Die Simulation von Prozessen ermöglicht es, Machbarkeits- und Optimierungsstudien mit zunächst minimalem experimentellem Aufwand durchzuführen und Beschichtungsverfahren effizienter und präziser zu entwickeln. So können mittels Simulationen z.B. die Dynamik von Plasmaprozessen, die Schichtdickenverteilung oder die Stöchiometrie in 3D-Geometrien vorhergesagt und gleichzeitig Zeit und Kosten gespart werden. Andreas Pflug, der seit 2000 am Fraunhofer IST tätig ist und seit 2008 die Gruppe »Simulation & Digital Services« leitet, entwickelte eine Simulationsumgebung für Niederdruck-Transportphänomene, die zu einem verbesserten Verständnis insbesondere von Magnetronsputter-Prozessen beigetragen hat. Dabei verantwortete er die Ausarbeitung der gesamten Architektur– von der Skriptsprache über das Parallelisierungskonzept und einem sogenannten Plasma-Wand-Modell bis hin zum Benutzungskonzept. Gemeinsam mit seinem Team entwickelte der studierte Physiker die Grundversion der Simulationssoftware »Direct Simulation Monte Carlo« weiter zur »Particle-in-Cell Monte-Carlo« (PIC-MC), mit der sich Plasmen in beliebigen Anlagengeometrien orts- und zeitaufgelöst modellieren lassen und durch die das grundlegende Verständnis von Vakuumprozessen maßgeblich vorangetrieben wurde. Inzwischen wird die PIC-MC-Software von Industriepartnern auf internationaler Ebene eingesetzt.

Am Fraunhofer IST wird die Simulationsumgebung und das dazugehörige Knowhow auf vielfältige Art und Weise genutzt. Hauptanwendung ist dabei die Modellierung von Prozessdynamiken auf diversen Anlagen oder auch als Bestandteil einer Multiskalensimulation vom Prozess bis hin zum atomistischen Schichtwachstum. Darüber hinaus werden mit der Software Trainingsdaten für digitale Zwillinge generiert, sie wird bei Simulationsstudien im Auftrag der Industrie eingesetzt, an Anwender lizensiert oder für Schulungszwecke verwendet.