Messaufbau in der Antennenmesskammer für die mit Quarzglas gebondeten 4 Zoll Siliziumwafer von NGK mit Hohlräumen unter den Antennen (rechts).

NGK, bekannt für keramische Materialien, hat ein neuartiges Verfahren entwickelt, das Silizium mit Quarzglas kombiniert. Diese Materialinnovation ermöglicht geringere Verluste und eine höhere Energieeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Silizium-basierten Lösungen und ist damit ein nachhaltiger Ansatz für künftige Kommunikations- und Radarsysteme.

In der ersten Phase der Kooperation untersuchte das Fraunhofer IZM die von NGK entwickelte Wafer-Bonding-Technologie im Hinblick auf die Entwicklung innovativer, besonders breitbandigen Sub-THz Antennen. Diese wurden direkt auf Wafern gefertigt, vereinzelt und für den Einsatz in 6G-Funksystemen optimiert. „Durch die Kombination von Quarzglas und Silizium in einem optimierten Wafer-Bonding-Prozess lassen sich leistungsstarke Breitband-Antennen mit hoher Effizienz und Front-End Module für künftige 6G-Netze und Sub-THz-Radarsysteme realisieren“ erklärt Prof. Dr. Ivan Ndip vom Fraunhofer IZM.

Aufbauend auf dem Erfolg dieser ersten Phase startete NGK eine zweite Phase der Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IZM und dem Fraunhofer FHR. Ziel ist die Entwicklung eines hochauflösenden D-Band Sub-THz-Radarsystems unter Verwendung der Quarzglas-Bonded-Wafer-Technologie von NGK, das sich insbesondere für Anwendungen im Innenraum von Fahrzeugen (In-Cabine Sensing) eignet. Dabei wird ein vom Fraunhofer FHR entwickelter Radar-MMIC-Chip mit einer ultrabreitbandigen Antennenanordnung des Fraunhofer IZM im Radar Front-End kombiniert. Das Radar Front-End wird anschließend für den Aufbau und Test eines Radarsystem-Demonstrators verwendet.

NGK betont: „Die Zusammenarbeit mit Fraunhofer IZM und Fraunhofer FHR hat uns ermöglicht, unsere Materialtechnologie in völlig neuen Anwendungsfeldern zu erforschen und weiterzuentwickeln.“ Ein gemeinsames Patent ist angemeldet, um die Technologie weiter voranzutreiben und zukunftsfähige Hochfrequenzlösungen für 6G und Radar zu ermöglichen.