Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT
Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT

Fraunhofer Microelectronics Innovation Enhancement (FRAME)

Abbildung 1: Struktur des FRAME-Projektes.
Abbildung 2: Übersicht des FMD-Strategieprozesses.

Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt werden am Beginn des 21. Jahrhunderts durch tiefgreifende Transformationsprozesse, wie demographischer Wandel, neue Mobilitätsbedarfe, die Entwicklung zur Zero-Carbon-Ökonomie oder eine weitreichende Digitalisierung geprägt. Die Digitalisierung ist einer der aktuell weitreichendsten Transformationsprozesse, der das gesamte Innovationssystem durchdringt und erhebliche Auswirkungen auf die Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands und Europas hat. Mikro- und Nanoelektronik bilden die zentrale Technologiebasis für die Digitalisierung, die weltweit durch große Unternehmen und politische Initiativen insbesondere in asiatischen Ländern forciert wird.

Die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) greift diese Herausforderungen auf und möchte mit einem völlig neuen Konzept die Position der europäischen Halbleiter- und Elektronikindustrie im globalen Wettbewerb stärken. Im Rahmen der FMD bündeln erstmalig elf Institute des Fraunhofer-Verbunds Mikroelektronik sowie zwei Leibniz-Institute gemeinsam ihre Expertise und der Schirmherrschaft des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), um eine neue Qualität in Erforschung, Entwicklung und (Pilot-)Fertigung von halbleiterbasierten Mikro- und Nanosystemen zu erreichen und auszubauen.

Im Rahmen des Begleitforschungsprojektes FRAME (Fraunhofer Microelectronics Innovation Enhancement) wurde der FMD durch das Fraunhofer-Präsidium der Fraunhofer-Verbund für Innovationsforschung an die Seite gestellt, um verschiedene Herausforderung der Entwicklung der FMD als virtueller Organisationsform im Bereich der Forschung und Entwicklung gerecht zu werden. FRAME unterstützt die Leitung der FMD beim Aufbau der FMD-Geschäftsstelle und trägt durch methodische und personelle Unterstützung dazu bei, dass die FMD zum Erfolgsmodell wird. Konkret unterstützt FRAME die FMD in den folgenden Bereichen:

 

1. Business Development
      a. Strategieentwicklung
      b. Organisationsentwicklung

2. Methodische Unterstützung
      a. Benchmarking & Best Practice
      b. Methodischer Support im Strategieprozess
      c. Fragebogenentwicklung/-auswertung und Umfragedurchführung

3. Innovationsanalysen
      a. Analyse des Umfeldes der FMD (Wettbewerb, Foresight)
      b. Bestimmung von Marktpotentialen
      c. Ableiten von Handlungsempfehlungen

Dabei ist das FRAME-Projekt in verschiedene Module zum Zwecke der Arbeitsteilung zwischen den Instituten des Fraunhofer Innovationsverbundes strukturiert (siehe Abbildung 1). Die Gesamtkoordination des Projektes liegt beim Fraunhofer ISI.

 

Das Modul „Strategienentwicklung“

Im Rahmen des Moduls Strategieentwicklung hat das Fraunhofer INT die FMD in 2018 bei der Konzeptionierung und Ausarbeitung ihres „Strategischen Forschungs- und Innovationsplans 2018“ unterstützt. Wie in Abbildung 2 dargestellt wurde hierzu eine systematische Erhebung und Analyse gemeinsamer Technologiekompetenzen und Anwendungsfelder aller 13 FMD-Institute mit dem Ziel durchgeführt, gemeinsame Tätigkeitsfelder als strategische Zielkorridore zu identifizieren und so die Möglichkeiten zukünftiger FMD-Angebote mit Mehrwert durch Kooperation (horizontale und vertikale Integration) offenzulegen (Portfolioanalyse – Beispiel siehe Abbildung 3). Die Strukturierung der schriftlichen Umfrage erfolgte dabei analog zur Strategic Research Agenda (SRA) for Electronic Components and Systems 2018, um eine internationale Anschlussfähigkeit der ausgearbeiteten Strategie zu gewährleisten. Die Datenerhebung konnte sehr erfolgreich (mit einem Rücklauf von 100 %) sowohl bei Fraunhofer als auch bei Leibniz abgeschlossen werden.

Die Analyseergebnisse der Strategiebefragung wurden mit den Ergebnissen systematisch durchgeführter Markt- und Wettbewerbsanalysen der entsprechenden FRAME-Module kombiniert und im „Strategischen Forschungs- und Innovationsplans 2018“ der FMD verschriftlicht. Das Dokument wurde dem BMBF Ende 2018 im Zuge der Zwischenevaluation der FMD als Initialstrategie der FMD vorgelegt und dort wie auch von der FMD selbst äußerst positiv bewertet.

Für das Jahr 2019 ist im Strategiemodul die weitere Vertiefung der Analyse der Umfragedaten, die Durchführung von Strategieworkshops an allen 13 FMD-Instituten, die Ausarbeitung eines Strategie-Updates und eine White-Spot-Analyse der FMD geplant.

 

Das Modul „Foresight und Roadmaps“

Der Auftrag des Moduls „Foresight und Roadmaps“ lautet kurz gesagt das technologische und soziale Umfeld der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) zu sichten und zu analysieren. Als Zeithorizont wurde eine Perspektive von ca. fünf bis zehn Jahren und darüber hinaus gewählt. Ziel ist es die FMD auf zukünftige Herausforderungen in den Bereichen Technologie und Gesellschaft vorzubereiten.

Für das Fraunhofer INT bedeutet dies, dass in der Abteilung TASP mehrere Experten Literatur zum Thema Mikroelektronik im Hinblick auf mögliche Technologietrends bewertet haben. Hinzugezogen und aktualisiert wurden außerdem in der Vergangenheit in anderen Projekten bereits erarbeitete Technologiethemen. In einem mehrstufigen Auswahlprozess wurde dann eine Longlist mit über 60 Trends erstellt. Diese Longlist wurde dann in internen Workshops auf ca. 30 Trends gekürzt, welche eine Grundlage für die weiteren Arbeiten für das Jahr 2019 darstellt. Für jeden dieser Technologietrends wurde eine Technologiekarte erstellt mit einer allgemeinen Beschreibung des Themas, der Relevanz für die FMD sowie aktuellen Entwicklungen. Es wurden außerdem die Voraussetzungen geschaffen, um die Technologiekarten in Zukunft erweitern zu können, zum Beispiel um bibliometrische Analysen und möglichen Handlungsempfehlungen. Flankierend wurde eine Literaturdatenbank erstellt, welche die relevanten wissenschaftlichen Artikel und Planungsdokumente beinhaltet, welche für die Technologietrends genutzt wurden.

Parallel zu der Arbeit an den technologischen Trends wurden am Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI Gesellschaftstrends betrachtet und ausgewählt. Gemeinsam wurden die technologischen und gesellschaftlichen Trends zu Trendclustern zusammengefasst. Diese dienen der FMD ebenfalls als Grundlage, um sich strategisch und systematisch auf Zukunftsthemen vorbereiten zu können.

Als nächster großer Schritt wird in 2019 ein Workshop organisiert, bei dem Analysten des INT und ISI gemeinsam mit FMD-Experten die gefunden sozialen und technologischen Trends gemeinsam diskutieren und bewerten. Dabei sollen die Trends aus unterschiedlichen Perspektiven geclustert werden, so zum Beispiel auf einer zeitlichen Skale, nach Anwendungsfeldern und FMD-Technologieparks. Grundlage dieses Workshops werden die oben genannten Technologiekarten und –cluster sein. Auf Basis der Ergebnisse dieses Workshops können dann Herausforderungen für die FMD herausgearbeitet werden.