ÿ ERFOLGREICHER START Neue Fertigung liefert erste Produkte

ÿ INNOVATION Hervorragende Reichweite und Störsicherheit: HALIOS®-Sensor – aber kapazitiv

ÿ PRODUKTE Sensorlose Kommutierung von BLDC-Motoren

ÿ SERIE – ELMOS KOMPETENZEN „Verschiedene Bus-Systeme mit besonderen Stärken“

driven by

NEWSLETTER AUSGABE SEPTEMBER 2006

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ELMOS misst sich daran, wie gut unsere Halbleiterschaltkreise in Ih-ren Applikationen und Modulen in Serie funktionieren. Deshalb hal-ten wir unser Augenmerk auf die Qualität während der gesamten Entwicklungs- und Produktionsphase gerichtet.

Voraussetzungen für ein optimales Zusammenspiel mit Ihrer Appli-kation sind ein enger Kundenkontakt und das Beherrschen der glei-chen Sprache: Nicht IC- und Technologie-fachchinesisch, sondern applikations- und praxisnah muss die Kommunikation mit unseren Kunden erfolgen. Ein Beispiel hierfür ist unsere Abteilung „Applika-tionen und Systeme“, welche aus Experten besteht, die sich in die Kompetenzfelder unserer Kunden eingearbeitet haben und dafür auch passende Lösungen entwickeln. Durch unseren Vertrieb erhal-ten Sie schon frühzeitig einen umfassenden Überblick über Technik, Termine und Kosten für ein potentielles Projekt. Dieses Verständnis für Ihre Applikation fließt natürlich auch in den Produktionsprozess ein – auch an unserem neuen 8-Zoll-Produk- tionsstandort in Duisburg, von dem nun erste Produkte an Kunden geliefert worden sind. Ein zügiger Start der Fertigung und qualitativ hochwertige Produkte aus der neuen Produktion standen und ste-hen für uns im Fokus des Jahres 2006. Dieses Ziel haben wir erreicht und stellen Ihnen im vorliegenden NEWSLETTER alle wichtigen Da-ten dazu vor. Zudem haben wir den neuen Testbereich für Halblei-terchips in Dortmund in Betrieb genommen. Damit werden wir in den kommenden Jahren unsere Kapazität mehr als verdoppeln.

Neben bekannten Produkten präsentieren wir Ihnen in diesem NEWSLETTER auch neue Produkte und innovative Ansätze für be-

INHALT

EDITORIAL ÿ 2

TITELSTORY Erfolgreicher Start – Neue Fertigung liefert erste Produkte ÿ 3

SERIE „Verschiedene Bus-Systeme mit besonderen Stärken“ ÿ 10

NEWS ÿ 12

STRATEGIE BMW Technologie Tag im FIZ München ÿ 6

TITELSTORY Neuer Testbereich für Halbleiter in Dortmund gestartet ÿ 5

PRODUKTE Sensorlose Kommutierung von BLDC-Motoren ÿ 8

EDITORIAL

währte Applikationen, beispielsweise zur Ansteuerung eines bürs-tenlosen Gleichstrommotors. Durch die exklusive Lizenzierung ei-nes Patents wird ELMOS eine perfekte sensorlose Ansteuerung für BLDC-Motoren realisieren. Auf Seite 8 geben wir Ihnen einen ers-ten Einblick in die technischen Möglichkeiten dieses neuen Prinzips, welches den Aufbau von effizienten und kostensparenden Lösun-gen für den stark wachsenden Markt der robusten BLDC-Motoren ermöglicht. Erste Entwicklungen wurden bereits gestartet – Mus-teraufbauten folgen in Kürze.

Einen weiteren innovativen Ansatz zeigt die kapazitiv arbeiten-de Variante unseres HALIOS®-Prinzips. Diese Weiterentwicklung zeichnet sich durch eine sehr gute Reichweite und schon extreme Robustheit im Vergleich zu marktüblichen kapazitiv arbeitenden Sensoren aus. Dabei lässt sich der Aufwand im Vergleich zur opti-schen Variante deutlich reduzieren, so dass auch hier ein kosten-günstiges und trotzdem leistungsfähiges Konzept für zukünftige Anwendungen zur Verfügung steht.

Im Kapitel „ELMOS-Kompetenzen“ finden Sie diesmal einen Beitrag zu Bus-Systemen. Innerhalb weniger Jahre wurden hier verschiede-ne Standards definiert, die die Verkabelung im Auto grundlegend revolutioniert haben. Mit dem zukünftigen Einzug von FlexRay wer-den weitere Änderungen und Optimierungen der Fahrzeugarchitek-tur und damit des Kabelbaums erfolgen.

Ich kann Ihnen daher nur raten: Stellen Sie uns auf die Probe und nutzen Sie unsere innovativen Lösungen zur Optimierung Ihrer Sys-teme.

Mit freundlichen Grüßen

Dr. Frank RottmannVorstand für Entwicklung und Vertrieb

RUND 90 PROZENT DER ELMOS-CHIPS WERDEN IN AUTOMOBILEN EINGESETZT.

INNOVATION Hervorragende Reichweite und Störsicherheit: HALIOS®-Sensor – aber kapazitiv

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STRATEGIE ELMOS verleiht Preis an Carsem ÿ 6

ELMOS NEWSLETTER SEPTEMBER 2006 3

Erfolgreicher Start – Neue Fertigung liefert erste Produkte

TITELSTORY

Es war das wichtigste Ziel in 2006: Der erfolgreiche Start der neuen Fertigung in Duisburg. Nun haben wir vom neuen Fertigungsstand-ort in Duisburg erste Produkte an Kunden ausgeliefert. Erfreulich sind die durchweg hohen Ausbeuten beim Anlauf der Produktion. Im Mittelpunkt des Produktionsanlaufs stehen insbesondere hoch-volumige Produkte, die als erste von Dortmund nach Duisburg ver-lagert werden. Durch den erfolgreichen Beginn können wir unsere Produktionskapazität deutlich erhöhen.

Doch diese Kundenauslieferungen markieren erst den Beginn der Ko-operation. Denn der nun erfolgte Start ist die Voraussetzung für den geplanten Hochlauf in 2006. Bis zum Ende des Jahres sollen rund 50 neue 8-Zoll-Wafer täglich in die Produktion eingesteuert werden.

Die neue Produktionsstätte wird in Kooperation mit dem Fraun- hofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme (IMS) in Duisburg betrieben. Die Kooperation umfasst die gemein-same Forschung und Entwicklung sowie die Nutzung der 8-Zoll- Wafer Produktionslinie.

Das Fraunhofer IMS kann wie ELMOS auf eine langjährige Erfahrung bei der Halbleiterherstellung zurückblicken. Drei Jahre nach der In-stitutsgründung im Jahre 1987 startete die Produktion im Reinraum. Seit 2004 betreibt das Institut die 8-Zoll-Produktionslinie.

„Die Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IMS hat schon nach kur-zer Zeit eine Vielzahl von Vorteilen für uns gebracht. Die Nähe zu den Technologen des IMS Duisburg mit dem weitgefächerten Erfah-rungsspektrum war hilfreich, um Phänomene schnell erkennen und zuordnen zu können“, sagt Holger Döring, Leiter der Produktionslinie in Duisburg. Zudem besitzt das Fertigungspersonal aufgrund der bis zu 20-jährigen Erfahrung weitreichende Kenntnisse im gesamten Waferprozess und arbeitet sehr konstruktiv an den ständigen Ver-besserungen mit.

„Das auf Versuche spezialisierte IMS Chargensteuerungssystem war in der Technologietransfer-Phase hilfreich zur schnellen und korrek-ten Umsetzung von Versuchen. Im Zuge der Produktionseinführung ist es dann jedoch durch das ELMOS Steuerungssystem ersetzt wor-den“, so Döring weiter. Neben diesen kurzfristigen Vorteilen wird ELMOS auch langfristig von der Kooperation profitieren. Die beim IMS bereits vorhandenen Erfahrungen und das Equipment aus Tech-nologieentwicklungen bis 0,25µm helfen bei der zügigen Umset-zung der 0,35µm Entwicklung. „Außerdem verschafft uns die Nähe zur Universität in Duisburg ebenso wie in Dortmund die Möglichkeit, gut auf qualifiziertes Personal zugreifen zu können. Durch die Erfah-rungen mit Anlagen und Prozessen zur Fertigung von 8-Zoll-Wafern wird eine zukünftige Konvertierung der Dortmunder 6-Zoll-Linie auf 8-Zoll reibungsloser zu realisieren sein“, erklärt Döring.

DIE DREI PRODUKTIONSSÄULEN DER FERTIGUNG IN DUISBURG

IMPLANT HT/WETÿ Maschinen: Implantationsanlagen,

Vertikal- und Horizontalöfen, automatisierte Reinigungsanlagenÿ Einsatzzweck: elektrische Aktivie-

rung der Strukturen, Abscheidungen und Reinigungen

PLASMAÿ Maschinen: Plasma-Abscheide &

-Ätzanlagen, CMP (Chemisch Mecha-nisches Polieren) auch für < 0,5µm

ÿ Einsatzzweck: Plasmaprozesse als trockenchemische, damit partikel-arme und sehr definiert steuerbare

Prozesse für kleine Strukturgrößen

LITHOGRAPHIEÿ Maschinen: Stepper/Tracks und Lithographiecluster (beide < 0,5µm) ÿ Einsatzzweck: Erzeugung des Layouts

auf dem Wafer durch ca. 20 Iterationen mit Fototechniken

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TITELSTORY

ELMOS HAT SEIT 1984 ÜBER 300 PROJEKTE FÜR DIE AUTOMOBILINDUSTRIE ERFOLGREICH DURCHGEFÜHRT.

Durch die Verwendung eines „Notch“ (kleine Einkerbung am Wafer-rand in Duisburg) statt eines „Flat“ (flache Aussparung über mehre-re Millimeter), wie in Dortmund, ist eine bessere Randausnutzung möglich. Das Equipment ist hochmodern und zu großen Teilen iden-tisch mit der Fertigung in Dortmund, da die Zusammenarbeit bereits in früheren Zeiten sehr eng war. Der Ausbau des Anlagenparks und der Reinraumfläche läuft auf Hochtouren, um die Kapazität schritt-weise steigern zu können. Die Aufgabe, gemeinsam als Team aus IMS- und ELMOS-Mitarbeitern in Duisburg eine qualitativ hochwer-tige und leistungsfähige Fertigung zu machen, ist hervorragend ge-löst worden. Die Mitarbeiter ergänzen sich ideal in ihren Fähigkeiten und Kenntnissen, um Fertigung und Entwicklung parallel erfolgreich zu betreiben.

INSTITUTSLEITER IMS PROF. DR. GRABMAIER: „VIELZAHL VON VORTEILEN UND SYNERGIEN“

Prof. Dr. Anton Grabmaier übernahm im Januar 2006 die Lei-tung des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltun-gen und Systeme IMS in Duisburg. Der 43-jährige Physiker war zuvor bei Siemens VDO Automotive beschäftigt.

NEWSLETTER sprach mit Prof. Grabmaier über die Kooperation mit ELMOS und die gemeinsame Nutzung der Produktionslinie für das Fraunhofer-Institut.

NEWSLETTER Welche Vorteile sehen Sie für das Fraunhofer-Insti-tut durch die Kooperation?

GRABMAIER Durch die Kooperation wird nicht nur der Wirt-schaftsstandort NRW nachhaltig gesichert, sondern sogar ausgebaut und neue Arbeitsplätze geschaffen. Die räumliche Nähe des Fraunhofer IMS zu ELMOS und die langjährige gute Geschäftsbeziehung sowie die Kenntnis der gegenseitigen Ar-beitsweisen und Prozesse bieten eine Vielzahl von Vorteilen und Synergien. Das Fraunhofer IMS als Institut für angewandte For-schung und Entwicklung in Duisburg bietet dabei der ELMOS Semiconductor AG nicht nur einen Zugang zur 200mm Ferti-gung, sondern eben auch die Möglichkeit der Entwicklung von neuen CMOS-Prozessen und Technologien.

NEWSLETTER Wie beurteilen Sie die aktuelle Situation der Ko-operation in Bezug auf den Produktionsfortschritt?

GRABMAIER Wir freuen uns sehr, dass die Fertigung der ELMOS Serienprodukte in Duisburg erfolgreich angelaufen ist. Die enge und ausgezeichnete Zusammenarbeit aller Mitarbeiter, der In-

genieure und der Operatoren, haben dabei diesen schnellen und erfolgreichen Produktionsstart ermöglicht. Die durchgeführten Kundenaudits mit den ELMOS-Auftraggebern haben die Quali-tät der Produktion bestätigt.

NEWSLETTER Welche Impulse und Fortschritte sehen Sie durch die Kooperation in den kommenden Jahren?

GRABMAIER Das größte Augenmerk wird auf die Entwicklung der nächsten Prozessgeneration gelegt. Darüber hinaus sind na-türlich der schnelle ramp-up der jetzigen und weiteren Produkte die wichtigsten Ziele in naher Zukunft. Innovationen und neu-este Forschungen aus dem Fraunhofer IMS könnten mittel- oder langfristig für die ELMOS Semiconductor AG interessant werden und zu einem Ausbau der Zusammenarbeit führen. maku

Prof. Dr. Anton Grabmaier ist seit Januar 2006 neuer Institutsleiter beim IMS in Duisburg.

Sowohl Automobilzulieferer als auch -hersteller haben in den ver-gangenen Monaten intensiv die neue Produktionsstätte geprüft und als qualitativ hochwertig und zuverlässig beurteilt.

Die Zusammenarbeit zwischen ELMOS und dem Fraunhofer IMS hat in 2004 mit dem Prozess-Transfer von Dortmund nach Duisburg begonnen. Der Kooperationsvertrag wurde schließlich im Mai 2005 unterzeichnet. Gleichzeitig wurden erste Produkte ausgewählt, de-ren Volumen eine Auslastung der Fertigung sicherstellt. Kurz danach begannen auch schon die ersten Produktqualifikationen von Seiten der Kunden. In 2006 ist die Serienproduktion gestartet und wird nun mit weiteren Produkten ausgeweitet.

ELMOS NEWSLETTER SEPTEMBER 2006 5

TITELSTORY

Neuer Testbereich für Halbleiterchips in Dortmund gestartet

Die ELMOS Semiconductor AG hat ihren neuen Testbereich in Be-trieb genommen. Der Bereich befindet sich im nun fertig gestellten Produktionsgebäude am Hauptsitz in Dortmund. Insgesamt stehen für das Prüfen von Halbleiterchips in den neuen Räumen mehr als 1.400 Quadratmeter zur Verfügung.

„Der Betrieb des neuen Testbereichs hat termingetreu begonnen. Wir werden den Testbereich nun planmäßig mit weiteren Maschi-nen ausbauen“, sagt Reinhard Senf, Vorstand für Produktion der ELMOS Semiconductor AG.

Zur Zeit werden zehn Millionen Testschritte wöchentlich durchge-führt. Die Mitarbeiter arbeiten in vier Schichten, sieben Tage die Woche rund um die Uhr. Unter anderem werden die Halbleiterchips

unter extremen Temperaturen von –40°C bis zu 150°C auf einwand-freie Funktion getestet.

„Mit dem Start unserer neuen Chipfertigung in Duisburg und dem Ausbau des Testbereiches in Dortmund haben wir die Grundlage für das zukünftige Wachstum geschaffen“, sagt Dr. Anton Mindl, Vorstandsvorsitzender der ELMOS Semiconductor AG. „Der weitere Ausbau der zur Verfügung stehenden Flächen wird den erforderli-chen Kapazitätsbedarf der nächsten Jahre decken.“

Der Grundstein für das neue Produktionsgebäude wurde im Sep-tember vergangenen Jahres gelegt. Es erfüllt die anspruchsvollen Anforderungen für Halbleiterfertigungsstätten. Die gesamte Fläche des Gebäudes beträgt rund 5.000 Quadratmeter verteilt auf vier Etagen. jwie

6-ZOLL VS 8-ZOLL WAFER

Wafer (engl. Scheibe) sind kreisrunde, weniger als einen Milli-meter dicke Scheiben, auf denen integrierte Schaltkreise oder mikromechanische Bauelemente hergestellt werden können. Die Wafer bestehen in der Regel aus monokristallinem Silizium. Auf die Wafer mit einem Durchmesser von 8-Zoll passen im Ver-gleich zu den rund 50mm kleineren 6-Zoll-Wafern etwa dop-pelt so viele Chips. Dagegen steigt der Aufwand für die Produk-tion der integrierten Schaltkreise um einen geringeren Faktor. Zudem wächst die maximale Anzahl von Chips pro Wafer durch weniger Randverluste bei 8-Zoll-Wafern.

Die Kooperation ist auf eine langfristige Zusammenarbeit ausge-legt. Der aktuelle Status von 25 Wafern pro Tag, die neu in die Pro-duktion eingeführt werden, soll zukünftig bis auf 125 Wafer am Tag ansteigen. Deshalb hat ELMOS unter anderem auch die Reinraum-fläche in Duisburg um 30 Prozent erhöht. „Wir haben die Grundlage für eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Produktion – auch in Zukunft – geschaffen. Dabei hat uns unsere über 20-jährige Erfah-rung bei dem Betrieb der Halbleiterfertigung in Dortmund gehol-fen. Das Know-how der dortigen 6-Zoll-Produktion können wir auch auf die 8-Zoll-Fertigung anwenden und dabei sinnvoll erweitern“, so Döring. Ergebnis davon ist, eine hohe Verlässlichkeit schon ab der ersten Produktionscharge.

„Dieses Know-how hat uns sehr geholfen. Ein Beispiel dafür ist, dass wir die Ausbeute bei einem Produkt innerhalb von einem halben Jahr auf das gleiche hohe Niveau wie in Dortmund steigern konnten. Dies

Holger Döring ist Leiter der neuen Fertigungslinie in Duisburg.

war aufgrund schnell durchgeführter Analysen und daraus gezielt abgeleiteten Maßnahmen bei einzelnen Prozessen und Anlagenein-stellungen in kurzer Zeit möglich“, erklärt Döring. maku

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BMW Technologie Tag im FIZ München

STRATEGIE

ELMOS verleiht Preis an Carsem

ELMOS verlieh den „Assembly-Zulieferer des Jahres 2005“-Preis an Carsem, einem führenden Hersteller von Package- und Test-Lösun-gen für die Halbleiter-Industrie. Der Preis ist eine Anerkennung für die signifikanten Leistungen des Zulieferers im vergangenen Jahr. Insbesondere die hohen Anforderungen von ELMOS in Bezug auf Logistik, Qualität, Technologie und verantwortungsvollen Umgang mit den Produkten hat Carsem mehr als erfüllt.

Reinhard Senf, Vorstand für Produktion der ELMOS Semiconductor AG, hat vor kurzem den Preis an S. W. Woo, Carsems Chief Operation Officer, überreicht. „Mit dem Preis honorieren wir Carsems Fähig-keit, unser anspruchsvolles Lieferantenprogramm zu erfüllen. Wir sind sehr stolz auf das große Engagement von Carsem für ELMOS“, sagte Senf.

„Diese Leistung ist das Ergebnis einer Team-Arbeit von ELMOS und Carsem. Wir arbeiten sehr eng mit ELMOS zusammen und wollen unsere Beziehung weiter ausbauen“, sagte Woo.

Carsem ist ein führender Anbieter von Packaging, Assembly- und Test-Leistungen für die Halbleiter-Industrie. Das Unternehmen bie-tet weltweit eines der umfangreichsten Package und Test-Portfolios an. maku

SENSOREN NACH DEM HALIOS®-PRINZIP ZEICHNEN SICH DURCH IHRE ROBUSTHEIT UND LICHTUNEMPFINDLICHKEIT AUS.

Reinhard Senf, Vorstand für Produktion der ELMOS, überreicht den Preis an S. W. Woo, Carsem Chief Operation Officer.

ELMOS hat im Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ) von BMW in München auf rund 200 m2 sein gesamtes Produktportfolio den BMW-Mitarbeitern vorgestellt. Am 11. Mai 2006 präsentierte ELMOS Applikationen aus den Themengebieten Powertrain, Body, Actuators und Safety mit anschaulichen und funktionalen Expo-naten.

In einer an Vor- und Nachmittag stattfindenden Themenreihe, refe-rierten Vorstände und führende Mitarbeiter der ELMOS zu innova-tiven Produkten. Zu jeder Präsentation folgten dann Diskussionen direkt an den ausgestellten Applikationen.

Die Referenten stellten unter anderem das HALIOS®-Prinzip und deren Einsatzgebiete im Automobil vor, wie z.B. den Regensensor. Zudem stand die langjährige Beziehung von ELMOS und BMW im Vordergrund: Vom ersten ELMOS IC, dem E100.01 Wischwasch-IC, über den E100.21 Kurbel-Nockenwellen-Sensor bis hin zu aktuellen Schaltkreisen wie dem E100.49, dem elektrischen Ventiltrieb.

Derzeit steht die komplette Ausstellung im Mitarbeiterzentrum von ELMOS und wird bei Kundenbesuchen wie auch bei hausinternen Schulungen vorgeführt. Zudem sind weitere Aktionen direkt bei Zu-lieferern und Automobilherstellern geplant. tsp

Applikationen, Systeme und intensive Kundengespräche: der Technologie Tag bei BMW.

ELMOS NEWSLETTER SEPTEMBER 2006 7

INNOVATION

Hervorragende Reichweite und Störsicherheit: HALIOS®-Sensor – aber kapazitiv

Das HALIOS®-Prinzip (High Ambient Light Independent Optical System) ist vielseitig: Es ermöglicht beispielsweise die optische Erfassung von Gestik im Raum (ELMOS IC 122.01), komplexe opti-sche Bedienelemente, wie sie eine Maus-, Rotator- oder Touchpad-funktion in einem einzigen IC mit integrierter Optik auf kleinstem Raum (ELMOS IC 909.03/300.01) oder auch einen optischer Schalter (ELMOS IC 909.01) sowie viele weitere Anwendungen. All diese Ap-plikationen zeichnen sich besonders durch ihre Robustheit gegenü-ber Fremdlicht-, Alterungs- und Temperatureinfluss aus.

Nun wird das Prinzip und damit die Produktmöglichkeiten noch er-weitert: Dem Tochterunternehmen der ELMOS, MECHALESS Systems GmbH in Karlsruhe, ist es jetzt in der Entwicklung gelungen, dieses bisher optische Messprinzip auch für den Aufbau außergewöhnlich leistungsfähiger kapazitiver Sensoren einzusetzen.

Kapazitive Sensoren bestehen aus einer leitfähigen Fläche, die in Verbindung mit einer entsprechenden Elektronik bei Annäherung, z.B. der Hand, ein korrespondierendes Signal ausgeben. Die sensiti-ve Fläche braucht dabei in der Regel nicht berührt zu werden. Dies erlaubt die Integration der Sensorfläche hinter dünnem Glas oder Kunststoff. Die Änderung der wirksamen elektrischen Kapazität die-ser Fläche bei der Annäherung der Hand liegt im Picofarad-Bereich und kann daher nur mit empfindlichen Messsystemen detektiert werden, wobei die z.Zt. im Markt befindlichen kapazitiven Sensoren in der Regel eine auf einige Millimeter beschränkte Reichweite auf-weisen. Unter Verwendung des HALIOS®-Prinzips konnte jetzt ein sehr empfindlicher kapazitiver Annäherungssensor realisiert wer-den, der schon Änderungen von einigen Femtofarad sicher detek-tieren kann.

Gleichzeitig treten die bei marktüblichen kapazitiven Sensoren vor-handenen Schwierigkeiten, z.B. bei Anwesenheit leitfähiger Mas-seflächen in unmittelbarer Nähe der Sensorflächen, nicht auf. So funktionieren ca. 100 cm2 große Sensorflächen direkt aufgebracht auf eine Massefläche, nur getrennt durch eine 1/10 mm dicke Isolier-schicht, genauso gut, wie dieselbe Sensorfläche ungestört im freien Raum. Als weiterer Vorteil ist die effektiv erzielbare Erfassungsreich-weite von 20 bis 30 cm bei Annäherung anzuführen.

Die Größe der Sensorfläche kann ohne Anpassung der Elektronik zwischen ungefähr 0,1 mm2 bis hin zu 2 m2 frei gestaltet werden.

Weiter haben abgeschirmte Zuleitungen zur Sensorfläche, die eine nicht zu vernachlässigende parasitäre Kapazität darstellen, keinen Einfluss auf die zuverlässige und sensitive Funktion des Sensors. Schließlich ist die besondere elektrische Anbindung der Sensor-fläche an die Elektronik, die z.B. statische Aufladungen ohne Funk- tionseinschränkungen zulässt, ein nicht zu unterschätzender Vorteil dieses Aufbaus, der sich auch gegenüber anderen elektrischen Stör-einflüssen unempfindlich verhält.

Auf Basis einer Marktstudie plant ELMOS die Entwicklung eines ICs, das den einfachen Einsatz des HALIOS®-Prinzips als kapazitiven Sen-sor ermöglicht. Auf diesem Weg können beispielsweise im automo-bilen Bereich eine aktive Licht- oder Klimasteuerung, automatische Handschuhfachbeleuchtung, automatisches „Schminklicht“, Sicher-heitssysteme wie „Hand am Lenkrad“, Einklemmschutzvorrichtun-gen und viele andere Pre-Detection-Systeme realisiert werden. Wei-ter lassen sich ganze Glasflächen, die teilweise leitfähig bedampft sind (z.B. IR-Sperrschicht in Fahrzeugscheiben), durch den Einsatz von HALIOS® in annäherungsempfindliche Flächen verwandeln.

Da bei der Verwendung des HALIOS®-Messverfahrens die leitfähige Beschichtung der aktiven Sensorfläche nicht mechanisch kontaktiert werden muss, erlaubt dieser zuleitungsfreie Aufbau einen problem-losen Wechsel der sensitiven Scheibe, bzw. die einfache Anbringung aktiver Sensorflächen auf mechanisch bewegten Scheiben. Aufgrund der großen Unempfindlichkeit gegenüber Masseflächen sind kapazi-tiv überwachte Bereiche in unmittelbarer Nähe eines Fahrzeugchas-sis realisierbar, z.B. im Falle eines Einsatzes als Türgriff-Vorfeldde-tektion. Verträglichkeitsuntersuchungen zu Störgrößen, welche bei bisherigen kapazitiven Systemen Probleme verursachen, werden z.Zt. durchgeführt. Aufgrund der bereits beobachteten hohen Tole-ranz bezüglich parasitärer elektrischer Kapazitäten sind signifikante Vorteile gegenüber bestehenden Systemen zu erwarten. gre, maku

MASSEINHEITEN

ÿ Picofarad: Maßeinheit für die nach außen hin (Luft/ Hand) wirksame Kapazität dieser Flächeÿ Femtofarad: 1.000 Femtofarad sind ein Picofarad

Beispiel für einen kapazitiven HALIOS®-Sensoreinsatz

8

PRODUKTE

Sensorlose Kommutierung von BLDC-Motoren

Die ELMOS Semiconductor AG hat die Entwicklung einer Standard-produkt-Familie für die sensorlose Kommutierung von bürstenlo-sen Gleichstrommotoren (Brushless-DC-Motors/BLDC) gestartet. Grundlage ist eine exklusive Lizenz an einem Patent für ein innova-tives Verfahren zur sensorlosen Ansteuerung von BLDC-Motoren.

Das Verfahren erlaubt ohne zusätzliche Bauteile die Positionsbe-stimmung des Rotors. Im Gegensatz zu den gängigen sensorlosen Verfahren ist hiermit der Betrieb des Motors im gesamten Drehzahl-bereich, beginnend bei einer Drehzahl von Null, möglich.

Es sind sowohl Standardprodukte als auch kundenspezifische Halb-leiterlösungen geplant. Die Entwicklung hat bereits begonnen und wird intensiv betrieben.

ELMOS ist seit vielen Jahren auf dem Gebiet der Ansteuerung von Elektromotoren erfolgreich. Das umfangreiche Know-how im Be-reich der Motoransteuerung von Schritt- und DC-Motoren wird nun auf BLDC-Applikationen erweitert. BLDC-Motoren gewinnen immer mehr an Bedeutung, da ein besserer Wirkungsgrad als bei DC-Moto-ren erzielt wird. Gleichzeitig lässt sich die Abgabe von Störstrahlung dank der Vermeidung von Bürstenfeuer verringern. Der einfachere mechanische Aufbau und deutlich geringere Verschleiß erschließt diesem Motortyp immer mehr Applikationen, speziell wenn eine hohe Zuverlässigkeit gefordert ist.

Heute werden BLDC-Motoren bereits in Pumpen oder Kühlerlüftern eingesetzt. Aufgrund ihrer Robustheit gewinnen sie zunehmend bei Automatikgetrieben, elektrischen Lenkhilfen und Bremssystemen an Bedeutung.

„Das Patent stärkt das Kompetenzfeld der elektronischen Antrie-be bei ELMOS nochmals erheblich. BLDC-Motoren werden immer stärker im Automobil, aber auch in Industrie- und Konsumgütern eingesetzt. Dieses Patent gibt uns ein Alleinstellungsmerkmal und eröffnet unseren Kunden neue Möglichkeiten bei der Umsetzung ih-rer Ideen“, sagt Dr. Anton Mindl, Vorstandsvorsitzender der ELMOS Semiconductor AG. „Wir werden die Entwicklung schnellstmöglich vorantreiben, um sehr früh erste Musteraufbauten zur Verfügung stellen zu können.“

Zusammen mit der Familie der Ripple-Counter-ICs zur sensorlosen Positionsbestimmung und Ansteuerung von DC-Motoren bietet ELMOS ihren Kunden für alle im Automobilbau gängigen Motoren speziell zugeschnittene und kostensparende Ansteuer-Lösungen. maku

DER MARKT FÜR BLDC-MOTOREN WÄCHST JÄHRLICH UM MEHR ALS 30 PROZENT.

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ELMOS NEWSLETTER SEPTEMBER 2006 9

PRODUKTE

Sensorlose Kommutierung von BLDC-Motoren

Herausgeber ELMOS Semiconductor AGChefredakteur Christian Tegethoff (ct)Redaktion und Produktion Thomas Speckbrock (tsp), Mathias Kukla (maku), Janina Wiegmann (jwie),Diana Kasperek (dka) , Gerd Reime (ger)Redaktionsanschrift ELMOS Semiconductor AG,Heinrich-Hertz-Str. 1, D-44227 DortmundTelefon + 49 (0) 231 - 75 49 - 0 Telefax + 49 (0) 231 - 75 49 - 548redaktion-newsletter@elmos.de, www.elmos.de

IMPRESSUM

SCHEMATISCHE DARSTELLUNG

Hysteresis Curve

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Test Pulse

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Observe Neutral Point Voltagefpr Phase Inductance

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Erkennung der Rotorlage

Theorie:ÿ Nutzung der stromabhängigen Induktivität

ÿ Beobachtung der Induktivitätsänderung der drei Stränge in Abhängigkeit der Rotorlage mit Hilfe des Sternpunktes

durch:ÿ Ansteuerung der Wicklungen mit kurzen Prüfimpulsen (µs-Bereich)

Ergebnis

ÿ Permanente Lage-Erkennung (auch im Stillstand)ÿ schneller Anlauf mit vollem Drehmoment

ABLAUFSKIZZE

Stromverlauf des Motors

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„Verschiedene Bus-Systeme mit besonderen Stärken“

ELMOS hat in fast allen Bereichen der Automobilelektronik und spe-ziellen Gebieten der Industrieelektronik langjährige Kompetenzen. Die vierteilige Serie im NEWSLETTER 2006 stellt einige Kompetenz-felder vor und gibt einen ersten Einblick in die jeweiligen Ansprüche und Herausforderungen. Im dritten Teil der Serie stellen wir unsere Kompetenz bei Bus-Systemen vor.

Christian Schmitz hat Mechatronik an der Fachhochschule in Bo-chum studiert. Zuletzt war er als Prozessingenieur bei einem gro-ßen Hersteller für hydraulische Lenkgetriebe tätig und ist seit 2000 bei ELMOS. Hier hat er unter anderem die Projektleitung von neuen Produkten übernommen. Seit Sommer 2005 ist er in der Abteilung Applikationen und Systeme als Experte für die verschiedenen Bus-Systeme zuständig.

NEWSLETTER sprach mit ihm über den Markt der Bus-Systeme und sein persönliches Interesse an der Betreuung der intelligenten Ver-netzung.

NEWSLETTER Welches war der erste Halbleiterchip von ELMOS für ein Bus-System?

SCHMITZ Das erste ELMOS Bus IC, der K-Bus Transceiver E100.20, wurde bereits 1993 entwickelt und war das erste serienfähige IC die-ser Art im Markt. Mit diesem Baustein beteiligte sich ELMOS an der Grundsteinlegung für die modernen Netzwerktopologien im Fahr-zeug.

NEWSLETTER Warum ist der Markt für Bus-Systeme in den vergan-genen Jahren so stark gewachsen?

SCHMITZ Bei der stark gestiegenen Anzahl von elektronischen Kom-ponenten ist eine wirtschaftliche Verdrahtung zwischen den ver-schiedenen Baugruppen nur noch über Bus-Systeme möglich.

Zum Einen hat sich nicht zuletzt aufgrund der Anforderungen an die Schadstoff-Emission die Notwendigkeit ergeben, dass die einzelnen Komponenten des Antriebsstranges, z.B. der Motorsteuerung, einen höheren Anteil von verteilten, intelligenten Steuerungs- und Rege-lungssystemen besitzt.

Zum Anderen sind die Sicherheitssysteme auf eine Vielzahl von Messgrößen angewiesen, damit sie in kürzester Zeit die richtige Entscheidung treffen und die im Fahrzeug verteilten Sicherheits-einrichtungen bedarfsgerecht ansteuern können. Weiterhin hat der Funktionsumfang im Bereich der Komfort- und Assistenzsysteme in modernen Autos deutlich zugenommen. Interessant sind in die-sem Zusammenhang die Synergieeffekte, die durch Informations-austausch der verschiedenen Systeme neue Funktionen ermögli-

SERIE: ELMOS KOMPETENZEN

chen. Als Beispiel kann hier das Reifendruckkontrollsystem genannt werden, welches aus Messdaten des ABS-Systems Informationen zu einem möglicherweise vorliegenden Druckverlust eines Reifens ermittelt. Konzepte, die den Einsatz sogenannter Sensorcluster vor-sehen, sind ohne die entsprechende Vernetzung der Applikationen untereinander gar nicht erst denkbar.

Eine nicht zu unterschätzende Komponente ist zudem die Diagno-sefähigkeit der komplexen vernetzten Systeme, die einen ständigen Austausch von Informationen nötig macht. In modernen Autos ist eine Fehlererkennung bis auf Komponentenebene nötig, um wäh-rend der Entwicklung bis zum Servicefall wirtschaftlich reagieren zu können.

NEWSLETTER Welche Besonderheiten erfüllen Produkte für ein Bus-System?

SCHMITZ Die verschiedenen Applikationen im Auto, vom Fenster-heber bis zu modernen, aktiven Fahrwerkssteuerungen oder Sicher-heitssystemen stellen natürlich auch unterschiedliche Anforderun-gen an ein Bus-System. Aus diesem Grunde haben sich verschiedene Bus-Systeme mit ihren besonderen Stärken entwickelt.

Alle Bus-Systeme stellen dabei hohe elektrische Anforderungen an die Halbleiter. Die Leitungsführung durch das gesamte Fahrzeug setzt sie den Einflüssen des Bordnetzes und der Umgebung direkt aus. Dementsprechend müssen die Bauteile hochspannungsfest und robust bezüglich ESD und EMV ausgelegt sein. Unsere Aufgabe ist es, diese Eigenschaften mit der jeweiligen Spezifikation des Bus-Systems in Einklang zu bringen.

NEWSLETTER Sind bei einem Bus-System im Automobil eher kun-denspezifische Produkte oder Standards gefragt?

Christian Schmitz ist seit 2000 bei ELMOS aktiv. Er ist zuständig für Bus-Systeme.

IM JAHRE 1991 HAT MERCEDES ERSTMALS DREI STEUERGERÄTE MIT EINEM BUS-SYSTEM VERBUNDEN.

ELMOS NEWSLETTER SEPTEMBER 2006 11

„Verschiedene Bus-Systeme mit besonderen Stärken“

SERIE: ELMOS KOMPETENZEN

SCHMITZ Heute ist ein deutlicher Trend hin zu standardisierten Bus-Systemen erkennbar. Die Bedeutung OEM-spezifischer Bus-Systeme nimmt merklich ab. Bei der Beantwortung dieser Frage muss man aber zwischen Standardisierung eines Bus-Systems, zum Beispiel LIN und einem Standardbauteil unterscheiden.

Ich möchte zunächst den ersten Punkt aufgreifen. Aufgrund der zu-nehmenden Anzahl an vernetzten, elektronischen Systemen und der immer kürzeren Entwicklungszeiten bei den verschiedenen Zuliefe-rern ist es nötig, die Wiederverwendbarkeit von Baugruppen auf verschiedenen Plattformen, so genannte carry over parts (COP), zu ermöglichen. Eine Vorraussetzung dafür ist die Standardisierung der verwendeten Bus-Systeme. Die Herausforderung für die OEMs und die Zulieferer besteht heute darin, bei zunehmender Komplexität des Gesamtsystems und des Entwicklungsprozesses die Funktions-fähigkeit zu gewährleisten. Dazu ist es wichtig, den Entwicklungs-prozess immer weiter zu segmentieren. Das sichere Zusammenspiel an den Schnittstellen kann nur durch weitgehende Standardisie-rung gewährleistet werden. Um diesen Prozess zu unterstützen, ist ELMOS Mitglied in den verschiedenen Gremien, wie dem LIN- und FlexRay-Konsortium. Als Vertreter der Halbleiterindustrie können wir dort frühzeitig die technische Realisierbarkeit einschätzen und unser Know-how in die Standards einfließen lassen.

ELMOS ist als Hersteller von kundenspezifischen Bauteilen, so ge-nannten ASICs, stark gewachsen, hat aber natürlich auch den Trend erkannt, dass unsere Kunden auch auf bereits fertig entwickelte Bauteile zurückgreifen möchten, um zum Beispiel die Entwicklungs-zeiten und die Qualifizierungskosten zu minimieren.

Wichtig ist, dass es für uns keinen Unterschied macht, ob die standar-disierten Bus-Komponenten als ein ELMOS Standardprodukt oder als Bestandteil eines kundenspezifischen Bauteils angeboten werden.

NEWSLETTER Worin liegt für Sie die Herausforderung bei der Betreu-ung der Bus-Systeme?

SCHMITZ Für mich persönlich ist es spannend, die Entwicklung der Gesamtsysteme mit ihren Anforderungen an die Datenübertra-gung hinsichtlich der notwendigen Übertragungsgeschwindigkei-ten und Robustheit des Übertragungsverfahrens zu verfolgen und daraus entsprechende Strategien für ELMOS abzuleiten. Ich sehe es als wichtig an, unsere Kunden bei der Beherrschung der komplexen Systeme weitestgehend zu unterstützen. Das bedeutet aus unserer Sicht konkret, dass wir bei der Entwicklung der Standards frühzeitig mitwirken, und damit eine technische und wirtschaftliche Realisie-rung der gewünschten Funktionalität ermöglichen. Es ist auch sehr wichtig, während der Entwicklung die Koordination der nötigen Frei-gabevoraussetzungen und Konformitätsuntersuchungen mit den Kunden abzustimmen, um einen reibungslosen Einsatz der Produk-te zu gewährleisten.

NEWSLETTER Wie werden sich die Systeme entwickeln? Welche wer-den wachsen, welche werden in geringerer Stückzahl eingesetzt?

SCHMITZ Das größte Wachstum wird ohne Zweifel der LIN-Bus ha-ben. Schätzungen führender Marktforschungsinstitute deuten auf eine Verdreifachung der heutigen Anzahl der LIN-Knoten bis 2010. Der CAN-Bus wird auch in Zukunft seine Marktstellung halten. Wo-bei aus meiner Sicht hier aufgrund steigender Anforderungen der Applikationen an die Datenübertragungsrate und Verringerung der Kosten mit Verschiebungen von fehlertoleranten LS-CAN Kno-ten hin zu HS-CAN zu erwarten ist. Moderne Systeme im Bereich der Fahrwerkstechnik und der Sicherheitsanwendungen verlangen noch höhere Datenraten und Echtzeitfunktionalitäten, so dass be-reits die ersten Applikationen den relativ jungen FlexRay-Bus einset-zen. Auch hier ist mit einer Verschiebung des Volumens von HS-CAN zu FlexRay zu rechnen. maku

ANTRIEB KOMFORT KOMFORT CHASSIS

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Getriebe

Motor

Infotainment

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Fensterheber

Spiegel

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Zentralverriegelung

Klimaanlage

Sitzeinstellung

Armaturenbrett

Airbag

Brake-by-wire

DIAGNOSTIK

FLEX

RAY

/ CAN

LIN

/ M

OST

CAN

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Verschiedene Bus-Systeme haben sich als branchenweit akzeptierte Standards durchgesetzt. Dies sind im Karosseriebereich LIN, für mittlere Anforderungen CAN und im sicherheitskritischen Hochgeschwindigkeits-bereich FlexRay. Daneben dominiert für die Vernetzung von Infotainment-Komponenten das MOST-Protokoll. ELMOS ist seit Einführung von Bus-Systemen bei BMW im Jahre 1995 Serienlieferant und hat bis heute mehr als 100 Millionen Bus-Interface-ICs geliefert. Kein anderer ASIC-Hersteller kann auf eine vergleichbare Lieferhistorie zurückblicken.

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NEWS

Die ELMOS Semiconductor AG hat am 19. Mai 2006 ihre siebte Or-dentliche Hauptversammlung abgehalten, an der rund 300 Aktio-näre teilgenommen haben. Alle Tagesordnungspunkte wurden mit großer Mehrheit angenommen.

„Wir sehen die anstehende Entwicklung unseres Geschäfts opti-mistisch. Das Feedback der Kunden auf unsere Produktlösungen ist durchgehend sehr positiv. Dies konnten wir erst kürzlich wieder anlässlich einer Hausmesse in den Räumen eines Kunden erfahren“, sagte Dr. Anton Mindl, Vorstandsvorsitzender der ELMOS.

„2006 ist für uns das Jahr des Aufbruchs. Viele Projekte, insbesonde-re im zukunftsweisenden Mikrosystembereich, stehen vor wichtigen Meilensteinen.“ Ein weiterer Schwerpunkt in 2006 ist der planmäßi-ge Beginn der Produktion in Duisburg, welche erhebliche Kostenein-sparungen ermöglicht. „Dieses Projekt hat höchste Priorität“, erklärt Mindl. Der Ausblick für ein Umsatzwachstum von mindestens zehn Prozent in 2006 wurde bestätigt. Daneben wurde verkündet, dass Dr. Klaus Weyer, Mitgründer und Vorstand für Technik, Ende 2006 aus dem Vorstand ausscheidet und dem Unternehmen ab 2007 als Mitglied im Aufsichtrat eng verbunden bleibt. jwie

Erfolgreiche Hauptversammlung

ELMOS beruft Finanzvorstand

Der Aufsichtsrat der ELMOS Semiconductor AG hat Nicolaus Graf von Luckner zum Finanzvorstand berufen. Luckner hat die neu ge-schaffene Position zum 1. Juli 2006 angetreten. Er war zuvor bei Siemens VDO als CFO der Division Infotainment Solutions tätig. In dieser Position hat er einen bedeutenden Beitrag zur Integration verschiedener von Siemens, VDO und Philips stammender Bereiche geleistet und gleichzeitig die finanztechnische, wirtschaftliche und organisatorische Konsolidierung erfolgreich geführt.

Insgesamt verfügt Luckner über 27 Jahre Berufserfahrung im Auto-mobil-Bereich. Einem ersten Abschnitt bei der damals noch eigen-ständigen VDO folgten acht Jahre als Geschäftsführer in einem mit-telständischen Unternehmen, bevor er bei VDO bzw. Siemens VDO seine berufliche Laufbahn fortsetzte. Luckner hat Volkswirtschaft an der Universität Kiel studiert.

Umweltbericht 2005 erschienen

Die ELMOS Semiconductor AG hat den Umweltbericht 2005 veröf-fentlicht. Dieser jährlich erscheinende Bericht informiert umfassend über den Umweltschutz, die Arbeitssicherheit und die Umweltaus-wirkungen am Standort Dortmund. Auf den 28 Seiten werden unter anderem signifikante Verbesserungen in vielen Bereichen dargelegt.

ELMOS hat in 2005 131.000 Wafer produziert, das sind rund 16.000 mehr als in 2004. Trotz der gestiegenen Produktion konnte der Strom- und Erdgasverbrauch 2005 in Relation zu den Wafern noch-mals verringert werden. Erstmals hat der relative Erdgasverbrauch die Grenze von 1.000 Mwh/m2 produzierte Waferfläche unterschrit-ten. Damit hat sich der relative Verbrauch in den Jahren von 2002 bis 2005 halbiert. Auch die Menge an Materialien mit schädlichen Verunreinigungen hat entscheidend abgenommen. Materialien mit schädlichen Verunreinigungen sind beispielsweise Tücher, die bei der Wartung von Prozessanlagen anfallen und mit Gefahrstoffen verunreinigt sind. Verbesserte Wartungsintervalle und eine besse-re Abfalltrennung haben von 2001 bis 2005 zu einem Rückgang bei dieser Abfallart von 3,3 Kilogramm auf 1,4 Kilogramm pro m2 Wafer-fläche geführt.

„Wir messen dem Umweltschutz einen hohen Stellenwert bei. Sämtliche Prozesse innerhalb der Produktion werden kontinuierlich auf Verbesserungen und Einsparpotenziale analysiert“, sagt Rein-hard Senf, Vorstand für Produktion der ELMOS Semiconductor AG. „Unser Ziel ist es, Ökologie und Ökonomie in Einklang zu bringen. Im Idealfall verringern wir mit einer Maßnahme die Umweltauswirkun-gen, verbessern die Arbeitssicherheit und erzielen ökonomische Ein-spareffekte“, so Michael Schröder, Umweltschutzbeauftragter und Sicherheitsfachkraft der ELMOS.

Der Umweltbericht ist auf der Homepage von ELMOS verfügbar. Ge-bundene Exemplare senden wir gerne auf Anfrage zu. maku

„Ich bin sehr stolz darauf, in den Vorstand der ELMOS berufen wor-den zu sein. Diese Aufgabe werde ich mit höchstem Engagement und persönlichem Einsatz angehen“, sagt Luckner. „Mein Schwer-punkt wird der Erhalt und Ausbau der Profitabilität des Unterneh-mens sein.“ jwie

Nicolaus Graf von Luckner ist seit Juli 2006 Finanzvorstand der ELMOS.

Aufsichtsrat und Vorstand präsentierten der Hauptversammlung die Ergebnisse 2005.