Mikroelektronik

Die Mikroelektronik ist für unseren Alltag entscheidend: Kein Computer, kein Auto, kein Personalausweis funktioniert  ohne diese Technologie. Die Bundesregierung stärkt sie darum mit einem umfangreichen Rahmenprogramm.

Mikroelektronik gehört zu den Technologien der Zukunft. © Thinkstock / camij

Die Mikroelektronik ist eine der wichtigsten Schlüsseltechnologien für Innovationen. Eingebettet in neue Produkte oder als technologische Basis von Dienstleistungen bietet sie Lösungen für zentrale gesellschaftliche und wirtschaftliche Herausforderungen. Ob es um Antriebe und Sensorik für nachhaltige und intelligente Mobilität, Diagnosesysteme für ein gesundes Leben, Kommunikationsbausteine für die Digitalisierung unserer Gesellschaft und Wirtschaft oder eine nachhaltige Energieversorgung geht: Mikroelektronische Systeme sind eine Grundvoraussetzung für Wettbewerbsfähigkeit und Wohlstand in Deutschland.

Für das Auge meist unsichtbar unter der Produktoberfläche verborgen, müssen elektronische Systeme mit höchster Komplexität in extrem kurzer Zeit zu einem akzeptablen Preis entworfen, hergestellt und auf den Markt gebracht werden und absolut zuverlässig sowie energieeffizient funktionieren.

Nachhaltige und effiziente Energieversorgung

So ist die Leistungselektronik ist eine Schlüsseltechnologie für die Energiewende. Sie ermöglicht die Einspeisung von Energie aus Photovoltaik und Windkraft mit höchster Effizienz, die Integration von Energiespeichern und die Gewährleistung der Netzstabilität. Ähnlich wichtig ist sie für die Stromversorgung in Industrieprozessen, die Antriebstechnik, die Informations- und Kommunikationstechnologien sowie die Beleuchtungstechnik. Ein kleiner Effizienzgewinn dank Mikroelektronik in einem einzelnen Gerät vervielfacht sich hier zu einer großen Einsparung im Gesamtsystem.

Intelligente Mobilität: elektrisches und automatisiertes Fahren

Mikroelektronik ist zudem wichtig, um die Elektromobilität erfolgreich zu machen, etwa über höhere Wirkungsgrade elektrischer Komponenten oder kompaktere Antriebe. Die Elektronik erschließt zudem das technische Synergie-Potenzial von elektrischem und automatisiertem Fahren. Dies wird nicht nur die Verkehrssicherheit weiter steigern, sondern auch Lärmbelastung und Luftverschmutzung reduzieren und insbesondere älteren Menschen eine einfachere Teilhabe am Straßenverkehr ermöglichen.

Industrie 4.0

Auch bei der Industrie 4.0 spielen Elektronik und Sensorik eine Schlüsselrolle. Sie machen Produktionsanlagen zu cyber-physischen-Systemen, die miteinander kommunizieren, die Produktion opti­mieren und sicher und zuverlässig mit dem Menschen interagieren. Die dafür benötigte Hardware basiert auf komplexen Mikroelektroniksystemen zur Erfassung, zur Verarbeitung und zum Austausch von Daten sowie zur Anlagensteuerung.

Intelligente Medizintechnik

Und auch die Medizintechnik kommt ohne Mikroelektronik nicht aus: Deutschland ist der derzeit drittgrößte Produzent von Medizintechnik und ein Leitanbieter von elektronischen Systemlösungen für die Gesundheits­versorgung. Unter dem Stichwort „Smart Health“ werden elektronikbasierte Diagnose- und Behandlungssysteme für die stationäre oder mobile Anwendung entwickelt.

Förderung in Deutschland: das Rahmenprogramm

Das Bundesforschungsministerium (BMBF) fördert die Mikroelektronik über das Rahmenprogramm der Bundesregierung für Forschung und Innovation 2016-2020 „Mikroelektronik aus Deutschland – Innovationstreiber der Digitalisierung“. Die Förderung ist einerseits auf gesellschaftliche Bedarfe und andererseits auf technologische Ziele in Deutschland und Europa ausgerichtet, hat aber auch globale Entwicklungen in der Mikroelektronik und ihren Anwendungen im Auge. Fördermaßnahmen werden nach der Qualität des Forschungsansatzes sowie den Verwertungschancen und der Hebelwirkung für den Standort Deutschland ausgewählt. Während der Programmlaufzeit plant das BMBF bis zu 400 Millionen Euro an Fördermitteln bereitzustellen.

Förderung in Europa: ECSEL und PENTA

Dabei werden nationale und europäische Förderung verzahnt. Die Bundesregierung unterstützt die Strategie der Europäischen Kommission für mikro- und nanoelektronische Komponenten und Systeme. Von besonderer Bedeutung ist dabei die europäisch ko-finanzierte Forschungsinitiative „Electronic Components and Systems for European Leadership“ (ECSEL). Hier werden anwendungs- und technologieorientierte Projekte mit Partnern aus mindestens drei Ländern und entlang der gesamten Wertschöpfungskette gefördert, um insbesondere forschungsgetriebene Pilotlinien zu unterstützen. Im Brückenschlag von der Forschung in die Wertschöpfung in Europa wird so die Fertigung neuer Produkte vorbereitet. Einen komplementären Ansatz verfolgt Deutschland mit seinen europäischen Partnern im EUREKA-Cluster „Pan European partnership in micro and Nanoelectronic Technologies and Applications“ (PENTA). Dieser nimmt verstärkt die Anwendungen Automobilelektronik, Medizintechnik und Industrie 4.0 in den Fokus und ermöglicht Projekte schon ab zwei Partnern aus zwei EUREKA-Ländern.