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Technologie-Souveränität, Nachhaltigkeit und europäische Vernetzung sind Schwerpunkte unserer Politikberatung im Thema Elektronik. Deutschland als Industriestandort wettbewerbsfähig zu halten und zugleich einen Beitrag zur Reduktion des CO2-Ausstoßes zu leisten, ist mit energieeffizienter Mikroelektronik keineswegs ein Widerspruch. Denn weniger Stromverbrauch macht Bauteile und Elektronikprodukte beispielsweise attraktiver für einen breiten Einsatz.
Energieeffiziente Elektronik für den Mobilfunk
Schnell mal nachschauen, was heute Abend im Kino läuft? Kurz Bescheid geben, dass es ein wenig später wird und Freunden zeigen, wie schön es im Urlaub war? Das alles erledigen wir täglich mit unseren Smartphones – und können dank zehntausender Mobilfunkstationen jederzeit auf die benötigten Daten und Dienste zugreifen.
Auch aus Wirtschaft und Industrie sind Mobilfunkanwendungen nicht mehr wegzudenken: Sie werden zur reibungslosen Datenverarbeitung für moderne Mobilitäts-, Gebäude-, Energie- oder Medizintechnik benötigt. Gleichzeitig verbrauchen all diese Prozesse eine erhebliche Menge Strom und verursachen einen entsprechenden CO2-Ausstoß.
Innerhalb des Wettbewerbs „Green ICT“ – grüne Informations- und Kommunikationstechnologien - ist das BMBF darum 2022 mit drei Siegerprojekten an den Start gegangen, um die vielversprechendsten Potenziale zur Energieeinsparung innerhalb dieses agilen Förderformats zu heben.
Basisstationen für den Mobilfunk werden klimafreundlicher
Die drei Wettbewerbssieger, allesamt Konsortien aus Forschungsinstituten, Mikroelektronik- und Anwenderindustrie, entwickeln derzeit verschiedene Komponenten und Technologien, um die Basisstationen für den Mobilfunk energieeffizienter zu machen. So werden beispielsweise KI-Algorithmen entwickelt, mit denen Leistungsverstärker – die größten Stromverbraucher innerhalb einer Mobilfunkstation – dynamisch an- und abgeschaltet werden können, ohne dass es zu Verbindungsstörungen kommt (Projekt DAKORE). Es wird an der Verwendung des neuen Materials Aluminiumscandiumnitrid (AlScN) geforscht, um die Effizienz von Stromwandlern und Hochfrequenz-Leistungsverstärkern in Basisfunkstationen des 5G-Netzes zu steigern (Projekt EdgeLimit). Ein drittes Team (E4C) beschäftigt sich mit der Entwicklung neuer optischer und drahtloser Kommunikationsverbindungen (Busstrukturen), die für mehr Energieeffizienz in Edge-Cloud-Lösungen sorgen. Allein mit den Innovationen dieser drei Gewinnerprojekte können ab 2030 jährlich insgesamt 3,1 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden!
Kompetente Unterstützung für energieeffiziente Mikroelektronik
Innerhalb unserer Projektträgerschaft „Elektronik und Autonomes Fahren; Supercomputing“ haben wir diesen Wettbewerb und zahlreiche andere Maßnahmen zur nachhaltigen Elektronikforschung maßgeblich mitgestaltet und unterstützt. Darüber hinaus begleiten und unterstützen wir alle Prozesse, die mit der Ausgestaltung der Forschungsprogramme und Fördermaßnahmen zu tun haben. Wir bringen unsere Ideen ein, stehen dem BMBF als Gesprächspartner sowie als Berater auf Augenhöhe zur Verfügung und betreuen die Förderprojekte sowohl inhaltlich als auch administrativ.
Einsparpotenziale der Siegerprojekte für 2030
(in t CO2eq)
Die Einsparpotenziale der Projekte im Einzelnen für 2030 unter Annahme, dass sich der Strommix in Deutschland entwickelt wie für die Ziele des Klimaprogramms erforderlich (d. h. 280g CO2-Äquivalente je kWh Strom).
DR. ANDREAS BERNS | PROJEKTLEITER
„Der Energieverbrauch durch die zunehmende Digitalisierung ist eine Herausforderung für den Klimaschutz. Energieeffiziente Mikroelektronik und neue, energiesparsame Technologien bieten aber gleichzeitig die Chance, den CO2 Eintrag zu reduzieren.“
Mehr technologische Souveränität in Europa
Wer im vergangenen Jahr ein neues Auto, einen Computer oder ein neues Handy kaufen wollte, musste sich mitunter einige Wochen oder sogar Monate gedulden: Schuld daran waren Lieferengpässe von Mikrochips. Globale Lieferketten, welche den europäischen Markt bislang mit Elektronikkomponenten aus Asien und den USA versorgt hatten, waren durch die Pandemie gestört – und das haben sowohl die Verbraucher:innen als auch die Unternehmen deutlich gespürt.
Mit dem sogenannten European Chips Act (ECA) hat die Europäische Kommission daraufhin ein industriepolitisches Förderinstrument ins Leben gerufen, mit dem gezielt u.a. Kapazitäten in den Bereichen Chipdesign und -fertigung auf- und ausgebaut werden sollen, um die Abhängigkeit von außereuropäischen Herstellern und Zulieferern zu minimieren.
Gemeinsam die Lücken schließen
Während der ECA sich u.a. auf den Bau neuer Fabriken und Kapazitätserweiterungen bestehender Halbleiter-Produktionen konzentriert, haben sich im Rahmen eines zweiten, großen europäischen Förderinstruments, dem sogenannten Important Project of Common European Interest (IPCEI) Mikroelektronik und Kommunikationstechnologien, 27 europäische Länder mit insgesamt mehr als 100 direkten und assoziierten Partnern auf ein gemeinsames Programm geeinigt, um die Technologiesouveränität in Europa voranzutreiben. Mit Hilfe nationaler Fördermittel, die das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) bereitstellt, sollen 23 deutsche Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette in die Lage versetzt werden, eigenständig und auf Augenhöhe im internationalen Markt zu agieren. Ziel ist es, innovative Produkte und Technologien zu entwickeln, die über den globalen Stand der Technik hinausgehen.
Als Projektträger für Mikroelektronik und Kommunikationstechnologien des BMWK begleiten und unterstützen wir unseren Auftraggeber bei diesen Fördermaßnahmen in fachlicher, organisatorischer und administrativer Hinsicht. Dabei arbeiten wir EU-weit mit den Koordinierungsteams der europäischen Partner zusammen, beraten Antragsteller sowohl fachlich als auch in Bezug auf förderpolitische Richtlinien und stehen vor allem dem BMWK beratend zur Seite.
27 europäische Länder nehmen am IPCEI ME/KT teil.
- Länder mit direkten Partnern: Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Italien, Malta, Niederlande, Österreich, Polen, Rumänien, Slowakei, Spanien, Tschechien
- Länder mit indirekten Partnern: Dänemark, Litauen, Schweden, Schweiz, Serbien, Türkei, Vereinigtes Königreich
- Länder mit assoziierten Partnern: Belgien, Lettland, Norwegen, Portugal, Slowenien, Ungarn
PARADISO COSKINA | PROJEKTLEITERIN
„Technologische Souveränität im Halbleiterbereich ist das Vorhandensein der Kompetenz, modernste Mikroelektronik zu erforschen, zu entwerfen, zu erzeugen und zu prüfen. Dazu gehört auch, eigene Produktionskapazitäten aufzubauen.“
EPoSS – die Europäische Industrie-Plattform für die Integration von Smart Systems
Wenn gleichzeitig so unterschiedliche Anwendungsfelder wie „Edge-AI“, „Green Electronic Systems“ und „Transportation“ im Mittelpunkt des Interesses stehen, dann geht es um die breite Expertise von EPoSS, dem führenden europäischen Industrieverband für die Entwicklung und Integration intelligenter und grüner Elektroniksysteme.
Seit dem Jahr 2013 gestaltet der Verband mit seinen 84 Mitgliedern aus 17 Ländern die Europäische Forschungsagenda im Bereich Smart Systems maßgeblich mit. Die VDI/VDE-IT führt die Geschäftsstelle des Vereins. Die Geschäftsstelle hat es sich zur Aufgabe gemacht, einen gemeinsamen Standpunkt der europäischen Smart-Systems-Industrie zu entwickeln. In Zusammenarbeit mit den Mitgliedern definieren wir Forschungs- und Entwicklungsbedarfe für die kommenden Jahre sowie Handlungsempfehlungen für die Europäische Kommission und Mitgliedsstaaten.
Der Start des neuen „Gemeinsamen Unternehmens ‚Key Digital Technologies‘“ (englisch „Joint Undertaking“) und der geplante „European Chips Act“ waren im Jahr 2022 zentrale Arbeitsschwerpunkte des Verbands. EPoSS ist als eine von drei großen Europäischen Industrievertretungen aktiv in die Ausgestaltung des Chips Act in der Chips4EU-Initiative sowie des künftigen „Chips Joint Undertaking“ eingebunden.
Vor diesem Hintergrund nahmen insbesondere die Fachgruppen im Jahr 2022 zusätzlich Fahrt auf, um die gemeinsame Europäische Forschungs- und Innovationsstrategie für Elektroniksysteme (ECS-SRIA) zu aktualisieren. Derzeit befassen sich in EPoSS acht Arbeitsgruppen aktiv mit aktuellen Themen und Anwendungsbereichen, die von Halbleitermaterialien über Sensorik, Quantencomputing, Gesundheits- und Medizinanwendungen bis zu Entwicklungen für den Energiesektor reichen. Mit Kurzberichten, sogenannten „White Papers“, zu verschiedenen Fachgebieten bereichern sie die Diskussionen in der Fachwelt und bieten auf Tagungen und Kongressen Anlass zu intensivem Austausch.
DR. ELISABETH STEIMETZ | PROJEKTLEITERIN
„Mit den aktiven Arbeitsgruppen geben wir unseren Mitgliedern eine starke gebündelte Stimme in Richtung der Förderinstrumente auf EU-Ebene. Ich kann hierbei auf viele Expertinnen und Experten in der VDI/VDE-IT zurückgreifen. Sie unterstützen unser Geschäftsstellen-Team und bieten unseren Mitgliedern einen optimalen Service.“