Die Fraunhofer-Gesellschaft ist eine der weltweit führenden Organisationen für anwendungsorientierte Forschung. 75 Institute entwickeln wegweisende Technologien für unsere Wirtschaft und Gesellschaft – genauer: 32 000 Menschen aus Technik, Wissenschaft, Verwaltung und IT. Die Forschungsgruppe "System on Chip" am Fraunhofer IMS entwickelt energieeffiziente KI-Beschleuniger auf Basis von RISC-V vom RTL-Entwurf über FPGA-Prototypen bis hin zur ASIC-Implementierung. In enger Kooperation mit der Universität Duisburg-Essen (Lehrstuhl Elektronische Bauelemente und Schaltungen) haben wir bereits mehrere Chip-Tapeouts erfolgreich durchgeführt und publizieren regelmäßig auf internationalen Konferenzen.
Ihre Mission: Im deutsch-taiwanesischen Forschungsprojekt STICAM (Secure Transformers in Cache Memory) erforschen Sie eine völlig neue Architekturklasse – sogenannte Compute-in-Cache-Architekturen –, die große Sprachmodelle (LLMs) datenschutzkonform und mit nur 1–5 Watt direkt auf Edge-Geräten ausführbar machen. Sie erarbeiten den Stand der Wissenschaft zu cache-zentrischen Beschleunigerarchitekturen, Processing-in-Memory und Transformer-Inferenz unter Ressourcenbeschränkungen. Sie entwickeln formale Modelle, die den Trade-off zwischen Speicher- und Rechenfunktion in rekonfigurierbaren Cache-Architekturen beschreiben. Hierfür nutzen Sie Python-basierte Modellierungs-Frameworks sowie Cycle-Accurate-Simulationen.
Im Anschluss überführen Sie Ihre Architekturkonzepte in synthetisierbares RTL (SystemVerilog/VHDL) und validieren diese auf Xilinx/AMD-FPGAs in unserem Labor. Zudem betreuen Sie Bachelor-/Masterarbeiten und studentische Hilfskräfte, die an Teilaspekten Ihres Themas arbeiten.
Sehr gut abgeschlossenes wissenschaftliches Studium (Master/Uni-Diplom) in Elektrotechnik, Informatik, Technischer Informatik, Physik mit sehr guten Noten
Praktische Erfahrungen im Bereich digitaler Hardwareentwurf, insbesondere RTL-Design mit VHDL oder SystemVerilog
Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse für die Zusammenarbeit in einem internationalen Umfeld
Erfahrung mit RISC-V-Architektur oder Prozessorentwurf
Erste praktische Erfahrungen mit FPGA-Implementierungen, vorzugsweise auf Xilinx/AMD-Plattformen
Kenntnisse im Bereich KI-Hardware-Beschleuniger, Transformer-Architekturen oder Processing-in-Memory
Grundkenntnisse in ASIC-Design-Flows (Synthese, Place & Route, Timing-Analyse)
Programmierkenntnisse in Python und/oder C/C++ für Modellierung und Automatisierung
Promovieren Sie innerhalb von 3 Jahren in einem anwendungsorientierten Thema an der Schnittstelle von Rechnerarchitektur, KI-Hardware und Edge Computing. Sie können für Ihre praktischen Arbeiten auf institutseigene FPGA-Labore, EDA-Toolchains und Simulationsinfrastruktur zugreifen. Der Doktorgrad wird von der Universität Duisburg-Essen verliehen.
Im Rahmen des internationalen STICAM-Projekts werden Sie an mehrwöchigen Forschungsaufenthalten bei den taiwanesischen Partnerinstitutionen teilnehmen und auf internationalen Konferenzen zu publizieren.
So profitieren Sie u. a. von regelmäßigen Promovenden-Coachings und lernen bereits während Ihrer Promotion professionelle Methoden des Projektmanagements sicher anzuwenden und bei der Projektakquise zu unterstützen.
Die Vollzeitstelle als Doktorand*in mit halber Vergütung bietet 50 % der Zeit für Ihre Promotion sowie 50 % für die Mitarbeit in Forschungsprojekten als wissenschaftliche*r Mitarbeiter*in.
Flexible Arbeitszeiten (Gleitzeit mit integrierter Kernarbeitszeit von 9:30–15:00 Uhr, Freitag von 9:30–13:00 Uhr) und mobiles Arbeiten an bis zu zwei Tagen pro Woche für eine bessere Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben
Betriebliche Altersvorsorge (VBL) und Zuschuss zum Deutschland-Ticket Job
Sehr gute Verkehrsanbindung mit ÖPNV/Auto sowie kostenlose Parkplätze und Fahrradstellplätze für Mitarbeitende
Unterstützungsangebote zur Vereinbarkeit von Familie und Beruf: Mit-Kind-Büro, Kindernotbetreuung und Beratungsleistungen zu Homecare-Eldercare etc. in Kooperation mit dem pme Familienservice
Corporate Benefits: Vergünstigte Angebote namhafter Hersteller und Marken