Cluster - die Zukunft der Informationstechnologie in Europa

Die Zusammenführung von großen und kleinen Unternehmen in sogenannten Clustern zur gemeinsamen Arbeit an Schlüsseltechnologien könnte sich als genau die richtige Lösung für ein Dauerproblem in Europas IT-Industrie erweisen. Die vielen kleinen Unternehmen in diesem Sektor verleihen Europa oft zunächst einen Vorsprung im Wettlauf um die Zukunftstechnologien. Allzu oft werden sie dann aber kurz vor dem Ziel von ihren größeren amerikanischen Konkurrenten überholt.

Großunternehmen wie Intel und Microsoft, die den ITMarkt in den USA beherrschen, sind stark genug, um Ideen allein auf den Markt zu bringen. Im eher fragmentierten europäischen IT-Sektor können Firmen nur dann kreativ bleiben und die nötigen Investitionen tätigen, wenn sie zusammenarbeiten. Fragen wie die nach den geistigen Eigentumsrechten, haben derartige Kooperationen in der Vergangenheit erschwert. Jetzt arbeiten konkurrierende Firmen in Europa jedoch im Rahmen von EUREKAs Cluster-Projekten zusammen. Die Chancen, im globalen Wettbewerb mit Amerika und Fernost zu bestehen, erhöhen sich so für alle Beteiligten.

Die Unternehmen sind begeistert. „Es wird branchennah gearbeitet. In Programmen der Europäischen Union gibt es zwei oder drei Personen, die ein Projekt steuern, aber in unserem Programm gibt es eine Menge anregender Diskussionen“, erklärt Rene Roussille vom Cluster-Projekt EURIMUS (Mikrosysteme). Eric Daclin, stellvertretender Vorsitzender des Software-Cluster-Projekts ITEA, ist der gleichen Meinung: „Das EUREKA-Konzept verläuft von unten nach oben. Der Grund, warum die Industrie bei EUREKA mitmachen will, ist der, dass Cluster eine Industrie-Initiative sind und die Unternehmen ihre Ideen frei einbringen können.” An Cluster-Projekten sind weit mehr Partner beteiligt als an einem durchschnittlichen EUREKA-Projekt. Darüber hinaus arbeiten sie mit einem großen Budget. MEDEA, das auf der bahnbrechenden Initiative JESSI aufbaute, war eines der ersten Cluster-Projekte. Es hat einen anspruchsvollen Präzedenzfall für zukünftige Cluster geliefert. MEDEA packte ganze Computersysteme auf einzelne Chips. Drei europäischen Unternehmen – Infineon Technologies, Philips und ST Microelectronics – verhalf es zu einem Platz unter den zehn führenden Halbleiterherstellern der Welt.

Philips hat schon an mehreren MEDEA-Projekten teilgenommen. „Um die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen einzuleiten und um eine Struktur zu schaffen, in der diese Projekte durchgeführt werden können, ist es wichtig, Organisationen wie MEDEA zu haben”, sagt Hans van Zonneveld von Philips Research Laboratories. „Die Zusammenarbeit ermöglichte eine schnellere Definition von Technologiearchitekturen und EUREKA erwies sich als gutes System für die Erarbeitung von Normen unter den Partnern.“

Der Markt für immer kleinere Systeme und Bauteile ist scheinbar unerschöpflich. Vor diesem Hintergrund unterstützt EUREKA die europäische IT-Industrie mit MEDEA+, der Folgeinitiative zu MEDEA (Wert: 4 Milliarden Euro). MEDEA+ und die drei anderen IT-Cluster bilden praktisch einen Mikrokosmos von EUREKA. Das Cluster-Management ist in allen Fällen einer Zentrale übertragen, die dann zu Projektangeboten aufruft. MEDEA/MEDEA+ sind gute Beispiele dafür, was erreicht werden kann, wenn Unternehmen und Forschungseinrichtungen in dieser Größenordnung zusammenarbeiten.

Größere Reichweite

„Wichtig ist eine hohe Teilnehmerzahl von Ländern und Partnern sowie ein breites Partnerspektrum – Universitäten, Forschungsinstitute und Unternehmen, große und kleine”, erklärt Gerard Matheron, der Leiter des MEDEA+-Büros. Das breit gefächerte Spektrum bedeutet, dass der Cluster die meisten potenziellen Anwendungsmöglichkeiten abdeckt.

Die Zusammenarbeit zwischen Unternehmen aus der Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik ist unbedingt erforderlich, wenn Europa in der Elektronik an der Spitze bleiben will. MEDEA+ vermeidet den kommerziellen Druck, der sonst gut laufende Partnerschaften entzweien kann. Es konzentriert sich auf „Plattform“-Technologien. Diese bilden die Grundlage für zukünftige Innovationen, sind aber selber keine marktfähigen Produkte. MEDEA+ schafft ein Forum, in dem konkurrierende Unternehmen ihre Ressourcen miteinander teilen und so Maßstäbe für alle setzen.

„MEDEA bietet einen guten Rahmen. Dadurch werden auch sehr große Projekte möglich. Weil es von der Industrie konzipiert wurde, bedient es die Bedürfnisse der Unternehmen und geht auf ihre Probleme ein”, so Sven Bauer von Bosch. Er hat ein MEDEA-Projekt koordiniert und ist z.Zt. dabei ein MEDEA+-Projekt einzurichten. Er glaubt, dass „MEDEA Chancen zum Austausch und zur Kooperation bietet, wie sie in keinem anderen Rahmen möglich wären.“

MEDEA+-Cluster sind groß genug, um die strategischen Schlüsselbereiche der europäischen Mikroelektronik zu stärken. „Wir versuchen, uns noch mehr auf globale Sektoren mit großer Wachstumsrate zu konzentrieren, wie den mobilen High-Speed- Internetzugang, Kraftfahrzeugelektronik für Auto-Workstations und sichere Kommunikation für Smart-Cards”, sagt Matheron. Von den 40 Projekten, die MEDEA+ bisher ausgewählt hat, fallen nur eine Handvoll in diesen Bereich. Die nächste Ausschreibung wird sich wahrscheinlich mehr auf diesen Sektor konzentrieren.

Blick nach vorn

Die Größe und das Prestige von Cluster-Projekten machen MEDEA+ für europäische Elektronikfirmen auch zu einem nützlichen Forum, um den globalen Markt zu erreichen – besonders vor und nach Tagungen, die die Entwicklung der internationalen Trends in der Halbleitertechnologie erörtern (International Technology Roadmap for Semiconductors). Die Roadmap wurde von Industrieverbänden mit dem Ziel erstellt, die technologischen Herausforderungen für die Halbleiterindustrie bis 2014 zu identifizieren.

MEDEA+ beweist zusammen mit PIDEA, ITEA und EURIMUS, dass Cluster-Initiativen für den IT-Sektor der Weg der Zukunft sind. Warum also hier Halt machen? Die Leiter der Initiativen bemühen sich jetzt nicht nur um die Zusammenarbeit zwischen Projekten in ihrem eigenen Hinterhof, sondern auch um die Zusammenarbeit zwischen Clustern. „ITEA, PIDEA und MEDEA+ haben beschlossen, mindestens zweimal jährlich eine Tagung auf der Ebene der Vorsitzenden abzuhalten. Dort sollen dann Projekte besprochen werden, bei denen eine Kooperation angebracht wäre”, so Matheron. Sogar der Austausch von Projekten zwischen verschiedenen Cluster-Projekten ist möglich: „Manchmal ist es sehr schwierig, die Grenze zwischen Programmen zu ziehen. Eines unserer Projekte wird demnächst zu PIDEA umgesiedelt werden.“

Gegenseitige Vorteile stärken die Beziehungen in und zwischen den vier Cluster-Projekten. Matheron zufolge trägt jedes zum Ganzen bei: „Es ist unmöglich, sich Packaging ohne Chiptechnologie vorzustellen oder den Chip ohne Packaging. Die Zusammenarbeit in diesem Bereich ist also sehrwichtig.“

EURIMUS – großes Projekt für kleine Maßstäbe
Die Entwicklung kleinerer Elektroniksysteme hat Handys und Laptops erst möglich gemacht. Das Streben nach immer kleineren und höher entwickelten Anwendungen hält an. In den nächsten zwei Jahren wird der Markt für Mikrosystemtechnologien voraussichtlich um 7 Milliarden Euro anwachsen. EURIMUS kommt also zum richtigen Zeitpunkt. Der Sektor entwickelt sich ständig fort. Mikrosysteme halten in jedem Industriezweig Einzug mit Anwendungen für alle Bereiche, von der Kfz-Industrie bis hin zur Medizin.

In seiner fünfjährigen Laufzeit will EURIMUS ein europaweites Kooperationsnetz im Bereich Mikrosysteme entwickeln. Das Budget in Höhe von 400 Millionen Euro wird über 100 Projekte finanzieren. 23 davon laufen bereits. Rene Roussille vom EURIMUS-Projektbüro glaubt, dass das Projekt so groß sein muss, um ein rasches Marktwachstum zu fördern, und dass das breite Teilnehmerspektrum günstig für Innovationen ist. „Mikrosysteme sind keine alteingesessene Branche. Deshalb beteiligen sich viele kleine Unternehmen“, meint Roussille, „ein würde Großunternehmen könnte beispeilweise an einer Reihe von Projekten beteiligt sein und würde dann spezifische Zuarbeit von kleinen Unternehmen benötigen. EURIMUS ist eine natürliche Zusammenarbeit zwischen größeren und kleineren Unternehmern.“

Aus den Partnerschaften selbst ergeben sich weitere Anwendungen. In einer Branche, in der kleine Unternehmen häufig anzutreffen sind, herrscht kein Mangel an innovativen Unternehmern, die zur Weiterentwicklung neuer Ideen bereit sind. Das Cluster-Projekt ist auch ein Ort außerhalb des Wettbewerbs, an dem Unternehmen an der Verbesserung gemeinsam genutzter Technologiewerkzeuge arbeiten. Auf diese Weise wird die Arbeit in der Mikrosystemtechnik für jeden leichter.

In dem Markt für Mikrosysteme sind zwar viele große Unternehmen engagiert, aber keines von diesen hat eine so strategisch günstige Position wie EURIMUS. „Der für die Projektauswahl zuständige technische Ausschuss setzt sich zusammen aus einigen der wichtigsten Personen im Bereich Mikrosysteme,” so Roussille. “Wenn wir uns Vorschläge ansehen, beraten wir das Konsortium und weisen auf Schwierigkeiten hin – wir helfen, ein besseres Projekt zu entwerfen.” Es ist zu erwarten, dass der EURIMUS-Cluster durch seine Arbeit mit dem gesamten Sektor zur Stärkung des europäischen Einflusses im Bereich Mikrosysteme beiträgt.

Neue Wege der Verbindung – PIDEA
Die aus MEDEA-Projekten stammenden kleineren, „intelligenteren“ Chips brauchen ein anspruchsvolles Packaging (Gehäuse, Hülle), um sie zu funktionierenden Verbraucherprodukten zu machen. PIDEA, ein zweites EUREKA-Cluster-Projekt im Bereich Packaging und Interconnection (Verdrahtung), beeilt sich, die nächste Generation von Produkten der Informations und Kommunikationstechnologie schnell auf den Markt zu bringen.

PIDEA wurde 1998 gestartet. Inzwischen laufen bereits 13 Projekte; weitere sind in Planung. Ziel der Initiative ist es, neue Wege der Verbindung von Bauteilen durch Platinen und Kabel zu finden, sodass die Elektronikindustrie ihr Potenzial voll ausschöpfen kann. Beispielsweise erfordert die Miniaturisierung von Handys immer ausgefeiltere Bestückungsverfahren. Die PIDEA-Partner entwickeln das Packaging-Material nicht nur weiter, sie machen es auch robuster. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der elektronischen Systeme unter ungünstigen Bedingungen verbessert.

Eine starke Elektronik-Packaging-Industrie ist als wesentlicher Teil des Produktentwicklungszyklus unerlässlich, wenn Europa den vollen Nutzen aus seinen Innovationen ziehen soll. Der Sektor wird charakterisiert durch viele kleine Unternehmen. Isabelle Boistard, Leiterin des PIDEA-Büros, beschreibt das ClusterProjekt als hervorragendes Mittel, um europäische Unternehmen im Aufwärtstrend zu halten: „Bei Mikroprozessoren tragen große Unternehmen den Hauptteil der Arbeit. Im Einbindungsbereich – der Arbeit, die um den Mikroprozessor herum durchgeführt werden muss – wird der Großteil der Tätigkeiten von besonders innovativen kleinen Unternehmen durchgeführt.“

Diese Unternehmen sind zukunftsorientiert und der PIDEA-Cluster erleichtert ihnen den Fortschritt durch den Austausch von Ideen. „Die Partnerschaften sind sehr effizient“, sagt Boistard. „Wenn man die einzelnen Konsortien betrachtet, braucht man nicht zu fragen, was jeder Partner dort macht. Es ist logisch. Da haben wir zum Beispiel einen Gerätehersteller, ein Labor und einen Designer. Es ist offensichtlich, dass sie miteinander arbeiten müssen. PIDEA bietet ihnen die Gelegenheit, zusammenzukommen und ihre Kooperation auszubauen.”

ITEA – Software, die alles steuert
Anwälte in Sachen „geistiges Eigentum“ (JPR) sind bei ITEA-Projekten selten gesehen. Im Rahmen von langfristigen Projekten können Konkurrenten hier zusammenarbeiten, ohne ihre marktorientierte Forschung zu gefährden. “Wir wollen keine Produkte entwickeln. Uns geht es um Grundlagentechnologie”, sagt Eric Daclin, stellvertretender ITEA-Vorsitzender. In einem ITEA-Projekt beispielsweise vereinen führende Autohersteller ihre Kräfte. Ziel ist die Definition der für das kommende digitale Auto erforderlichen Software. „Wenn das Projekt erfolgreich ist, bedeutet das eine gemeinsame europäische Plattform für Kraftfahrzeuge. Kosten werden reduziert, und der wirtschaftliche Erfolg wird größer sein und schneller eintreffen”, so Daclin weiter. Auf der Grundlage gemeinsamer Normen treten die Hersteller dann mit ihren eigenen Produkten wieder in den Wettbewerb ein.

Da der Schwerpunkt im vorwettbewerblichen Bereich liegt, bietet ITEA europäischen Unternehmen und Forschungsinstituten eine einmalige Möglichkeit, das Tempo der Softwareentwicklung anzugeben. Mit dem Übergang zu digitaler Software kommt ein rascher Szenenwechsel. „Zwischen den drei Industriebereichen – Telekommunikation, elektronische Verbraucherprodukte und klassische IT – gibt es zur Zeit eine Konvergenz“, erklärt Daclin. Er glaubt, dass ITEA zur Zeit das einzige Forum ist, in dem sich eine gemeinsame Zukunftsperspektive entwickeln kann.

Das ITEA-Programm muss groß sein, um global wettbewerbsfähig zu sein. „Verglichen mit den USA sind wir bezüglich Software hintendran. Wir brauchen also ein großes Projekt, um aufzuholen“, ergänzt Daclin. Unterprojekte können bis zu 300 Personen-Jahre über eine Dauer von zwei Jahren mobilisieren. Größe wird für ITEA also kein Problem darstellen. „Das sind in jeder Hinsicht riesige Projekte“, sagt Daclin. Die gemeinsame Ausrichtung in allen ITEAUnterprojekten trage auch beträchtlich zum Erfolg des Ganzen bei.

Das endgültige Ziel von ITEA ist es, Europa zu helfen, seine Position in den Bereichen Telekommunikation, Kraftfahrzeugtechnik und Verbraucherelektronik beizubehalten und zu verbessern. Bei ITEA liegt der Schwerpunkt auf Middleware – der Software zwischen Systemen der untereren Ebene und dem Benutzer. ITEA öffnet damit die Tür für ein enorm breites Spektrum von Anwendungen. Von Flugzeugen bis hin zu Küchenherden verspricht dieses Cluster-Projekt, den Alltag besser als je zuvor zu gestalten.

Microvias-Entwicklung
Von Monat zu Monat werden IT-Geräte kleiner und gleichzeitig leistungsstärker als ihre Vorgänger. Die Bauteile werden kleiner, aber ohne hochentwickelte Packaging-Methoden wären die heutigen Mikroprodukte nicht möglich. Das PIDEAProjekt HEIDI gehört zu den Initiativen, die der europäischen Industrie helfen, immer kleinere, leistungsstärkere Schaltungssysteme zusammenzustellen.

HEIDI führt Partner aus Frankreich, Belgien und Italien zur Entwicklung so genannter „Microvias” zusammen. Hierbei handelt es sich um metallausgekleidete Bohrungen in Leiterplatten, die zwei Bauteile, wie zum Beispiel Chips, auf beiden Seiten der Leiterplatte miteinander verbinden. Die Größe der Bohrungen liegt im Mikrometerbereich. HEIDI verwendet Laser für Microvias-Bohrungen mit einer Breite von weniger als 70 Mikrometern.

Die Leiterplatten sind zum Einsatz in schwierigen Umgebungen wie Flugzeugen oder Kraftfahrzeugen bestimmt. „Wir haben eine normale Leiterplatte mit mehreren Lagen versehen“, erklärt Daniel Lambert vom federführenden Partner Bull. „Wir haben einen Fertigungsprozess für Leiterplatten entwickelt, die in dieser Umgebung überleben. Besondere Werkstoffe werden dafür nicht verwendet. Der Prozess wird aber für das Durchführens eines Metalls, in diesem Fall Kupfer, durch die Vias-Bohrungen sorgfältig gesteuert.“

Miniatur-Lithographie
Die Chips, die alles vom PC bis hin zum Walkman, vom Mikrowellengerät bis zum Auto steuern, werden zunehmend leistungsstärker. Gleichzeitig werden sie immer kleiner. Um diese Miniaturisierung zu realisieren, werden immer kompliziertere Formen der Lithographie benötigt. Dabei gibt es nun ein Verfahren, bei dem die Siliziumscheiben, die das Substrat der Chips bilden, mit elektrischen Schaltungen bedruckt werden.

Hans Meiling vom federführenden niederländischen Partner ASML meint: „EXTATIC wird zum ersten Forschungsinstrument für die EUVGlobal-Litographie führen. Wir wollen demonstrieren, dass EUVL das beste Lithographiewerkzeug für Strukturen von 50 nm und darunter ist.” Das Projekt setzt die Arbeit eines vor kurzem abgelaufenen Esprit-Projekts der EU sowie eines französischen Projekts fort. Es demonstriert die Synergien zwischen den verschiedenen Mechanismen zur Unterstützung der Forschung in Europa. Die deutsche Regierung stellt zum Beispiel Fördermittel in Höhe von rund 60 Millionen Euro für deutsche Unternehmen bereit, die an diesem und zwei anderen einschlägigen MEDEA+ - Projekten beteiligt sind.