Vision: Mit einem neuartigen Computerdesign den Energiehunger von Künstlicher Intelligenz auf ein Minimum reduzieren. Statt Transistoren stehen dabei mikroskopisch kleine LEDs im Rechenzentrum. „Die LEDs geben uns die einmalige Chance massiver, paralleler Vernetzung, vergleichbar mit den Neuronen-Netzwerken im menschlichen Gehirn. Bereits unsere aktuellen Plattformen zählen bis zu einer Viertelmillionen LEDs, denen ebenso viele Sensoren gegenüber liegen können. Auf diese Art und Weise können wir unser Computer-Design auf typische KI-Anwendungen wie die Mustererkennung optimieren,“ sagt Professor Andreas Waag von der TU Braunschweig, Sprecher des NTC.
Bereits jetzt konnte ein Team am Braunschweiger Forschungszentrum LENA die Funktionsweise des neuartigen Computerdesigns erfolgreich demonstrieren. In den kommenden fünf Jahren will das Projektteam diesen Ansatz optimieren, die Vernetzung vervielfachen und Schlüsselkomponenten weiterentwickeln.
Die Forschenden bringen dafür die Stärken von zwei bisher getrennten Bereichen der Mikroelektronik zusammen. Auf der einen Seite stehen integrierte Schaltungen auf Silizium-Basis (CMOS), das Rückgrat für Chipproduktion rund um den Globus. Die vielseitigen Schaltungen realisieren für unterschiedlichste Zwecke Hochtechnologie auf kleinstem Raum. Silizium-Chips können allerdings kein Licht emittieren, aus grundlegend physikalischen Gründen. Lichtstark sind auf der anderen Seite Chips auf der Basis von Materialien wie Galliumnitrid. Das NTC will die Vorteile der beiden Technologien in einem System zusammenbringen. Von dieser hybriden Integration profitieren perspektivisch nicht nur der Neuromorphe Computer des Forschungsverbunds, sondern eine ganze Reihe neuer Anwendungen in der Mikroelektronik.
„Mit BRIGHT zeigen unsere Forschenden eindrucksvoll, wie wissenschaftlicher Fortschritt Verantwortung für die Zukunft übernimmt. Die Verbindung von Licht, Mikroelektronik und neuromorphem Denken eröffnet einen Weg zu leistungsfähiger KI, die deutlich weniger Energie verbraucht und damit nachhaltiger wird. Ich danke dem Land Niedersachsen und der VolkswagenStiftung für das Vertrauen. Insbesondere hervorzuheben sind die Visionskraft und der Mut des engagierten Teams in Braunschweig und Hannover, ein so zukunftsgewandtes Thema auf der Basis exzellenter Forschungsleistung und Zusammenarbeit zu entwickeln. Gemeinsam legen wir heute das Fundament für Technologien, die morgen unsere Gesellschaft prägen werden“, sagt Angela Ittel, Präsidentin der TU Braunschweig.
Hintergrund: Neuromorphic Computing
Der weltweite Energiebedarf von Rechenzentren wächst – angetrieben durch KI-Anwendungen – viermal so schnell wie in allen anderen Sektoren. Im Szenario der Internationalen Energieagentur (IEA) werden die Rechenzentren drei Prozent des weltweiten Stroms verbrauchen – etwa das doppelte des aktuellen gesamtdeutschen Verbrauchs. Der enorme Energiehunger geht vor allem auf das Simulieren neuronaler Netze zurück. Um etwa ein Muster erkennen zu können, müssen klassische Computer alle Daten in 0 und 1 aufschlüsseln, möglichst viele Trainingsdurchläufe mit großen Datensätzen absolvieren und in einem mehrstufigen Prozess verarbeiten.
Neuromorphe Computer hingegen sollen die benötigten Netze direkt auf der Hardware-Ebene umsetzen, anstatt sie mit 0 und 1 zu simulieren. Das neuromorphe System des NTC-Konsortiums nutzt dafür LEDs, die ähnlich wie Neuronen im menschlichen Gehirn parallele Vernetzung ermöglichen. Gleichzeitig kommen die mikroskopischen LEDs perspektivisch mit minimalen Energieressourcen aus.
Über das Projekt
Das Land Niedersachsen und die Volkswagenstiftung fördern das Projekt NTC BRIGHT mit rund 15 Millionen Euro. Die Sprecher des Verbunds, Professor Andreas Waag (Speaker) und Professor Bernhard Wicht (Co-Speaker), leiten ein interdisziplinäres Team von Forschenden an der TU Braunschweig, der Leibniz Universität Hannover, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt und der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften. Mit dem Start zum 1. April 2026 läuft die Förderung über fünf Jahre bis 2031.
Prof. Dr. Andreas Waag
Technische Universität Braunschweig
Institut für Halbleitertechnik
Hans-Sommer-Straße 66
38106 Braunschweig
Tel.: +49 531 391-3774
E-Mail: a.waag@tu-braunschweig.de
www.tu-braunschweig.de/iht
www.tu-braunschweig.de/mib/lena
https://magazin.tu-braunschweig.de/pi-post/15-millionen-euro-fuer-eine-leuchtend...
Professor Andreas Waag (TU Braunschweig) und Professor Christian Werner (Ostfalia) am ersten Demonst ...
Source: Laurenz Kötter/TU Braunschweig
Infografik zur prognostizierten Energieersparnis.
Source: Annika Hinze/TU Braunschweig
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars, all interested persons
Electrical engineering, Energy, Information technology
transregional, national
Research projects
German
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