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Bosch Expertenteam für den Zukunftspreis nominiert

| Redakteur: Bernd Otterbach

Das deutsche Präsidialamt hat die Nominierten für den Deutschen Zukunftspreis 2008 bekannt gegeben. Mit dabei ist ein Team der Bosch-Gruppe, das die technologische Voraussetzung für die Produktion kleiner, preiswerter, leistungsfähiger und Strom sparender Sensoren geschaffen hat.

Aus einer ganzen Reihe hochkarätiger Einreichungen wählte die Expertenjury des Preises des Bundespräsidenten für Technik und Innovation die vier bedeutendsten Arbeiten aus für die endgültige Entscheidung. Den Gewinner wird Bundespräsident Horst Köhler am 3. Dezember 2008 verkünden.

Zum vierten Mal in der zehnjährigen Geschichte dieses renommierten Innovationspreises ist es Mitarbeitern der Bosch-Gruppe gelungen, die Auswahlrunde der vier nominierten Expertenteams zu erreichen. Das Bosch-Team mit seinem Sprecher Dr.-Ing. Jiri Marek sowie den beiden Teammitgliedern Dr.-Ing. Michael Offenberg und Dr.-Ing. Frank Melzer hat zum einen wichtige Schlüsselprozesse für die Oberflächen-Mikromechanik entwickelt und damit die Voraussetzungen geschaffen, kleine, preiswerte, leistungsfähige und stromsparende Sensoren zu produzieren. Zum anderen haben sie diese Technologie zur Serienreife gebracht und einen Weltmarkt für mikromechanische Sensoren erschlossen, auf dem Bosch heute die führende Position einnimmt.

„Wir freuen uns zusammen mit allen Mitarbeitern unseres Unternehmens, dass es unser Expertenteam in die letzte Auswahlrunde zum Zukunftspreis 2008 des Bundespräsidenten geschafft hat. Schon diese Vorentscheidung ist eine Auszeichnung der hochrangigen Jury, die uns alle mit Stolz erfüllt“, sagte Franz Fehrenbach, Vorsitzender Geschäftsführer von Bosch.

Kostengünstige Sensoren bringen Sicherheit

Wenn das Auto registriert, dass es schleudert und sich selbst stabilisiert; wenn der Laptop herunterfällt und vor dem Aufprall noch die Festplatte schützt; wenn das Handy im Notfall Hilfe ruft und die Retter genau zu seinem Besitzer führt – jedes Mal stecken dahinter Sensoren, „elektronische Sinnesorgane“, mit denen Technik ihre Umwelt wahrnimmt. Sensoren gelten als Schlüsselelemente, wenn technische Geräte immer intelligenter auf die Bedürfnisse von Menschen reagieren – Technik fürs Leben.

Eine wichtige Voraussetzung dafür ist, dass die Sensoren deutlich kleiner, leistungsfähiger, preisgünstiger und energiesparender werden als sie es bisher waren. Dafür haben Marek, Offenberg und Melzer die Voraussetzungen geschaffen. Sie entwickelten neue Prozesse für die Herstellung von Sensoren auf Siliziumchips, für die „Oberflächen-Mikromechanik“. Sie gilt als Durchbruch in der industriellen Massenfertigung – für Micro-Electro-Mechanical Systems (MEMS).

Ein Kind der modernen elektronischen Halbleitertechnik

Die Mikromechanik ist grundsätzlich ein Kind der modernen elektronischen Halbleitertechnik. Bei ihr geht es darum, mit Verfahren der Mikroelektronik, winzige Bauteile herzustellen, die mechanische Funktionen ausführen – etwa als Sensoren präzise Druck oder Beschleunigung messen, in Druckköpfen von Tintenstrahldruckern saubere Schriften aufs Papier bringen oder Spiegelfelder für elektronische Projektoren steuern. Bei der Herstellung wurden bislang vor allem Verfahren der „Volumen-Mikromechanik“ eingesetzt. Diese lässt sich wirtschaftlich und technisch aber nur für Bauteile in hochwertigen und größeren Geräten nutzen, etwa für Autos oder Industrieanlagen. Für die breite Massenanwendung sind die Sensoren zu aufwändig, zu groß und ihr Strombedarf ist zu hoch.

Oberflächen-Mikromechanik als Schlüssel für kostengünstige Sensoren

Dem Bosch-Team zusammen mit seinen Mitarbeitern gelang es, die komplexen Bauteile von Sensoren durch Prozesse der Oberflächen-Mikromechanik zu realisieren. Im Unterschied zum bisherigen Verfahren werden Strukturen und Bauteile auf der Oberfläche einer Siliziumscheibe aufgebaut, anstatt sie aus solidem Silizium herauszuarbeiten.

Die Bosch-Forscher erzeugen mit ihren neuen Prozessen in den aufgetragenen Siliziumschichten Strukturen mit senkrechten Wänden, sie stellen so bewegte Massen und frei schwingende Federelemente her und sie graben maßgenau Vakuumkammern in das aufgebrachte Silizium. Zusätzlich kombinieren sie die Sensoren mit der elektronischen Auswertung und versiegeln ihre Elemente hauchdünn und auf kleinstem Raum gegen Umwelteinflüsse. Dies alles in Dimensionen von tausendstel Millimetern – wesentlich feiner als ein menschliches Haar – und zu Kosten, die selbst für komplexe Sensorsysteme bei wenigen Euro liegen.

Neue Anwendungen in der Konsumelektronik

Die Fortschritte bei der Miniaturisierung erschließen diesen Sensoren neue Anwendungen in der Konsumelektronik. Der Beschleunigungssensor SMB 380 von Bosch registriert, wenn der Laptop herunter fällt und schützt noch vor dem Aufprall auf den Boden die Festplatte. In Navigationssystemen misst der mikromechanische Drucksensor die Höhe auf 25 cm genau und erlaubt mit genauen Ortsangaben die mobile Navigation auch in Gebäuden und automatische Notrufsysteme.

Andere Anwendungen solcher Sensoren in der Konsumelektronik sind Wetterstationen oder Höhenmesser in Armbanduhren, Trainingskontrollsensoren in Schuhen oder Sportbekleidung sowie intuitive Bedienkonzepte für Mobiltelefone, Fernbedienungen oder Spielekonsolen, die auf Antippen oder Lageänderungen reagieren.

Mehr als 200 Millionen Sensoren pro Jahr

Bosch stellt derzeit mehr als 200 Millionen mikromechanischer Sensoren pro Jahr her und ist führender Anbieter am Weltmarkt für solche Sensoren. Rund 2 000 Mitarbeiter sind bei Bosch in diesem Bereich beschäftigt. Mit den steigenden Produktionszahlen wächst auch der Bedarf an Halbleiterschaltungen für die elektronische Signalverarbeitung in den Sensoren. Deshalb errichtet Bosch am südwestdeutschen Standort Reutlingen eine neue Fertigungsanlage für die Herstellung von Halbleitern auf 200-Millimeter-Wafern, die 800 zusätzliche Arbeitsplätze bieten wird – mit 600 Millionen Euro die größte Einzelinvestition des Unternehmens.

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