Archiv

Fraunhofer Venture

Innovationen in der Mikroelektronik - Deutschland als Mikrotechnik-Standort an der Weltspitze

Elektronikpraxis online: Juni 2009

Die Mikrosystemtechnik ist mit einem weltweiten Marktvolumen im dreistelligen Milliardenbereich und Wachstumsraten von rund 16 Prozent im Jahr die wichtigste Querschnittstechnologie des 21. Jahrhunderts und einer der großen Wachstumsmärkte der Zukunft. Laut dem aktuellen Innovationsbarometer des Verbands der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik VDE liegt Deutschland in diesem Segment an der Weltspitze. Bis zum Jahr 2020 wird in der Mikro- und Nanotechnik ein Kopf-an-Kopf-Rennen mit China und den USA erwartet.

Mikrotechnische Komponenten haben bereits einen Massenmarkt geschaffen: Ob im Handy, im Auto oder im Drucker – in zahlreichen Produkten verrichten heute kleine Mikrosysteme unbemerkt ihren Dienst. Sie steuern die Signalverarbeitung mobiler Telefone, regulieren als Beschleunigungssensoren die Auslösung von Airbags und sorgen in Tintenstrahl-Druckköpfen für die gewünschte Druckqualität. Laut Trendbarometer des VDE ist die  Mikro- und Nanotechnik neben der Energietechnik wesentlicher Innovationstreiber. Aufgrund der breit gefächerten Anwendungsbereiche, wie beispielsweise Future Internet, Ambient Assisted Living und Automotive, spielt sie auch und gerade bei schwieriger wirtschaftlicher Lage eine bedeutende Rolle für den Standort Deutschland.

Wenn das Handy mit der Verpackung spricht

Produkte und Systeme werden durch den Einsatz der Mikroelektronik immer kleiner. Damit ergeben sich laufend neue Anwendungsfelder. Künftig können Mikrosysteme in beliebige Gegenstände unseres Alltagslebens integriert werden. Damit lässt sich eine Kommunikationsinfrastruktur nicht nur zwischen Menschen, sondern auch zwischen Mensch und Gegenständen aufbauen. Beispielsweise kann man mit Hilfe einer intelligenten Verpackung von Lebensmitteln künftig via Handy direkt am Kühlregal nicht nur erfahren, welche Zutaten sich in ihr befinden, sondern auch, ob die Packung stets bei der geeigneten Temperatur gelagert wurde und ob der Inhalt eventuell verdorben ist.

Die Mikroelektronik steht bislang noch am Anfang ihrer Einsatzmöglichkeiten. Sie wird künftig auch in neuen Anwendungsgebieten eingesetzt werden, wie etwa  in den Bereichen Haushalt, Nahrungsmittel, Kleidung, Gesundheit, aber auch in der Logistik und Robotik. Angesichts der demographischen Entwicklung kommt den Mikro-Tausendsassas eine erhebliche Bedeutung zu: Sie können den Menschen in seinen späteren Lebensjahren begleiten und ihm den Alltag erleichtern. Neben dem bereits im Einsatz erprobten Pflege- und Haushaltsroboter „Care-O-Bot“ des Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA ist ein Auto für Senioren denkbar, das seinen Fahrer bei Bedarf unterstützt.

China droht Deutschland als Mikroelektronik-Spitzenreiter abzulösen

Trotz des rasanten Wachstums der Mikroelektronik-Märkte in den Schwellenländern, allen voran China und Indien, hat die Bundesrepublik ihre führende Position in den vergangenen Jahren verteidigen können. Als Grund führte der VDE unter anderem Standortvorteile wie die regionale Konzentration von Fertigung und Zulieferern an sowie die starke Vernetzung von Forschung und Entwicklung. Nach Meinung von Unternehmen und Hochschulen, die in einer jüngst veröffentlichten Studie des VDE über den Einfluss der Wirtschaftskrise auf die Elektroindustrie befragt wurden, droht der Wirtschaftsraum China jedoch bis zum Jahr 2020 den Spitzenreiter Deutschland ablösen. Diese Einschätzung bestätigt die Diagnose, dass sich der Schwerpunkt der Mikroelektronik-Produktion hin zu den stark subventionierten ostasiatischen Standorten verlagert.  Um den Mikroelektronik-Standort Deutschland müsse daher gekämpft werden, denn würden die Chip-Fabriken abwandern, können als Folge ganze Industriezweige wegbrechen, so der VDE. Denn die Mikroelektronik ist der entscheidende Motor in vielen Industriebereichen. Für die Sicherung des Standortvorteils in Deutschland gilt es demzufolge, die in Kooperationen und Experten-Netzwerken bereits vorhandenen Kompetenzen noch viel stärker einzusetzen und zu nutzen.

Winzige Teile bieten große Zukunft

Deutsche Forschungseinrichtungen wie die Fraunhofer-Gesellschaft waren bei der Entwicklung der Mikrosystemtechnik von Anfang an dabei. Pioniere wie Prof. Dr. Anton Heuberger, ehemaliger Leiter des Fraunhofer-Instituts für Siliziumtechnologie ISIT und Dr. Walter Kroy, ehemaliger Leiter der zentralen Technologieforschung bei MBB, haben den Namen des rasant wachsenden Wirtschaftszweiges geprägt. Zahlreiche Forschungseinrichtungen haben die Technologie seither weiterentwickelt und zu immer neuen Anwendungen ausgebaut. Mittlerweile ist die mikroelektroniknahe Mikrosystemtechnik der Fraunhofer-Gesellschaft ein fester Bestandteil in der Angebotspalette.

In den vergangenen Jahren haben zahlreiche Forscher mit ihren Entwicklungen den Schritt in die Selbständigkeit gewagt. Diese Ausgründungen sind  Teil einer von Bund und Ländern gewollten Strategie zur Verwertung von marktfähigen Forschungsergebnissen, welche aus öffentlichen Mitteln gefördert werden. Fraunhofer Venture, zuständig für Firmengründungen aus Fraunhofer Instituten, ist  eine der erfolgreichsten nicht-kommerziellen Einrichtungen bei der Förderung von sogenannten Spin-offs aus Forschungseinrichtungen. Aktuell betreut Fraunhofer Venture rund 60 Ausgründungen allein im Bereich Mikroelektronik.

Innovative Spin-offs in der Mikroelektronik

Helion GmbH: Das Spin-off des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS ist seit seiner Gründung  2003 spezialisiert auf blendefeste Kameras für die Überwachungs- und Sicherheitstechnik, für industrielle Prozesse sowie Spezialanfertigungen. www.helionvision.com

m2k Laser GmbH: Das Unternehmen wurde 2001 von Mitarbeitern des Fraunhofer Instituts für Angewandte Festkörperphysik IAF gegründet und entwickelt maßgeschneiderte Diodenlaser. In den letzten Jahren wurde das Unternehmen weltweit durch seine führende Trapezlasertechnologie bekannt. www.m2k-laser.de

arivis - Multiple Image Tools GmbH: Die Softwarelösungen der seit 2004 bestehenden Ausgründung aus dem Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD ermöglicht die Aufnahme, Verwaltung und Analyse von bis zu mehreren hundert Gigabyte großen multidimensionalen Bilddaten für Forschung und Entwicklung. www.arivis.com

HiperScan GmbH: Das Spin-off des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme IPMS ist seit 2006 spezialisiert auf schnelle optische Scan-Technologien auf Basis von Mikrosystemen. Hersteller von Analysegeräten können damit kleinere und schnellere Geräte mit höherer Leistung für die Qualitäts- und Prozesskontrolle in der Nahrungsmittelindustrie, Chemie oder Pharmazeutik anbieten. www.hiperscan.com

Über Fraunhofer Venture:
Fraunhofer Venture ist Partner von Gründern, Startups, Fraunhofer-Instituten, Industrie und Kapitalgebern. Sie bietet jungen Unternehmen aus dem Fraunhofer Umfeld durch den Zugang zu Fraunhofer-Technologien, -Infrastruktur und -Know-how mit über 4.500 Patentfamilien die Möglichkeit, sich mit ihren Produkten auf dem Markt schneller und besser zu etablieren. Das Leistungsspektrum von Fraunhofer Venture umfasst die komplette Betreuung und Beratung von der Idee bis zur Unternehmensgründung, auf den Gebieten Technologie, Finanzierung und Beteiligungsmanagement.

Das Team sieht sich als Ansprechpartner für alle, die innovative Technologien suchen, unterstützen und vermarkten. Fraunhofer Venture setzt sich aus Experten der Betriebswirtschaft und Vertragsgestaltung zusammen. Dadurch wird die vorhandene technologische Kompetenz der Fraunhofer-Wissenschaftler ideal ergänzt.