Stellen Sie sich ein Elektrofahrzeug vor, das seine Batterie auflädt, indem es das Sonnenlicht durch seine Karosserieteile absorbiert. Ein drahtloser Sensor, der Daten mit 5.000-mal weniger Energie als herkömmliche Wi-Fi-Funkgeräte überträgt. Oder ein injizierbares elektronisches Netz, das sich an die Netzhaut anpasst, so dass jemand mit grünem Star wieder deutlich sehen kann.
Solche bahnbrechenden Innovationen sind nur ein Teil dessen, was durch die Deutsche Elektroniktechnologien der nächsten Generation möglich werden könnte, die von den deutschen Start-up-Unternehmen entwickelt werden.
Durch Investitionen in und Unterstützung von vielversprechenden deutschen Elektronikunternehmen wird die Kommerzialisierung bahnbrechender Innovationen beschleunigt. Dabei werden Investitionen von Eigenkapitalgebern dem Standort Deutschland dabei helfen, sein volles Potenzial in diesem Bereich auszuschöpfen.
Was ist die Elektronikbranche?
"Elektronik" ist ein weit gefasster Begriff, der alle Komponenten oder Geräte umfasst, die mit der Emission, dem Fluss oder der Kontrolle von Elektronen zu tun haben. Die Elektronikbranche bezieht sich auf alle Unternehmen, die sich mit der Produktion, der Vermarktung und dem Service für diese Güter beschäftigen.
In Deutschland sehen wir ein großes Potenzial in der Elektronikbranche für Kommunikation, Datenverarbeitung, Informatik sowie für integrierte Anwendungen. Diese Entwicklungen werden die Speicher-, Logik- und Kommunikationsfunktionen von Computern schneller und effizienter machen. Dies wird in einem breiten Spektrum von Anwendungen für Verbraucher, Handel und Industrie erfolgen.
Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die wichtigsten Technologien, die derzeit entwickelt werden und ihre kommerziellen Anwendungen in der Elektronikbranche.
1. Kommunikation
Die Spintronik ist ein aufstrebendes Gebiet, das sich auf die Manipulation des Spins von Elektronen konzentriert. Die Veränderung des Spins ermöglicht die Entwicklung von Materialien und Geräten, die mehr Daten speichern und diese Daten schneller übertragen können, während sie weniger Strom verbrauchen. Die Arbeit in diesem Bereich konzentriert sich auf spintronische Nano-Oszillatoren und spintronische Materialien.
Spintronische Nano-Oszillatoren sind Nanokomponenten, die zwei spintronische Phänomene - den Spin-Transfer und den magnetoresistiven Effekt - nutzen, um die Frequenz von Signalen im Gigahertz-Bereich zu modulieren und zu steuern. Hierbei können diese Signale vereinfacht gemischt und erfasst werden.
Anwendungsbereiche:
- Schnellere Datenübertragung und geringerer Stromverbrauch für die drahtlose Kommunikation
- Datenspeicherung mit hoher Dichte
- Verbesserte Radareigenschaften für selbstfahrende Fahrzeuge
Spintronische Materialien werden zur Herstellung von riesigen Magnetwiderstandsgeräten und Polymerwellenleitern (flexible, selbsttragende Folie) verwendet, die die Datenspeicherung und Datenübertragung verbessern.
Anwendungsbereiche:
- Magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher (MRAM) mit geringerem Stromverbrauch und schnelleren Datenübertragungsraten
- In Hauptplatinen eingebettete Polymer-Wellenleiter, die Hochgeschwindigkeits-datenübertragungen für die Kommunikation über kurze Entfernungen ermöglichen (z. B. in Datenbussystemen von Fahrzeugen)
2. Verarbeitung und Datenverarbeitung
Die Mikroelektronik und Nanoelektronik wird die Welt der Datenverarbeitung verändern. Die Sensoren des Internets der Dinge (IoT) werden nicht nur extrem energieeffizient sein. Die Elektronik der Zukunft wird auch nanoskalige Sicherheitssysteme umfassen, um die von IoT-Geräten übertragenen Daten besser zu schützen; neuromorphe Chips, die künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen für adaptive, sich selbst modifizierende Berechnungen besser nutzen; und unzählige andere Innovationen.
Cloudlets sind kleine Datenzentren in der Cloud. Sie können ressourcenintensive mobile Anwendungen unterstützen, indem sie die Reaktionszeiten verbessern und die Latenzzeit verringern, indem sie leistungsstarke Rechenressourcen näher am Endnutzer bereitstellen.
Anwendungsbereiche:
- Schnellere, reaktionsschnellere „Erweiterte Realität“ (AR) und Cloud-Gaming
- Verbesserter Datenschutz, da die Nutzer mehr Kontrolle über den Zugriff auf Informationen haben
- Unterbrechungsfreie digitale Dienste - im Gegensatz zu typischen Cloud-Rechenzentren werden die Nutzer beim Ausfall eines einzelnen Cloudlets einfach auf das nächste Cloudlet in der Nähe umgeleitet
Auf KI spezialisierte Chips werden speziell für die Datenverarbeitung angepasst, oft unter Verwendung herkömmlicher Siliziumherstellung, aber mit optimierten Schaltungsdesigns.
Anwendungsbereiche:
- Entwicklung und Weiterentwicklung von selbstfahrenden Fahrzeugen
- Edge-Computing für Smartphone-Nutzer
Quantenpunkte und Nanodrähte sind sehr kleine Komponenten, die in andere Halbleiterherstellungstechnologien, wie z. B. Silizium, integriert werden können.
Anwendungsbereiche:
- Biomedizinische Sensorik auf der Grundlage der Leitfähigkeit von Nanodrähten zwischen Rezeptoren und geladenen Molekülen
- Elektrooptische Sende- und Empfangsgeräte für schnelle Multiplex-Kommunikation auf dem Chip und zwischen Datenzentren
3. Einbettung
In Zukunft wird die Elektronik in jede erdenkliche Oberfläche und Substanz eingebettet sein: Textilien, Glas, Papier... sogar in unsere eigene Haut. Injizierbare Elektronik und epidermale elektronische Klebstoffe werden neue Möglichkeiten zur nicht-invasiven Überwachung des Gesundheitszustands eröffnen. Kleidung wird zunehmend interaktiv werden, Autos werden sich selbst aufladen und vieles mehr.
Leitfähige, halbleitende und dielektrische Tinten und Pasten ermöglichen das Drucken von Schaltkreisen auf eine Vielzahl von Oberflächen, darunter Kunststoff, Papier, Glas und Textilien.
Anwendungsbereiche:
- Drahtlose und dehnbare biomedizinische Sensoren, Implantate und Wearables sowie intelligente Hautpflaster und biologisch abbaubare Schaltungen
- Dünnschicht-Photovoltaik, die in Autos eingebaut wird, um intelligente Elektronik mit Strom zu versorgen oder elektrische Batterien viel schneller aufzuladen als mit herkömmlichen Ladegeräten
- Intelligente Kleidung mit eingebetteten LEDs, die sich im Dunkeln automatisch einschalten, oder eingebetteten Funksendern, die in Notfällen automatisch Koordinaten an Rettungskräfte senden und so die Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz verbessern
Ultraflexible Mesh-Elektronik hat gewebeähnliche strukturelle und mechanische Eigenschaften, so dass sie nicht-invasiv in menschliches Gewebe injiziert werden und mit diesem auf zellulärer Ebene interagieren kann - was aufregende neue Möglichkeiten im Gesundheitswesen eröffnet.
Anwendungsbereiche:
- Vielfältige Anwendungen zur Überwachung des Gesundheitswesens, einschließlich der Messung chronischer Immunreaktivität im Gehirn und der In-vivo-Multiplex-Aufzeichnung von Nervenzellen
Auswirkungen auf mehrere Branchen
Eine einzige Art von Elektroniktechnologie der nächsten Generation, wie etwa leitfähige Tinten oder auf KI spezialisierte Chips, könnte für mehrere Sektoren der deutschen Wirtschaft erhebliche Vorteile bringen. Die Anwendungsbereiche für die gesamte Palette der Elektroniktechnologien sind riesig.
Deutschlands Deep-Tech-Ökosystem wachsen lassen
Deutschland ist die Heimat eines schnell wachsenden Elektroniksektors, der von Universitäten und staatlichen Instituten, die in der Grundlagenforschung führend sind, sowie von Start-ups und Technologie-Inkubatoren, die den nächsten Schritt der Kommerzialisierung gehen, angetrieben wird.
CjH Venture Capital wurde entwickelt, um dieses Wachstum zu fördern, gute Investitionsmöglichkeiten zu identifizieren und einen aktiven Beitrag zu einer besseren digitalen Zukunft zu leisten.
Die Elektronik ist nur einer der Deep-Tech-Sektoren, die wir neben den Quantentechnologien, der Photonik und der grundlegenden künstlichen Intelligenz (KI) für Investitionen priorisiert haben.
Wir sind davon überzeugt, dass es für die Wettbewerbsfähigkeit und den Wohlstand Deutschlands von entscheidender Bedeutung ist, vielversprechende Unternehmen dabei zu unterstützen, sich in diesen Bereichen international durchzusetzen.
Kontaktieren Sie uns, wenn Sie mit uns zusammenarbeiten möchten, um ein stärkeres Deep-Tech-Ökosystem aufzubauen.
