Chiplets im Auto: Ein Baukasten für Fahrzeugintelligenz

Der zunehmende Rechenbedarf moderner Fahrzeuge hat die Chipentwicklung an ihre Grenzen geführt. Fahrerassistenzsysteme, autonome Fahrfunktionen und softwaredefinierte Fahrzeugarchitekturen verlangen nach enormer Datenverarbeitung in Echtzeit. Klassische System-on-Chip-Lösungen stoßen dabei schnell an physikalische und wirtschaftliche Grenzen. An dieser Stelle kommen sogenannte Chiplets ins Spiel – kleine, spezialisierte Recheneinheiten, die auf einem gemeinsamen Träger miteinander kombiniert werden. Diese modulare Bauweise erlaubt es, verschiedene Funktionen – etwa KI-Beschleunigung, Sensorfusion oder Sicherheitslogik – effizient zu integrieren, ohne jedes Mal einen komplett neuen Chip entwickeln zu müssen.

Das belgische Forschungszentrum Imec hat mit dem Automotive Chiplet Program (ACP) eine Initiative gestartet, um diese Technologie für den Fahrzeugmarkt zu etablieren. Dem Programm sind bereits Infineon, Silicon Box, STATS ChipPAC und der japanische Tier-IV-Zulieferer beigetreten. Neuestes Mitglied ist seit Mitte Oktober 2025 Globalfoundries. Ziel der Unternehmen ist es, eine stabile europäische Lieferkette und standardisierte Entwurfsmethoden für Chiplets im Automobil zu schaffen. Gerade in Zeiten geopolitischer Spannungen und begrenzter Halbleiterkapazitäten ist das ein strategischer Schritt. Nach Einschätzung von Expertinnen und Experten dürften Chiplet-basierte Systeme ab etwa 2030 erstmals in Serienfahrzeugen eingesetzt werden – zunächst im Premiumsegment, dann auch in massenproduzierten Modellen.

Wie Chiplets die Fahrzeugentwicklung verändern

Die größte Stärke von Chiplets liegt in ihrer Modularität. Entwicklerinnen und Entwickler können Komponenten gezielt austauschen, upgraden oder kombinieren, ohne grundlegende Systemdesigns zu verändern. Für Automobilhersteller bedeutet das: kürzere Entwicklungszeiten, Kostenvorteile und flexible Anpassung an verschiedene Fahrzeugsegmente. Dazu kommt eine höhere Lieferkettensicherheit, da Hersteller ihre Systeme künftig aus Bausteinen unterschiedlicher Zulieferer zusammensetzen könnten. Das würde die Abhängigkeit von einzelnen Produzenten senken und die Versorgungssicherheit stärken. Außerdem ermöglichen Chiplets, Funktionen wie ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) oder Infotainment schneller aufzurüsten oder gezielt für Premium-Modelle zu erweitern – ein bedeutender Wettbewerbsvorteil in einem Markt, der in immer kürzeren Innovationszyklen agiert.

Doch der Übergang zu chipletbasierten Fahrzeugplattformen ist komplex. Während Hersteller für Consumer-Elektronik und Cloud-Hardware bereits erste Erfahrungen mit Multi-Chip-Architekturen gesammelt haben, muss die Automobilbranche noch viele Anforderungen erfüllen: extreme Temperaturbereiche, Vibrationsresistenz und jahrzehntelange Wartbarkeit. Zudem stellt sich die Frage nach der langfristigen Lieferfähigkeit und Interoperabilität der Bausteine. An diesem Punkt kommt der Wunsch nach einheitlichen Standards ins Spiel – und genau darin liegt aktuell das größte Defizit von Chiplets.

Chiplets brauchen gemeinsame Standards

Bislang existieren kaum durchgängige Normen für Chiplet-Schnittstellen, Interposer oder Kommunikationsprotokolle. Jeder Hersteller verfolgt eigene Ansätze, was die Austauschbarkeit von Modulen stark einschränkt. Das Imec-Programm versucht deshalb, in Zusammenarbeit mit Partnern eine Art Referenzarchitektur zu schaffen. Ziel ist die Entwicklung offener Spezifikationen für elektrische Verbindungen, Diagnoseprotokolle und Formfaktoren. Denn ohne gemeinsame Standards droht die Gefahr eines fragmentierten Ökosystems, in dem Chiplets nur innerhalb bestimmter Plattformen funktionieren. Für Zuliefernde führt das zu Abhängigkeiten, höheren Validierungskosten und potenziellen Sicherheitsrisiken, wenn Komponenten aus unterschiedlichen Quellen nicht sauber zusammenarbeiten.

Fachleute sehen darin eine Parallele zu den frühen Jahren der Mikroelektronik, als inkompatible Schnittstellen Forschungszeiten verlängerten und neue Entwicklungen bremsten. Ein offener Standard würde dagegen Interoperabilität schaffen und Neuerungen beschleunigen. Doch bis dahin ist es ein weiter Weg: Die Anforderungen des Automotive-Sektors unterscheiden sich deutlich von denen der Rechenzentrumswelt, in der die Chiplet-Idee ursprünglich entstanden ist. Jedes Chiplet muss über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg rückverfolgbar und auditierbar bleiben – eine Hürde, die viele aktuelle Designmethoden noch nicht vollständig nehmen können.

Chiplets im Auto: Was sind weitere Herausforderungen?

Neben technischen Hürden stehen ökonomische Fragen im Raum. Chiplets versprechen zwar Kostenvorteile in der Entwicklung, verlangen aber hohe Investitionen in neue Design- und Testinfrastrukturen. Auch die Integration unterschiedlicher Fertigungstechnologien erfordert präzise Prozessabstimmungen zwischen Foundries und Zuliefernden. Ein weiterer Aspekt ist die Qualitätsprüfung: Getrennte Fertigungsstätten erschweren die lückenlose Validierung. Nur mit gemeinsamen Qualitätsprotokollen und Zertifizierungsverfahren können Chiplet-basierte Systeme den hohen Sicherheitsanforderungen der Automobilindustrie genügen.

Trotz dieser Herausforderungen bleibt die Vision überzeugend. Chiplets bieten einen Weg, die Innovationsgeschwindigkeit in der Fahrzeugentwicklung zu erhöhen und gleichzeitig Abhängigkeiten von einzelnen Technologien oder Standorten zu reduzieren. Europa könnte durch Initiativen wie das ACP eine Führungsrolle übernehmen – nicht nur als Anwender, sondern auch als Gestalter von Standards. Denn wer die Schnittstellen kontrolliert, prägt die gesamte Lieferkette. Sollte es gelingen, Standardisierung, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit zu vereinen, könnten Chiplets den Weg zu einer neuen Generation vernetzter, lernfähiger Fahrzeuge ebnen.