Programm für sicherere Elektronik: Technologische Souveränität

Forschungsministerin will mehr Chips aus deutscher oder europäischer Produktion. Die Abhängigkeit von den USA und Fernost soll reduziert werden.

Mehr Geld für deutsche Chips – hier der erste Universalcomputer der Welt von Konrad Zuse von 1941 Foto: Paul Zinken/dpa/picture alliance

BERLIN taz | Soll der Göttervater Zeus die Entwicklung deutscher Elektronikbauteile aus dem mythologischen Jenseits inspirieren? Oder Computer-Ahnherr Konrad Zuse, was schon mehr Sachlogik hätte. Beide Namen tauchen als Akronyme für zwei neue Elektronikförderprogramme auf, die in dieser Woche im Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in Berlin vorgestellt wurden.

Mit ihnen soll die sogenannte „Vertrauenswürdige Elektronik“ gestärkt werden, die nicht nur mehr IT-Sicherheit verspricht, sondern auch eine industriepolitische Komponente enthält.

Mehr Chips aus deutscher oder europäischer Produktion sollen die Abhängigkeit von Mikroprozessoren aus den USA und Fernost reduzieren, bei denen man nie genau wissen kann, ob in ihrem Code vielleicht doch Zugänge für die dortigen Geheimdienste eingebaut sind. Seit Edward Snowden ist die Welt klüger. „Technologische Souveränität“ lautet dafür die aktuelle Chiffre in der politischen Diskussion.

Im Rahmen der BMBF-Digitalstrategie wurden jetzt die ersten Projekte aus der Förderlinie „Zukunftsfähige Spezialprozessoren und Entwicklungsplattformen (ZuSE)“ mit einer Förderung in Höhe von rund 25 Millionen Euro gestartet. Für das Programm ZEUS, für das von Forschern Projektskizzen zu Entwurf, Herstellung und Analyse Vertrauenswürdiger Elektronik eingereicht werden können, stehen ab Anfang 2021 bis zu 20 Millionen Euro bereit.

Forschungsministerin Anja Karliczek (CDU) betonte bei der Vorstellung des Programms, dass ihr Haus die Förderung in diesem Bereich verstärke, weil die Elektronik immer mehr sicherheitskritische Funktionen übernehme, wie in der Medizintechnik, in der sich selbst steuernden Fabrik der Industrie 4.0, beim autonomem Fahren oder im Mobilfunk. Karliczek: „Dafür ist es wichtig, dass wir uns bei Schlüsseltechnologien im internationalen Wettbewerb behaupten und technologisch souverän sind.“

Robuste Prozessoren

Ein Projekt („Scale4Edge“) untersucht zum Beispiel, wie die Kosten und Entwicklungszeiten für „Edge-Prozessoren“ nennenswert reduziert werden können. In diese Bauteile fließen die Messdaten von externen Sensoren ein, etwa Maschinendaten aus der Industrie 4.0. Gleichzeitig werden erste Berechnungen vorgenommen. Derartige „Rechenknechte“ an der Schnittstelle zwischen realer Fabrikwelt und virtueller Welt von Computern und Daten­clouds müssen besonders zuverlässig, robust, aber auch energieeffizient arbeiten.

Weitere Projekte entwickeln Spezialprozessoren für die künstliche Intelligenz (KI) beim autonomen Fahren. Hier hat der Autobauer BMW die Projektführerschaft. An der Technischen Hochschule Nürnberg geht es im Projekt „KI-Power“ um Prozessoren, die KI-Algorithmen zur effizienten Steuerung von Leistungselektronik einsetzen.

Comments

[Bolzkopf]

Ich lach mich schlapp!

Jahrzehnte haben unsere Regierungen unseren technologischen Vorsprung verrinnen lassen in dem Dinosaurier-Technologie gepampert wurde bis zum geht nicht mehr.

Ich denk' da nur an an Braunkohle, Steinkohle und Stahl.

An Verbrenner-Autos und Uraltatommeiler.

An die MINT-Fächer in den Schulen.

An die Ausstattung der Schulen.

An das "ultraschnelle" Internet ...

Wo soll das denn herkommen, Frau Karliczek?

Bildlich gesprochen sind die anderen Industrienationen schon auf dem Mars gelandet und wir hüpfen grade mit einem geliehenen "Kitty Hawk" vom Blocksberg ...

[Ressourci]

Als erstes sollte man doch einmal analysieren, sofern nicht schon geschehen, welche Microchips denn wirklich aus Sicherheitsgründen und/oder aus volkswirtschaftlichen Abhängigkeitsgründen wirklich relevant sind.

Auf RAM Speicherbausteine trifft das wohl kaum zu, auf die Mikroprozessoren für Laptop, Desktop und insbesondere Server schon eher (weltweit nur 2 Anbieter, Intel und AMD, beide in den USA angesiedelt, allerdings befindet sich auch deren Fertigung zu Teilen in Asien) und auf Microchips für Router, Mobilfunkstationen und andere Hardware der Netzwerkkommunikation mit Sicherheit. Bei Industrie 4.0, autonomen Fahren und KI sollte man jetzt mit aller Macht auf offene Standards und Standardprozessoren setzen, die erst durch eine entsprechende Firmware ihre individuelle Funktion gewinnen. Bei KI ist ohnehin der Algorithmus und das Datensatz fürs machine learning relevanter als die eigentliche Hardware.

Es macht sicherlich keinen Sinn jetzt in allen Bereichen unabhängig zu werden, das ist weder finanzierbar noch gibt es einen Grund der gegen eine sinnvolle Arbeitsteilung spricht.

Aber bei den wirklich relevanten Technologien sollte Europa technisch auf der Höhe sein und zumindest einen Teil des Chipbedarfs aus einer europäischen Fertigung beziehen. Es muss nur auch allen klar sein, dass es das zum Nulltarif gibt, weder in der Forschung noch bei der Produktion. Wenn wir als Konsumenten nicht bereit sind für die Endgeräte dann auch einen höheren Preis zu zahlen (Lohnkosten sind in der EU höher als in Asien und die Einhaltung der Umweltstandards gibt es auch nicht umsonst), dann sollten wir es gleich lassen.

[el presidente]

Wäre doch mal ein gutes Projekt für die EU. Sozusagen Airbus 2.0, da hat das ja auch geklappt.

Ich erinnere noch, wie die Informatiker an der Uni damals Sturm liefen gegen die Verlagerung der Chip-Produktion nach Japan. Sie haben offensichtlich recht behalten.

[hey87654676]

@el presidente Naja, nicht wirklich. Japanische Firmen waren durch neue Verfahren in der Lage Arbeitsspeicher praktisch 10x effizienter herzustellen. Intel war bis zu dem Zeitpunkt ein Hersteller von Arbeitsspeicher - CPUs waren im besten Fall als Spaßprojekt angesehen. Danach waren sie aber gezwungen ihre Ausrichtung zu ändern.

Denke langfristig geht der Trend eh hin zu Open-Source-CPUs und -Chipsätzen, deren Spezifikation komplett offen steht, etwa RISC-V. Dann haben auch die Geheimdienste in dem Bereich nicht mehr viel zu melden. Apple baut ja auch gerade seine Hardware um, mehr ARM, weniger Intel. (Und die SIMs verschwinden auch...)

[Jörg Heinrich]

Das ganze Dilemma der deutschen Politik und Medienberichterstattung ziegt bereits das Titelfoto -- wenn auch unfreiwillig !

Der Titels ist "... mehr Chips aus ... europäischer Produktion..."

Das Fotos zeigt die Relais aus aktueller Fertigung des deutschen Releaherstellers "Finder" in einem Nachbau eines 40ziger-Jahre Museumsrechners von Zuse.

P.S.: Wie andere Kommentare hier schon ganz richtig festgestellt haben:

Chip-Entwicklung und vor allem Chip-Fertigung (die Fabriken) kosten heute "Milliarden-Beträge".

25-Millionen für ein Forschungsprogramm in dem Bereich ist lächerlich und wirkungslos.

Es zeigt nur die völlige Unfähigkeit und den klaren Unwillen in Deutschland sinnvolle Industrtiepolitik zu betreiben.

[danny schneider]

@Jörg Heinrich Das mit dem Unwillen es gescheit zu machen stimmt natürlich...

Man muss sich auch klar machen gegen was man kämpft:

Die USA ist nicht mehr was es mal in dem Markt war, aber noch immer stark. Und vieles an der Basistechnik kommt von denen - seit mindestens 1960 strategisch mit Milliarden aus den Militärhaushalten gefördert.

Und z.B. Taiwan? Auch da stecken Milliarden an staatlichen Subventionen drin.

Es ist schwer zu glauben das wir hier ohne Steuermilliarden je konkurrenzfähige Preise werden bieten können.

Bleibt nur: besser sein als alle anderen. Aber wie hier schon gesagt werden... da fehlen ein paar Nullen bei den Fördersummen.

[Daniel Niemand]

Das Titelbild zeigt einen Ausschnitt des Nachbaus mittels Finder-Relais von 2011, nicht die Original Zuze Z3 von 1941... Im übrigen ist ein Relaiscomputer kein besonders gelungenes Beispiel zum Thema Microchips... Zuse war halt ein deutscher Pionier der Informationstechnik... John von Neumann oder Alan Turing waren aber wesentlich bedeutsamer. Ersterer auch was die Architektur von Microprozessoren betrifft. Aber leider halt keine deutschen.

[danny schneider]

@Daniel Niemand stimmt das Zuse den ersten allgemein verwendbaren, frei programmierbaren Rechner gebaut hat... unbedeutend.

Das er später auch noch eine der ersten Hochsprachen erfand? Scheiß drauf.

Das er weder Mathematiker noch Physiker war, sondern wenn ich mich recht erinnere Architekt, und er sich alle Grundlagen somit selbst erarbeiten musste... Bedeutungslos.

[Ingo Bernable]

Im Titel ist von Chipproduktion die Rede, im Text dann nur noch von Chipdesign. In Hinblick auf die Fertigung hat Europa den Anschluss schon vor 25-30 Jahren verloren und wird ihn auch nicht wieder bekommen. Selbst wenn die EU die nötigen Summen mobilisieren würde, eine einzige Fab für die aktuell relevanten Strukturbreiten von unter 10µm schlägt mit mehreren Milliarden zu Buche und allein Samsung plant in den nächsten zehn Jahren Investitionen von über 100 Mrd. $ in die Chiproduktion [1], würde dies nicht viel helfen da es in Old Europe an KnowHow und Expertise fehlt um dann auch produzieren zu können.

Allgemein gefasst ist Karliczeks Aussage „Dafür ist es wichtig, dass wir uns bei Schlüsseltechnologien im internationalen Wettbewerb behaupten und technologisch souverän sind.“ komplett illusorisch. Tatsächlich will ZuSE aber auch viel weniger, es soll wohl lediglich eine offene RISC-V Architektur werden und der dafür nötige Befehlssatz ist ohnehin unter BSD-Lizenz frei verfügbar. Daraus ein Chip-Design zu bauen mag mit dem Budget möglich sein. Ob das Ergebnis dann konkurrenzfähig ist oder die Verwendung für bestimmte Anwendungen politisch durchgesetzt werden muss wird sich zeigen müssen.

[1] www.heise.de/newst...r-Fab-4665814.html

[danny schneider]

@Ingo Bernable "auf die Fertigung hat Europa den Anschluss schon vor 25-30 Jahren verloren und wird ihn auch nicht wieder bekommen."

Wenn ich so einen Quatsch schon lese... Die Wichtigsten Komponenten, Optik, Lichtquelle,... der fortschrittlichsten Maschinen zur Fertigung von Chips (ASML - niederländisch) kommen aus Deutschland.

Nur ist das Fertigen in Asien mit niedrigeren Löhnen und Umweltstandards halt billiger.

[tomás zerolo]

@danny schneider Heh. da gehe ich mit @RESSOURCI mit. Sie haben keine Ahnung.

Tatsache ist, dass dieses Geschäft höchst arbeitsteilig ist. Auch das Planen und Durchführen einer ganzen Fab ist know-how, nicht nur das Bauen der Stepper, etc.

Diese arrogante Haltung, die Sie an den Tag legen (nur wir sind die klugen, die anderen sind halt fleissig und dumm) hat so mancher Volkswirtschaft das Genick gebrochen.

Zu recht.

[Ressourci]

@danny schneider Viele der zur Herstellung von Halbleitern erforderlichen Maschinen kommen in der Tat aus Europa (einige andere Länder bieten solche Anlagen aber auch an), aber nur weil man die Machinen bauen kann, kann man eben noch nicht das Produkt herstellen. Nur weil ein Land super Fräsmaschinen und Schweisroboter herstellen kann, ist es noch lange nicht in der Lage auch gute Autos zu bauen.

Außerdem sind Optik und Lichtquellen nur bei den auf einkristalinem Silizium basierten Halbleitern relevant, es werden aber immer mehr und für die Hochtechnologie relevante Microchips mittels Epitaxie hergestellt (u.a. GaAs, GaN, SiC, SiGe) und da braucht man ganz andere Anlagen zur Herstellung.

[Ingo Bernable]

@danny schneider "Wenn ich so einen Quatsch schon lese..." Na, gleichfalls.

Wenn Deutschland eh schon international führend in der Halbleitertechnologie ist, kann sich der Steuerzahler die 20 Mille Fördergeld ja auch klemmen. Ist aber nun mal nicht so.

Wenn man sich mal die Standorte der großen Fabs anschaut spricht das relativ klar dagegen, dass das die EU da primär wegen der Lohnkosten aus dem Rennen ist.

[J_CGN]

Die Unabhängigkeit in der Halbleiterelektronik ist dringend geboten. Aktuell können die USA ihnen misliebiges Verhalten durch Sanktionen, die den Export und Kauf dieser Bauteile verhindern, beliebig behandeln und Europa "auf Linie" bringen. Übrigens unabhängig ob Republikaner oder Demokraten wie man an den Sanktionen zu Nord Stream II sieht.

[chinamen]

Nicht schlecht. Verlorenes Terrain wiedergewinnen. Und gerade Micro Prozessoren steuern, regeln und leiten so ziemlich alles, mit entsprechender Software natürlich, was sich in der Industrie bewegt und 'Verstand' in Form von Algorithmen braucht.

Aber 20 Mio hier und 25 Mio dort, irgendwie ist dies eher ein Maßstab für Jugend forscht oder für das Fördervolumen bundesdeutscher Trachtenvereine.

'Ein bisschen Technologische Souveränität' wäre da als Überschrift des Artikels angebrachter.

Es ist für mich auch schwer vorstellbar, dass die Industrie da so richtig einsteigen wird. Mit spitzen Bleistift werden dann irgendwelche BWL'er ausrechnen, um wie viel billiger es ist so einen Prozessor aus Drittstaaten zu beziehen. Und der Vorstand der auch für den Einkauf zuständig ist wird herzlich lachen und seinem Finanz Vorstandskollegen prustend sagen 'Stell dir vor, mit diesem Fördergeld wären je noch nicht mal unsere Prämien abgedeckt. Und du Franz müsstest dein Wochenendhaus am Chiemsee verkaufen.'

Es ist aber auch klar, dass eine Volkswirtschaft nicht alles, aber auch wirklich alles selber herstellen kann. Die Länder spezialisieren sich auch, z.B. Frankreich für Käse, Flugzeuge und Wein, oder die USA für Software, innovative Ideen und Waffen, oder Italien für schnittige Sportwagen, Serano Schinken und die besten Trauben der Welt, oder England für ... äh ... naja irgendwas werden die auch haben, oder Japan für zuverlässige Autos, Höflichkeit und Sushi.

Müssen wir also wirklich alles selber herstellen?

[danny schneider]

@chinamen Ach bez. SW, Forschung, Robotik, KI, etc... sind wir hierzulande und Europa sowieso gleichauf (mindestens!) mit den USA... was Qualität und Innovation betrifft.

Alleine mit Fördermilliarden vom Militär, Investoren die offene Standards abschaffen wollen (Vendor Lockin!), ausbeuterischen Geschäftsmodellen (Der Kunde ist die Ware...) und der Außenwirkung sind wir schlechter.

Und als Ingenieur muss ich sagen: ich bin froh das wir hier "schlechter" sind.

[chinamen]

@danny schneider NOCH sind wir "schlechter". Doch steht Europa unter einem Dauerfeuer, einmal aus dem neo-liberalen angelsächsischen Raum "Ihr sollt so wie wir sein und Juniorpartner bei der Eroberung der Welt und wer das Wort sozial ausspricht oder auch nur denkt kriegt eins in die Fresse" und zum anderen aus Fernost "Seid unser total offener Absatzmarkt, rückt die Kohle rüber und ob ihr links oder rechts wählt ist uns sowas von egal".

Und Europa? Eiert rum. Ein an für sich gutes Vorhaben der Forschungsministerin wird dermaßen nach unten skaliert, dass es ein Witz ist. Vielleicht entwickeln ein paar kluge Leute in Nürnberg was tolles, einen Chip der Zukunft, doch gebaut wird er dann woanders. Oder um es so mal ganz pathetisch auszudrücken, der Chip wird auf dem Altar der Rentabilität geopfert.

[XXX]

@chinamen Die essentiellen Sachen sollte Europa auf jeden Fall selbst herstellen können. Es ist nicht sinnvoll und völlig unnötig, so wie Sie vorschlagen, den USA die "innovativen Ideen" (sind wir denn unmündig?), die Software (wir wären ja wahnsinnig!) oder die Waffen zu überlassen. So eine Arbeitsteilung würden nur Vasallenstaaten akzeptieren.

[Wundersam]

Zum ersten: die Bildunterschrift kann so nicht stimmen, Zuse hatte den Stand der Technik aus den 40er Jahren zur Verfügung, sämtliche Komponenten auf dem Bild sind wesentlich jüngeren Datums. Also handelt es sich allenfalls um einen modernen Nachbau. Bitte besser recherieren.

Zum Zweiten: wer hat denn Forschung und Entwicklung von Hard- und Software durch mangelnde mangelnde Unterstützung und die Forderung nach billig, billig (wie übrigens in anderen Bereichen auch) lange ignoriert/blockiert und Auslagerung/ Ausverkauf von Technologie mindestens billigend in Kauf genommen (Solaranlagen, Medikamente usw.)?

Seit mindestens 20 Jahren Versagen und Ignoranz der Politik auf diesem Gebiet und jetzt wird gejammert, das dürfe nicht sein? Die Industrie hat das dankbar im Sinn der Profitmaximierung ausgenutzt, wurde von den Geschäftspartnern wegen des Know-How über den Tisch gezogen (Chinas Joint-Ventures z.B.) und die Politik hat sich des Problems nicht oder nur virtelherzig angenommen, umdie Wirtschft nicht zu gefährden.

Wer soll jetzt auf die Schnelle die nötigen Anlagen aufbauen und wer bezahlt das?

[tomás zerolo]

"Industrie 4.0" -- warum zucke ich bei diesen Schlagworten immer nur zusammen?

"Forschungsministerin Anja Karliczek (CDU) betonte bei der Vorstellung des Programms [...]" -- Jaja. Da sind wir in besten Händen, wenn sogar Philipp Amthor ein Startup [1] mit anschiebt (im Boot angeblich uns Maaßen und... ja! Gutti!).

Mal wieder die bewährte konservativ-muffelige Haushaltsmischung aus Korruption und Inkompetenz.

Dabei wäre auf diesem Gebiet so verdammt viel zu tun! An guten Ansätzen und begabten Menschen mangelt es hier in der EU wahrlich nicht.

www.spiegel.de/pol...-0000-000171527043

[danny schneider]

Das Problem: wer soll es zahlen? der Endkunde sicher nicht. Und so n Chip wird dann nicht nur 20 Cent teurer. Schätze Vorstände und Gesellschafter werden der Firmen die diese Chips sind dann richtig geil drauf für nationale Elektronik pro Jahr auf mehrere Millionen Gewinn zu verzichten. Ich sehe nicht das der Mittelstand hier aufspringt. Nicht freiwillig.

Und statistische Schätzalgorithmen (im Bullshitbingo nennt man das KI) auf Leistungselektronik los zu lassen... da läuft es mir als Ingenieur so erst mal pauschal kalt den Rücken runter. Nicht existenter Gott, wirf Hirn vom Himmel.

Aber schon klar, Firmen wie BWM sind extrem gut im abgreifen von Fördergeldern und unsere Politikdarsteller basteln da immer gerne Fördertöpfe.

[Angie]

Der Autor scheint noch nie einen Computer von Innen gesehen zu haben. Das Bild zum Artikel ist eine eher schlecht verdrahteter Schaltschrank der 2000er.

Einige wenige Klicks in der WP Stichwort Zuse hätten Aufschluss gegeben.

de.wikipedia.org/wiki/Konrad_Zuse

Das Bild aus WP ist auch in der taz verwendbar ;-)