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Bekanntmachung: Förderrichtlinie "Miniaturisierte optische Systeme hoher Integrationsdichte" im Rahmen des Förderprogramms "Photonik Forschung Deutschland"

20.07.2017 - 15.10.2017
Bekanntmachung

Richtlinie zur Förderrichtlinie "Miniaturisierte optische Systeme hoher Integrationsdichte" im Rahmen des Förderprogramms "Photonik Forschung Deutschland". Bundesanzeiger vom 20.07.2017

Vom 5. Juli 2017 

1 Zuwendungszweck, Rechtsgrundlage

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Themenfeld "Miniaturisierte optische Systeme hoher Integrationsdichte" auf der Grundlage des Programms "Photonik Forschung Deutschland" (www.photonikforschung.de) und leistet einen Beitrag zur Umsetzung der Hightech-Strategie der Bundesregierung.

1.1 Förderziel und Zuwendungszweck

Die Miniaturisierung ist eine der unverändert wichtigsten Entwicklungstendenzen − nicht nur der optischen Technologien, sondern technischer Systeme insgesamt. Hierfür gibt es vielfältige Gründe:

Zunächst erlaubt eine Verkleinerung bei gleicher Funktionalität eine flexiblere Verwendung − auch unter (vormals) eingeschränkten Platzverhältnissen.

Des Weiteren ermöglicht die Miniaturisierung die Integration verschiedener Funktionalitäten eines Systems in einem einzigen Fertigungsschritt auf einer einheitlichen Material-Plattform. Höhere Integrationsdichten führen vor allem zu erheblichen Zugewinnen an Stabilität und Performanz. Integrierte Schaltungen sind wesentlich schneller und energieeffizienter als es diskrete Aufbauten sein können.

Insbesondere erschließt die Miniaturisierung völlig neue Funktionalitäten, die auf der Makroskala nicht zur Verfügung stehen. Die fortschreitende Miniaturisierung der Optik eröffnet beispielsweise die Herstellung integrierter Strukturen auf Längenskalen unterhalb derjenigen der Lichtwellenlänge. Damit lassen sich direkt die Phase der Lichtwelle oder sogar die elektrischen und magnetischen Feldanteile des Lichts getrennt kontrollieren. Die Mikrointegration erlaubt überdies eine wesentlich engere Verbindung zwischen verschiedenen physikalischen Wirkprinzipien, wie etwa mechanischen, optischen, elektronischen oder auch thermischen Wirkungen.

Eine solche Flexibilität macht geeignete Schnittstellen (mikrooptische Systeme, z. B. optoelektronische) erforderlich, die es gestatten, den jeweiligen physikalischen Träger eines Signals oder einer Wirkung möglichst einfach zu wechseln. Dazu gehört auch die Anbindung an eine – im Idealfall eingebettete – elektronische Datenverarbeitung.

Der Entwurf solcher komplexer, miniaturisierter Systeme bedarf ausgefeilter Design-Werkzeuge, die das Zusammenwirken der jeweiligen funktionalen Bestandteile simulieren und so verbessern können. Die entsprechenden Anfor­derungen gehen dabei über das reine Schaltungsdesign deutlich hinaus und umfassen je nach Auslegung und Ein­satzzweck des Systems beispielsweise auch dessen mechanische und thermische Eigenschaften, sowie dessen Interaktion mit eingehenden Signalen und Wirkungen – z. B. bei Sensoren für Kameras oder Mensch-Maschine-Kommunikationssystemen. Im Idealfall kann man das Gesamtsystem mit allen relevanten physikalisch-technischen Eigenschaften mit nur einer einzigen Software entwerfen und simulieren, sodass Wechselwirkungen zwischen den funktionalen Ebenen schon im Design erkannt und berücksichtigt werden können.

Außerdem sind Verfahren zur Herstellung der integrierten Mikrosysteme bislang nicht standardisiert, sondern müssen spezifisch angepasst, optimiert und erforderlichenfalls komplett neu entwickelt werden. Aufbau- und Verbindungstechnik können in vielen Anwendungen bis zu 80 % der Gesamtkosten integrierter Photoniklösungen ausmachen. Hier liegt entscheidendes Know-how in der optimalen Kombination unterschiedlicher Verfahren und deren effizienter Anpassung und Anwendung.

Schließlich sind die Verwendungszwecke mikrooptischer Systeme hochgradig divers. Bei ihrer Produktion sind deshalb geringere Kostenreduktionen durch Skaleneffekte zu erwarten als beispielsweise bei der Mikroelektronik. Jedoch ist gerade das fallspezifische Wissen um die Realisierung unterschiedlicher miniaturisierter, mikrooptischer Systeme eine Stärke des Standorts Deutschland und insbesondere der hier produzierenden mittelständischen Unternehmen.

Die Bekanntmachung "Miniaturisierte optische Systeme hoher Integrationsdichte" verfolgt das Ziel, diese Entwicklungen auf allen Ebenen zu unterstützen und Unternehmen in Deutschland dazu zu befähigen, die vorhandenen hervorragenden Kompetenzen weiter auszubauen, sich eine führende Stellung auf dem Weltmarkt zu erarbeiten und diese zu behaupten.

Das BMBF will mit der Fördermaßnahme kooperative, vorwettbewerbliche Verbundprojekte unterstützen, die zu völlig neuen oder wesentlich verbesserten technischen Lösungen im Bereich miniaturisierter, hochintegrierter optischer Systeme führen. Kennzeichen der Projekte sind ein hohes Risiko und eine besondere Komplexität der Forschungsaufgabe. Für eine Lösung sind in der Regel inter- und multidisziplinäres Vorgehen und eine enge Zusammenarbeit von Unternehmen und Forschungseinrichtungen erforderlich.

Die Fördermaßnahme ist Bestandteil des Förderprogramms "Photonik Forschung Deutschland" (http://www.photonikforschung.de) und damit Teil der Hightech-Strategie der Bundesregierung. Sie zielt auf Innovation und Wachstum in Deutschland. Die inländische Verwertung der Projektergebnisse hat daher besondere Bedeutung.

Da Innovations- und Beschäftigungsimpulse gerade auch von Unternehmensgründungen ausgehen, sind solche Gründungen im Anschluss an die Projektförderung des BMBF erwünscht. Der Hightech-Gründerfonds der Bundesregierung bietet hierzu Unterstützung an. Weitere Informationen finden sich unter http://www.high-tech-gruenderfonds.de.

1.2 Rechtsgrundlagen

Der Bund gewährt die Zuwendungen nach Maßgabe dieser Richtlinie, der §§ 23 und 44 der Bundeshaushaltsordnung (BHO) und den dazu erlassenen Verwaltungsvorschriften sowie der "Richtlinien für Zuwendungsanträge auf Ausgabenbasis (AZA)" und/oder der "Richtlinien für Zuwendungsanträge auf Kostenbasis (AZK)" des BMBF. Ein Rechtsanspruch auf Gewährung einer Zuwendung besteht nicht. Die Bewilligungsbehörde entscheidet nach pflichtgemäßem Ermessen im Rahmen der verfügbaren Haushaltsmittel.

Bei der Prüfung einer FuEuI1-Beihilfe für einen Beihilfeempfänger, der einer Rückforderungsanforderung aufgrund eines früheren Beschlusses der Kommission zur Feststellung der Rechtswidrigkeit einer Beihilfe und ihrer Unvereinbarkeit mit dem Binnenmarkt nachzukommen hat, wird die Kommission den noch zurückzufordernden Betrag der Beihilfe berücksichtigen.

2 Gegenstand der Förderung

Im Zentrum dieser Fördermaßnahme stehen Forschungsarbeiten, die sich mit technischen Systemen und Anwendungen befassen, deren wesentliche Funktionsträger neuartige, optisch mikrointegrierte Systeme sind. Es können Anwendungen aus allen Spektralbereichen vom ultravioletten (UV) Licht bis zum fernen Infrarot (FIR) betrachtet werden. In der Befassung mit solchen Systemen sollen insbesondere auch neue und effiziente Verfahren zu deren Herstellung Gegenstand der Forschung sein. Dies schließt auch alle erforderlichen Arbeiten zur Aufbau- und Verbindungstechnik mit ein.

Forschungsarbeiten können beispielsweise beinhalten:

  • mikrointegrierte optische und elektro-optische Schaltkreise beispielsweise für Anwendungen in der Mess- und ­Signaltechnik, der Maschinensteuerung, Kommunikations- und Fahrzeugtechnik,
  • mikrointegrierte Systemkomponenten wie Polarisatoren, Nanoantennen, Filter, Multiplexer, Schaltelemente, Mikrolinsen-Arrays etc.,
  • Kointegration von mikrointegrierten und Wellenleiter-integrierten Komponenten,
  • neue, effiziente Konzepte für die monolithische Integration, Heterointegration, oder hybride Integration optisch ­aktiver Strukturen, insbesondere in anwendungstechnisch relevanten Wellenlängenbereichen,
  • neue integrierte optoelektronische Sensor-Arrays und Sensorsysteme,
  • neue Konzepte für mikrointegrierbare, multimodale Sensor- oder Kamerafunktionen,
  • mikrointegrierte elektro-optische Schaltungen,
  • mikrointegrierte opto-mechanische Systeme,
  • neue Konzepte für elektro-optische Schnittstellen, wie mikrointegrierte Sende- und Empfangs-Dioden und Dioden-Arrays, einschließlich Simulation und Untersuchung der Signalausbreitung in solchen Strukturen,
  • neue Konzepte für optisch wirksame Medien auf Basis von Subwellenlängenstrukturen, Simulation der Signal­ausbreitung in solchen Strukturen, Schnittstellen zu konventionellen Komponenten,
  • neue Konzepte für kompakte mikrooptische Systeme mit deutlich verbesserter Stabilität und Robustheit auch unter rauen Einsatzbedingungen,
  • neue Prozesse zur einfachen und präzisen Herstellung integrierter mikrooptischer Strukturen und Systeme, insbesondere hocheffiziente, kostengünstige Lithographieverfahren und Methoden zum Direktdruck optischer Strukturen,
  • neue Materialien und Materialsysteme zur Vereinfachung von mikrooptischen Produktionsprozessen, zur Erschließung neuer optischer Funktionen, oder zur Erschließung neuer Wellenlängenbereiche,Verfahren für die automatisierte Aufbau- und Verbindungstechnik integrierter optischer und elektrooptischer Systeme,
  • neue Konzepte zur einfachen Positionierung, Justage und Kontaktierung optischer Komponenten, beispielsweise auf Systemplatinen oder in standardisierten Häusungen,
  • Integration optischer Leiter in Systemplatinen, flexible optische und optoelektronische Interconnects,
  • neue Konzepte für die Verkapselung und Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse sowie für eine kostengünstige Gehäusetechnik,
  • neue Design-Werkzeuge für den plattformübergreifenden, ganzheitlichen Entwurf optoelektronischer, elektro-optischer und opto-mechanischer Mikrosysteme,
  • neue Konzepte und Verfahren zur Kodierung und Wandlung optischer Signale in mikrooptischen und speziell elektro-optischen Systemen. 

Diese Aufzählung ist nicht vollständig und nur beispielhaft zu verstehen. Charakteristisch für alle Vorhaben soll sein, dass sie bestimmte Anwendungen in den Mittelpunkt stellen und von dort ausgehend die Spezifikationen für das mikrooptische System, sowie die zu lösenden FuE2-Probleme ableiten. Die Eignung des gewählten Lösungsansatzes ist zum Projektende mit entsprechenden Systemdemonstratoren für die jeweilige Anwendung zu testen.

3 Zuwendungsempfänger

Antragsberechtigt sind Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft, die zum Zeitpunkt der Auszahlung einer gewährten Zuwendung eine Betriebsstätte oder Niederlassung in Deutschland haben, Hochschulen und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen. Forschungseinrichtungen, die von Bund und/oder Ländern grundfinanziert werden, kann neben ihrer institutionellen Förderung nur unter bestimmten Voraussetzungen eine Projektförderung für ihre zusätzlichen projektbedingten Ausgaben beziehungsweise Kosten bewilligt werden.

Die Beteiligung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) ist ausdrücklich erwünscht und führt bei der Projektbegutachtung zur Aufwertung.

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