HSG-IMIT: Wettbewerbsvorsprung durch neue Mikrotechnologien

Das Institut für Mikro- und Informationstechnik der Hahn-Schickard-Gesellschaft (HSG-IMIT) in Villingen-Schwenningen dehnt seine Aktivitäten auf neue, zukunftsträchtige Themenfelder aus. Damit will das Institut seine Spitzenstellung auf dem internationalen Markt behaupten und den Wettbewerbsvorsprung bei industrienahen, anwendungsorientierten Entwicklungsdienstleistungen wieder ausbauen. Dieses Ziel hat sich die neue Führung des HSG-IMIT zur Aufgabe gemacht. Ihr Konzept für die Zukunft des Instituts und die Verankerung im Hochtechnologie-Standort Baden-Württemberg stellte die Institutsleitung jetzt der Öffentlichkeit vor.

Energieautarke Systeme bilden eine Säule der künftigen F&E-Aktivitäten des HSG-IMIT. Dabei handelt es sich nicht um die Erfindung des Perpetuum Mobile. Aber energieautarke Systeme könnten in einigen Jahren die Batterien in vielen Geräten nahezu überflüssig machen und ihren Strombedarf aus Körperwärme oder Bewegungsenergie gewinnen.

Ebenso sollen weitere Kompetenzen im Bereich der Mikromedizintechnik aufgebaut werden. Hier geht es beispielsweise um die Entwicklung miniaturisierter Medikamentendosiergeräte, intelligenter Pflaster oder sogenannter „Smart Pills“. Das dritte neue Arbeitsgebiet umfasst flexible mikrostrukturierte Systeme – beispielsweise hauchdünne Folien, die mit Sensoren und Schaltkreisen bestückt sind und leichter als starre Mikrochips einer Gehäuseform angepasst, mit Kunststoff kombiniert, in Textilien eingenäht oder im Körper implantiert werden können.

Im Zusammenhang mit dem Aufbau der neuen Themenfelder werden 10 neue Arbeitsplätze entstehen.

Die Strategie heißt: Weltspitze

Die Professoren Yiannos Manoli, Holger Reinecke und Roland Zengerle hatten im Mai die Verantwortung für das in Villingen-Schwenningen angesiedelte Institut übernommen und zunächst eine strategische Neuausrichtung erarbeitet. „Das HSG-IMIT steht bei der Mikrosystemtechnik nach wie vor an der Spitze. Aber der Wettbewerb ist stark geworden – nicht zuletzt aufgrund der wachsenden kommerziellen Anwendung der Mikrosysteme“, stellte Prof. Dr. Holger Reinecke, Sprecher der Institutsleitung, bei einer Präsentation der neuen Strategie am heutigen Donnerstag gegenüber der Presse fest.

Das HSG-IMIT werde jetzt systematisch die neuen Arbeitsgebiete erschließen, auf denen es unter Einbeziehung seiner bewährten Ressourcen eine Alleinstellung und einen neuen Wettbewerbsvorsprung erzielen kann. „Wir wollen Vorreiter sein“, betont Holger Reinecke.

Denn dann bleibe das HSG-IMIT für industrielle Auftraggeber attraktiv – und ebenso für den wissenschaftlichen Nachwuchs. „Wer bei unseren Projekten mitarbeitet und technologisches Neuland betritt, kann sich im Studium und zu Beginn seiner Karriere gut profilieren und steigert damit seinen Marktwert“, sagt Prof. Reinecke.

„Unsere drei neuen Themenfelder – energieautarke Systeme, Mikromedizintechnik und flexible Mikrostrukturen – zielen auf kommende Bedürfnisse des Marktes ab“, erläutert Peter Josef Jeuk, Leiter Marketing des HSG-IMIT. Das Institut sehe auf diesen Gebieten gute Wachstumschancen und die Möglichkeit, langfristig innovative Produkte zu entwickeln – auch für die Region.

Die in den vergangenen 17 Jahren aufgebauten Schwerpunkte – Sensorik, Mikrofluidik, Informationstechnik und Herstellungsprozesse – wird das HSG-IMIT genauso weiter verfolgen. Sie sind – neben der vorhandenen Infrastruktur mit dem 600 Quadratmeter großen Reinraumlabor – eine wesentliche Grundlage für die neu zu erschließenden Themenfelder.

Das HSG-IMIT orientiert sich auch künftig an langfristigen Tendenzen des Marktes und wird sich weiter auf zukunftsfähige Industriesektoren wie die Life Sciences (Medizin, Pharma, Biotechnologie), Produktions- und Automatisierungstechnik spezialisieren.

Mikrosysteme werden autark

Ein Herzschrittmacher, der seinen Energiebedarf aus der Wärme und Bewegung des Körpers gewinnt, der seine Batterie höchstens mal bei Spitzenbelastung braucht, der jahrzehntelang nicht gewartet werden muss und mit einem externen Gerät über Funkimpulse Blutmesswerte austauschen kann. Solche Visionen treiben die Forschung und Entwicklung auf den neuen Themenfeldern voran, die das HSG-IMIT jetzt besetzt.

Ein wesentliches Ziel ist, mikrotechnische Systeme zu entwickeln, die möglichst wenig Strom verbrauchen und ihren Energiebedarf selbst erzeugen bzw. aus der Umgebung gewinnen können. Ein historisches Vorbild für so genannte energieautarke Systeme ist zum Beispiel die Automatik-Armbanduhr. Allerdings geht es in der Zukunft um wesentlich kleinere Systeme mit vielfältigen Anwendungsgebieten. Sie reichen von der integrierten Luftdruckkontrolle in Autoreifen über Zusatzfunktionen für Mobiltelefone bis zur Produktions-, Sicherheits-, Umwelt- und Labortechnik.

Einer der interessantesten Märkte für energieautarke Systeme ist die RFID Technologie (RFID = Radio Frequency Identification Devices). RFID sind Minidatenspeicher in Folien und werden in Handel, Transport und Logistik, in der Freizeit-, Elektronik- und Pharmaindustrie die Barcode-Aufkleber auf Waren und Verpackungen ersetzen. Sie werden viele produktbegleitende Dokumente überflüssig machen oder als Ausweis dienen. Kontrollgeräte können die RFID über Funk ablesen und verfolgen.

Hochwertige, intelligente RFID werden Energie benötigen, um Daten zu speichern oder interaktiv zu funken. Selbst die kleinsten heute verfügbaren Batterien wären für die RFID-Folienchips zu dick und zu teuer. Also muss nach neuen Formen autonomer Energieversorgung gesucht werden.

Überall wo Mikroelektronik, Sensoren und Aktoren aktiv sind, geht es um die Frage, wie sich der Energieverbrauch von Anfang an reduzieren lässt oder wie diese Einheiten sich selbst mit Energie versorgen können. Die Mikrosystemtechnik bietet konkrete Lösungsmöglichkeiten an, z.B. Mikrokraftwerke, piezoelektrische Konverter, Solarzellen aus Nanokristallen, Dynamos in Knopfzellen, Brennstoffzellen in Folien oder die Ausnutzung von Wärme und Bewegungsenergie aus der Umgebung. Das HSG-IMIT wird dazu beitragen, diese energieautarken Systeme im industriellen Maßstab anwendbar zu machen. Erste Projekte laufen bereits.

Regionale Verankerung – internationale Kooperation

Neben der Erweiterung der Themenfelder verstärkt das HSG-IMIT seine regionale Verankerung. Dazu zählt die enge Verbindung zur Universität Freiburg, die durch das dreiköpfige Führungsteam möglich wurde – Holger Reinecke, Yiannos Manoli und Roland Zengerle sind Lehrstuhlinhaber am Institut für Mikrotechnik (IMTEK) der Universität Freiburg. Ebenso engagiert sich das HSG-IMIT beim Virtual Reality Center in St. Georgen und in der Standortinitiative Micro Mountains, die neue Arbeitsplätze im Bereich der Mikrosystemtechnik in der Wirtschaftsregion Schwarzwald-Baar-Heuberg etablieren will.

Das neue Geschäftsgebiet Mikromedizintechnik wird Projekte im Schulterschluss mit der regionalen Medizintechnikbranche starten. Der Raum Tuttlingen hat Weltruf in dieser Branche. Hier zeigt sich die gegenseitige Befruchtung besonders deutlich. Die Medizintechnikindustrie kann vom Forschungs-Know how des HSG-IMIT profitieren und Innovationen schneller verwirklichen. Das HSG-IMIT kann im Gegenzug von ihr lernen, wie man Medizinprodukte so plant, dass sie später auch die Zulassung von den Gesundheitsbehörden erhalten.

Weiterhin arbeitet das HSG-IMIT eng mit dem Wirtschaftsministerium Baden-Württemberg zusammen, das die Grundfinanzierung trägt. Gemeinsam mit dem IMTEK, der Fachhochschule Furtwangen und drei weiteren baden-württembergischen Fachhochschulen bildet das HSG-IMIT das Zentrum für Mikrotechnik und Systemintegration (ZEMIS). Dieses Netzwerk bündelt Entwicklungskompetenz, -labors und -dienstleistungen, um Innovationen interdisziplinär und effektiv verwirklichen zu können.

„Dass der erste zentrale deutsche Mikrosystemtechnik-Kongress in Freiburg stattfindet, beweist, welche Bedeutung der Standort Baden-Württemberg für diese Technologie und ihren Markt erlangt hat“, ergänzt Prof. Dr.-Ing. Roland Zengerle. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der Verband der Elektrotechnik (VDE) haben zu diesem Kongress eingeladen, der vom 10. bis 12. Oktober unter Beteiligung des IMTEK, HSG-IMIT, des Forschungszentrums Karlsruhe und zahlreicher weiterer Institutionen und Firmen im Freiburger Konzerthaus veranstaltet wird. Der Kongress ist eine Standortbestimmung der Mikrosystemtechnik in Deutschland und hat das Ziel speziell die mittelständische Industrie über die vielfältigen Möglichkeiten der Mikrosystemtechnik zu informieren. Der Anstoß für den Kongress kam von Roland Zengerle; auch die Organisation liegt in seinen Händen.

Auf internationaler Ebene setzt das HSG-IMIT unter der neuen Führung seine Kooperationsstrategie fort. Unter anderem beteiligt sich das Institut an Verbundforschungsprojekten, die von der EU-Kommission gefördert werden und in denen mehrere Entwicklungslabors gemeinsam mit der Industrie die Grundlagen für neue, intelligente Mikrosysteme erarbeiten. Ein Beispiel ist das IntelliDrug-Projekt. Hier geht es um miniaturisierte Medikamentendosiersysteme, die man als Zahnimplantat einsetzen kann.

Erst kürzlich hatte das vor fünf Jahren am HSG-IMIT gegründete Liquid Handling Competence Centre (LICOM) eine erfolgreiche Zwischenbilanz gezogen. LICOM bündelt europaweit das Wissen über Mikrofluidik und stellt es über ein Netzwerk von Forschungs- und Entwicklungsdienstleistern der Industrie zur Verfügung.

Dank der LICOM-Aktivitäten konnten 138 Innovationsprojekte mit einem Volumen von 5,5 Mio. Euro angestoßen, vier neue Produkte auf den Markt gebracht und drei Firmen gegründet werden. LICOM wird nach dem Auslaufen der EU-Förderung unter Beteiligung des HSG-IMIT und IMTEK fortgeführt.

Pressekontakt
Peter Josef Jeuk, Leiter Marketing
Telefon + 49 (0) 7721 943-254
E-Mail peter.jeuk@hsg-imit.de

Institut für Mikro- und Informationstechnik
der Hahn-Schickard-Gesellschaft (HSG-IMIT)
Wilhelm-Schickard-Str. 10,
D – 78052 Villingen-Schwenningen