Fingertip-Sensor

(v.l.n.r.) Dr. Christofer Hierold, Paul-Werner von Basse, Dr. Thomas Scheiter

Dr. Christofer Hierold (Sprecher)
Dr. Thomas Scheiter
Paul-Werner von Basse

Siemens AG, München

Immer häufiger werden Einkäufe und Geschäfte übers Internet erledigt. Dabei ist es wichtig, dass man sich eindeutig und sicher ausweisen kann. Welche Technik ist dazu am besten geeignet?

Ein Forscherteam von Siemens um Christofer Hierold, Thomas Scheiter und Paul-Werner von Basse entwickelte ein System zu Authentifizierung per Fingerabdruck, das sich leicht und sicher nutzen lässt. Christofer Hierold leitet das Fachzentrum Silizium-Prozesstechnik bei der Siemens AG in München. Thomas Scheiter und Paul-Werner von Basse sind langjährige Mitarbeiter in diesem Projekt.

Ein Sammelsurium an Nummern und Codes

Immer häufiger benötigt man Geheimnummern und Passwörter: PIN-Codes aus mehreren Ziffern für Scheck- und Kreditkarten, Mobiltelefon und Anrufbeantworter sowie schlecht zu merkende Buchstaben- und Ziffernkombinationen für den Zugang zum Computer oder für das Homebanking. Der Bedarf an Technologien, um vertrauliche Daten zu schützen, wird in den nächsten Jahren weiter steigen: für bargeldlosen Zahlungsverkehr, elektronisches Geld, Versicherungsleistungen über Smart Cards und das Einkaufen übers Internet.

Vor einem Missbrauch persönlicher Daten bei einer Transaktion bieten PIN-Nummer und Passwörter jedoch keinen ausreichenden Schutz. Die PIN kann vergessen und ausgespäht werden, Passwörter lassen sich erraten.

Fingerlinien sind fälschungssicher und stets dabei

Biometrische Verfahren wie Sprechererkennung, Iris, Gesichts- oder dynamische Unterschriftenerkennung, Handgeometrie und der Fingerabdruck haben viele Pluspunkte gegenüber den klassischen Verfahren: Sie sind jederzeit verfügbar und lassen sich nur äußerst schwer fälschen. Besondere Vorteile bietet die Authentifizierung per Fingerlinien: Die Fingerabdrücke sind für jeden Menschen eindeutig und bleiben lebenslang fast unverändert - auch nach Verletzungen. Das Benutzen des Fingers zur Authentifizierung ist eine bewusste und gewollte Aktion - im Unterschied zur Iris- oder Gesichtserkennung, die sich auch heimlich durch Kameraaufnahmen einsetzen lassen. Zudem kann man Fingertip-Sensoren mit moderner Siliziumtechnologie sehr kostengünstig herstellen - ein Schlüsselkriterium für einen breiten Einsatz.

Eine besonders leistungsfähige technische Umsetzung zu einem leistungsfähigen biometrischen Fingerabdruck-Sensor gelang den Forschern bei Siemens in kürzester Zeit. Zurzeit untersuchen sie den Einsatz des Fingertip-Sensors für verschiedenste Anwendungen - zum Beispiel in Handys, zum Starten des Autos, zum Bezahlen an der Ladenkasse, um Polizeiwaffen gegen Missbrauch zu sichern und als Ersatz für Passwörter und Geheimnummern am PC.

Das Vorschlagsrecht zum Deutschen Zukunftspreis obliegt den führenden deutschen Einrichtungen aus Wissenschaft und Wirtschaft sowie Stiftungen.

Das Projekt "Fingertip-Sensor" wurde von der Stiftung Werner-von-Siemens-Ring vorgeschlagen.

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1998 Erklärfilm ZDF Team 3

Fingertip-Sensor
Dr. Christofer Hierold
Dr. Thomas Scheiter
Paul-Werner von Basse

Hintergrundmaterial

Fragen an die Nominierten Dr. Christofer Hierold
Dr. Thomas Scheiter
Paul-Werner von Basse

Fingertip-Sensor

Das Problem vergessener PIN-Zahlen und irrtümlich veränderter Paßwörter ist vielen bekannt - auch, daß an neuen Lösungen für die Zugangsberechtigung zu Computern oder Bankautomaten gearbeitet wird. Der Fingertip-Sensor gehört zur neuen Generation der sogenannten biometrischen Verfahren. Die Materie ist dem normalen Konsumenten eher weniger vertraut. Bitte stellen Sie kurz die grundlegenden Prinzipien dar.

Dr. Christofer Hierold
Stellen Sie sich vor, Sie wollen mit Ihrem Handy telefonieren. Um das Gerät in Betrieb zu nehmen, müssen Sie vorher Ihre PIN-Nummer eingeben, mit der Sie sich dem System als berechtigter Nutzer bekanntgeben. Dieser PIN-Code erfüllt eine Sicherheitsfunktion. Er soll dafür sorgen, daß niemand Ihr Handy unberechtigt benutzen und auf Ihre Kosten telefonieren kann. Die Geheimnummer Ihres Handys ist eine von vielen, die Sie im täglichen Leben heute schon einsetzen. Sie haben PIN-Nummern für Ihre Euroscheck-Karte und Ihre Kreditkarten. Sie sichern Ihren PC zu Hause und am Arbeitsplatz mit einem Paßwort, und Sie brauchen einen Code für die Fernabfrage Ihres Anrufbeantworters. All diese Kombinationen aus Ziffern und Buchstaben müssen Sie sich merken. Wenn Sie mal eine vergessen, dann haben Sie keine Möglichkeit mehr, Ihr geschütztes Gerät zu benutzen. Viele Leute notieren deshalb ihre PIN-Nummern und Paßworte auf einem Zettel, den sie an so „sicheren“ Orten wie der Geldbörse oder im Schreibtisch aufbewahren. Damit ist allerdings die Sicherheit von PIN-Nummer und Paßwort nicht mehr gewährleistet. Genau hier setzen wir mit unserer Innovation an: Wir wollen die heute bekannten Sicherheitsfunktionen zur Regelung des Zugangs oder Zugriffs, wie Paßwort und PIN, durch ein eindeutiges, persönliches und immer verfügbares Merkmal ersetzen. Eines, das Sie immer bei sich tragen, das für Sie charakteristisch ist und das Sie niemals vergessen können: Ihren Fingerabdruck. Wir haben deshalb bei Siemens ein sehr preiswertes Sensorsystem entwickelt, mit dessen Hilfe man Fingerprints aufnehmen und analysieren kann. Es basiert auf einem Mikrochip aus Silizium, nicht viel größer als Ihre Fingerkuppe.

Lassen Sie uns noch einen Moment im Allgemeineren bleiben. Der Deutsche Zukunftspreis ist der Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation. In welchem kausalen Zusammenhang haben wir hier Ihr Projekt und die Anwendung einzuordnen? Ist es etwas völlig Neues oder eine technische Weiterentwicklung?

Dr. Christofer Hierold
Wir haben ein neues Sicherheitssystem entwickelt, das natürlich auf verfügbaren Expertisen und Hochtechnologien basiert. Der wesentliche Punkt von Beginn an war, das System so kostengünstig herstellen zu können, daß jedermann sich dessen Benutzung auch leisten kann. Und das war auch die große Herausforderung: Die Entwicklung eines höchst miniaturisierten, schnellen und damit komfortablen Sensorsystems, um die Fingerkuppen der Benutzer zuverlässig zu analysieren. Auch wenn die Basistechnologien vorhanden waren, so zeigten erst die technischen Weiterentwicklungen während der ersten Projektphase, daß dieser Anspruch erreichbar sein würde. Und das ist die Innovation in unseren Augen: Wir machen diese Art von Komfort und Sicherheit für jedermann zugänglich, durch Miniaturisierung, durch kostengünstige Herstellung, durch einfache Handhabung.

Wie ist es eigentlich zu der Idee gekommen, mal überzeichnet formuliert: War es der „Geistesblitz“ eines Wissenschaftlers oder die konsequente Suche nach neuen Produktfeldern eines Konzerns?

Dr. Christofer Hierold
Die Geburt der Idee ist, wie so oft, im Nachhinein nur noch schwer nachzuvollziehen. Neu für uns Entwickler war, daß zu Beginn des Projekts die Geschäftsidee und nicht eine neue Technologie im Vordergrund stand. Bevor wir überhaupt mit der technischen Realisierung begannen war klar, welche Anwendungsfelder wir mit unserem neuen Produkt bedienen wollten. Die Einsatzmöglichkeiten eines solchen Sensors sind ja extrem breit: Das reicht vom Handy bis zur Computertastatur, vom Starten eines Automobils bis zur Chipkarte für Einkäufe im Internet oder der Scheck- und Kreditkarte. Und alle diese Anwendungsgebiete, auf denen inzwischen mit Nachdruck gearbeitet wird, sind im großen Siemens-Konzern vertreten. Wir schätzten also vorher die erreichbaren Stückzahlen, die Entwicklung der Märkte und die erzielbaren Preise ab. Erst dann haben wir uns überlegt, mit welchen technischen Verfahren wir das Problem Fingerabdruckerkennung unter den wirtschaftlichen Randbedingungen lösen können. Dazu bewerteten wir fünf verschiedene Vorschläge zur Realisierung des Meßprinzips für einen low cost Fingerabdrucksensor. Zur Diskussion standen beispielsweise optische Verfahren oder Ultraschall und Drucksensierung. Unter Berücksichtigung der zukünftigen Herstellkosten entschieden wir uns schließlich für ein elektrisches (kapazitives) Meßprinzip. Dabei konnten wir die im Unternehmen verfügbaren modernen CMOS-Technologien, mit denen normalerweise Mikrochips hergestellt werden, optimal einsetzen. Zum Abschluß dieser ersten Projektphase erstellten wir einen ersten vorläufigen Businessplan, der uns die Entscheidung über das weitere Vorgehen ermöglichen sollte. Sie können daraus erkennen, daß bereits zu Beginn unseres Projekts die zukünftigen Geschäftschancen sehr stark im Vordergrund standen. Das Team bestand bereits in dieser frühen Phase nicht nur aus Experten der verschiedensten Abteilungen unserer Zentralen Technik bei Siemens, sondern auch aus vielen Kollegen aus unseren Geschäftsbereichen wie dem Bereich Halbleiter, dem Bereich Automobiltechnik, sowie Automatisierungstechnik und dem Bereich Information und Kommunikation, der unter anderem für das Handy-Geschäft verantwortlich ist. Wir stellten damit sicher, daß unsere Entwicklung im Hause in alle die bereits erwähnten, zahlreichen Anwendungen integriert werden kann.

Die grundlegende Idee der Identifikation durch den eigenen Fingerabdruck ist leicht zu vermitteln. Was hat sich der Laie aber unter dem Fingertip-Sensor vorzustellen? Wie sieht das technische Gerät aus?

Dr. Christofer Hierold
Vielleicht sollte ich mit den Geräten beginnen, die bereits seit längerem auf dem Markt verfügbar sind. Das sind in den allermeisten Fällen optische Scanner, die den Fingerabdruck - einfach beschrieben - „abfotografieren“. Solche Geräte können Sie beispielsweise integriert in einer Computer-Maus oder als Zusatzgerät für eine Tastatur für einige 100 Mark kaufen. Allerdings werden diese optischen Scanner wohl niemals den Miniaturisierungsgrad erreichen, den unser Demonstrator heute schon besitzt. Der Grund sind die notwendigen optischen Elemente, mit denen das Bild aufgenommen wird. Damit sind diese Geräte auch nicht beliebig billig herzustellen. Als Alternative zur optischen Methode mußten wir uns also eine technische Realisierung überlegen, die das notwendige Potential zur Miniaturisierung und Kostenreduktion beinhaltet. Wir haben uns deshalb zu Beginn unseres Projekts in einem Team zusammengefunden, um verschiedene technische Lösungsansätze für das Problem „Aufnehmen von Fingerabdrücken“ zu sammeln und zu bewerten. Nach technischer Machbarkeit und Erfolgschancen gewichtet, haben wir uns schließlich für das erwähnte Meßverfahren entschieden, das rein elektrisch (kapazitiv) den Abstand der Hautoberfläche von der Sensoroberfläche mißt. Wir entwickelten einen Siliziumchip, auf den der Nutzer seinen Finger flach auflegt und der dann mit ca. 65000 kleinen Sensorelektroden, die wir Pixel nennen, die Hautoberfläche in wenigen Zehntelsekunden vermißt. Die Tiefenauflösung beträgt einige 10 Mikrometer, also hundertstel Millimeter. Wir erhalten so ein digitalisiertes Graustufenbild des Fingerabdrucks mit einer lateralen Auflösung von ca. 500 dpi (das sind etwa 20 Einzelpunkte pro Millimeter). Die Bilddaten werden auf demselben Chip in digitale Signale verwandelt und über eine normale parallele Schnittstelle an einen Rechner übertragen. Dieses Bild kann nun im Computer abgespeichert und weiterverarbeitet werden. In Zukunft werden wir Sensor, Speicher und Rechner auf einer einzigen Chipkarte integrieren können.

Das zu sichernde System - denken wir hier einfach mal an einen Geldautomaten - benötigt einen „Vergleich“. Wie kommt das System an den zu vergleichenden Fingerabdruck?

Dr. Christofer Hierold
Meine bisherigen Erklärungen beschränkten sich auf den biometrischen Sensor, der die Bildinformationen aufnimmt und in digitaler Form zu Verfügung stellt. Mit Hilfe eines Rechners und einer Software können wir automatisch nach den charakteristischen Merkmalen eines Fingerabdrucks, also beispielsweise Enden von Fingerlinien oder Verzweigungen, suchen. Diese sogenannten Minutien, die auch in der Kriminologie zur Identifikation verwendet werden, werden mit Hilfe einer Bildverarbeitungssoftware gefunden und z.B. nach Lage und Richtung abgespeichert. Auf diese Art und Weise wird der Informationsgehalt eines Fingerabdrucks auf wenige Bytes reduziert. An Hand der Minutientabelle werden nun die Abdrücke verglichen und bewertet. Für einen konkreten Anwendungsfall, bei dem die Berechtigung eines Nutzers nachgewiesen werden soll - Sie haben den Geldautomaten erwähnt -, muß natürlich vorher ein Referenzabdruck dem System zur Verfügung gestellt werden, ähnlich einer Unterschriftenprobe, die Sie bei Kontoeröffnung in Ihrer Bank hinterlegen. Hierbei wird genauso wie oben beschrieben ein Bild des Fingerabdrucks aufgenommen, analysiert und abgespeichert. Je nach Erfordernissen der Anwendung können auch mehrere Bilder eines Fingers - dies erhöht die Erkennungssicherheit - oder mehrere Finger einer Hand verwendet werden. Ich erwähnte bereits, daß es unser Ziel ist, sowohl die Recheneinheit und den Speicher, als auch das Referenzbild auf dem Gerät zur Verfügung zu stellen, das sich im Besitz des Nutzers befindet - also in Zukunft beispielsweise der Chipkarte. Das hat den Vorteil, daß sich alle persönlichen Daten in meinem Besitz befinden und ich sicher bin, daß sie nicht mißbraucht werden können. Wenn ich mich nun beispielsweise meiner Bank als berechtigter Nutzer bekanntgeben möchte, so geht nur noch ein verschlüsseltes Freigabesignal über die Leitung und nicht mehr meine persönlichen Daten. Mein Fingerabdruck befindet sich nur auf der Chipkarte, die ich in der Hand halte. Dies ist sicherlich ein wichtiger Beitrag zum Datenschutz.

Damit erledigt sich einfach das Thema Datenschutz. Es wäre also das erste Mal, daß ein solches System sicher, bequem, kostengünstig und zuverlässig zugleich ist?

Dr. Christofer Hierold
Sie müssen keine Befürchtungen haben, daß ihr Fingerabdruck mißbraucht wird, weil er Ihr persönliches Gerät nicht verläßt. Für die Anwendungsbeispiele Handy oder PC ist dies sehr leicht heute schon realisierbar. Als nächsten Schritt streben wir die vollständige Integration der Recheneinheit zusammen mit dem Sensor auf einer einzigen Chipkarte an.

Es geht hier ja nicht nur um eine Innovation an sich, sondern es geht auch um ein erhebliches innovatives Potential bei den einzelnen technischen Komponenten.

Dr. Christofer Hierold
Wir definieren Innovation nicht nur über den Einsatz neuartiger Technologien und Verfahren, sondern insbesondere über den Markterfolg. Erst wenn sich ein sinnvolles Produkt am Markt durchgesetzt hat, kann man es unserer Meinung nach als Innovation bezeichnen. Darüber hinaus ist es richtig, daß wir für unser Sensorsystem die modernsten Technologien einsetzen. Wir haben auch insbesondere bei der Realisierung der Schaltungstechnik für den Sensor und bei der Entwicklung neuer Algorithmen für die Bildverarbeitung innovative technische Lösungen entwickelt.

Technologie - gleich welcher Richtung, insbesondere Daten- und Kommunikations-technologie - ist heute ein globales Unterfangen. Wie ist Ihr Projekt im europäischen, im internationalen Vergleich einzuordnen, gibt es Wettbewerber?

Dr. Christofer Hierold
Sicherlich gibt es Wettbewerber, wie bei allen vielversprechenden Ideen. Wir sind nicht die ersten, die an der Realisierung von Fingertip-Sensoren auf Siliziumbasis arbeiten. Ein Siemens-Kollege war allerdings der erste, der bereits in den frühen 80er Jahren ein Patent erhalten hat, das das kapazitive Meßverfahren für Fingerabdrücke beschreibt. Wir sind auch die ersten, die Fingertip-Sensoren in diesem Miniaturisierungsgrad demonstrieren. Darüber hinaus sind wir weltweit die einzigen, die die Systemintegration so weit vorangetrieben haben, daß der Sensor in eine Karte integriert werden kann, die nur noch mit einem einfachen Kabel mit einem Rechner verbunden werden muß. Der Wettbewerb ist natürlich hart. Wir sind hier in einem zeitlichen Wettlauf, der noch voll im Gange ist. Wir haben zwar vielleicht später begonnen als andere, haben sie aber unserer Meinung nach mittlerweile überholt, zumindest, was die entscheidende Systemintegration betrifft. Wir haben vom Beschluß, ein Produkt zu entwickeln bis zum ersten Demonstrator, das gesamte System, das wir heute demonstrieren, innerhalb von nur sieben Monaten aufgebaut. Das war eine beachtliche Leistung, umso mehr, als es in einem Team gelang, das aus Mitgliedern zahlreicher Abteilungen bestand.

Wie setzt sich das Team zusammen, daß das Projekt erarbeitet hat. Welche Qualifikationen haben die Mitarbeiter? Sind auch Frauen dabei?

Dr. Christofer Hierold
Am Anfang fanden sich verschiedene Experten aus vielen Bereichen der Siemens AG zusammen, die den Markt analysierten und verschiedene technische Lösungsmöglichkeiten diskutierten und bewerteten. Die Kollegen erfüllten diese Aufgabe oft zusätzlich zu ihren sonstigen Aufgaben. Das war sozusagen die „Sammelphase“, die vor dem Projektstart eine Entscheidung vorbereiten sollte. Dann konnten wir „siemensweit“ Experten gewinnen, die nun in Vollzeit und gemeinsam eine Lösung für unseren biometrischen Sensor erarbeiteten. Das Kernteam bestand aus Kollegen unserer Zentralabteilung Technik, die für die Entwicklung des Sensors und der biometrischen Verfahren zuständig waren, und aus österreichischen Kollegen der Siemens AG in Graz, die die Software entwickelten. Besonders faszinierend war die Erfahrung, daß wir im eigenen Hause das gesamte Wissen und Know-how fanden, das wir für die Lösung unserer Probleme brauchten: Beginnend mit der Siliziumtechnologie, über die Schaltungstechnik und Sensorik, die Softwareentwicklung und unsere Biometrieexperten bis hin zur Aufbau- und Verbindungstechnik, konnten wir unser Netzwerk der Kompetenzen nutzen und in Rekordzeit das Sensorsystem entwickeln - eine echte Synergie, ein Vorteil, den nur ein großes Unternehmen bieten kann. Zu Beginn waren besonders unsere Kollegen aus dem Marketing und der Produktdefinition gefordert, da wir ja unser Projekt mit Marktuntersuchungen gestartet haben. Unsere jetzigen Kollegen - und natürlich auch Kolleginnen - kommen aus den Entwicklungs- und Marketingabteilungen der Geschäftsbereiche und der Zentralen Technik. Nun, nach erfolgreicher Demonstration der Machbarkeit wird das Projekt in Verantwortung der geschäftsführenden Bereiche „Halbleiter“,“Information und Kommunikation“ und „Automobiltechnik“ weitergeführt. Das Produkt „Biometrischer Sensor Fingertipô“ wird Anfang nächsten Jahres - also in wenigen Monaten - als Chip verfügbar sein. Die ersten als Prototypen vorgestellten Anwendungen werden voraussichtlich ein Siemens-Handy mit integriertem Fingertip-Sensor und eine dementsprechende Computertastatur sein.

Sie sagen, es ist ein anderer Weg gewesen, den Sie gegangen sind: nicht von der technischen Machbarkeit, sondern vom Markt ausgehend. Welche wirtschaftlichen Eckdaten gibt es zum Projekt?

Dr. Christofer Hierold
Wie bereits gesagt, die ersten Überlegungen gingen in Richtung Anwendung. Wir wußten, daß wir nur dann kostengünstig produzieren können, wenn wir Stückzahlen im Bereich einiger -zig Millionen pro Jahr haben werden. Dafür benötigen wir natürlich Massenanwendungen, wie die Chipkarten oder den PC. Das Fingertip-Handy ist auch ein gutes Beispiel für einen Einsatz im Massenmarkt. Wir schätzen, daß der Weltmarkt für derartige Sensorsysteme im Jahr 2003 in der Größenordnung von 5 Milliarden Dollar liegen wird. Die Stückzahlen belaufen sich dann zwischen 250 und 300 Millionen im Jahr 2003. Daraus ergibt sich auch ein Preis für das Sensorsystem, der in der Größenordnung von 20 Dollar liegen muß. Im Vergleich zu diesen Marktchancen sind die Entwicklungskosten natürlich gering. Trotzdem war es zu Beginn des Projekts sehr schwierig, die Projektkosten zu finanzieren. Zum einen ist der oben beschriebene Markt heute nicht existent und wird sich erst nach Verfügbarkeit der kostengünstigen Sensorelemente entwickeln. Zum andern muß bei jedem derartigen Projekt ein Unternehmer in Vorleistung gehen und die Entwicklungskosten vorstrecken. Besonders schwierig wird es häufig, wenn die Kosten von mehreren Partnern gemeinsam aufgebracht werden sollen. Wir werden heute dabei sehr stark von Siemens-internen Innovationsprogrammen unterstützt, die genau diese Problematik aufgreifen und Rahmenbedingungen schaffen, um derartige Projekte zu finanzieren.

Damit erledigt sich fast die nächste Frage. Ihr Projekt ist im geschützten Raum eines Konzern-s entstanden. Sie sagen, daß Sie sich letztlich so darstellen mußten wie jemand, der von einem fremden Investor entsprechendes Kapital zur Verwirklichung einer Geschäftsidee haben will und dann auch bekommen hat. Ist Ihr Projekt auch als Einzelprojekt in einem kleineren Rahmen vorstellbar?

Dr. Christofer Hierold
Bei genauerer Betrachtung eher nein. Die Phasen, die der Vorbereitung der Entwicklung dienen, wie die Formulierung der Geschäftsidee, die Marktuntersuchungen und die Bewertung der besten technischen Lösung, lassen sich natürlich auch in einer kleineren Firma mit den geeigneten Experten durchführen. Hier gibt es keine Einschränkungen. Dies gilt auch, wenn Sie schon eine technische Lösung für ihr Problem parat haben. Auch dann können sie, in Kooperation mit einem Hersteller, nach dem Prinzip der „Semiconductor-Foundries“ ihr Produkt entwickeln und produzieren. Das gleiche gilt für die Entwicklung der Software. Unser Fall sieht etwas anders aus: Bei der Sensorentwicklung half uns unser Wissen um die spezifischen Eigenschaften unserer CMOS-Prozesse und der verwendeten Materialien sehr stark. So konnten wir dadurch sehr effektiv zum Beispiel die mechanische und chemische Robustheit unseres Sensors verbessern. An dieses Wissen können Sie nur herankommen, wenn Sie als Halbleiterhersteller an der Entwicklung von Siliziumtechnologien arbeiten. In einer isolierten Umgebung haben Sie da keine Chance.

Weil Sie gerade von „Entwicklung“ sprechen. Wie sieht denn das mit den Arbeitsplätzen aus, die damit verbunden sein werden? Sind das Arbeitsplätze, die wir hier in Deutschland schaffen oder sind das Arbeitsplätze, die ausgelagert werden?

Dr. Christofer Hierold
Das ist eine nicht ganz leichte Frage. Das Ganze hängt natürlich davon ab, wie erfolgreich dieses Produkt am Markt sein wird. Aber fangen wir von vorne an. Bei der Entwicklung entstanden bereits Arbeitsplätze ab dem Zeitpunkt, zu dem die Machbarkeit des Systems nachgewiesen war. Das heißt, die Entwicklung des Produktes erforderte bereits Neueinstellungen. Nach der Entwicklung kommt die Produktion und hier muß man die Frage stellen, welche Fertigungskapazitäten verfügbar sind. In der heutigen Zeit, in der Halbleiterhersteller zunehmend unter Druck geraten und Fertigungsstätten für Mikrochips sogar geschlossen werden, ist es sehr wichtig, neue Produkte für Massenmärkte zu entwickeln, die die vorhandenen Fertigungskapazitäten auslasten. Gerade der Fingertip-Sensor, mit einer Fläche zwischen 100 und 150 Quadratmillimeter, ist in diesem Sinne ein gutes Produkt. Die heutigen Planungen, die auf den Stückzahlen beruhen, die ich Ihnen genannt habe, liegen in der Größenordnung der halben Fertigungskapazität einer Standard-CMOS-Linie. Daraus läßt sich ein großes Potential zur Sicherung von Arbeitsplätzen ableiten. Gehen wir noch einen Schritt weiter. Unser Sensor ist die Basiskomponente für zahlreiche Anwendungen auf dem Gebiet der Zugangs- und Zugriffskontrolle. Der neue Markt des Electronic Commerce, also der elektronischen Geschäfte über Datennetze wie das Internet, wird erst dann richtig in Schwung kommen, wenn die Sicherheit in den Netzen gewährleistet werden kann. Unser Sensor kann dafür der Schlüssel sein. Der Markt für E-Commerce wird für die Zeit nach dem Jahr 2000 auf 1000 Milliarden Dollar geschätzt. Die damit verbundenen Arbeitsplätze weltweit und auch in Deutschland, lassen sich heute nicht seriös schätzen. Unser Sensor wird sicherlich mit dazu beitragen, daß diese Arbeitsplätze entstehen.

Der Bundespräsident definiert Innovation als Schlüsselfunktion einer jetzt dringend notwendigen Entwicklung. Wie interpretieren Sie bzw. Ihr Team „Innovation“, wie sehen Sie das Klima für Wissenschaft und Technologie in Deutschland heute. Wo stehen wir im internationalen Vergleich?

Dr. Christofer Hierold
Wir definieren Innovation als Geschäftserfolg auf Basis eines neuen Produktes, vielleicht in einem neuen Markt, aber der Geschäfterfolg gehört eindeutig dazu. Eine neue Erfindung ist zunächst nur eine „Invention“, erst wenn der Erfolg im Markt dazukommt, bezeichnen wir sie auch als „Innovation“. Eine notwendige Voraussetzung für erfolgreiche Innovationen sind auf alle Fälle kreative Leute mit guten Ideen und der Bereitschaft, diese guten Ideen auch unter persönlichem Risiko umzusetzen. Darüber hinaus sollte die Gesellschaft diese Risikobereitschaft auch honorieren oder im Falle eines Mißerfolges wenigstens nicht bestrafen. Der Zukunftspreis des Bundespräsidenten versucht das Klima für Technik und Innovation in Deutschland zu verbessern, indem er motivierend wirkt und die ÷ffentlichkeit teilhaben läßt. Das ist sicherlich ein wichtiger Schritt in die richtige Richtung. In Deutschland fehlt es keineswegs an leistungsfähigen und kreativen Menschen. Dies ist nicht zuletzt unserer hohen Qualität der schulischen und universitären Ausbildung auf technisch-naturwissenschaftlichem Gebiet zu verdanken. Nur leider scheint die Umsetzung guter Ideen in erfolgreiche Produkte und Arbeitsplätze nicht einfach zu gelingen. Eine Analyse der Ursachen kann heute nur unvollständig sein, ich möchte jedoch auf zwei Punkte kurz eingehen. Um Ideen umzusetzen, wird Risikokapital benötigt. Als Vergleich werden häufig die Verhältnisse in den USA herangezogen. Dort ist es für viele selbstverständlich, ihr Geld in Fonds anzulegen, die in junge „Start-Up-Companies“ investieren, zum Beispiel im Bereich Multimedia oder Biotechnologie. In Deutschland wird diese Möglichkeit der Geldanlage zumindest im privaten Bereich noch sehr wenig genutzt. Hier werden vielmehr die in den letzten Jahren zahlreicher werdenden Venture Capitalists mit Geldern aus der Industrie versorgt. Die jüngsten Analysen zeigen sogar, daß inzwischen auch in Deutschland genug Risikokapital vorhanden ist. Heute fehlen eher risikobereite Menschen, die sich mit einer guten Geschäftsidee selbständig machen wollen. Ein Artikel in der „Zeit“ vor einigen Wochen beklagte, daß nur wenige Prozent der Hochschulabsolventen in Deutschland die Absicht haben, sich selbständig zu machen. Der Großteil strebe Karrieren in abhängigen Arbeitsverhältnissen oder die Beamtenlaufbahn an. Auf meine eigene Ausbildung in Schule und Universität zurückblickend, stelle ich fest, daß wir in Deutschland zwar hervorragend in Technik und Methodik ausgebildet werden, aber die Fähigkeiten, unser Wissen in marktfähige Produkte und letztendlich Geld umzusetzen, in keiner Weise gefördert werden. Ich glaube, daß wir hier unser Ausbildungssystem deutlich ergänzen, wenn nicht sogar reformieren müßten. Damit werden vielleicht langfristig die Randbedingungen in der Gesellschaft für mehr Risikobereitschaft gefördert.

In den USA werden Firmen, die Projekte entwickeln und keinen Erfolg haben, nach einer gewissen Zeit eliminiert …

Dr. Christofer Hierold
Ja, das ist auch richtig und notwendig, falls die Ideen und Projekte nicht erfolgreich umgesetzt werden können. Der wichtige Punkt ist, daß in den USA dann die Leute nicht gleich mit eliminiert und gesellschaftlich geächtet werden, sondern auch nach einem Mißerfolg wieder eine Chance auf einen Neuanfang bekommen. Ihre Erfahrung wird oft als sehr wertvoll angesehen. Und das ist wohl der große Unterschied: Bei uns erleiden die Menschen nach einem wirtschaftlichen Mißerfolg auch einen gesellschaftlichen Schaden. Dies führt natürlich auch zu dem beklagten Fehlen der Risikobereitschaft in unserer Gesellschaft.

Wie sehen Sie die Situation generell im internationalen Vergleich, wo stehen wir in Deutschland heute mit dem, was wir an Innovation leisten? Hängen wir wirklich nach?

Dr. Christofer Hierold
Ich glaube nicht, das wir grundsätzlich schlechter sind als andere Leute in anderen Ländern. Eher im Gegenteil: Die Kreativität der Leute in Deutschland, der Arbeitnehmer und auch der Unternehmer, ist wenigstens genauso groß wie in anderen Ländern. Und wir schaffen es durchaus auch, durch Bündelung von Wissen und Know-how Innovationen umzusetzen. Vielleicht ist ja der Fingertip ein gutes Beispiel dafür. Ich bin überzeugt, daß wir - was unser technisches Leistungsvermögen betrifft - nicht hinter den anderen herlaufen. Ganz im Gegenteil. Was wir allerdings schaffen müssen ist, diese vorhandene Kreativität freizusetzen und sie in Innovationen zu verwandeln.

Gab es in der ganzen Zeit für Ihr Team so etwas wie ein gemeinsames „Motto“, das Sie sich auf die Fahnen geschrieben haben?

Dr. Christofer Hierold
Das ist einfach: Wir wollen mit unserer Innovation ein gutes Geschäft für Siemens machen.

Sollte Ihr Projekt den Preis gewinnen, haben Sie sich schon überlegt, welche Verwendung die Mittel daraus finden?

Dr. Christofer Hierold
Nein. Man soll ja bekanntlich das Fell eines Bären nicht aufteilen, bevor er erlegt ist.

Lassen Sie uns ein bißchen was über Sie persönlich und die anderen Beteiligten erfahren. Was gibt es denn so außerhalb Ihrer täglichen Arbeit? Haben Sie überhaupt noch Zeit, irgend etwas außerhalb Ihres Jobs zu tun?

Dr. Christofer Hierold
Sie meinen, was ich mache, um mich zu entspannen? Zumindest in der heißen Phase eines solchen Projekts ist es fast nicht möglich, seinen Hobbies intensiv nachzugehen. Der Ausgleich der dann noch stattfindet, beschränkt sich auf den familiären Bereich.

Was wünschen Sie sich persönlich für die berufliche Zukunft?

Dr. Christofer Hierold
Vor allem weiterhin viel Spaß an der Arbeit.

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Lebenslauf

Dr. Christofer Hierold

25.03.1962
geboren in Regensburg
1968 – 1981
Schule, Abitur in Regensburg
1982 – 1990
Studium der Elektrotechnik an der Technischen Universität München
1987
Diplom
1990
Promotion
1987 – 1990
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Technische Elektronik der TU München
1990
Forschungsaufenthalt Department of Elektronical Engeneering, University of Washington, Seattle, USA
1990 – 1993
Siemens AG München
Laboringenieur
Systemtechnologien, Komponenten-Module, Leistungshalbleiter
Entwicklungsthema: Integrierte Sensorik für Leistungshalbleiter
1993 – 1994
Siemens AG München, Abteilung: Mikroelektronik
Entwicklungsthema: Oberflächenmikromechanische Sensoren
1994 – 1997
Siemens AG München
Projektleiter im Fachzentrum Silizium-Prozeßtechnik
seit 1997
Leiter des Fachzentrums Silizium-Prozeßtechnik

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Kontakt

Projektsprecher:

Dr. Christofer Hierold
Siemens AG
ZT ME 1
Otto-Hahn-Ring 6
81739 München
Tel.: +49 (0) 89 / 63 64 67 49
Fax: +49 (0) 89 / 63 64 70 69

Pressekontakt:

Dr. Ulrich Eberl
Siemens AG
Unternehmenskommunikation
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80333 München
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