Elektro-Smog auf der Platine

Ihre Winzigkeit ist ihre Stärke – und ihre Schwäche. Egal ob im Handy, Auto oder Computer: Elektronische Komponenten werden immer kleiner und leistungsfähiger. Je kleiner sie sind, desto schneller können sie schalten und desto weniger Energie brauchen sie für jeden Schaltvorgang. Allerdings schrumpfen mit dem Energiebedarf auch die Störabstände.

»Die Schaltungen werden mit jeder Generation anfälliger«, weiß Thomas Mager von der Fraunhofer-Einrichtung für Elektronische Nanosysteme ENAS in Paderborn. »Noch vor wenigen Jahren bedurfte es mehrerer Volt, um die zwei- bis dreihundert Millionen Transistoren eines Gigahertz-Prozessors aus dem Takt zu bringen. Heute reichen mitunter schon ein paar hundert Millivolt, um Millionen von Transistoren zu stören.«

Für die Designer elektronischer Schaltungen bedeutet dies, dass sie sich zunehmend Gedanken um die elektromagnetische Verträglichkeit machen müssen: Es geht nicht mehr nur darum, größere elektronische Einheiten – etwa Handy und mp3-Player – vor äußeren Einflüssen zu schützen oder das Umfeld vor den elektromag-netischen Emissionen der Geräte, es geht um das Verhalten jedes einzelnen Bauteils auf der Platine.

Im Verbund mit den Projektpartnern Continental und Infineon Technologies ist am Fraunhofer ENAS ein Messsystem entstanden, das selbst schwache elektrische und magnetische Felder auf hundertstel Millimeter genau aufspürt. Wo gibt es Bereiche mit auffällig hoher elektro-magnetischer Strahlung? Wie beeinflussen sich die Bauelemente untereinander? Mit dem Nahfeldscanner lassen sich einzelne Chips und Prozessoren ebenso vermessen wie komplette Laptops, Mobiltelefone oder Steuergeräte für Fahrzeuge. Der Scanner deckt auf, welche Felder das Testobjekt abstrahlt.

»Außerdem arbeiten wir mit unserem französischen Projektpartner cea-leti daran, gezielt elektromagnetische Felder an das Testobjekt anzulegen. So können wir prüfen, welche Bereiche sensitiv auf äußere Felder reagieren«, sagt Mager. Das macht das System auch für die Entwickler von Smartcards interessant: Betrüger entlocken etwa Bankkarten vertrauliche Informationen, indem sie sie mit Laser-, Spannungs- oder Stromimpulsen traktieren. Die so entstehenden Feldmuster können Hinweise über die Chip-Karte geben und beispielsweise die PIN-Nummer verraten. Der Nahfeldscanner macht die abgestrahlten Felder der Karte räumlich und zeitlich sichtbar, zeigt ihre Schwachstellen auf und hilft den Karten-Entwicklern, ihre Produkte besser vor den Betrügern zu schützen.