Techniker repariert Smartphone

© iStock / Avalon_Studio

Leistungsfähige Chips und mikroelektronische Komponenten prägen unser modernes Leben: Computer, Smartphone, internetbasierte Angebote wie Lieferdienste, Handelsplattformen und Social-Media-Kommunikation funktionieren nur, weil es diese Bausteine gibt. Chips, Sensoren und weitere mikroelektronische Hightech-Komponenten steuern unseren Verkehr mit seinen Personen- und Warenströmen sowie unseren Energieverbrauch. Sie ermöglichen eine moderne medizinische Versorgung in Arztpraxen und OP-Sälen. In der Landwirtschaft kontrollieren sie, wie unsere Nahrungsmittel gedeihen, helfen bei Ernte und Verarbeitung. Behörden, Sicherheitskräfte und Wissenschaft arbeiten dank der IT-Infrastruktur schnell und bürgernah. In Fabriken, Büros und Schulen sorgen digitale Helfer für effizienteres Arbeiten und Lernen. Technologien wie Künstliche Intelligenz, das Internet der Dinge, die Elektromobilität und das autonome Fahren sind auf leistungsfähige und sichere Chips und Komponenten angewiesen.

Fazit: Die Mikroelektronik ist als branchenübergreifende Schlüsseltechnologie enorm wichtig für Bürgerinnen und Bürger, für Unternehmen und den Staat. Und sie wird bedeutsamer, denn die Digitalisierung schreitet dank technischer Innovationen immer weiter voran.

Know-how und Technologiesouveränität für Deutschland und Europa

In Deutschland haben sich vor allem in Sachsen, Bayern und Baden-Württemberg starke Zentren der Halbleiterindustrie bzw. der Mikroelektronik entwickelt. Dort sind namhafte Großunternehmen, Forschungseinrichtungen und weit über tausend kleine und mittlere Unternehmen (KMU) angesiedelt. Viele von ihnen sind auf Gebieten wie Sensorik, Verbindungstechnik oder Systemintegration spezialisiert und auf dem Weltmarkt erfolgreich.

Aus wirtschaftlicher und geo- (bzw. sicherheits-)politischer Sicht ist es unerlässlich, dass Deutschland und Europa ihre Mikroelektronik-Kompetenzen stärken und ausbauen. Das heißt, wir brauchen sichere und verlässliche Chips aus Deutschland/Europa. Dazu müssen ausreichend Fertigungskapazitäten vorhanden und genügend Fachkräfte ausgebildet sein. Es gilt, die Souveränität über die Entwicklung der Technologie zu wahren und sich von globalen Wettbewerbern und geopolitischen Entwicklungen unabhängiger zu machen. Eine Aufgabe, die die EU-Mitgliedstaaten am besten gemeinsam schultern können.

IPCEI: Gemeinsam in Europa für die mikroelektronische Zukunft

Die Mikroelektronik hat entscheidenden Einfluss darauf, wie innovationsstark und damit wirtschaftlich erfolgreich Europa ist. Daher ist es nicht verwunderlich, dass die Europäische Kommission Ende 2018 das erste IPCEI im Bereich der Mikroelektronik beihilferechtlich genehmigt hat. Dadurch konnte ein großes länderübergreifendes Kooperationsprojekt mit großen Synergien in der Mikroelektronik- und Anwenderindustrie unterstützt werden – und zwar erstmalig bis zur ersten gewerblichen Nutzung.

Deutschland, Frankreich, Italien und das Vereinigte Königreich wollen europäische Kompetenzen und Know-how in diesem Feld erhalten und weiter ausbauen. Zudem ist das Ziel dieser Kooperation, dass nahezu die gesamte Wertschöpfungskette der Mikroelektronik in Europa zur Verfügung steht. Diese vier Staaten fördern mit staatlichen Mitteln in Höhe von insgesamt etwa 1,75 Milliarden Euro gemeinsam die Entwicklung neuer mikroelektronischer Produkte über Branchen- und Ländergrenzen hinweg. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gewährt insgesamt Fördermittel in Höhe von bis zu 1 Milliarde Euro. Damit werden 18 Unternehmen in Deutschland unterstützt, die ihrerseits zusätzlich über 2,6 Milliarden Euro in Forschung, Entwicklung und Umsetzung investieren.

Förderung in Deutschland für fünf konkrete Technologiefelder

Die Teilvorhaben widmen sich fünf Technologiefeldern:

  1. Energieeffiziente Chips können den Gesamtenergieverbrauch von elektronischen Geräten deutlich verringern.
  2. Leistungshalbleiter können zum Beispiel in intelligenten Geräten oder in Elektro- und Hybridfahrzeugen bzw. bei der Stromübertragung eingesetzt werden.
  3. Intelligente Sensoren können unter anderem dazu beitragen, die Fahrzeugsicherheit zu verbessern.
  4. Fortgeschrittene optische Geräte ermöglichen verbesserte Technologien für Herstellung zukünftiger High-End-Chips.
  5. Verbundwerkstoffe sollen Silizium ersetzen und so den intelligenten Fortschritt in der Chipentwicklung unterstützen.

Diese fünf Technologiefelder ergänzen sich und sind eng miteinander verflochten – Chips werden normalerweise nicht separat, sondern als Teil eines integrierten Systems geliefert. Aus diesem Grund arbeiten die Unternehmen in 40 eng miteinander verknüpften Teilprojekten zusammen.

Wissenszuwachs über das IPCEI-Projekt hinaus

Am IPCEI Mikroelektronik sind insgesamt 27 europäische Unternehmen beteiligt. Sie werden im Laufe des Projekts mit zahlreichen weiteren Partnern, wie beispielsweise Forschungsorganisationen oder kleinen und mittleren Unternehmen, kooperieren und zwar weit über die vier beteiligten Staaten hinaus. Das technologische Wissen, das die Unternehmen im Zuge des IPCEI Mikroelektronik generieren, soll auf diese Weise in der europäischen Mikroelektronikbranche verbreitet werden und so möglichst einer Vielzahl von Entwicklern und Anwendern zu Gute kommen.

Bis 2025 sollen die Fördergelder ihre Wirkung vollständig entfalten: Indem moderne Chip-Fabriken entstehen und Fachkräfte leistungsfähigere Mikroelektronikkomponenten entwickeln, um diese in neue nachgelagerte Anwendungen der verschiedensten Branchen, wie beispielsweise der Medizintechnik, der Fahrzeugbranche, des Maschinen- und Anlagenbaus oder im Bereich der Künstlichen Intelligenz einzubauen. Das BMWi trägt dazu bei, leistungsfähige und sichere Mikroelektronik „Made in Germany“ und „Made in Europe“ voranzutreiben.

Standorte der Projektpartner:

Italien:
Napoli: ST Microelectronics
Frankreich:
Grenoble:CEA Leti
Paris: Murata
Paris:Sofradir
Grenoble: SOITEC
Grenoble: ST Microelectronics
Grenoble: ULIS
Paris:X-FAB
Vereinigtes Königreich:
Manchester: Integrated Compound Semiconductors
Cardiff: IQE
Newport: Newport Wafer Fab
Newport: SPTS Technologies
Deutschland:
Donaueschingen: AP&S International GmbH
Heilbronn: AZUR SPACE Solar Power GmbH
Oberkochen:Carl Zeiss SMT GmbH, Carl Zeiss Oberkochen Grundstücks GmbH & Co. KG
Köln: Cologne Chip AG
Freiburg: CorTec GmbH
Dortmund: Elmos Semiconductor AG
Dresden: GLOBALFOUNDRIES Dresden Module One Limited Liability Company & Co. KG
Warstein, Regensburg: Infineon Technologies AG
Dresden:Infineon Technologies Dresden GmbH & Co. KG
Regensburg: OSRAM Opto Semiconductors GmbH
Dresden: Racyics GmbH
Reutlingen:Robert Bosch GmbH
Dresden: Robert Bosch SMD GmbH
Nürnberg: SEMIKRON Elektronik GmbH & Co. KG
Freiburg:TDK-Micronas GmbH
Dresden: X-FAB Dresden GmbH & Co. KG
Erfurt:X-FAB MEMS Foundry GmbH