Künftige technologische Grundlagen erschließen
Für die Innovationsfähigkeit der Wirtschaftszweige, die Mikroelektronik einsetzen, sind die umfassende Beherrschung und die generelle Verfügbarkeit aktueller Technologien von fundamentaler strategischer Bedeutung.
Darüber hinaus gilt es aber auch, den Zugang zu künftigen Technologieentwicklungen sicherzustellen. Es geht darum, zunächst Wissen über nächste Technologiegenerationen zu erschließen und so die Voraussetzung für neuartige und auch radikal neue Lösungen und Anwendungen zu begründen. Dies ist ein wichtiger Beitrag zur digitalen Souveränität und wird deshalb entsprechend gefördert, auch in Abstimmung und Zusammenarbeit mit der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Auch bietet das Europäsiche Rahmenprogramm "Horizont 2020" hierfür relevante Fördermöglichkeiten, unter anderem im Bereich „Künftige und neu entstehende Technologien“, wo sich die Bundesregierung bei der Themensetzung entsprechend einbringt.
Von der radikalen Entwicklung neuer Ansätze, dem sogenannten „Beyond CMOS“-Prinzip, werden Fortschritte auf Basis alternativer physikalischer Effekte, neuer Materialien und innovativer Bauelemente und Systemkonzepte erwartet. Bei diesen alternativen Technologien sind zurzeit unter anderem folgende Forschungs- und Entwicklungsthemen erkennbar:
- Eindimensionale Elektronik (Nanowire, Carbon-Nano-Tubes etc.),
- organische und gedruckte Elektronik,
- Graphen-basierte Elektronik,
- neue Aufbau- und Verbindungstechniken (z. B. Self Assembling etc.).
Ein bisheriger Haupttrend der Entwicklung („More Moore“) in der Elektronik war geprägt durch die immer stärkere Miniaturisierung und damit verbundene Steigerung der Integrationsdichte auf Basis der CMOS-Technologie (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Jeder Schritt der Weiterentwicklung war verbunden mit höherer Leistung – aber auch mit stark sinkenden Chip-Preisen, sodass heute nur noch wenige sehr große Halbleiter-Unternehmen überwiegend außerhalb Europas diese höchstintegrierten Standardprozessoren und -speicherbauelemente wirtschaftlich produzieren können. Für Deutschland ist im Bereich "More Moore" vorrangig die Weiterentwicklung der Designfähigkeit wichtig (siehe "Technologiekompetenzen ausbauen"), um die entsprechenden Bauteile für innovative Elektroniksysteme zu nutzen. Die Bauteile selbst und der Zugang zu entsprechenden Fertigungsmöglichkeiten außerhalb Europas sind in aller Regel am Weltmarkt verfügbar und werden von deutschen Unternehmen entsprechend zugekauft. Forschung und Entwicklung in diesem Bereich stehen nicht im Fokus der Programmförderung.