Innovation schützt Klima: Das war das 10. VDE/ZVEI Symposium Mikroelektronik
„Innovation schützt Klima“ – unter dieses gleichermaßen globale wie nachhaltige Rahmenthema hatte der VDE sein 10. Symposium Mikroelektronik gestellt, das am 4. März 2021 traditionsgemäß gemeinsam mit dem ZVEI veranstaltet wurde. Abweichend von der Tradition konnte es allerdings nicht in den Räumen der Berliner Wissenschaftsakademie am Gendarmenmarkt stattfinden, sondern musste coronabedingt ins Internet verlegt werden. Mikroelektronik machte es möglich.
Neue ökologische und gesellschaftliche Herausforderungen, wie der Klimawandel oder die Mobilitätswende, steigern immer stärker die Nachfrage nach Produkten der Mikroelektronik. Neben den Halbleiterbausteinen für Computer- und Kommunikationstechnik gewinnt die Leistungselektronik, etwa für Prozesse der Energieumwandlung, zunehmend an Gewicht. Das 10. Symposium Mikroelektronik bettete diese Trends in die wissenschaftliche, technische und politische Diskussion über die Bedeutung der Mikroelektronik für den Wirtschaftsstandort Deutschland ein; mit Vertretern aus Politik, Wissenschaft und Industrie wurden die Chancen der Mikroelektronik für den Klimaschutz beleuchtet und Handlungsoptionen erörtert.
„Mikroelektronik ist in der ganzen Kette von elektrischer Energieerzeugung über Energieübertragung bis hin zum Energieverbrauch beim Endverbraucher ein ganz wesentlicher Schlüssel zu Innovationen im Bereich Energieeffizienz und Ressourcenschonung“, betonte Tagungsleiter Dr. Franz Auerbach von der Infineon Technologies AG in seiner Einführung. Der Leistungselektronik komme bei der Energiewandlung, genauso wie der klassischen Mikroelektronik bei der intelligenten Steuerung im Energiemanagement, eine wichtige Funktion zu. „Innovationen in diesen Bereichen haben bereits viel bewirkt und bieten darüber hinaus erhebliches Potenzial für die Zukunft“, erwartete Auerbach.
Im politischen Panel der Konferenz kamen die Rahmenbedingungen für die industriellen und technologischen Entwicklungen zur Sprache. „Europa muss bei Schlüsseltechnologien wie der Mikroelektronik technologisch souverän bleiben“, betonte VDE Präsident Prof. Dr. Armin Schnettler vor dem Hintergrund aktueller Lieferengpässe in der Chip-Branche. „Wir brauchen in Europa die Fähigkeit, auch in Krisenzeiten und trotz unterbrochener Lieferketten, die Industrieproduktion fortzuführen“, ergänzte ZVEI-Präsident Dr. Gunther Kegel, der bis zum vorigen Jahr dem VDE vorstand.
Als Vertreter der Politik hob Staatssekretär Thomas Bareiß aus dem Bundeswirtschaftsministerium hervor, dass sich die deutsche Elektronik-Industrie im internationalen Wettbewerb durch Technologieführerschaft profilieren sollte. „Wir müssen uns über Innovationen und Kompetenz differenzieren, nicht über „me too“-Produkte“, sagte Bareiß. Besondere Sorge müsse der langfristigen Ausbildung und der Forschung gelten. Die sinkenden Absolventen-Zahlen in den Elektrotechnik-Studiengängen seien „kritisch zu sehen“, mahnte Bareiß. Mikroelektronik sei heute „eine Schlüsseltechnologie, die aus keiner Branche mehr wegzudenken ist“, befand der Politiker. Und auch das digitale ZVEI-Symposium hätte es vor den Pandemiezeiten nicht gegeben.
„Wir müssen unbedingt dafür sorgen, dass die Produktkompetenz für die einzelnen Anwendungsfelder weiterhin in Deutschland bleibt“, erklärte VDE Präsident Prof Dr. Armin Schnettler, der neben seinem Ehrenamt der CEO des Bereichs New Energy Business bei Siemens Energy ist. Als zentrale Hebel, um Kompetenz und damit industriepolitisch auch die technologische Souveränität zu erhalten, sah Schnettler die Handlungsfelder Patente, Forschung und Entwicklung sowie Ausbildung an. Dominiert hier die wirtschaftliche Eigeninitiative, so seien von Seiten des Staates „regulative Rahmenbedingungen“ gefordert, die für mikroelektronische Anwendungen eine bestimmte „Produktionstiefe in Europa“ sicherstellen müssten. Ausgebaut werden sollten auch die mit EU-Geldern gestützten Wirtschaftsprojekte von besonderer europäischer Bedeutung (IPCEI), wie sie bereits in der Batteriezellfertigung zum Einsatz kommen. Ein Kompetenzabfluss, wie er sich in der einst führenden deutschen Photovoltaik abgespielt habe, dürfe sich in der Mikroelektronik nicht wiederholen, so Schnettler.
In einem der beiden Hauptvorträge des Symposiums bezeichnete Prof. Dr. Peter Wawer, Leiter der Division Industrial Power Control bei der Infineon Technologies AG, das gerade begonnene Jahrzehnt als die „Dekade der Power Semiconductors“, der Leistungs-Halbleiter. Sie sind überall im Spiel, wo Energie zu Kraft umgewandelt wird, ob bei elektrischen Fahrzeugantrieben, bei der Wandlung von Windenergie in Grünen Wasserstoff oder bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe. Umsatzmäßig sind sie mit rund 20 Milliarden Dollar gegenwärtig noch eine Nische im großen Halbleiter-Markt mit derzeit rund 500 Milliarden Dollar Umsatz. Aber in den nächsten zehn Jahren sehen die Experten ein Wachstum der Sparte zwischen acht und zwölf Prozent voraus. Treiber dafür sind drei Megatrends, die erst am Anfang stehen: Die Elektrifizierung des Verkehrssystems, die Dekarbonisierung des Energiesektor und die Digitalisierung immer weiterer Lebensbereiche.
In einem weiteren Hauptvortrag ging Prof. Dr. Jochen Kreusel von Hitachi ABB Power Grids auf die Zukunft der elektrischen Energieversorgung ein. Sie werde sich „smarter, digitaler – und elektronischer“ darstellen, erwartete der Energieexperte. Kreusel, der auch Mitglied des VDE Präsidiums ist, bezeichnete die Energiewende als eine besondere „industriepolitische Chance“, die in geeigneter Weise genutzt werden müsse. Allein die Preisentwicklung verdeutliche die Dynamik. Kostete eine Solarzelle am Beginn der technischen Entwicklung noch 76 Dollar pro Watt, so ist dieser Betrag bis 2015 auf 30 Cent pro Watt gesunken. Ähnlich die Kurve bei den Sensoren, wo der Stückpreis von 30 Dollar 2010 auf 13 Dollar zehn Jahre später gesunken sei. Eine weitere Reduktion stehe mit der weiteren Verbreitung der Sensorik bevor.
Eine abschließende Podiumsdiskussion vertiefte die anstehenden Herausforderungen für die Mikroelektronik in Wirtschaft, Forschung und politscher Regulierung. Frau Prof. Dr.-Ing. Jutta Hanson von der TU Darmstadt ging auf die Bedeutung der Übertragungs- und Einspeisenetze ein. Mit der Wende zu den erneuerbaren Energien entstehe eine dezentrale Netzstruktur, die an die elektronische Steuerung neue Herausforderungen stelle, etwa zum Erhalt der Netzstabilität auch in Phasen der „Dunkelflaute“ ohne Wind und Sonne. Dr. Manfred Horstmann von der Halbleiterfabrik Globalfoundries in Dresden würdigte das europäische Instrument der IPCEI-Förderung als gelungenen Ansatz, der seinem Unternehmen den Aufstieg zum größten europäischen Wafer-Hersteller ermöglicht habe und plädierte für eine zweite IPCEI-Tranche in der europäischen Mikroelektronik.
Als Vertreter der mittelständischen Wirtschaft richtete Dr. Andreas Piepenbrink, Geschäftsführer der HagerEnergy GmbH, den Blick auf den Wärmemarkt im Eigenheimbereich und den Wandel der Energiespeicher-Techniken. Ein langfristiger Trend, der gegenwärtig zu wenig strategisch gefördert werde, sei die Kopplung des neuen Verkehrssegments Elektromobilität mit der dezentralen Energieproduktion. „Wir werden in Elektroautos mehr elektrische Energie speichern können als durch eine Speicherung mittels Wasserstoffs jemals möglich wäre“, blickte Piepenbrink auf den Wettlauf zweier Energie-Hoffnungen, die für ihren funktionierenden Betrieb ebenfalls auf Elemente der Leistungselektronik angewiesen sind.
Der Bundestagsabgeordnete Dr. Andreas Lenz begrüßte in seiner Eigenschaft als Vorsitzender des parlamentarischen Nachhaltigkeits-Beirats die positiven Beiträge der Mikroelektronik für den Klimaschutz. Die Politik steuere im Bereich der Energiegesetzgebung ständig nach und versuche etwa, mit dem „Mieterstrommodell“ mehr Photovoltaik in urbane Quartiere zu bringen. Für Prof. Dr.-Ing. Ina Schieferdecker vom BMBF war wichtig, dass in der Forschungsförderung für die Mikroelektronik nicht nur die Chip-Entwicklung Beachtung findet, sondern auch die Software-Seite und der System-Kontext. Es müsse darum gehen, in der gesamten Wertschöpfungskette zu einer „grünen IKT“ zu gelangen, die Prinzipien der Nachhaltigkeit und Energieeffizienz berücksichtige, sowie einer „vertrauensvollen Elektronik“ mit herausragenden Sicherheitsstandards.
