Kommentar Industrie 4.0 auf der Chip-Ebene

Heinz Arnold, Chefredakteur Markt&Technik
Heinz Arnold, Chefredakteur Markt&Technik

Wer es wagt die Frage zu stellen, was die Halbleiterindustrie im Zeitalter nach Smartphones und Tablets weiter wachsen lassen wird, der bekommt mit hoher Wahrscheinlichkeit zwei Schlagworte serviert: IoT und Industrie 4.0. Dahinter stehen beeindruckende Zahlen, die die Augen der Halbleiterhersteller leuchten lassen.

Allein die Zahl der MEMS-Sensoren, die dafür sorgen, dass Maschinen miteinander und mit uns kommunizieren, dürfte über die nächsten Jahre in Hunderte von Milliarden Stück gehen.

Und weil die »Intelligenz« schon auf der Ebene der Sensorknoten Einzug hält, sind allein hierfür riesige Stückzahlen von Controllern sowie weiteren ICs erforderlich. Dazu kommen die Gateways, an die die Daten weitergeliefert werden, bis hin zu den riesigen Rechenzentren, die aus den riesigen Datenmengen überhaupt erst etwas Vernünftiges machen. Denn die Hardware-Infrastruktur allein ist ja nicht das, was IoT oder Industrie 4.0 impliziert. Erst die richtige Kombination aus Hardware und Software wird den Anwender – etwa in der Produktion – tatsächlich Nutzen bringen. Und erst wenn der Nutzen greifbar ist, werden sie in eine neue Technik investieren.

Das lenkt den Blick auf die Kosten des Ganzen. Da dürfte die Prognose, dass die Anwender kaum geneigt sein dürften, sehr viel mehr als bisher für ihre Geräte auszugeben, nicht allzu gewagt sein. Das heißt: Die Halbleiterkosten müssen sinken. Bisher ging das ja entsprechend Moore´s Law ganz einfach und (fast) wie von selbst. Jetzt stößt diese Entwicklung aber an ihre Grenzen. Der Einzug nächsten Wafer-Generation und der nächsten Generation der Lithografiegeräte verzögert sich jedenfalls – wenn er denn überhaupt stattfindet.

Also stellt sich die Frage, wie man mehr Intelligenz auf die Chips bringt, ohne die Strukturgrößen zu reduzieren. Eine Antwort lautet: Rekonfigurierbare ICs. Solche Chips könnten sich im besten Falle selber auf die jeweiligen Aufgaben anpassen, indem sie ihre Hardware für diese Aufgaben selbst konfigurieren, sie böten also ein Höchstmaß an Flexibilität. Das wäre gewissermaßen Industrie 4.0 auf der Chip-Ebene.

Nun gab es über die vergangenen 20 Jahre viele Firmen – von FPGA-Herstellern bis zu einer Vielzahl von Start-ups, die sich dem Thema angenommen hatten – ein durchschlagender Erfolg war keinem beschieden. Da lässt eine aktuelle Meldung aufhorchen: XMOS, ein 2005 gegründeter Hersteller von teilweise konfigurierbaren Controller mit Sitz in Großbritannien, hat ein Investment von knapp 20 Millionen Dollar erhalten. Interessant ist, wer investiert hat: neben Huawei und Robert Bosch auch FPGA-Spezialist Xilinx. Was steht hinter der Investition? Wieder sind es die Schlagworte IoT und Industrie 4.0. Huawei ist wohl neugierig, was sich hierzulande im Bereich Industrie 4.0 tut, Bosch will einer der treibenden Kräfte für das Gelingen von Industrie 4.0 werden und Xilinx sieht die Technik von XMOS als Ergänzung zur eigenen programmierbaren Logik. Vielleicht gibt IoT und Industrie 4.0 auch in dieser Richtung Schub für eine bezahlbare Flexibilität.

Ihr Heinz Arnold