Wachstumschancen in der Hochfrequenz-Branche Reichlich Potential im HF-Markt

Andreas Albert, Atlantik Elektronik: »Wer heutzutage die Integration und Zusammenführung der analogen und digitalen Funktionen in seinen HF- und Wireless-Produkten nicht vorantreibt, wird nur noch in sehr kleinen Bereichen Chancen haben - und dort auch nur geringe.«

Die HF-Experten von Atlantik Elektronik sagen der Hochfrequenzbranche eine – so wörtlich – »großartige Zukunft« voraus. Doch worauf kommt es eigentlich an, wenn man als Hersteller von HF-Produkten heutzutage erfolgreich am Markt sein will? Welche Technologien und Strategien werden sich auch langfristig durchsetzen können?

»Hochvolumige HF-Produkte sind heute meist als hochintegrierte Systemlösungen erhältlich«, erklärt Andreas Albert, Technical Sales Manager und Wireless Application Engineer des Elektronik-Distributors und HF-Spezialisten Atlantik Elektronik. »Als Technologie haben sich CMOS und RF-CMOS klar durchgesetzt, denn nur hiermit ist der hohe Integrationsgrad und eine kosteneffiziente Lösung möglich. Dabei spielt die Si-, SiGe- oder SiGe-CMOS-Technologie nur noch in Nischenapplikationen oder bei sehr niedriger Integration und geringem Kostendruck eine Rolle.« Mit den neuen RF-CMOS-Technologien seien in Hochfrequenzsystemen nahezu dieselben Leistungsdaten erreichbar.

»Interessanterweise spielt GaAs oder InGaP in HBT immer noch eine bedeutende Rolle für Produkte und Applikationen, in denen es auf eine hohe Leitungsfähigkeit und einen guten Wirkungsgrad bei trotzdem attraktiven Preisen ankommt«, erklärt Albert. »Für Verstärkeranwendungen mit hohen Frequenzen und geringen bis mittleren Leistungen ist SiGe mittlerweile unbedeutend geworden. Aufgrund der Verbesserungen bei der GaAs-Technologie und in den Fehlerwerten haben GaAs-Produkte an Attraktivität gewonnen.« Neue Technologien wie Gallium Nitride (GaN) eröffnen nach Ansicht des Experten neue Verstärkerapplikationen, in denen hohe Leistung mit gutem Wirkungsgrad und großen Einsatz-Bandbreiten gefordert werden.

HF erfordert Fachkompetenz

»Viele Halbleiterhersteller haben in den letzten Jahren ihre früheren HF-Technologien und -Produkte aus Kosten- und Effizienzgründen abgekündigt«, so Albert. »Für sie und ihre Kunden wird es zunehmend schwieriger, einen gleichwertigen Ersatz zu finden. Zudem ist es extrem schwer, beziehungsweise nahezu unmöglich, in HF-Schaltungen eine frühere Produktlösung durch ein vielleicht passendes neueres HF-Bauteil zu ersetzen. Hinzu kommt, dass in vielen Firmen die Fachkompetenz, eigene HF-Schaltungen zu entwickeln und Support dafür zu leisten, verloren gegangen ist.« Die Grundlagen für die Anforderungen zukünftiger HF-Entwicklungen sei aus Kostenoptimierungs- oder kurzfristigen Businessplänen vernachlässigt worden: »Die Firmen und deren Manager haben nicht verstanden, dass Hochfrequenz ein hochspezialisierter Fachbereich ist und die Kompetenzen und Ressourcen sorgsam zu behandeln sind. Selbst die Hochschulen konnten den Studenten das Interesse an der Hochfrequenztechnologie nicht vermitteln. Viel zu sehr standen dort die Forschung zu augenblicklichen Interessensfeldern sowie das Bestreben nach Excellenz-Zertifikaten im Vordergrund. Viel zu wenig lag der Fokus auf der Ausbildung und dem praktischen Vermitteln der Hochfrequenztechnik. Das ist umso verwunderlicher, weil heute eine Vielzahl sehr guter Entwicklungstools für die HF-Technik zur Verfügung steht.«

Wireless-Technologien

Vielfach vermischen sich die Begriffe Wireless und Hochfrequenz, obwohl es ein Unterschied ist, ob man die Software oder Firmware eines Wireless-Systems programmiert oder einen HF-Transceiver entwickelt. »In Anwendungen wie Bluetooth, WLAN und GPS dominieren höchstintegrierte HF- und Wireless-Systeme«, führt Albert aus. »Hierbei werden das analoge HF-Frontend und die digitale Signalverarbeitung in einem IC oder auf demselben Silizium-Chip integriert. Dabei spielen die Forderungen der Massenmärkte nach niedrigen Kosten und geringster Bauform eine entscheidende Rolle. Einige Firmen haben das frühzeitig erkannt und diesen Weg für ihre Produkte von Anfang an beschritten.« Dies verdeutliche auch die sehr hohe Systemintegration von HF-Funktionen z.B. in GPS-Navigationsgeräten. Im Bereich der Datenübertragung und Telemetrie habe sich von Anfang an die Integration kompletter HF/Wireless-Systeme durchgesetzt. Und ob für IEEE 802.15.4, ZigBee, Wireless M-BUS, ISM, SRD oder RFID - Kunden fordern eine kleine, kompakte und leistungsfähige Lösung.

Hohe Integration

Nachdem die Hochintegration im Mobilfunk bereits offensichtlich ist, werden zukünftig auch andere Applikationen wie Radio und TV, LTE, WiMAX und viele andere HF-Systeme denselben hohen Integrationsgrad erreichen. »Wer heute die Integration und Zusammenführung der analogen und digitalen Funktionen in seinen HF- und Wireless-Produkten nicht vorantreibt, wird nur noch in sehr kleinen Bereichen Chancen haben - und dort auch nur geringe«, betont Albert. »Es wird weiterhin einen hohen Bedarf an HF-Funktionen geben, weil die HF-Signale gesendet und empfangen, verstärkt, geschaltet oder gefiltert werden müssen. HF-Produkte werden mit ihren sehr speziellen und effizienten Technologien als wichtige und ergänzende Funktion für die Wireless-Systeme ein interessanter Markt sein.« Nun müssen aber genau diese HF-Funktionen mit hohem Sachverstand und Kompetenz unterstützt werden. Das bedeutet, dass auch hierfür Investitionen und Qualifizierungen nötig sind. Albert ist sicher, dass Firmen, in denen diese Kompetenzen fehlen oder verloren gegangen sind, sie neu erlernen müssen: »Wer dem nicht nachkommen kann oder will, oder es nicht verstanden hat, der wird den Anforderungen des Marktes nicht entsprechen und zurückfallen.«

Das Kundeninteresse zum Einsatz von HF- und Wireless-Lösungen in ihren Produkten wird nach Angaben des Experten zunehmend größer. Führt ein Hersteller eigene HF-Entwicklungen durch, gewinnen vor allem die Wireless-Module immer mehr an Bedeutung, weil man eine Lösung damit schneller und oft auch effizienter entwickeln kann. »Erfreulicherweise werden die Preise für HF-Module immer attraktiver und die Entwicklungsumgebungen immer leistungsfähiger«, so Albert. »Dabei werden nahezu alle HF- und Wireless-Standards in einer Vielzahl von Produkt- und Applikationsvarianten unterstützt. Äußerst wichtig ist vor allem das HF- und Systemwissen für die erfolgreiche Entwicklung von Modulen.«

Die Zukunft der HF-Branche bleibt weiter spannend. »Die Anforderungen werden wachsen, wenn neben der Systemintegration auch die Spezialisierung der HF-Funktionen immer mehr an Bedeutung gewinnt«, so das Resümee von Andreas Albert.