Freescale Technology Forum 2011 Schlüsselapplikationen Medizintechnik und Smart-Energy

Am ersten Tag des Freescale Technology Forum 2011 (FTF) ging es noch nicht um neue Produkte, sondern um Anwendungen. In zwei Panel-Diskussionen wurden Chancen und Herausforderungen der Medizin-Technik und eines intelligenten Stromnetzes beleuchtet - mit teilweise ernüchternden Erkenntnissen.

Intelligente Stromnetze sind nicht nur in Deutschland notwendig, sondern auch in den USA, wenn auch die Motive unterschiedlicher kaum sein könnten: Während man bei uns durch den Atomausstieg gezwungen ist, auf erneuerbare Energien zu setzen, wollen die USA sogar noch weitere Atomkraftwerke bauen, um damit Kohlekraftwerke zu ersetzen. Dies erklärte Mike Rowand vom US-Ernergieversorger Duke auf einer Panel-Diskussion zum Thema "Smart Energy". Die Problematik in den USA bestehe dagegen in der unterschiedlichen Last, die u.a. durch Klimaanlagen sowie heiße Sommer getrieben wird und viele Energieversorger temporär Verluste einfahren lässt. Aus wirtschaftlichen Gründen will man daher auch dort Smart-Grids installieren.

Dave Ayers von einem der weltweit führenden Hersteller von Energiezählern, Sensus, hatte dann auch eher den globalen Blick: 1 Mrd. mehr Menschen bis 2020, das bedeutet bis 2035 einen um 40 % höheren Energieverbrauch und sogar einen um 53 % höheren Wasserverbrauch als heute. Dazu kommt, dass weltweit bis 2035 auch 40 % aller Autos mit elektrischem Strom fahren könnten und 32 % der Energie erneuerbar sein sollen.

Hier stößt das AMR (Automated Meter Reading) an seine Grenzen, vielmehr müssen AMIs (Automated Metering Infrastructure) aufgesetzt werden, die eine Energieverbrauchs-Überwachung in Echtzeit erlauben und entsprechende Rückmeldungen an die Versorger geben. Für Ayers bietet sich neben der drahtgebundenen Kommunikation (Power Line Communication) vor allen Dingen auch die drahtlose Übertragung per GPRS, IP oder ZigBee an.

Was sind nun genau die Herausforderungen für Smart-Meter, welche auch durch die Chip-Hersteller gelöst werden müssen? Wenn ein Zähler installiert wird, soll dieser beim Kunden 15 Jahre oder länger halten. Gleichzeitig ist zu erwarten, dass neue Funktionen (Last-Steuerung, Sicherheit, höhere Datenübertragungsraten) und Services (z.B. Verbrauchshistorie, unterschiedliche Stromtarife) implementiert werden. Noch problematischer: Standards werden aktuell noch ausgearbeitet und die Kosten müssen extrem gering sein, damit die Akzeptanz beim Kunden gegeben ist.

Damit ein Smart-Meter zukunftssicher ist, muss er daher folgende Eigenschaften aufweisen: Hinreichende Kapazität (Rechenleistung und Speicher) für Erweiterung von Funktionalität und Services, Flexibilität bei der Unterstützung unterschiedlicher NANs (Neighborhood Area Network) sowie der NAN-Konfiguration, um eine schnellere Datenübertragung zu implementieren sowie die Unterstützung drahtgebundener und drahtloser NANs. Ob dieses allerdings reichen wird, auch die heute noch nicht bekannten Anforderungen in 10 Jahren abzudecken, bleibt zweifelhaft. Ayers erinnerte an Handys von vor zehn Jahren: Außer Telefonieren kommte man seinerzeit nichts. Im Gegensatz zum Handy-Kunden, der sich jedes Jahr ein neues Gerät kauft, wird der Hausbewohner für einen regelmäßigen Austausch eines Smart-Meters wohl nur wenig Verständnis entwickeln.

Für die Chip-Hersteller wie Freescale bedeutet dies, dass ihre Chips stärkere Prozessoren aufweisen und multiple Speicherkonfigurationen unterstützen müssen. Neben seiner Multi-NAN-Unterstützung wird vor allen Dingen eine SDC (Software Defined Communication) erwartet.

Bei einer zweiten Panel-Diskussion ging es um das Thema Medizinelektronik, das ja nicht nur von Freescale als großes Wachstumsfeld betrachtet wird. James McDonald, Gründer und CEO des auf Medizintechnik spezialisierten Fabless-Chip-Herstellers Cactus Semiconductor und Horst Merkle, bei Roche für die Therapie von Diabetes zuständig, bremsten die hohen Erwartungen. Zum einen scheitert die Heimmedizin oft an zu kompliziert zu bedienenden Geräten und der Kooperation der Patienten. Merkle forderte Geräte, die "einfach wie ein iPhone zu bedienen sind". Auch die Datenübertragung an Ärzte ist ungeklärt: Welcher Arzt möchte sich durch ggf. Millionen von Datensätzen kämpfen, um Diagnosen zu stellen? Hierzu wurde auch angemerkt, dass Ingenieure und Ärzte zwei unterschiedliche Sprachen sprechen.

Ein noch größeres Problem stellt jedoch das Geschäftsmodell an sich dar. Zwar sind die Margen bei Medizinanwendungen hoch, allerdings sind die Stückzahlen (noch) zu gering, um die extrem hohen Investitionen zu rechtfertigen. Hier spielen laut Merkle vor allen Dingen die Behörden eine negative Rolle: Es dauert Jahre, bis eine Zulassung erteilt wird, zudem müssen 30 % der Gesamtaufwände in Dokumentationen für die Behörden und 60 % in Tests und Studien investiert werden - nur 10 % gehen in die Hard- und Softwareentwicklung an sich. Roche hat alleine bislang 320.000 Seiten Dokumentationen erstellen müssen. Merkle merkte weiterhin an, dass die Behörden die "Innovationsgeschwindigkeit der Industrie" nicht mitgehen können, weil geeignete Mitarbeiter quantitativ und qualitativ fehlen.

Hierdurch werden neue Firmen ausgebremst, die Eintrittshürden in den Markt sind einfach zu hoch. Die einzige wirtschaftlich vertretbare Lösung, in der Medizinelektronik profitabel arbeiten zu können, darin waren sich alle Teilnehmer einig, besteht darin, Produkte, die für größere Märkte entwickelt wurden, für medizinische Geräte nutzbar zu machen. Selbst ein großer Hersteller wie Freescale zog aus den schwierigen Rahmenbedingungen seine Konsequenzen: Anfang April gab man bekannt, mit Cactus Semiconductor zusammenzuarbeiten. Während Freescale Zugriff auf die Cactus-IP erhält, profitiert Cactus von Freescales Fertigung und großer Support-Organisation.