Neustart mit IoT? »Für die Vergangenheit schäme ich mich«

Jean-Marc Chery, stellvertretender CEO von STMicroelectronics, soll auf der nächsten Hauptversammlung die Nachfolge von Carlo Bozotti antreten und den Halbleiterhersteller als President, CEO und Vorstandsvorsitzender führen.
Jean-Marc Chery, stellvertretender CEO von STMicroelectronics, soll auf der nächsten Hauptversammlung die Nachfolge von Carlo Bozotti antreten und den Halbleiterhersteller als President, CEO und Vorstandsvorsitzender führen.

Sensoren – zumeist auf Basis von MEMS – in Kombination mit KI geben dem autonomen Fahren und dem IoT kräftig Schwung.

Sensorfusion sowie die Möglichkeit, die Natur sowohl auf der Sensorebene als auch auf der Ebene der neuronalen Netze für den Aufbau lernfähiger Systeme nachzuahmen, lässt schon bald energieeffiziente Sensorknoten in die Autos und Maschinen einziehen, die mit wenig Platzbedarf Intelligenz in den Edge bringen, wie zahlreiche Vorträge auf dem SEMI European MEMS Sensor Summit in Grenoble gezeigt haben.

»Wir haben in Europa beste Aussichten, die zweite Schlacht zu gewinnen – wir sind verpflichtet, sie zu gewinnen, für unsere weltweiten Kunden und erst recht für unsere Jugend!«, sagte Marc Chery, CEO von STMicroelectronics, in seiner Keynote zur Eröffnung des European MEMS Sensor Summit in Grenoble. »50 Mrd. Geräte müssen vernetzt werden, Autos, Lastwagen, Scooter, Maschinen in Fabriken, Geräte im Gesundheitswesen, in Smart Cities und vielem mehr – hier sind europäische Firmen wie Bosch, Infineon, NXP, ST und zahlreiche kleinere im Automobil- und Industriesektor Weltmarktführer, wir haben ein starkes Ökosystem rund um Sensoren, KI, Power-Management, IP und Vernetzung, also beste Voraussetzungen, um die zweite Schlacht zu gewinnen.«

Vor allem könne Europa Lehren aus der Geschichte ziehen: »Es ist nicht gelungen, im Rennen um die kleinsten Prozessstrukturen für die IC-Fertigung weltweit führend zu sein.« Zerknirscht fügt er an: »Dafür schäme ich mich.« Umso wichtiger, jetzt die neue Chance selbstbewusst und mutig anzugehen: Die Vernetzung der Maschinen untereinander. Denn alles an Technologien dafür sei in Europa vorhanden: von der Entwicklung, IP und Fertigung der Komponenten über die Systemhersteller bis zu den Endabnehmern in Automotive, Industrie, Gesundheit und allen weiteren relevanten Gebieten stehe die Lieferkette.

Was das konkret bedeuten kann, erklärt Lars Reger, Senior VP und Automotive CTO von NXP: »Rund 1,3 Mio. Menschen sterben jährlich an AIDS, und etwa genau so viel an Brust- und Lungenkrebs zusammen. Wenn ich einen Großteil dieser Menschen retten könnte, würde ich mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.« Doch genau das könnten die IC-Hersteller: »Die Zahl der Verkehrstoten weltweit liegt bei ebenfalls 1,3 Millionen pro Jahr. Mit dem Einsatz von ADAS-Systemen und selbstfahrenden Autos könnte sie gegen Null sinken!«, so Reger. Denn 90 Prozent aller Unfälle seien auf menschliche Fehler zurückzuführen. Also müsse sich das Auto zum „Gehirn auf Rädern“ entwickeln, ist deshalb häufig zu hören. Darüber schmunzelt Reger: »Dann wäre der Mensch ein Gehirn auf Schuhen! Die Experten, die so etwas sagen, vergessen, dass zwischen Schuhen und Kopf ein Körper sitzt, der nicht ganz funktionslos ist.« Denn über den Körper verteilt sitzen unzählige Sensoren. Sie füttern erst das Gehirn mit Daten, auf deren Grundlage es dann klug handeln kann. Leider macht es auch Fehler.

Die richtigen Sensoren fehlen noch!

Doch auch wenn Menschen Fehler machen, sie sind immer noch viel, viel besser als ein ADAS-System. Alle 10 Millionen Fahrstunden macht ein Mensch einen fatalen Fehler. »Das ADAS ist im Moment um fünf Größenordnungen schlechter!«, ruft Luc Borgeois aus, Expert Leader ADAS und AD Systems der Groupe Renault (zu der Nissan und Mitsubishi gehören). »Warum gibt es also noch keine selbstfahrenden Autos, warum sind Google und andere dem Ziel über die letzten Jahre kaum näher gekommen? Warum werden sie es so bald auch nicht schaffen?«, fragt Luc Bourgeois. Um gleich die Antwort zu geben: »Die Sensoren sind noch nicht da, es fehlt ihnen an Genauigkeit, Verlässlichkeit, Robustheit und Performance.« Sie aber wären die Voraussetzung, um die Sintflut an Daten zu erzeugen, die KI, Big Data, Deep Learning benötigen, um lernen und selbstständig Entscheidungen treffen zu können.

Wie Sensoren bei geringer Leistungsaufnahme genauer werden können, davon hat Emmanuel Sabonnadiere, CEO von CAE-Leti, eine Vorstellung: Sie müssen sich aus vielen einzelnen Sensorelementen zusammensetzen, die gemeinsam hochgenaue Ergebnisse liefern können. Vorausgesetzt, ein Großteil der Auswertung findet bereits auf Ebene der Sensorelemente selber statt. Wie so oft liefert die Natur das Vorbild, wie Sabonnadiere erklärte: Grillen verfügen über ein Organ, das kleinste Luftströmungen wahrnehmen kann. Viele Sensorhaare sind nebeneinander auf den „Antennen“ angeordnet, jedes einzelne wird durch Luftströmungen ausgelenkt und ist direkt mit einem Neuron darunter verbunden. Ergebnis: Die Grille bemerkt die Annährung eines Fressfeindes durch feinste Luftbewegungen so früh, dass sie fast immer entkommt. »Latency ist ihr ein unbekanntes Phänomen«, so Sabonnadiere. Auf die Sensortechnik übertragen heißt das: Millionen von Sensoren in einer Matrix angeordnet, darunter Schichten von RRAMs und darunter wieder eine Logikschicht. Daran arbeitet CAE-Leti bereits. »Für diesen 3D-Ansatz ist die SOI-Technik besonders geeignet«, freut sich Sabonnadiere über die im eigenen Hause mitentwickelte Technik.