Mikroelektronik als Innovationstreiber für Wirtschaft und Gesellschaft

Kein Computer, kein Auto, keine Industrieproduktion, kein Personalausweis ohne Mikroelektronik. Die Mikroelektronik ist eine der wichtigsten Schlüsseltechnologien für Innovationen.

Arbeiter im Maschinenraum
Mikroelektronik sorgt für Wertschöpfung© Kadmy - fotolia.com

Sie bietet, eingebettet in neue Produkte oder als technologische Basis von Dienstleistungen, Lösungen für zentrale gesellschaftliche und wirtschaftliche Herausforderungen. Egal 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 Netzsteuerungen für eine nachhaltige Energieversorgung geht: Mikroelektronische Systeme sind eine Grundvoraussetzung für Wettbewerbsfähigkeit und Wohlstand in Deutschland.

Die meisten Menschen nutzen in ihrem Alltag regelmäßig Produkte, deren Funktionalität - und auch deren Herstellung - wesentlich auf Mikroelektronik beruht. Nach außen hin ist die Mikroelektronik selten sichtbar. Und so wissen meist nur Fachleute, welcher enorme Aufwand hinter dieser innovativen Technologie steckt. Die Bedeutung der Mikroelektronik für die Digitalisierung zahlreicher Lebensbereiche und für die Wertschöpfung und Wettbewerbsfähigkeit des Standorts Deutschland geht jedoch jeden von uns an.

Mehr Funktionen in kleinerem Volumen

Über lange Zeit war die Miniaturisierung integrierter Schaltungen aus Transistoren, Dioden und Speicherkondensatoren, die für schnellere Datenverarbeitung und sinkenden Energieverbrauch sorgt, Treiber für Forschung und Innovation. Moderne Smartphones liefern heute nicht nur mehr Rechenleistung, sondern bieten auch deutlich mehr Funktionen als ein PC vor zehn Jahren. Die beispiellose Erfolgsgeschichte der Informations- und Kommunikationstechnologien wurde überhaupt erst durch den Innovationstreiber Mikroelektronik und die zugrunde liegende Halbleitertechnik möglich.

Heute geht der Einsatz der Mikroelektronik aber noch viel weiter. Autos, Häuser, Fabriken und sogar ganze Städte werden zunehmend „intelligent vernetzt“. Innovationen bei Funktionalität, Sicherheit, Zuverlässigkeit und Energieeffizienz hängen in wichtigen Anwenderindustrien wie dem Fahrzeugbau, der produzierenden Industrie, der Medizintechnik und der Energiewirtschaft von Elektroniksystemen ab. Zukunftsanwendungen wie die vernetzte Produktion in der Industrie 4.0, das Internet der Dinge, die Elektromobilität und das autonome Fahren sind ohne Mikroelektronik und Mikrosysteme nicht umsetzbar. Gleichzeitig werden sichere Chips und sichere Hardware beim Schutz unserer IT-Infrastruktur und unserer Daten eine Schlüsselrolle einnehmen.

Nicht nur integrierte Schaltungen, sondern auch andere Komponenten wie Sensoren werden immer häufiger direkt auf dem Chip gefertigt, um möglichst viele Funktionen zu kombinieren. Auch die Integration verschiedener Halbleiterchips in einem einzelnen Gehäuse ist in den letzten Jahren in den Fokus gerückt. Oft bieten erst solche komplexen Mikroelektroniksysteme die Funktionen, die zur Bewältigung künftiger Anforderungen nötig sind. Deshalb gilt es, spezifische Kompetenzen auch in Zukunft weiterzuentwickeln, um Innovationsvorsprünge in Deutschland zu sichern.

Deutsche Wettbewerbsposition

Die Voraussetzungen hierfür sind gut: Sowohl die Mikroelektronikindustrie als auch ihre Anwenderbranchen profitieren heute von engen Innovationspartnerschaften, symbiotischen Wertschöpfungsketten und einer leistungsfähigen Forschungslandschaft in Deutschland und Europa. Zudem ist die deutsche Mikroelektronik überwiegend in starken regionalen Clustern organisiert, die wichtige Netzwerke innerhalb der Wertschöpfungskette aus Zulieferern und Abnehmern schaffen. Eine besondere Rolle in der Halbleiterproduktion spielt dabei Sachsen: Ein großer Teil der in Europa gefertigten Chips kommt inzwischen aus der Region um Dresden.

Um den internationalen Markt wesentlich mitzugestalten, muss Deutschland seine Kompetenzen in der Mikroelektronik gezielt weiterentwickeln. Es gilt, die vorhandenen Stärken nachhaltig auszubauen: Diese liegen bei komplexer Elektronik von hoher Qualität und Leistungsfähigkeit, die besonders im Automobil-, Maschinen- und Anlagenbau sowie bei der Umsetzung der Energie- und Klimaziele zum Einsatz kommt. Zudem müssen neue Potenziale erschlossen werden – beispielsweise bei energieeffizienter und zuverlässiger Elektronik sowie Sicherheitschips. Dies erfordert ein gemeinsames Vorgehen mit Wirtschaft und Wissenschaft, bei dem sich die Bundesregierung mit den Ländern und der Europäischen Union (EU) abstimmt.

Die Verknüpfung der technologischen Kompetenz der Mikroelektronikindustrie mit der Systemkompetenz deutscher Anwenderbranchen ist einzigartig in Europa; diese Kooperation entlang von Wertschöpfungsketten wird weiter unterstützt werden. Auch die ausgezeichnete Forschungslandschaft wird weiter gestärkt werden, von der Grundlagenforschung bis hin zur anwendungsorientierten Forschung, denn sie ist Innovationstreiber und wichtiger Partner der Industrie.

Ein weiterer Erfolgsfaktor für die Mikroelektronik sind international wettbewerbsfähige wirtschaftliche Rahmenbedingungen. In Europa unterhält die Elektronikindustrie über 200.000 direkte und mehr als eine Million von ihr abhängige Arbeitsplätze in der gesamten industriellen Wertschöpfungskette. Wegen ihrer großen Bedeutung auch für Dienstleistungen steuern Innovationen und Wissen aus der Mikroelektronik indirekt mindestens 10 % zum europäischen Bruttoinlandsprodukt bei. Die Mikroelektronik ist eine Schlüsseltechnologie und wichtiger „Rohstoff“ für Industrie 4.0 und für die Umsetzung der Digitalen Agenda. Diese Themen werden von Politik und Industrie in enger Partnerschaft vorangetrieben.