Die vorherrschende Basistechnologie informationsverarbeitender Systeme ist seit mehreren Jahrzehnten die sog. "Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS)"-Technologie (komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter). Seit den 1960er Jahren wird der Fortschritt in der Elektronik durch das Mooresche Gesetz - die fortwährende Erhöhung der Integrationsdichte von Bauelementen - bestimmt. Dies hat in der Vergangenheit zu der rasanten Entwicklung in der Informations- und Kommunikationstechnologie geführt und eine generelle Erwartungshaltung an extrem kurze Innovationszyklen und immer neue Anwendungsmöglichkeiten erzeugt. Tatsächlich waren die Fortschritte in der Elektronik in den vergangenen Jahrzehnten die Triebkraft für Innovationen in den verschiedensten Anwendungsfeldern und haben damit die Welt, in der wir heute leben, massiv verändert.  Inzwischen erreicht die CMOS-Technologie jedoch atomare Grenzen, und die negativen Auswirkungen der stetigen Verkleinerung können immer schlechter abgefedert werden. Somit scheint das Mooresche Gesetz in absehbarer Zeit seine Gültigkeit zu verlieren. Daher können langfristige Innovationen in der Elektronik nicht mehr nur auf höheren planaren Integrationsdichten beruhen. Stattdessen müssen neue Wege gefunden werden, um die heutigen und zukünftigen Ansprüche an elektronische Informationsverarbeitung zu meistern. Diese sind besonders: Größe (Formfaktor), Geschwindigkeit, Energieeffizienz, neue Funktionalitäten, Selbstassemblierung/-organisation, Adaptivität, Zuverlässigkeit, Kosten.

Derzeit sind die Verbesserungsmöglichkeiten in der CMOS-Technologie noch nicht voll ausgeschöpft, und Industrie-Roadmaps reichen bis ca. 2022. Gleichzeitig hat die vergangene Dekade beachtliche Fortschritte in den Materialwissenschaften hervorgebracht, die zu vielen aussichtsreichen Entdeckungen geführt haben. Obwohl die Materialforschung weiter vorangetrieben werden muss, haben doch einige Erkenntnisse ein Niveau erreicht, das eine Weiterentwicklung hinsichtlich konkreter Bauelemente und Informationsverarbeitungssysteme rechtfertigt. Da das Ende der Skalierbarkeit in der CMOS-Technologie nach 2020 absehbar ist, wird sich auch die Industrie umorientieren von einer immer weiteren und unverhältnismäßig teueren Verbesserung von CMOS hin zu völlig neuen Ansätzen für integrierte Elektronik. Ausgehend von diesen beiden Entwicklungen glauben wir, dass universitäre Forschung jetzt die einzigartige Gelegenheit hat, die Entdeckungen der Materialwissenschaften in technologische Innovationen zu überführen und damit der elektronischen Informationsverarbeitung eine Perspektive über 2020 hinaus zu eröffnen.

Konkret ist es die Vision des geplanten Exzellenzclusters "Center for Advancing Electronics Dresden (cfAED)", dass zukünftige CMOS-Technologie um völlig neuartige Technologien ergänzt und erweitert wird ("Augmented CMOS") und daraus heterogene Systeme für hoch-effiziente Informationsverarbeitung entstehen.