Von Redaktion, Foto: Nico Kurth
Wer über Künstliche Intelligenz redet, meint meistens Software. Dabei entscheidet sich der Wettbewerb längst auf einer anderen Ebene: bei den Chips. In Heilbronn bauen jetzt zwei Fraunhofer-Institute ein Forschungszentrum auf, das genau dort ansetzt. Mit dabei: Technik, die das menschliche Gehirn nachahmt.
KI braucht Rechenleistung. Rechenleistung braucht Chips. Und wer diese Chips nicht selbst entwickeln kann, macht sich abhängig. So lässt sich, grob zusammengefasst, erklären, warum die Dieter Schwarz Stiftung und die Fraunhofer-Gesellschaft am Standort Heilbronn ein neues Forschungs- und Innovationszentrum aufbauen. Das FIZ „Chip AI“ ist das neunte Zentrum im Netzwerk der Fraunhofer Heilbronn Forschungs- und Innovationszentren (HNFIZ). Getragen wird es von zwei Instituten, die bislang nicht in Heilbronn vertreten waren: dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik IAF aus Freiburg und dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS aus Erlangen, dem größten Institut der Fraunhofer-Gesellschaft.
Was im neuen Zentrum für KI-Chip-Design erforscht wird
Die Arbeit teilt sich in zwei Stränge. Das Fraunhofer IAF entwickelt in Heilbronn Halbleiter-Chips für KI-Systeme und arbeitet gleichzeitig an Methoden, den Entwurfsprozess selbst durch Automatisierung effizienter zu machen. Im Fokus stehen sogenannte CMOS-Schaltungen, die in zahlreichen elektronischen Geräten zum Einsatz kommen und als Schlüsselkomponenten für KI-Chips gelten. Darüber hinaus geht es um den Schutz geistigen Eigentums im Chip-Design sowie um die Zertifizierung von Entwürfen für sicherheitskritische Anwendungen, etwa in der Robotik oder Luft- und Raumfahrt.
Das Fraunhofer IIS wiederum arbeitet an neuromorphen Prozessoreinheiten, also Chips, die das menschliche Gehirn noch genauer nachbilden sollen. Im Mittelpunkt stehen dabei sogenannte Spiking Neural Networks. Das sind künstliche neuronale Netze, deren Neuronen erst aktiv werden, wenn bestimmte Schwellenwerte überschritten sind. Laut Fraunhofer verbinden sie hohe Energieeffizienz mit Echtzeitfähigkeit und eignen sich besonders für KI-Anwendungen direkt auf Endgeräten, etwa im Bereich Mobilfunk oder Satellitentechnik.
Giovanni Del Galdo, Institutsleiter am Fraunhofer IIS, formuliert es in der Pressemitteilung der Fraunhofer-Gesellschaft so: „Dies ist ein entscheidender Schritt, um mit Technologien wie Spiking Neural Networks die energieeffiziente Verarbeitung lokaler Daten voranzutreiben.“
Warum Heilbronn als Standort für KI-Hardware passt
Das neue Zentrum schließt eine Lücke. Denn in Heilbronn gibt es mit dem Innovation Park Artificial Intelligence (IPAI), dem Bildungscampus und mittlerweile acht Fraunhofer-Instituten ein Ökosystem, das sich bislang vor allem auf die Softwareseite der Künstlichen Intelligenz konzentriert hat. Was fehlte, war ein Forschungsstandort für die Hardware. Mit imec ist zudem eine Niederlassung des weltweit führenden Forschungszentrums für Nanoelektronik in der Nachbarschaft.
Patricie Merkert, die gemeinsam mit Rüdiger Quay das Fraunhofer IAF leitet, verweist in der Pressemitteilung auf genau diese Nähe: „Im IPAI arbeiten unsere Forschenden Tür an Tür mit international führenden KI-Expertinnen und -Experten.“ Quay ergänzt: „Dank der großzügigen Unterstützung der Dieter Schwarz Stiftung können wir in den kommenden neun Jahren ein leistungsstarkes Forschungs- und Innovationszentrum aufbauen.“
Acht Institute, neun Zentren, ein Netzwerk
Die Fraunhofer-Gesellschaft ist seit 2019 mit dem Forschungs- und Innovationszentrum KODIS des Fraunhofer IAO auf dem Bildungscampus vertreten. Durch eine Erweiterung der Kooperation mit der Dieter Schwarz Stiftung entstanden 2025 die ersten acht FIZ, in denen zunächst sechs Institute ihr Fachwissen bündelten: Fraunhofer IAO, ISI, IAIS, IPA, SIT und IRB. Nun kommen IAF und IIS als siebtes und achtes Institut hinzu. Das erklärte Ziel laut Fraunhofer: Von Heilbronn aus sollen die entwickelten Technologien europaweit Anwendung finden.
Reinhold R. Geilsdörfer, Vorsitzender der Geschäftsführung der Dieter Schwarz Stiftung, ordnet das Vorhaben in der Pressemitteilung ein: „Der Aufbau eines Forschungszentrums für KI-Chip-Design ist der nächste konsequente Schritt.“ Indem man die Forschung der Fraunhofer-Institute mit dem Ökosystem des IPAI und der wissenschaftlichen Kraft des Bildungscampus verknüpfe, entstehe ein Ort, „an dem die technologische Souveränität Deutschlands aktiv gestaltet wird“.
Holger Hanselka, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft, spricht laut Pressemitteilung der Dieter Schwarz Stiftung von einer „leistungsfähigen Plattform für KI-Hardware Made in Germany“ und einem „wichtigen Zeichen für die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands“.
Für Heilbronn bedeutet das FIZ „Chip AI“ einen weiteren Baustein in einer Entwicklung, die in den vergangenen Jahren Tempo aufgenommen hat. Was als Bildungscampus begann, wächst zunehmend zu einem Standort, an dem Forschung, Lehre und Technologietransfer ineinandergreifen. Mit dem neuen Zentrum kommt nun eine Kompetenz hinzu, die in der aktuellen Debatte um Halbleiter und technologische Unabhängigkeit besonders gefragt ist.