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Mikrosystemtechnik
Mikrosystemtechnik

Messen
Diese baden-württembergischen Messen beziehen sich auf die Mikrosystemtechnik:

Messekalender

Technologie
Die Mikrosystemtechnik (MST) erstellt technische (Sub-)Systeme, deren funktionsbestimmende Strukturen Abmessungen im Mikrometerbereich haben. Sie kombiniert Methoden der Mikroelektronik, der Mikromechanik, der Mikrofluidik und der Mikrooptik, aber auch Entwicklungen der Informatik, Biotechnologie und Nanotechnologie, indem sie Entwicklungen und Strukturen aus diesen Bereichen zu neuen Systemen vereinigt.

In diesen Systemen wirken Sensoren, Aktoren und Datenverarbeitung zusammen. Prominentes Beispiel sind optische Sensoren in kabellosen Mäusen, oder auch die Bubble-Jet Druckköpfe moderner Drucker, die mikrometerfeine Düsen mit Heizelementen kombinieren, zum Teil sogar mit eigener Intelligenz im Druckkopf. Weitere Anwendungsbeispiele sind Beschleunigungs-Sensoren zur Auslösung von Airbags, Drehraten-Sensoren für Überrollbügel, Instrumente der minimal-invasiven Chirurgie wie Endoskopsysteme oder chemische Sensoren für die Lebensmittelüberwachung.Ein Randbereich der MST ist die Mikroverfahrenstechnik, die sich mit physikalischen und/oder chemischen Prozessen beschäftigt, die in mikrostrukturierten Apparaten ablaufen.

MST beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Herstellung von mikroelektronischen Schaltungen und mikromechanischer und mikrooptischer Bauelemente in Halbleitermaterialien wie kristallinem Silizium oder Gallium-Arsenid. Auch die Herstellung mit anderen Werkstoffen wie Sol-Gel Materialien und Kunststoffe im Mikrometermaßstab ist Thema der MST, beispielsweise die Herstellung mikromechanischer Strukturen in der LIGA-Technik oder der Herstellung von Systemen mit 3D-CSP (dreidimensionales Chip Size Packaging) und RMPD (Rapid Micro Product Development, werkzeuglose Serienherstellung von Mikrobauteilen).

Technologische Spitzenstellung
Die Mikrosystemtechnik (MST) ist eine Erfolgsgeschichte und Deutschland – insbesondere Baden-Württemberg – der Motor dieser Innovation. Herzschrittmacher, Biochips, die Gerätschaften der minimal invasiven Chirurgie, Airbags oder Handys sind nur einige bekanntesten Anwendungen, in denen Mikrosystemtechnik steckt. Prognosen gehen von einem Wachstum der Mikrosystemtechnik von rund 20 Prozent jährlich aus. Kommerzialisierung und industrielle Nutzung der Mikrotechnologien sind in vollem Gang. Besondere Chancen in Baden-Württemberg sind in der Automobilindustrie und den Lebenswissenschaften zu erkennen. Netzwerke unterstützen vor allem kleinere und mittelständische Unternehmen bei Kooperationen mit der Forschung und erleichtern den Sprung in die Miniaturisierung. Anwendungsorientiert forschende Institute erweisen sich als unverzichtbarer Partner bei der Realisierung neuer mikrotechnischer Produkte.
Präsentation 
Industriedichte
In Baden-Württemberg sind alle für die Mikrosystemtechnik relevanten Anwenderbranchen sowie Material- und Gerätezulieferer exzellent vertreten. Hier gehört das Land zu den Spitzenreitern in Deutschland. Die baden-württembergische Industrie zeichnet sich im Bereich der Mikrosystemtechnik durch eine hohe Wettbewerbsfähigkeit aus.
Arbeitskräftepotenzial
Baden-Württemberg besitzt eine sehr gute Infrastruktur für Forschung und Lehre und verfügt über renommierte Forschungseinrichtungen - sowohl grundlagen- als auch anwendungsorientiert. Das Land liegt bei Mikrosystemtechnik-Absolventen und Arbeitsplätzen (gut ausgebildete Fachkräfte wie Mikrosystemtechnik-Ingenieure) in der Spitzengruppe.
Marktpotenzial
Ausgangs- und Datenbasis für die Bewertung der verschiedenen Teilmärkte in Baden-Württemberg ist die Nexus Marktstudie für MEMS und Mikrosysteme III, 2005. Teilmarkt wird dabei verstanden als Kombination einer Produktart mit einem spezifischen Anwendungsbereich z.B Bescheunigungssensoren für die Automobilindustrie.

Baden-Württemberg hat auf folgenden Feldern eine gute relative Wettbewerbsposition:

  • MST-Sensorik für Automobile
  • Aktorik für Automation
  • MST Sensorik für Messen, Steuern, Regeln
  • Aktorik für Medizintechnik
  • Aktorik für Bio-/Lebenswissenschaften

Dieses Ergebnis entspricht der Ist-Situation der baden-württembergischen MST Hersteller und ihrer internationalen Wettbewerbsposition. So ist mit Robert BOSCH die weltweit führende MST Sensorik Firma für den Automobilbereich in Baden Württemberg angesiedelt. Führende Firmen, die MST für die Messtechnik herstellen sind Endress+Hauser und Sick. GreinerBioOne, Storz, Aesculap und Applied Sensor stehen stellvertretend für MST Hersteller und Forschung in Medizin, Bio und Lebenswissenschaften.

Entstehende Teilmärkte mit guter relativer Wettbewerbsposition in Baden-Württemberg:

  • Mikrofluidik/biochemische Analyse für Bio-/Lebenswissenschaften
  • Mikrofluidik/biochemische Analyse für Luftfahrt, Verteidigung und Sicherheit
  • MST Sensorik/optische MST für Messen, Steuern, Regeln
  • Aktorik für Bio-/Lebenswissenschaften
  • Medikamentendosierung für Medizintechnik
  • MST Sensorik für für Luftfahrt, Verteidigung und Sicherheit
Forschung und Entwicklung

Industrienahe Anwendungsentwicklung ist ein Schwerpunkt der Wirtschafts- und Technologieförderung des Landes Baden-Württemberg. In diesem Rahmen fördert es unter anderem die Institute der Hahn-Schickard-Gesellschaft: in Stuttgart das Institut für Mikroaufbautechnik (HSG-IMAT) und in Villingen-Schwenningen das Institut für Mikro- und Informationstechnik (HSG-IMIT). Beide Institute zusammen beschäftigten rund 100 Mitarbeiter und generieren einen ständig wachsenden Anteil ihrer Projekte direkt aus der Industrie. Sie sind sogar in der Lage, kleine und mittelgroße Serien mikrotechnischer Bauteile nach industriellen Maßstäben selbst herzustellen.

Das HSG-IMIT hat soeben neue, zukunftsträchtige Forschungsgebiete aufgebaut – ebenfalls mit Förderung durch das Land Baden-Württemberg: energieautarke Systeme, Mikromedizintechnik und flexible mikrostrukturierte Systeme. Dazu wurden eigens 18 neue Mitarbeiter eingestellt.

Zu den Schrittmachern der Technologie zählt auch das Institut für Mikrosystemtechnik (IMTEK) der Universität Freiburg. Mit 18 Professuren und 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist das IMTEK zur größten europäischen Fakultät ihres Fachgebietes herangewachsen. Nahezu alle relevanten Aspekte der Mikrosystemtechnik von der Mikroelektronik über Sensoren bis hin zur biomedizinischen Mikrotechnik werden von den Wissenschaftlern des IMTEK abgedeckt.Das Besondere am IMTEK: Das Institut ist nicht nur in seiner wissenschaftlichen Arbeit Spitze, sondern es leistet auch professionelle Unterstützung bei der Umsetzung in konkrete Produkte. Dabei kooperiert das IMTEK mit Firmen wie Aesculap, Applied Biosystems, DaimlerChrysler, Endress & Hauser, GeneScan, Nova Biomedical, Micronas, Medisense, Roche, Sick oder STEAG microParts.

Zu den weltweiten Pionieren der Mikrosystemtechnik zählt das Forschungszentrum Karlsruhe (FZK). Heute fokussiert das FZK auf die Schnittstelle von Mikrosystemtechnik und Nanotechnologie – ein Zukunftsfeld, das wesentliche Impulse für technische Innovationen in einer Fülle von Industriesektoren geben wird. Diesem Feld kommt eine Schlüsselrolle bei der Implementierung von zusätzlichen Funktionalitäten und neuartigen Materialien und Effekten zu. Das FZK betrachtet die Mikrosystemtechnik und die Nanotechnologie dabei als zwei einander ergänzende Disziplinen der Miniaturisierung in Wissenschaft und Technik. Die Nanotechnologie erlaubt den Zugriff auf bislang ungenutzte, völlig neuartige Effekte. Die Mikrosystemtechnik ermöglicht durch ihre ausgeprägte systemische Fähigkeit den Aufbau kompletter Systemlösungen. Das Programm Nano- und Mikrosysteme am FZK zielt darauf ab, anwendungsgerechte Lösungen zu entwickeln.

 

 

Weitere Forschungseinrichtungen und Hochschulen in Baden-Württemberg:

Links zu Forschungseinrichtungen:

Albert-Ludwigs-Universität/IMTEK
Forschungszentrum Karlsruhe
Fraunhofer-Institut - IPA
Hahn-Schickard-Gesellschaft
Hochschule Esslingen
Hochschule Furtwangen
Institut für Mikroelektronik Stuttgart - IMS
Universität Stuttgart

Netzwerkstrukturen
Um die Mikrosystemtechnik auf dem Markt noch besser zu positionieren und die Stärken zu bündeln, engagieren sich zunehmend Netzwerke für die bessere Verbindung zwischen Forschung und Industrie.

Der Verein Mikrosystemtechnik Baden-Württemberg wurde auf Initiative des Wirtschaftsministeriums Baden-Württemberg von 16 Unternehmen und Institutionen gegründet. Sein Ziel ist es, die wissenschaftlichen und industriellen Aktivitäten enger miteinander zu verknüpfen. MST BW organisiert das Networking innerhalb und außerhalb Baden-Württembergs, Workshops und interdisziplinären Arbeitsgruppen, Aus- und Weiterbildungsangebote. Der Verband initiiert strategische Verbund- und Förderprojekte und unterstützt Start up-Unternehmen.

Das MicroMountains-Netzwerk in Villingen-Schwenningen hat jetzt ein neues, vom Bund gefördertes Zentrum für Technologietransfer – Applikationszentrum genannt – ins Leben gerufen. Kernaufgabe der Einrichtung wird es sein, die Anwendung von Forschungsergebnissen aus der Mikrosystemtechnik in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) massiv zu beschleunigen. Im Unterschied zu Forschungseinrichtungen kann das MicroMountains Applikationszentrum wie ein haftungsrechtlich eigenverantwortliches Unternehmen agieren. Es führt Innovationsvorhaben wie Dienstleistungsaufträge aus – mithin ein weiterer Innovationsmotor, der die Wettbewerbsfähigkeit der baden-württembergischen Wirtschaft auf den wachstumsstarken Gebieten der Miniaturisierung und Mikrosystemtechnik vorantreiben wird.

Weitere Netzwerke in Baden-Württemberg:

 
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