Mikroelektronik und Informations- und Kommunikationstechnologien: der unsichtbare Antrieb unseres Alltags

Die meisten Menschen nutzen in ihrem Alltag Mikroelektronik, ohne es zu wissen. Computer, Autos, Smartphones und sogar der Personalausweis stecken voller Mikroelektronik. Unsere Zukunft wird von den Innovationen in der Mikroelektronik geprägt. Dabei können meist nur Fachleute sagen, welche innovative Technik in diesen Gegenständen steckt.

Die Mikroelektronik ist eine der wichtigsten Zukunftstechnologien für Innovationen. Eingebettet in neue Produkte oder als technologische Basis von Dienstleistungen bietet sie Lösungen für gesellschaftliche und wirtschaftliche Herausforderungen. Ohne Mikroelektronik gäbe es keine Antriebe und Sensorik für nachhaltige und intelligente Mobilität, keine Diagnosesysteme für ein gesundes Leben, keine Kommunikationsbausteine für die Digitalisierung und keine nachhaltige Energieversorgung.

Wenig Volumen, viel Wirkung

Dabei sind die Anforderungen an die Entwicklung elektronischer Systeme enorm hoch: In vergleichsweise kurzen Innovationszyklen von ein bis zwei Jahren sollen stets neue Produkte hergestellt und auf den Markt gebracht werden. Zugleich nimmt die Komplexität stetig zu, Kosten sollen sinken und die Geräte müssen zuverlässig sowie energieeffizient funktionieren. Seit der Entwicklung der ersten Mikroprozessoren in den Sechzigerjahren des 20. Jahrhunderts sind deren Speicherkapazitäten und Fähigkeiten geradezu explodiert – so hat ein Smartphone im Jahr 2016 deutlich mehr Rechenleistung und Funktionen als ein Desktop-PC von 2006. Heute stecken in Autos, Häusern und Fabriken immer mehr Mikroelektronik und Software, die eine Vielzahl von Daten sammeln und intelligent vernetzen.

Kleine Innovationen mit großem Effekt

In Deutschland wird vor allem das Innovationspotenzial komplexer, hochqualitativer Mikroelektronik für den Automobil-, Maschinen- und Anlagenbau sowie in den Bereichen Energietechnik und Klimaschutz genutzt und weiterentwickelt. Sie ermöglicht zum Beispiel die effiziente Einspeisung von Strom aus Photovoltaik und Windkraft ins Stromnetz, die Integration von Energiespeichern und eine ausreichende Netzstabilität. Ähnlich wichtig ist sie für die Stromversorgung in Industrieprozessen, die Antriebstechnik, die Informations- und Kommunikationstechnologien sowie die Beleuchtungstechnik. Denn ein kleiner Effizienzgewinn in einem einzelnen Gerät vervielfacht sich zu einer großen Einsparung im Gesamtsystem.

Im Automobilbau ist die Mikroelektronik eine wichtige Voraussetzung für die Entwicklung elektrisch angetriebener, vernetzter und letztlich sogar komplett autonomer Fahrzeuge. Nicht nur die Industrie, auch die Gesellschaft und Politik erwarten dadurch deutliche Verbesserungen hinsichtlich der Umweltbelastung und Verkehrssicherheit. Betriebe, die ihre Fertigungsanlagen fit für die Industrie 4.0 machen wollen sind ebenso auf zuverlässige und präzise arbeitende Elektronik- und Sensorikkomponenten angewiesen. Sie verwandeln Fabriken in cyber-physische Systeme, die miteinander kommunizieren, eine sichere sowie zuverlässige Interaktion mit dem Menschen ermöglichen und somit zu einer optimalen Ressourcenverteilung mit effizienterer Produktion beitragen.