Semicon Duitsland

De halfgeleidermarkt wordt in Duitsland gezien als een strategische groeimarkt, waardoor er veel interesse bestaat uit het bedrijfsleven, onderzoek en overheden. Door het groeiende gebruik van sensoren en halfgeleiders onder invloed van ontwikkelingen als het Internet of Things verwacht onderzoeksbureau Prognos een groei van de halfgeleidermarkt van 100 miljard euro in 2010 tot 235 miljard euro in 2020. In toenemende mate bepalen microsystemen kritische functionaliteiten in de automotive-, energie-, medische, machinebouw- en stedenbouwsector. Juist de aanwezigheid in Duitsland van grote wereldspelers op deze gebieden, die steeds inniger met halfgeleiderproducenten samenwerken, maakt Duitsland tot een grote, innovatieve semicon-markt. Chips en sensoren zijn sleuteltechnologieën voor deze industrieën geworden.

Keyplayers en netwerken

Samen met Frankrijk en Nederland herbergt Duitsland het hart van de Europese semicon-industrie. Bedrijven als Infineon en Bosch hebben Duitse wortels, terwijl NXP en Global Foundries in respectievelijk Hamburg en Dresden grote investeringen hebben gedaan. Daarnaast zijn Duitse bedrijven actief in de relevante machinebouw, zij het als toeleverancier van ASML (Zeiss, Trumpf, Berliner Glas), als leverancier van materialen (BASF, Evonik) of als leverancier van micro-systemen (Süss Microtech, Aixtron, Singulus Technologies). Daarnaast zijn er talloze kleinere bedrijven die zich richten op het ontwerpen van halfgeleiders of een rol spelen als toeleverancier in een onderdeel van de chipsmarkt. Het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) acht Duitsland vooral sterk in applicatie-specifieke, analoge micro-elementen, in tegenstelling tot gestandaardiseerde geheugenchips, waar Aziatische fabrikanten schaal- en concurrentievoordelen hebben.

Qua halfgeleiderproductie ligt het zwaartepunt nadrukkelijk in Dresden, de hoofdstad van de deelstaat Saksen. Infineon en Global Foundries hebben er moderne productiefaciliteiten (foundries), terwijl er omheen een ecosysteem van toeleveranciers en kennisinstellingen is ontstaan. Een goede ingang in dit netwerk is de clusterorganisatie Silicon Saxony (www.silicon-saxony.de), waarmee Nederlandse partijen als High Tech NL, het Businesscluster Semiconductors en Brainport Industries overigens goede contacten hebben. In februari 2016 tekenden burgemeesters Van Gijzel en Hilbert van respectievelijk Eindhoven en Dresden een MOU (memorandum van overeenstemming) over nauwere samenwerking tussen deze twee semicon-regio’s. De Europese clusters hebben zich in oktober 2015 in de netwerkorganisatie Silicon Europe (www.silicon-europe.eu) verenigd.

Naast Saksen, kennen Beieren en Baden-Württemberg sterke micro-electronica clusters, die veelal sterk verweven zijn met de grote OEM’s (original equipment manufacturers) die in deze deelstaten belangrijke afnemers zijn. Infineon en Bosch hebben hun hoofdkantoren respectievelijk in Beieren (regio München) en Baden Württemberg (BW). In BW is Microtec Südwest (www.microtec-suedwest.de) een professionele clusterorganisatie voor micro-technologie, die ook actief is in toepassingen voor de medtech, automotive en machinebouw. De Duitse semicon-industrie heeft als branchevereniging de ZVEI (Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.V.).

Onderzoeksthema’s

Uitgaande van de Wet van Moore (iedere twee jaar verdubbelt de rekencapaciteit van een chip), zijn er in de semicon-industrie grosso modo drie grote onderzoeksrichtingen:

  • More Moore (MM) richt zich op verdere miniaturisatie,
  • More than Moore (MtM) op verdere diversificatie van functies op een halfgeleider
  • Beyond Moore op nieuwe technieken voor de periode als de Wet van Moore op haar natuurkundige grenzen stuit.

Veel semicon-bedrijven zijn relatief R&D-intensief (Infineon: 12 procent, Aixtron: 31 procent). Binnen het publieke, toegepaste onderzoek neemt het Fraunhofer Gesellschaft uiteraard een centrale positie in. Het Fraunhofer–Verbund Mikroelektronik bundelt het onderzoeks- en dienstverleningsaanbod van maar liefst zestien Fraunhofer instituten en zo’n drieduizend onderzoekers. Deze instituten dekken nagenoeg het gehele toegepaste onderzoek op de gebieden More Moore en More than Moore, waarbij via contractresearch veelvuldig met bedrijven wordt samengewerkt. Een goede ingang is de centrale in Berlijn (www.mikroelektronik.fraunhofer.de). Fraunhofer Instituten werken veelvuldig samen met universiteiten en andere relevante onderzoeksinstituten op dit terrein.

De deelstaat Baden-Württemberg financiert ook zelf instituten voor toegepast onderzoek. Een goed voorbeeld is het Institut für Mikroelektronik (IMS CHIPS) in Stuttgart (www.ims-chips.de), als onderdeel van de Innovationsallianz Baden-Württemberg. Het instituut richt zich op silicium-technologie, analoge chips, nanofabricage en beeldtechnologie, en levert onderzoeksdiensten en cleanroom-infrastructuur voor het midden- en kleinbedrijf (mkb).

Beyond Moore is vooralsnog het domein van fundamenteel onderzoek, bijvoorbeeld op het gebied van kwantumtechnologie. Duitse onderzoeksinstituten (Max Planck-, Helmholtz-instituten) en universiteiten (RWTH Aachen) zijn actief op dit gebied. Het Binnig and Rohrer Nanotechnology Center – een samenwerkingsverband tussen IBM en ETH Zürich – ligt weliswaar in Duitstalig Zwitserland, maar geldt ook als een belangrijke onderzoeksplek op dit terrein.

Een bijzonder aandachtspunt vanuit de afnemers van halfgeleiders is cybersecurity. Snel en veilig dataverkeer is niet alleen een voorwaarde voor een industrieel internet, maar ook voor bijvoorbeeld autonome mobiliteit en veilig betaalverkeer. Onderzoekers van het Fraunhofer Gesellschaft achten veilig dataverkeer realiseerbaar. Dit vergt wel inzet op verschillende fronten, van het niveau van de software, de configuratie van systemen in een auto tot op het niveau van de sensoren en de geheugenchips zelf. Dit maakt dat bedrijven als NXP, Infineon en Bosch cybersecurity tot een speerpunt van hun R&D maken.

Rol van de overheid en actuele ontwikkelingen

Hoewel de Duitse federale overheid jaarlijks zo’n 150 miljoen euro in micro-elektronica-onderzoek investeert, beschouwt de Duitse overheid de chipsindustrie nadrukkelijk als een mondiale bedrijfstak, met een sleutelrol voor een Europese aanpak. Duitsland en Nederland kennen in dat verband een lange en vruchtbare traditie van industriële R&D&I-samenwerking op het gebied van elektronische componenten en systemen. Deze samenwerking gaat terug tot het MEGA-project in de jaren tachtig van de vorige eeuw en is later voortgezet in de EUREKA-clusters: JESSI, MEDEA, CATRENE/PENTA, ITEA en de Joint Technology Initiatives ENIAC, ARTEMIS en thans ECSEL.

Omdat de investeringen in Europese productiecapaciteit over een langere periode een dalende trend vertonen, ondersteunen de Nederlandse en Duitse overheid de inspanningen van de Europese Commissie om met een ‘European Electronics Strategy’ de Europese positie in deze markt veilig te stellen. Massieve steunoperaties van niet-Europese overheden zoals China belemmeren een mondiaal level-playing field. Het strategische belang van Europese productiecapaciteit voor de economische kansen die de digitale economie en het Internet of Things bieden, vormen hier de achtergrond van een actieve overheidsrol. Er wordt thans gewerkt aan een zogenoemde IPCEI (Important Project of Common European Interest), die het onder meer mogelijk moet maken om de overheidsbijdragen aan moderne productiefaciliteiten in Europa te laten stijgen. De besluitvorming over deze IPCEI zou tijdens het Nederlandse EU–voorzitterschap tot een einde kunnen worden gebracht.

Comments Off on Semicon Duitsland

Filed under Duitsland, High Tech

Comments are closed.