Von Ralf Keuper

Vertrauenswürdige IT-Infrastrukturen sind für eine Volkswirtschaft überlebenswichtig. Hierzu zählen Computerchips. Um die Abhängigkeit Deutschlands von ausländischen Herstellern zu verringern, hat die Bundesregierung die Leitinitiative Vertrauenswürdige Elektronik (ZEUS) gestartet^[1]Mit ZEUS zu vertrauenswürdigen Chips aus deutschen Landen.

Da Europäische Unternehmen sowohl als Lieferanten als auch als Bezieher von Chips und Elektronik-Komponenten in eine globale Wertschöpfungskette eingebunden sind, ist dieses Thema eng verknüpft mit der Frage nach der technologischen Souveränität. Europäische Unternehmen müssen in globalen Wertschöpfungsketten eine souveräne Position einnehmen, um für Technologien, die nicht vollständig in ihrer Hand liegen, das nötige Vertrauensniveau durchzusetzen. Hierfür müssen eigene technische Kompetenzen vorhanden sein, die es erlauben Elektronik sicher und zuverlässig zu entwickeln und zu fertigen oder aber zumindest zu verstehen, zu prüfen, kombinieren und einzusetzen. Dabei sollten die Kompetenzen idealerweise führend aber zumindest anschlussfähig sein. Darüber hinaus sollte das vorhandene Wissen abgesichert werden, etwa durch verbesserten Schutz des geistigen Eigentums („IP“)^[2]Was macht ein vertrauenswürdiges System aus?.

Hierfür ist der Aufbau folgender technischer Kompetenzen nötig:

In der weltweiten Wertschöpfungskette für Elektronik sind Deutschland und Europa derzeit nur Nebendarsteller^[3]Wertschöpfungskette Elektronik.

Inzwischen sind drei ZEUS-Projekte gestartet:

Scale4Edge erforscht, wie Entwicklungszeit und -kosten anwendungsspezifischer Edge-Prozessoren signifikant reduziert werden können. Im Projekt entsteht eine skalierbare, transparente und flexibel erweiterbare Entwicklungsplattform auf Basis der lizenzfreien, quelloffenen RISC-V-Befehlssatzarchitektur und ein vollständiges, kommerziell zugängliches Ökosystem mit allen nötigen Entwicklungskomponenten. Je nach konkreter Fertigungstechnologie kann dann ein großer Teil oder gar die gesamte Wertschöpfungskette in Deutschland abgebildet werden.

Edge-Prozessoren führen meist mobil und nahe an Sensoren, an der Schnittstelle von der realen zur virtuellen Welt, entscheidende erste Berechnungen aus, zum Beispiel für die Auswertung von Maschinendaten in der Industrie 4.0. Sie müssen darum nicht nur besonders zuverlässig, performant, und robust, sondern auch energieeffizient arbeiten. Darüber hinaus müssen sie ein hohes Maß an Vertrauenswürdigkeit bieten.

Weitere nun startende Projekte sind „KI-mobil für eine Prozessorplattform“, die es ermöglichen soll, energie-effiziente Spezialprozessoren für Künstliche Intelligenz kostengünstig und schnell zu entwickeln – insbesondere für das autonome Fahren (Projektleitung: Bayerische Motoren Werke), sowie „KI-Power“, das sich mit Prozessoren für den Einsatz von KI-Algorithmen zur effizienten Steuerung von Leistungselektronik befasst (Projektleitung: Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm).