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May 30, 2023

Der Twenter Chipdesign-Experte Bram Nauta hat den Stevin-Preis erhalten

Milliarden verkaufter ICs, die seine Designtechniken verwenden, haben der Universität Einnahmen eingebracht

Milliarden verkaufter ICs, die seine Designtechniken nutzen, haben Bram Nauta von der Universität Twente die höchste niederländische Auszeichnung für angewandte Forschung eingebracht.

Der Chipdesigner Bram Nauta (1964) wurde für seine bahnbrechende Forschung mit dem Stevin-Preis ausgezeichnet, der höchsten Anerkennung der Niederlande für soziale Wirkung. Nauta feierte kürzlich sein 25-jähriges Jubiläum an der Abteilung für Integrierte Schaltkreisdesign (ICD) der Universität Twente und genießt weltweites Ansehen für seine IC-Designs, von denen einige in Chips implementiert wurden, die in Smartphones, medizinischen Implantaten, Flugzeugen und vielen anderen Anwendungen verwendet werden. Diese Chips wurden milliardenfach verkauft.

Nautas berühmteste Innovation dürfte die gleichnamige „Nauta-Schaltung“ sein, die er Anfang der neunziger Jahre im Rahmen seiner Doktorarbeit entwickelte. Nauta entwickelte einen sogenannten Differential-Transkonduktor, mit dem ein analoges Filter gebaut wurde, das aus einer großen Anzahl von Signalen präzise das gewünschte Signal herausheben kann. Im CMOS-Format eingesetzt, war der IC um Größenordnungen schneller als alles, was zu dieser Zeit auf dem Markt war. Dadurch verbrauchen Mobiltelefone weniger Energie, Daten können schneller transportiert werden und das Signal wird deutlich stärker.

Die Schaltung wurde in Telefone, Festplatten und Produkte von Texas Instruments von Nokia und Ericsson integriert. Einem Artikel im IEEE Solid-State Circuit Magazine zufolge nutzte TI die Arbeit von Nauta in einem Gerät, das täglich 1 Million Mal verkauft wurde, eine Tatsache, die Nauta erst zehn Jahre später erfuhr. Sven Mattison, einer der Miterfinder von Bluetooth, hat enthüllt, dass der Standard auf den Eigenschaften der Nauta-Schaltung basiert. Die Schaltung wurde nie patentiert.

Später entwickelte Nauta zusammen mit seinen ICD-Kollegen an der UT eine Technik zur thermischen Geräuschunterdrückung. Damit wurde eine Lösung für das Problem geschaffen, das durch die Vielfalt der Kommunikationsstandards im globalen Mobilfunk verursacht wurde. Der intelligente elektronische Schalter kann die Frequenzen der verschiedenen Standards wie GPS, Bluetooth, Wi-Fi und 4G erkennen und verstärken. Es kann auch intrinsische statische Aufladung unterdrücken, indem es sehr kompakte Schaltkreise auf einem Chip als Empfänger für viele verschiedene drahtlose Standards verwendet. Diese Technik öffnete auch die Tür zur Entwicklung von Analog-Digital-Wandlern mit extrem geringem Stromverbrauch.

Die Präsenz von Nauta machte die Region Twente zu einem fruchtbaren Boden für IC-Designunternehmen und -abteilungen, darunter Ansem, Bruco und ItoM, das kürzlich von Bosch übernommen wurde. Axiom IC, jetzt Teil von Teledyne Dalsa, ist ein Spin-off der ICD-Abteilung der UT und dieses Unternehmen brachte wiederum Axign hervor. Nauta ist ein Aushängeschild des Chiptech Twente-Konsortiums, dessen Ziel es ist, die Halbleiter- und Photonikaktivitäten der Region sowohl in Bezug auf Design als auch Herstellung zu stärken.

Zu den akademischen Auszeichnungen des in Hengelo geborenen Experten zählen die Präsidentschaft der IEEE Solid-State Circuits Society (2018–2020) und der Programmvorsitz der ISSCC, der weltweit führenden IC-Designkonferenz.

Stevin-Preisträger werden zusammen mit Spinoza-Preiskandidaten für herausragende akademische Forschung zuerst von einer ausgewählten Anzahl von Personen nominiert. Zwei Ausschüsse, einer für jeden Preis und bestehend aus internationalen Experten aus der Wissenschaft und im Fall des Stevin-Preises auch aus der Industrie, beraten dann den Wissenschaftsfinanzierer NWO, wen er in einem bestimmten Jahr ehren soll. Die Preisträger erhalten jeweils 1,5 Millionen Euro für weitere wissenschaftliche Forschung und Aktivitäten zur Wissensverwertung.

In diesem Jahr haben die Gremien vier Gewinner nominiert. Der andere Gewinner des Steven-Preises ist Corien Prins, Professorin für Recht und Informationstechnologie an der Universität Tilburg. Joyeeta Gupta, Professorin für Umwelt und Entwicklung im globalen Süden an der Universität Amsterdam, und Toby Kiers, Professor für gegenseitige Interaktionen an der Vrije Universiteit Amsterdam, wurden mit dem Spinoza-Preis ausgezeichnet.

Die Spinoza- und Steven-Preise werden im Rahmen einer Preisverleihung am Mittwoch, 4. Oktober 2023, verliehen.

Hauptbildquelle: Universität Twente

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