Neue Radartechnologie für Autos – ein Lebensretter geht in Serie

(v.l.n.r.) Dr.-Ing. Walter Hartner, Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld, Dr. rer. nat. Rudolf Lachner

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld (Sprecher)
Dr.-Ing. Walter Hartner
Dr. rer. nat. Rudolf Lachner

Infineon Technologies AG, München und Regensburg

Das Autofahren ist in den letzten Jahrzehnten stetig sicherer geworden. Doch immer noch werden in Deutschland Jahr für Jahr etliche tausend Verkehrsteilnehmer schwer verletzt oder verunglücken tödlich. Wie lässt sich deren Zahl weiter senken?

Die Antwort von Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld, Dr.-Ing. Walter Hartner und Dr. rer. nat. Rudolf Lachner lautet: durch aktive Sicherheitssysteme, die selbsttätig eingreifen, wenn ein Unfall droht. Die drei Forscher haben die Grundlage dafür geschaffen, dass sich solche Systeme kostengünstig herstellen lassen und so auch für Autos der Klein- und Mittelklasse rentabel werden. Sie schufen dazu zwei Innovationen: eine Fertigungstechnologie für Radarchips auf Basis von Silizium und Silizium-Germanium (SiGe) sowie eine Gehäusetechnologie dafür. Die drei Nominierten sind bei der Infineon Technologies AG tätig: Ralf Bornefeld leitet das Geschäftsgebiet Sensoren für Automobilanwendungen, Rudolf Lachner verantwortet die Entwicklung von siliziumbasierten Millimeterwellen-Technologien, Walter Hartner ist Projektleiter für die eWLB-Gehäusetechnologie.

Eine Reihe von passiven Sicherheitssystemen, die seit den 1970er-Jahren schrittweise Einzug in Autos hielten – etwa ABS, Airbag und Seitenairbag – haben dazu geführt, dass die Zahl der Straßenverkehrsopfer kontinuierlich sinkt. Nun sollen aktive Systeme diese Entwicklung fortsetzen. Sie können Fußgänger erkennen, den „Toten Winkel“ überwachen, den Autofahrer bei zu geringem Abstand warnen oder sogar eine automatische Notbremsung durchführen – und lassen sich besonders gut mit Radarsensoren realisieren: Diese enthalten Mikrochips, die elektromagnetische Millimeter-Wellen im Frequenzbereich von 77 Gigahertz senden und empfangen. Fahrerassistenzsysteme mit Radar funktionieren bei Dunkelheit, schlechtem Wetter oder Gegenlicht sicher und zuverlässig. Allerdings waren Radarsysteme bislang so teuer, dass sich ihr Einbau nur für Fahrzeuge der Oberklasse lohnte.

Mit den beiden Innovationen haben die Infineon-Forscher das geändert. Als Material zur Herstellung der Halbleiterchips für Radarsensoren setzten sie statt des zuvor meist verwendeten Galliumarsenids auf Silizium und Silizium-Germanium. Damit lassen sich erprobte Fertigungstechnologien nutzen, die bei der Massenproduktion von Prozessoren und Speichern für Handys oder Computer seit Langem im Einsatz sind. Das senkt die Herstellungskosten von Radarsystemen deutlich – und ermöglicht eine höhere Integration: Die Sende- und Empfangsfunktionen des Sensors lassen sich nun in maximal zwei Radarchips zusammenfassen.

Darüber hinaus passten die Forscher eine Gehäusetechnologie an die höheren Anforderungen im Hochfrequenzbereich des Radars an, die sich bisher nur für Anwendungen im Mobilfunk nutzen ließ. Mit der optimierten eWLB-Technologie (embedded Wafer-Level Ball Grid Array) kann Infineon die Radarchips vor der Auslieferung in ein robustes Gehäuse integrieren, das die weitere Verarbeitung beim Systemhersteller fürs Auto einfacher und billiger macht.

Die Kombination beider Innovationen ist ein Durchbruch für das Radar im Automobilbereich. Sensoren für aktive Sicherheitssysteme lassen sich damit so kostengünstig herstellen, dass sie auch für Kleinwagenkäufer attraktiv sind. Wenige Jahre nach Einführung der neuen Fertigungs- und Gehäusetechnologie werden sie als Ausstattung für Fahrzeuge jeder Klasse angeboten. Preisgünstige Radarsensoren werden auch die Entwicklung von autonomen Fahrzeugen beflügeln, die ohne menschliches Zutun fahren, lenken und einparken können. Für die Sicherheit selbstfahrender Autos sind verlässliche aktive Systeme unerlässlich.

Die Radartechnologie hat eine große ökonomische Bedeutung: Experten des Marktforschungsinstituts Strategy Analytics schätzen, dass der Markt für Radarsensoren in den nächsten Jahren um rund 40 Prozent jährlich wachsen wird. Infineon wird davon – dank eines technologischen Vorsprungs gegenüber Mitbewerbern – ein großes Stück abbekommen. Das stärkt den Standort Deutschland, denn das Unternehmen hat hier nicht nur einen großen Teil von Forschung und Entwicklung angesiedelt, sondern auch die Fertigung der Radarchips.

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

Das Projekt „Neue Radartechnologie für Autos – ein Lebensretter geht in Serie“ wurde vom Deutschen Patent- und Markenamt vorgeschlagen.

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2015 Erklärfilm ZDF Team 1

Neue Radartechnologie für Autos – ein Lebensretter geht in Serie
Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld (Sprecher)
Dr.-Ing. Walter Hartner
Dr. rer. nat. Rudolf Lachner

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Deutscher Zukunftspreis 2015 - Entscheidung am 2. Dezember: Um Mobilität und Sicherheit geht es in einer der drei Nominierungen

Wir stellen kurz die Nominierungen im Video vor - Ralf Bornefeld spricht für sein Team über „Neue Radartechnologie für Autos – ein Lebensretter geht in Serie“.

Hintergrundmaterial

Fragen an die Nominierten
Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Dr.-Ing. Walter Hartner
Dr. rer. nat. Rudolf Lachner

Ihr Projekt hat den spannenden Titel: „Ein Lebensretter geht in Serie“ und beschäftigt sich mit dem, was viele Menschen angeht: Sicherheit im Straßenverkehr. Die Anzahl der tödlich Verunglückten hat sich in den vergangenen Jahren verringert. Passive und aktive Sicherheitssysteme haben dabei geholfen. Hierzu zählt auch Ihre Innovation. Trotzdem gibt es in der Bundesrepublik noch immer mehr als 3.300 Verkehrstote und über 65.000 Schwerverletzte, die mit den Unfallfolgen zu kämpfen haben. Es gibt also noch einiges zu tun.

Wie definieren sich passive und aktive Sicherheitstechnologien, und was zählt dazu?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Grundsätzlich haben Sicherheitssysteme eines Fahrzeugs zwei Aufgaben: Sie sollen verhindern helfen, dass es zum Unfall kommt, und sie sollen die Folgen eines Unfalls mildern, falls er nicht zu verhindern war. Passive Sicherheitssysteme gab es zuerst. Sie dienen dazu, die Folgen eines Unfalls – Unfallverletzungen der Fahrzeuginsassen – zu mildern; Beispiele sind die gute alte Knautschzone, der Sicherheitsgurt, der im Jahr 1971 eingeführt wurde, Gurtstraffer (1983) oder Seiten-Airbags (1996). Mit diesen Sicherheitssystemen – den größten Beitrag hat übrigens der Anschnallgurt gebracht – ließ sich die Anzahl der Verkehrstoten beträchtlich senken, aber eben nur bis zu einem bestimmten Grad.

Deshalb wurden aktive Sicherheitssysteme entwickelt. Sie helfen dabei, einen Unfall zu vermeiden. Zu ihnen zählen beispielsweise das Elektronische Stabilitätsprogramm ESP, das einzelne Räder gezielt abbremst und den Wagen auf Kurs hält, falls er auszubrechen droht. Aktive Sicherheitssysteme können einen Unfall durch aktiven Eingriff in das Fahrgeschehen entweder komplett verhindern oder seine Auswirkungen deutlich reduzieren. Von ihnen profitieren Fahrzeuginsassen und andere Verkehrsteilnehmer gleichermaßen. Weitere Beispiele für solche Systeme sind Fußgängererkennung, Abstandswarnung sowie Totwinkel-Assistenten. Für viele dieser aktiven Sicherheitssysteme ist Radar eine Schlüsseltechnologie.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Bisherige Systeme haben erst reagiert, wenn der Unfall bereits passiert war: Gurt, Airbag oder auch ABS. Sie reagierten, wenn sich das Auto in einer kritischen Situation befand. Jetzt geht es darum, dass man vorausschauende Sicherheitstechnik hat, die das Umfeld erkennt und – im besten Fall schon weit vor dem Unfall – merkt: Oh, jetzt wird’s kritisch, der Fahrer kann nicht mehr reagieren, jetzt muss man automatisch irgendeine Vorsorge treffen. Da gibt es die einfache Möglichkeit, den Gurt zu straffen oder den Bremsdruck zu erhöhen – damit dann der Fahrer selbst mit mehr Energie und mit mehr Nachdruck reagieren kann. Aber noch besser ist es, wenn das Bremsen automatisch erfolgt und sich das Auto zum Beispiel durch automatische Notbremsung selbst zum Stillstand bringt.

Radar ist für diese aktiven Sicherheitskomponenten eine Schlüsseltechnologie. Was leistet Radartechnologie eigentlich?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Das ist für einen Laien vielleicht doch ein bisschen schwierig. Was eine Kamera macht, ist jedem klar – sie nutzt das Licht, um ein Bild aufnehmen. Genauer: Sie nutzt für das Bild sowohl die Energie (Helligkeit) als auch die Farbe (Wellenlänge) des Lichts. Radar arbeitet ähnlich, nur in einem ganz anderen Frequenzspektrum. Radar nutzt elektromagnetische Strahlen, die wir nicht wahrnehmen können. Der Radarchip im Radarsystem des Fahrzeugs sendet elektromagnetische Funkwellen im Hochfrequenzbereich aus, die von vorausfahrenden Fahrzeugen oder anderen Objekten reflektiert werden. Heute enthält ein Radarsystem typischerweise zwei Radarchips: Einer sendet, der andere empfängt diese hochfrequenten Signale und bereitet sie so auf, dass sie ausgewertet werden können. Die Entfernung zu anderen Fahrzeugen und deren Geschwindigkeit sind dann das Ergebnis.

Heutige Radarsysteme im Auto arbeiten zum Beispiel bei 77 Gigahertz (GHz), das sind 77 Milliarden Schwingungen pro Sekunde. Das ist eine wirklich sehr hohe Frequenz. Dazu ein Vergleich: Typischer Mobilfunk arbeitet in einem Frequenzbereich von 2,5 GHz. Das heißt, die Frequenzen, die ein Radarsystem im Auto verarbeitet, sind um den Faktor 30 höher als die Frequenzen im Mobilfunk.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Wie gesagt: Das Radarsystem des Fahrzeugs sendet elektromagnetische Funkwellen im Hochfrequenzbereich von 77 GHz aus. Die Funkwellen werden von vorausfahrenden Fahrzeugen, anderen Verkehrsteilnehmern oder Objekten reflektiert. Das funktioniert auch in einer Entfernung von 250 Metern. Wegen bestimmter physikalischer Effekte lassen sich mit Radartechnik sehr einfach die Relativgeschwindigkeit eines Objekts zu einem anderen messen und der Abstand von einem Objekt zu einem anderen. Aus den beiden Parametern „Relativgeschwindigkeit“ und „Abstand“ zu mir beziehungsweise zu meinem Fahrzeug lässt sich dann über Algorithmen und Software berechnen: Das Objekt/das andere Fahrzeug könnte gefährlich werden. Das Radarsystem erkennt: Es liegt genau auf meiner Fahrspur, kommt mir entgegen, eine Kollision droht, und da muss reagiert werden.

Jetzt könnte man sich natürlich fragen: Warum Radar? Warum nutzt man nicht einfach eine Kamera? Ganz einfach: Radartechnik kann mit sehr einfachen Signalverarbeitungsmethoden die beiden Größen „Abstand“ und „Geschwindigkeit“ ermitteln, während eine Kamera dazu sehr aufwendige Bildprozessierungsverfahren benötigt und damit leistungsstarke Prozessoren. Was aber noch wichtiger ist: Das Radar funktioniert auch bei schlechtem Wetter, gerade dann, wenn man es wirklich braucht.

Wie war der Stand der Technik bevor Sie jetzt mit Ihrer Innovation einsetzen?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Schon bevor wir begannen, diese Technologien zu entwickeln, kannte man Radar – und zwar im Kontext mit Flugzeugen oder Radarmesspistolen. Und auch im Auto war bereits Radartechnik enthalten: 1998 kam die erste Distronic in der Mercedes-S-Klasse heraus, damals noch in einer sehr, sehr teuren Technologie verbaut. Ein Radarsystem war wirklich nur in der S-Klasse verfügbar und weit entfernt davon, massenmarkttauglich zu sein. Es kostete damals mehrere Tausend D-Mark. Schon damals war es unser Ziel, das Radar in den Mittelklassewagen und den Kleinwagen zu bringen. Früher basierte die Technologie auf sehr speziellen Galliumarsenid-Halbleitern, also Halbleitern, die nur auf sehr kleinen Wafern mit einem Durchmesser von zehn Zentimetern und zu sehr hohen Kosten hergestellt werden konnten. Wir haben eine Siliziumtechnologie entwickelt, mit der Radarchips auf typischen Waferdurchmessern von 20 Zentimetern hergestellt werden, und konnten damit die Kosten drastisch senken.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Das Radar kommt aus dem Militärbereich. Es wurde in den beiden Weltkriegen erfunden und weiterentwickelt. Man verbindet damit riesige Antennen oder am Flughafen die rotierenden Antennen. Die Technik war Militärtechnik vom Feinsten, Kosten waren eher Nebensache. Im Jahr 2003 waren wir die Ersten, die einen Radarchip in üblicher Siliziumtechnik hergestellt haben – also dem Material, in dem heute ein Großteil der Mikrochips gefertigt wird. Silizium ist die Standardfertigungstechnologie, die dafür sorgt, dass Elektronik erschwinglich, kostengünstig und robust in hohen Volumenstückzahlen produziert werden kann. Wir waren die Ersten, die einen siliziumbasierten Chip gefertigt haben, der bei diesen 77 GHz oder 77 Milliarden Schwingungen pro Sekunde gearbeitet hat. Fast jeder hatte geunkt: In Silizium ist das gänzlich unmöglich. Man braucht dafür Galliumarsenid-Bausteine, weil die von Haus aus höhere Grenzfrequenzen haben und vor allem auch die Ausgangsleistung erzeugen können.

Mit intensiver Grundlagenforschung haben wir gezeigt: Ja, es geht doch in Silizium! Und das Echo potenzieller Kunden war enorm: „Mensch, da habt ihr eine völlig neue Methode, diese Schaltkreise herzustellen. Die gefällt uns viel besser. Wir kennen Silizium, damit machen wir unsere Mikrocontroller, Motorsteuerung, alles. Wir wollen diese exotische, teure Galliumarsenid-Technik eigentlich nicht. Wenn das wirklich in Silizium geht, dann wäre das der Renner!“ Das war der Anfang vor gut zwölf Jahren. Auf Jahre der Grundlagenforschung folgte dann die Entwicklung eines ersten Siliziumchips. Und es stellte sich die Frage: Wollen wir ein Produkt daraus machen? In die Produktion bringen und fertigen? Für welchen Markt?

Als Anwendung war neben Autoradar für Abstandswarnung und Kollisionsvermeidung auch die Kommunikationstechnik denkbar für diese „Hochfrequenzchips“, wie wir sie damals nannten. Hier hätten sie etwa für Sender und Empfänger von Richtfunkstrecken oder für die Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation zwischen elektronischen Geräten und Computern (Wireless LAN) genutzt werden können, fanden wir. Fürs Autoradar war dann viel Überzeugungsarbeit notwendig, denn erste Radaranwendungen gab es ja seit 1998, und der Markt dafür war verschwindend klein; selbst 2003 lag die Marktdurchdringung im Promillebereich.

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Und noch im Jahr 2009 – damals hatte Infineon seine Radarchips in Silizium-Germanium-Fertigungstechnologie schon zu Produktionsstatus gebracht – stand Autoradar noch ganz am Anfang.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Unser damaliger Geschäftsleiter für Automobilelektronik – heute ist Dr. Ploss der Vorstandsvorsitzende von Infineon – hat dann die Entscheidung getroffen: Ja, wir machen weiter mit dem Thema. Unsere Marktanalyse zeigte, dass Sicherheitsthemen wie etwa „Unfall vermeiden“ wirklich wichtige Bereiche sind. Und es wurde entschieden, dass wir dranbleiben an dem Sensor, der dazu beiträgt, die Zahl der Verkehrsunfälle zu senken.

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Ein zweiter wichtiger Punkt neben dem Silizium-Germanium war, dass bis 2009 die Bausteine als Bare-Die-Produkte hergestellt wurden; das bedeutet, dass es noch kein Chipgehäuse für den Radarchip gab und wir ihn als bloßes Silizium auslieferten. Es gab zwar die Siliziumbausteine, aber unsere Kunden mussten sie mit aufwendigen Prozessen unter Reinstraumbedingungen teuer verarbeiten. Und das machte das ganze Radarsystem mit mehr als 1.000 Euro damals noch recht teuer. Die zweite Innovation war, dass wir es geschafft haben, den bloßen Radar-Siliziumchip in ein Gehäuse zu integrieren, ohne seine Leistungsfähigkeit zu beeinträchtigen, elektromagnetische Strahlen bei 77 GHz auszusenden und zu empfangen. Unsere Kunden konnten den Radarchip im Gehäuse leichter verarbeiten; es brauchte keine Reinstraumbedingungen mehr. Sie konnten jetzt ebenfalls automatische Standardverfahren nutzen, um die Radarchips auf die Boards auflöten zu können; und das war neben der Silizium-Germanium-Technologie der zweite Schritt an Kosteneinsparungen für unsere Kunden, die Hersteller von Radarsystemen fürs Auto.

Also im Grunde eine zweistufige Entwicklung, die zu dem geführt hat, was sich als Innovation darstellt …

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Ja. Der erste Schritt war die Fertigung von 77-GHz-Chips in Silizium-Germanium-Technologie. Davor waren diese hohen Frequenzen lediglich für Bauelemente erreichbar, die in sehr teurer und aufwendiger Galliumarsenid-Technologie gefertigt werden mussten. Silizium aber ist deutlich preisgünstiger und lässt sich in erprobten Prozessen verarbeiten. Der zweite Schritt war dann die Integration des Silizium-Radarchips in ein hochkompaktes radartaugliches Gehäuse: das SMD-Gehäuse. SMD steht für „Surface-Mounted Device“. SMD-Gehäuse können automatisch auf die Platine verlötet werden, ohne dass Mitarbeiter noch händisch irgendwelche Zusatzarbeiten durchführen müssen. Auch im Fall des Gehäuses meinte man, dass es nicht möglich sei, bei den hohen Frequenzen ein Chipgehäuse zu nutzen.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Silizium-Germanium bei der Chipfertigung und das Standard-Chipgehäuse senken die Systemkosten beim Hersteller von Radarsensoren und bringen die radarbasierte Abstandsmessung in den Massenmarkt. Und ein weiterer wichtiger Aspekt dabei war, die hohen Qualitätsanforderungen im Auto zu erfüllen. Das schafften wir durch die Erarbeitung neuer, integrierter Testverfahren für die Radarsensoren. Denn Automobilqualität heißt: Null Fehler, es darf keine Ausfälle geben. Es gab zusätzliche Anforderungen für das bei der Radarchip-Fertigung damals erstmals eingesetzte Material Silizium-Germanium. Und es waren Sonderaspekte bei der Fertigung zu beachten: Produziert man für die Automobilbranche, dann muss man für jedes einzelne Produkt jeden einzelnen Fertigungsschritt nachvollziehen können.

Sie haben Produkte geschaffen, die für Anwendungen im Kfz brauchbar sind. Welche sind das konkret?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Beispiele für Radartechnologie im Auto sind autonome Notbremssysteme für Fußgängerschutz und die automatische Abstands- und Geschwindigkeitsregelung Es gibt Radarsysteme in der Fahrzeugfront, die den Abstand zu Objekten vor dem Auto messen und so zum Beispiel automatisch die immer gleiche Distanz zum Fahrzeug davor einhalten. Man fährt auf der Autobahn, und der Tempomat ist auf eine bestimmte Geschwindigkeit eingestellt: Wenn vor einem jemand bremst, dann muss man den Tempomat ausschalten, selber bremsen – das macht in diesem Fall das Auto selbst und regelt die Distanz. Wenn vor ihnen ein Auto stark bremst, wird man gewarnt. Das System wäre technisch in der Lage, vollkommen selbstständig zu bremsen, aber das akzeptiert heute nicht jeder im Markt. Deshalb ist es notwendig, dass der Fahrer noch eingreifen kann. In dem Fall erhält er eine Warnung, die Bremse ist vorgespannt, er kann bremsen und hat eine sehr hohe Bremsleistung gleich von Anfang an. Auffahrunfälle am Stauende lassen sich so mit Radartechnologie vermeiden. Es gibt auch Radarsysteme, die nach hinten schauen. Das ist die sogenannte Totwinkel-Erkennung. Beim Wechsel der Fahrspur auf der Autobahn hilft das Radarsystem, brenzlige Situationen zu vermeiden. Der Totwinkel-Assistent warnt den Fahrer beispielsweise mit einem Lichtsignal. Der bleibt dann auf seiner bisherigen Spur und vermeidet den Unfall. Wir können uns auch vorstellen, dass das Radarsystem als Abstandsmesser für automatisches Parken genutzt wird.

Diese Radartechnologie ist nicht vom Wetter abhängig. Funktioniert sie also immer?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Ja, im Dunkeln, bei Regen, bei Schneefall. Selbst für Distanzen bis 250 Metern, funktioniert Radartechnologie bei Schlechtwetter deutlich besser als alle anderen Technologien, die heute am Markt sind.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Und auch bei Sonnenschein hilft die Radartechnologie, während ein optisches System womöglich geblendet ist.

Ihr Haus ist also von dieser Technologie überzeugt, andere glauben an die Relevanz anderer – wie geht das aus?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Zur Vermeidung von Auffahrunfällen werden zunehmend radarbasierte Abstandswarnsysteme verwendet. Sie sind wiederum Teil komplexer Fahrerassistenzsysteme wie zum Beispiel autonomer Bremssysteme. Und auch die Zukunft ist heute schon in der Testphase: Autos, die ohne Eingreifen des Menschen komplett selbstständig – also autonom – fahren. Radar ist hierfür eine Schlüsseltechnologie, aber sicherlich nicht die einzige.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Es wird nicht ein System sein, sondern mehrere, die einander ergänzen. Wir glauben, dass Radar und Kamera die Systeme der Zukunft darstellen, um einen „Schutz-Kokon“ um das Fahrzeug zu bilden. Es wird wohl darauf hinauslaufen, Radar- und Bildsignale zu kombinieren, weil sich so praktisch alle kritischen Fahrsituationen abdecken lassen. Radar ist ein wichtiger Sockel für die künftige Sicherheitstechnik im Auto. Davon sind wir überzeugt.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Und auch der Preis des Fahrerassistenzsystems ist wichtig: Es gibt andere, laserbasierte Systeme, die aber mit mehreren Tausend Dollar sehr teuer sind. In Serie gehen heißt, dass das Fahrerassistenzsystem für die breite Masse erschwinglich sein muss, also auch für den Mittelklassewagen und den Kleinstwagen.

Sie sprechen auch von „Demokratisierung der Sicherheit“. Basiert die auf dem erschwinglichen Preis?

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Ja, aber das war ein langer Weg: Wir haben 2003 auf Forschungs- und Laborebene angefangen. Drei Jahre lang forschte Infineon gemeinsam mit Partnern aus der gesamten automobilen Wertschöpfungskette – Systemlieferanten, Automobilherstellern, Forschungseinrichtungen und Universitäten – im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten KOKON-Projekts. KOKON schuf die Grundlagen für Radarchips, die auf Basis von Silizium-Germanium (SiGe) gefertigt werden konnten. Mit SiGe – wir sagten es schon – waren wesentlich kleinere und kostengünstigere Radarsysteme möglich als mit Radarchips auf Basis der Galliumarsenid (GaAs)-Technologie.

Dann ab 2009 folgte die Technologiekooperation „Radar on Chip for Cars“ (RoCC) – wieder hatte Infineon die Projektleitung, und wieder forschten System- und Autohersteller mit. Ziel war es, Radarsysteme von hoher Zuverlässigkeit in allen Fahrzeugklassen verfügbar zu machen, die Sicherheit von Automobilen deutlich zu verbessern und die Anzahl von Verkehrsunfällen weiter zu senken. Im Rahmen der Hightech-Strategie der Bundesregierung erhielt auch RoCC Fördermittel des BMBF.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Im Jahr 2009 hatten wir die Fertigungsprozesse im Griff und brachten unseren ersten Radarchip in den Produktionshochlauf – damals noch ohne Gehäuse. Es hatte also sechs Jahre gedauert, bis aus der Idee ein Produkt wurde. Es gibt nicht viele Unternehmen, die eine so lange Entwicklung durchhalten, bevor ein Return on Investment überhaupt denkbar wird oder bevor etwas auf den Markt kommt.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Das Durchhaltevermögen unseres Unternehmens war entscheidend – darauf bin ich noch heute stolz. Wichtig waren auch die beiden Technologiekooperationen und unsere Kunden, die das mit uns zusammen durchgezogen haben und auch so lange warten mussten, bis der erste Radarchip dann endlich gefertigt war.

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
„Demokratisierung“ ist ein Stufenprozess. Das erste Produkt, das wir in den Markt gebracht haben, war ein Radarchip, der von der Oberklasse hinunter bis in die Fahrzeugkategorie eines Audi A 4 und eines 3er BMW verfügbar war. Aber die Systemkosten waren noch zu hoch, um ihn in der Golf-Klasse zu etablieren. Die zweite Generation, die wir gebaut haben – die mit dem SMD-Gehäuse –, hatte zwei Vorteile: Erstens wurden Radarsysteme damit deutlich kleiner – auch ein gewichtiges Argument bei dem beschränkten Platz im Stoßfängerbereich –, und zweitens sanken die Systemkosten für das Hochfrequenz-Modul um mehr als 20 Prozent, denn unser Radarchip übernahm Aufgaben anderer Bauteile, die damit eingespart wurden. Diese Generation ist im aktuellen Golf als Erstes eingeführt worden und hat es mittlerweile bis in Fahrzeuge der Polo-Kategorie oder den aktuellen Smart geschafft. Die nächste Generation, die wir in etwa drei Jahren auf den Markt bringen werden, wird es ermöglichen, dass auch ein kleines, preiswertes Fahrzeug nicht nur ein oder zwei Radarsysteme bietet, sondern fünf oder sechs. Dadurch schaffen wir diesen Schutz-Kokon rund um das Fahrzeug und machen damit die Sicherheit wirklich für alle verfügbar. Und genau das nennen wir Demokratisierung der Sicherheit.

Die Entwicklung war, wie Sie sagen, ein relativ langer Prozess. Waren Sie eigentlich immer zuversichtlich, dass Sie auf dem richtigen Weg sind?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Als der geschäftsführende Part bei diesem Thema sage ich: Wir haben immer daran geglaubt, dass es ein Erfolg wird. Es gab keine Phase, in der wir sagten, das wird nichts und wir machen nicht weiter. Aber wir sind sehr oft gefragt worden, ob wir denn wirklich sicher sind. Wir haben es immer geschafft, unsere Leitungsebenen zu überzeugen, dass wir weitermachen wollen und dass wir Erfolg haben werden. Es wurde sehr viel Geld investiert, die Vorfinanzierung war nicht einfach zu stemmen. Aber wir haben durchgehalten, wir haben es geschafft, damit in den Markt zu kommen, und darauf sind wir stolz! 77 GHz ist der Standard-Frequenzbereich für Radaranwendungen wie adaptive Abstands- und Geschwindigkeitsregelung und Kollisionswarnung In Ober- und Mittelklassefahrzeugen kommen unsere Radarchips jetzt schon einige Jahre zum Einsatz.

Wie groß war das Team, und wie hat es sich bis zu diesem Erfolg strukturiert?

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Die Idee ging von der technischen Entwicklung aus, da waren wir eine Gruppe von drei, vier Leuten. Wir hatten die Technologie, die wir dann für den Radarchip im Auto einsetzten, eigentlich für andere Anwendungen entwickelt. Für diese wurden sie dann aber nicht mehr benötigt. Nachdem unsere Marktanalyse ergab, wie interessant der Autorradarmarkt ist, haben wir das Team vergrößert, Designer eingestellt, ein Designzentrum aufgebaut, eine Produktentwicklung, Test-Engineering, Concept-Engineering – das ganze Drumherum, das zu einer Produktentwicklung gehört. Heute umfasst die Kernmannschaft sicher etwa 70 Leute bei Infineon.

Ein Kriterium der Nominierung zum Deutschen Zukunftspreis ist, dass die Innovation Arbeitsplätze schafft. Wie sieht das bei Ihnen aus?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
In den mehr als zehn Jahren, in denen sich Infineon und die Autobranche mit dem Radarthema beschäftigen, wurde viel Ingenieurskompetenz aufgebaut. Bis in zehn Jahren könnte es selbst fahrende Autos geben. Radar ist hierfür eine Schlüsseltechnologie. An der Weiterentwicklung über die gesamte automobile Wertschöpfungskette werden sich viele schlaue Köpfe in Deutschland beteiligen, und es werden neue Arbeitsplätze entstehen. Es gibt aber eine weitere wichtige Komponente: Wir verlieren in Deutschland immer mehr Produktionsstandorte. Bei Infineon jedoch werden Radarchips komplett an unserem Standort Regensburg „gemacht“, und dort wurde der Wandel von der „Brot und Butter-Fertigung“ von Standardkomponenten, wie sie auch in Asien hergestellt werden können, hin zu hochinnovativen Spezialkomponenten durch Radar unterstützt. Auch wenn sich in den vergangenen Jahren die Anzahl der Arbeitsplätze nicht dramatisch erhöht haben mag, so schaffen es innovative Produkte wie unsere Radarchips, dass diese dort zumindest erhalten bleiben – in der Entwicklung des Chipgehäuses zum Beispiel und in der Fertigung.

Die Innovation ist produktionstechnisch ausgereift. Wird sie demnach in Deutschland bleiben? Oder gibt es Tendenzen, etwas ins Ausland auszulagern?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Unsere Radarchips werden heute ausschließlich in Regensburg gefertigt, und die Folgeprodukte sollen in einer Verbundtechnologie zusammen mit dem Werk Dresden hergestellt werden.

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Der wichtigste Aspekt bei den Arbeitsplätzen ist deren Qualität. Die deutsche Automobilindustrie ist führend auf dem Gebiet der Radartechnik für das Auto und war weltweit die erste, die Autoradar zur Erhöhung der Verkehrssicherheit anbot. Wir haben vielleicht ein, zwei Jahre Vorsprung vor der Konkurrenz, die dann aus den USA oder auch aus Asien kommt. Bei uns sind es hochwertige Arbeitsplätze, die im Zusammenhang mit der Radartechnik geschaffen wurden – bei Infineon, unseren Zulieferbetrieben, in den Entwicklungsabteilungen unserer Kunden, den Systemlieferanten fürs Auto und auch bei den Autoherstellern.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Infineons Radarchip kommt komplett aus Regensburg, unserem Innovationsstandort für Hochfrequenztechnologie. Das umfasst die Fertigung des Siliziumchips, seine Integration ins Chipgehäuse – das in Regensburg entwickelt wurde – und reicht bis hin zu allen Tests und zur Auslieferung. Mir fällt auf Anhieb kein anderes Produkt in unserem Unternehmen ein, das an einem einzigen Standort komplett hergestellt und ausgeliefert wird. Denn üblicherweise ist die Supply Chain eines Halbleiterprodukts viel komplizierter: Ein Chip durchläuft in der Regel ein weltweites Lieferkettennetzwerk aus Chip-Produktion und nachfolgendem Test, Gehäuseproduktion und nachfolgendem Test bis hin zu den Auslieferzentren. Die Radarchips aber werden bei uns an einem Standort gefertigt, ins Gehäuse gepackt und an unsere Kunden versandt.

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Wir benötigen die Verbindung von Spitzentechnik mit hoher Entwicklungskompetenz und umfassendem Qualitätsdenken. Das sind heute Stärken der deutschen Industrie. Ausschlaggebend für den Produktionsstandort Deutschland war, dass wir bisher eigentlich keine Möglichkeit sahen, diesen hohen Anspruch an solche Sicherheitssysteme anderswo realisieren zu können. Denn die Kompetenz, die wir in Regensburg über viele Jahre aufgebaut haben, ist vor Ort notwendig, um unter Einhaltung interner und externer Kostenvorgaben die Qualitätsanforderungen der Automobilindustrie zu erfüllen. Wir brauchen die Zuverlässigkeit eines Flugzeugs zu den Kosten eines Autos.

Gibt es Wettbewerb für Ihre Produkte?

Dr.-Ing. Walter Hartner
Klar, wir hatten und haben Wettbewerber. Am Anfang, bei den sehr teuren Galliumarsenid-Technologien, gab es die etablierten Spieler, in den USA, aber auch in Europa – auch heute bei der Silizium-Germanium-Technologie. Wir arbeiten daran, unseren Vorsprung zu verteidigen. Und bisher sind wir dabei recht erfolgreich: Die ersten zehn Millionen unserer Radarchips wurden in den vergangenen sechs Jahren verbaut – vorwiegend in Ober- und Mittelklassefahrzeugen. Schon im kommenden Jahr sollen die nächsten zehn Millionen auch in der unteren Mittelklasse und on Kleinwagen im Einsatz sein. Statistisch gesehen wird dann einer von 20 Neuwagen ein Fahrerassistenzsystem mit 77-GHz-Radarchips von Infineon nutzen.

Wie stellt sich der Markt dar, und welchen Anteil haben oder versprechen Sie sich?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Der Markt im Jahr 2015 soll weltweit ungefähr sieben Millionen Radarsysteme umfassen, jedes mit mindestens zwei Radarchips. Der Trend hin zu Sicherheitssystemen im Auto ist unbestritten. Anwendungen wie Abstandswarnsystem und autonome Notbremsung sollen in den kommenden fünf Jahren jährlich um mehr als 25 Prozent zulegen – auch wegen des Ratingschemas der unabhängigen Organisation Euro NCAP (European New Car Assessment Programme). Diese bewertet die Sicherheit von Neufahrzeugen, die in Europa verkauft werden. Neuwagen müssen die Bestnote von fünf Sternen erreichen, damit sie als sicher eingestuft werden. Dafür sind radarbasierte Fahrerassistenzsysteme eine wesentliche Voraussetzung. Im Jahr 2020 könnten von den erwarteten 105 Millionen Neufahrzeugen mehr als 20 Millionen Radar im Abstandswarnsystem nutzen. Damit wären weltweit etwa 20 Prozent aller Neuwagen mit einem solchen System ausgerüstet.

Es werden auch immer kleinere Fahrzeuge mit mehreren Radarsystemen ausgestattet sein. Die Marktaussichten sind sehr, sehr gut. Auf der Preisseite hat jede Chipgeneration, die wir in den Markt bringen, zum Ziel, die Systemkosten unserer Kunden um 30 Prozent zu verringern. Das bedeutet nicht etwa, dass unsere Chip-Preise um 30 Prozent fallen, sondern, dass wir unseren Kunden helfen, kleinere Systeme zu bauen, die weniger Kühlung brauchen und weniger Entwärmungsaufwände haben. Auf der Systemseite sind diese 30 Prozent notwendig, um die Demokratisierung von Sicherheit weiter Wirklichkeit werden zu lassen. Das haben wir bisher geschafft, das schaffen wir auch mit der nächsten Generation, und dann sehen wir, was danach kommt.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Zum Thema Systemansatz möchte ich ein wenig deutlicher werden: Radarsysteme vor 2009, die auf Galliumarsenid-Basis entwickelt wurden, hatten im Hochfrequenzteil bis zu neun integrierte Schaltungen, also neun einzelne Komponenten, die beim Hersteller von Radarsystemen manuell mit Bonddrähten auf die Platine aufgelötet werden mussten. Mit Infineons Radarchips sind es im Hochfrequenzteil jetzt nur noch zwei integrierte Schaltungen, und das in einem Gehäuse, das sich automatisch verlöten lässt, ohne manuelle Arbeit. Die Integration von immer mehr Funktionen auf einem Radarchip – auch von solchen, an die man bisher noch gar nicht dachte – treibt uns voran. Und die Möglichkeiten der Chipintegration sind noch lange nicht ausgereizt: Bei Überwachungsfunktionen, Sicherheits-Features, Kalibrierfunktionen oder Selbsttestfunktionen gibt es noch viel zu tun.

Dr.-Ing. Walter Hartner
In der Halbleiterentwicklung versucht man stets, die Chips kleiner zu machen und dabei mehr Funktionen zu integrieren; das lässt die Systemkosten bei unseren Kunden sinken. Und mit der Silizium-Germanium-Technologie haben wir gute Voraussetzungen, immer mehr Funktionalität in Radarchips zu integrieren. Auch das von uns entwickelte hochkompakte und für Radaranwendungen optimierte Gehäuse senkt die Systemkosten unserer Kunden und bringt unseren Lebensretter in den Auto-Massenmarkt.

Das Projekt basiert auf einer langjährigen Erfahrung Ihres Hauses. Ist das eine Evolution, oder was ist das wirklich Innovative daran, das jetzt mit der Nominierung gewürdigt wird?

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Als wir mit der Entwicklung begannen, hätte niemand daran geglaubt, dass ein solcher 77-GHz-Radarchip technisch überhaupt möglich wäre. 77 GHz bedeutet, dass der Chip 77 Milliarden Schwingungen pro Sekunde verarbeiten muss. Die Aussage war: Das geht in Silizium nicht! Und als wir bewiesen hatten, dass es doch geht, hieß es: Das geht nicht in einem Standard-Chipgehäuse. Mit dem kann man keine Hochfrequenz weiterleiten, erzeugen, abstrahlen. Da braucht es Hohlleiter oder metallische Gehäuse, die mit aufwendigen Maschinenbaumethoden hergestellt werden und sehr teuer sind. Und jetzt haben wir beides: den Radarchip und das Standard-Chipgehäuse dazu.1998 kam das erste Radar ins Auto, und die nächsten elf Jahre bis 2009 blieb der Markt verschwindend klein. 2009 brachten wir unsere Radarchips auf den Markt. Mit ihnen wurden Radarsysteme kleiner und kostengünstiger und finden nun den Weg von der Ober- und Mittelklasse in den Kleinwagen und in den Massenmarkt. Das nenne ich Innovation.

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Auch bei uns wurde diskutiert, ob das wirklich eine Revolution ist oder eher eine Evolution. Man kann argumentieren, dass es zu Beginn unserer Radaraktivitäten schon Silizium- und auch Silizium-Germanium-Technologien für andere Anwendungen gab. Die aber in den 77-GHz-Frequenzbereich zu bringen und so zu optimieren, dass sie für Automobilradar nutzbar sind, das ist die eigentliche Revolution. Das waren keine evolutionären Schritte, es waren wirklich revolutionäre Schritte notwendig, um bestimmte Schlüssel- und Einzelprozesse in der Chip-Fertigung beherrschen zu lernen oder auch die Art und Weise, wie man bestimmte Funktionsblöcke wie Oszillator, Verstärker oder vier Mischer für mehrere Antennen in den Chip einbaut. Das Hochfrequenz-Chipgehäuse hatten wir ursprünglich für Mobilfunk mit seinen 2,5 GHz entwickelt. Man könnte meinen, es ins Auto zu bringen wäre eher eine Evolution. Es brauchte aber revolutionäre Ansätze, um es für das 77-GHz-Frequenzband und für die Zuverlässigkeitsanforderungen, die wir im Auto haben, tauglich zu machen. Ich erinnere mich an eine lange Telefonkonferenz mit Rudolf Lachner, bei der man uns fragte, ob wir es uns wirklich zutrauen, dieses Gehäuse ins Auto zu bringen. Und wir haben gesagt: Ja – und haben es geschafft!

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Wir waren Vorreiter und haben einen Standard vorgegeben. Viele unserer Wettbewerber, die jetzt einsteigen, verwenden Silizium-Germanium-Technik und diese Art von Gehäuse. Herausforderung war damals auch, die Akzeptanz unserer Kunden zu finden; besonders weil auch die glaubten, dass das eigentlich nicht geht. Worauf wir besonders stolz sind: Wir haben heute auch japanische Kunden für unsere Radarchips gewonnen. Es war schwierig, als nicht-japanischer Anbieter zu überzeugen. Hierfür muss man richtig kämpfen. Wir haben bewiesen, dass wir bei Radar ein hohes Systemverständnis haben, dass wir dabei unterstützen, dass bisherige Radarlösungen verbessert werden und dass wir die Qualitätsanforderungen erfüllen.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Unsere Radarchips sind Innovation im wahrsten Sinne des Wortes. Und sie sind Revolution, denn wir haben einen passablen Technologievorsprung. Damit geht unser Lebensretter jetzt in die breite Serie.

Jetzt wollen wir auch noch ein wenig von Ihnen ganz persönlich erfahren: Ingenieurswissenschaften, Elektrotechnik und Physik – das sind Ihre Ausbildungs- und Berufswege. Was hat Sie denn seinerzeit gereizt, diese Richtung einzuschlagen, und gab es auf diesem Weg irgendwelche Ereignisse oder Menschen, die Sie beeinflusst haben?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Erste Anzeichen, dass ich mal Elektrotechnik studieren würde, zeigten sich bei mir im zarten Alter von acht oder neun Jahren, als ich zu Weihnachten einen Elektronikbaukasten bekam. Von da an habe ich nie aufgegeben, mein Zimmer komplett zu verkabeln, und sehr zum Leidwesen meiner Mutter gab es immer Überraschungen, wenn man den Raum betrat. Ich habe lange überlegt, ob ich Humanmedizin oder Elektrotechnik studieren sollte – beides hat mich interessiert. Ungefähr ein Jahr vor dem Abitur war klar, dass es Elektrotechnik wird. Ich habe es auch nicht bereut. Elektrotechnik war damals ein sehr schwieriges Studium und hat auch heute noch hohe Durchfallquoten. Von den ursprünglich 300 Studierenden, die mit mir angefangen haben, sind letztlich nur 50 Ingenieure geworden.

In meinen Studienzeiten wollte ich in die Robotertechnologie und in die Automatisierungstechnik gehen, und dann siedelte sich damals in Dortmund, wo ich studierte, das Halbleiterunternehmen Elmos an. Dort habe ich ein Praktikum gemacht. Das hat mich so begeistert, dass ich mein Hauptstudium, das ich schon fast abgeschlossen hatte, noch mal über den Haufen warf und auf die Halbleiterei umschwenkte. Und ich kann bis heute sagen: Das ist für mich immer noch die spannendste Industrie!

Dr. Walter Hartner
Bei mir war es sehr ähnlich: Ich habe von klein auf Lego gespielt, hatte auch so einen Elektronikbaukasten, habe dann Radios nachgebaut und Antennen quer im Raum verlegt. In der Schule waren Mathematik und Physik mit Abstand meine Lieblingsfächer. Dagegen kamen die anderen Fächer schwerlich an. Wirklich interessiert haben mich nur Mathe und Physik, und damit war schon sehr früh klar, in der Schule im Leistungskurs, dass ich Physik studieren würde. Nach dem Physikstudium stand ich vor der Wahl: Theorie oder Praxis, theoretische Physik oder experimentelle? Ich entschied mich für die praktische Physik, und so kam ich zur Halbleiterentwicklung.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Ich war in der Schule nicht gut in Physik und Mathematik, habe nur das Notwendigste getan, um durchzukommen. Aber ich habe immer gern gebastelt. Am meisten haben mich Radios begeistert, damals noch Röhrenradios mit dem magischen Auge. Wenn man hineingeschaut hat, waren geheimnisvolle Glühkolben zu sehen. Einen Elektronikbaukasten hatte ich auch. Damit konnte ich einen Regensensor bauen oder eine Vorrichtung, die piepte, wenn meine Mutter zur Tür reinkam. Ich habe versucht, Röhrenverstärker für Audio zu bauen, um eine tolle Musikanlage zu haben; leider hat die gebrummt, und ich habe das Brummen nie wirklich wegbekommen. Aber dieses Interesse an elektronischen Geräten war der Grund, Elektrotechnik zu studieren – allerdings nur ein Semester. Denn ich glaubte, Physik sei viel einfacher. Da gebe es nur eine Weltformel, von der sich alles ableiten lasse. Damit war der Umstieg zur Physik beschlossene Sache. Ich dachte, mit diesem einfachen Prinzip muss ich nicht so viele Formeln lernen, da reicht mir eine für alles.

Und es gab ein Buch über klassische Mechanik, das weiß ich noch genau, Landau und Lifshitz. Das war schon sehr trocken … In der Einleitung stand aber: Der Raum dehnt sich gleichmäßig in alle Richtungen – und daraus konnte der Landau den Impulserhaltungssatz ableiten. Und außerdem stand da: Die Zeit verläuft gleichförmig – und daraus hat er den Energieerhaltungssatz abgeleitet. Da hab ich mir gedacht: Das kann ich mir gerade noch merken, dass die Zeit gleichmäßig verläuft und der Raum isotop ist.

Dr. Walter Hartner
Das Buch habe ich gehasst.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Für mich war das der Grund, Physik zu studieren, und wenn man sich dann einen Job sucht, ist die Halbleiterbranche ideal. Da geht es um Festkörperphysik, und man kann sein Studium in tägliche Arbeit umsetzen.

Aber, provokativ gesagt: Chipentwicklung, das ist doch inzwischen „normal“ oder langweilig. Was treibt Sie an, sich genau um diese Thematik zu kümmern, und ist daran eigentlich irgendwas kreativ?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Dazu etwas aus dem privaten Umfeld: Ich war vor einiger Zeit mit meiner Frau und meinen beiden Kindern, 17 und 19 Jahre alt, auf einem Konzert auf dem Königsplatz hier in München. Sunrise Avenue – ein richtig gutes Rockkonzert, tolle Stimmung, tolle Lichteffekte. Und als das Konzert vorüber war, hab ich zu meiner Familie gesagt: Wisst ihr, was mich stolz macht? Das funktioniert nur mit Mikrochips. Da hätte nichts funktioniert ohne die Produkte, die wir oder Wettbewerber herstellen – und das ist gar nicht langweilig, wenn man sieht, was dabei herauskommt.

Außerdem erfordert die Art und Weise, wie wir diese Radarchips erstmals gefertigt haben, wie wir dieses Gehäuse erstmals gebaut haben, Nachdenken und Kreativität. Kreativität pur, jeden Tag.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Es gibt in der Halbleiterbranche die unterschiedlichsten Betätigungsfelder: die Designer, die einen Chip, seine elektrische Funktion und so weiter, designen. Ich komme aus der Prozessentwicklung, wo wir die Fertigungsprozesse entwickeln, um einen Chip herzustellen. Das sind recht komplexe Prozesse, an die 500 Arbeitsschritte zur Fertigung eines Chips, die aufeinanderfolgen. Es sind sehr physikalische Arbeitsschritte: beschichten, belichten, ätzen, dotieren, trocknen, oxidieren. Und wenn nach der Entwicklungsphase der Chip dann in die Produktionslinie kommt, die man mitentwickelt hat, ist es immer spannend, denn es funktioniert am Anfang eigentlich nie sofort; es treten immer Fehler auf, mit denen man nie gerechnet hätte, und man fragt sich: Warum haben wir eine so schlechte Ausbeute? Warum funktioniert das Teil nicht? Was ist da schiefgegangen? Und die Probleme durch Experimente und Versuche zu lösen ist sehr spannend. Und jeder Tag ist anders.

Technik und Kreativität: Ist das ein Widerspruch in sich?

Dr.-Ing. Walter Hartner
Nein, das finde ich nicht. In der Entwicklung neuer Fertigungsprozesse ist kein Arbeitstag wie der andere. In der Früh ist nicht klar, welche Probleme es möglicherweise gibt und wie man diese lösen kann. Und dann schätze ich unsere Brainstorming-Runden, in denen jeder seine Ideen vorbringen kann, auch wenn sie auf den ersten Blick unsinnig wirken. Aber nur so findet man die Ursachen für Fehler oder neue Prozessschritte. Für die Lösung von Fertigungsproblemen ist sehr viel Kreativität notwendig.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Man braucht Freiraum, um kreativ zu sein, und ein Arbeitsfeld, das Spaß macht. Unser Unternehmen gibt das Ziel, das Thema vor und bietet Arbeitsbedingungen, bei denen man sich frei entfalten kann. Wie ich das Ziel erreiche, bleibt mir überlassen, und dabei kann ich kreativ sein – täglich.

Lassen Sie uns doch mal abstrahieren: Was ist eine Innovation?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Eine Innovation ist eine Idee, die es in den Markt schafft.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Innovation muss letztlich funktionieren – von der Produktentwicklung bis hin zur Fertigung im Hochvolumen –, sonst bleibt sie eine bloße Projektstudie.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Eine Innovation muss die Menschheit ein wenig voranbringen, muss für die Gesellschaft etwas verbessern. Infineons Triebfeder ist es, das Leben einfacher, sicherer und umweltfreundlicher zu machen.

Wie wichtig ist denn die Ressource Mensch? Wir haben Ressourcen in Geld, in Wissen – was bewirkt der Mensch? Und sind wir alle ersetzbar durch Technik?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
In unserem konkreten Umfeld hängen wir nur vom Menschen ab. Wir können Geld hineingeben, um Menschen zu unterstützen – zum Beispiel auch durch weitere Menschen, die wir einstellen –, aber die Ideen, die wir haben, das Durchhaltevermögen, die Realisierung, ist durch Menschen erfolgt. Aber die Entwicklung allein reicht aus, wir brauchen danach einen Plan, in den wir das einbringen. Und auch dort sind es wieder Menschen, die spezielles Know-how haben, die wissen, wie man das macht. Und da sind wir, glaube ich, in Deutschland gut aufgehoben. Wir haben gut ausgebildete Leute – es gibt Diversität, das heißt, wir sind heute ein Land, in das auch viele Menschen aus dem Ausland kommen, hier studieren, auch hier bleiben und arbeiten. In unseren Mannschaften, bei den Entwicklern, sind beide Geschlechter vertreten. Das heißt, wir leben davon, dass Menschen zusammenkommen, voneinander lernen und ihr Wissen teilen.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Man braucht Erfahrungsträger – besonders in der Halbleiterbranche, wo wir oft genug an der Grenze des physikalisch Machbaren arbeiten. Erfahrungsträger, die man fragen kann, die ähnliche Problemfelder schon gesehen und gelöst haben. Aus der Summe vieler Erfahrungen kann etwas Neues leichter entstehen – besonders bei einem Projekt wie den Radarchips, wo wir bei den Chips, beim Gehäuse und bei den Fertigungsprozessen in der ersten Phase der Entwicklungen ja oft genug hörten: Das wird nie funktionieren.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Alles passiert durch Menschen – über verschiedenste Funktionen und Hierarchiestufen hinweg: Von der Idee für ein Produkt und seinem Potenzial zur Innovation ist das Top-Management zu überzeugen, denn es gibt das Entwicklungsbudget frei. Und bei einem Projekt, das mehr als zehn Jahre von der Entwicklung bis zur Volumenproduktion brauchte, braucht es viel Begeisterung für das Produkt bei den Chipentwicklern, den Prozesstechnikern, dem Management, dem Marketing und den Kaufleuten. Bei unseren Radarchips ist uns das gelungen.

Jetzt noch mal etwas Privater. Was beschäftigt Sie außerhalb der Arbeitszeit? Womit entspannen Sie sich?

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Ich gehe gerne raus in die Natur. Mit meiner Frau und unserem Hund, einem Golden Retriever, gehe ich viel „auf den Berg“ – wie wir in Bayern sagen. Manchmal schließen sich auch unsere beiden Kinder an. Und ich mache gerne Musik, spiele verschiedene Arten von Gitarren, treibe ein bisschen Sport, aber das mehr so für den Allgemeingebrauch. Ich lese gerne, querbeet von Krimis bis zu Managementbüchern. Hier vor allem diejenigen, die sich mit neuen Ansätzen beschäftigen. Und ich koche gerne. Ich finde, Kochen und Halbleitertechnologie haben viel gemein: Kochen ist die sinnvolle – oft auch neue – Sequenz von bewährten Einzelelementen. Das gleiche Vorgehen braucht es in der Halbleitertechnologie: Auch hier muss es eine sinnvolle Reihenfolge von geprüften Einzelschritten geben. Dann funktioniert's – und bei mir zu Hause schmeckt's.

Dr.-Ing. Walter Hartner
Meine Frau, unsere beiden Kindern und ich gehen gerne auf Schatzsuche. „Geocashing“ ist eine Kombination aus Wandern oder Spaziergang und Schnitzeljagd per GPS und eine wunderbare Geschichte auch mit Freunden und befreundeten Familien: besonders in der Nacht ein spannendes Abenteuer. Rätsel knacken muss einem liegen oder irgendwelche ausgeknobelten Geschichten lösen. Ansonsten spiele ich gerne Fußball mit Kollegen von Infineon und anderen Regensburger Unternehmen.

Dr. rer. nat. Rudolf Lachner
Auch ich bin verheiratet. Wir haben zwei Töchter, die aber schon älter sind, über 25. Einen Hund gibt es bei uns auch. Ich bin gerne draußen in der Natur beim Bergsteigen und Klettern, das ist ein idealer Sport für mich – und egal, wo ich bin: Es findet sich immer ein Felsen, auf dem man herumklettern kann. Außerdem höre ich viel und gerne Musik und bedauere es immer wieder, dass ich kein Instrument spiele. Ich wollte immer Gitarre lernen.

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Lebenslauf

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld

01.02.1964
Geboren in Schalksmühle, Nordrhein-Westfalen
1983
Abitur
1983 - 1992
Studium der Elektrotechnik an der TU Dortmund
1991 - 1992
Diplomarbeit bei der ELMOS Semiconductor GmbH, Dortmund
1992 - 1995
Entwicklungsingenieur für Halbleiter-Technologien, Elmos Semiconductor GmbH, Dortmund
1995 - 1997
Leiter Technologie-Entwicklung, Elmos Semiconductor GmbH, Dortmund
1997 - 2002
Bereichsleiter Forschung und Entwicklung, Elmos Semiconductor AG, Dortmund
2002 - 2004
Geschäftsbereichsleiter Mechatronik/Sensorik, Elmos Semiconductor AG, Dortmund (Elmos ist seit 1999 börsennotiert)
2005 - 2007
Leiter Prozessintegration, Infineon Technologies AG, Regensburg, München und Villach (Österreich)
2007 - 2008
Leiter Technologie, Infineon Technologies AG, Regensburg
2008
Absolvent des General Management Programms, Harvard Business School
2008 - 2011
Entwicklungsleiter Sense & Control, Infineon Technologies AG, München
Seit 2011
Geschäftsbereichsleiter Sense & Control, Infineon Technologies AG, München

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Dr.-Ing. Walter Hartner

02.01.1968
Geboren in Lauingen an der Donau, Bayern
1987
Abitur
1989
Beginn Physikstudium, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
1991 - 1992
Erasmus Stipendium am Imperial College in London, England
1993 - 1994
Diplomarbeit: „Rastertunnel-Mikroskopie an Silizumkarbid“
1995
Physik-Diplom
1995 - 2000
Entwicklungsingenieur für integrierte ferroelektrische Speicher (FeRAM), Siemens AG, München
1996 - 1997
Auslandseinsatz, Entwicklungskooperation und Technologietransfer ferroelektrische Speichermaterialien, Siemens AG und Symetrix Corp., Colorado Springs (Co) USA
2001 - 2003
Lead-Ingenieur und Modulleiter für Shallow Trench Isolierung (STI) für 180nm- und 110nm-DRAM-Speicher-Technologien, Infineon Technologies AG, Richmond (VA) USA
2003
Promotion bei Prof. Dr. Rainer Waser an der RWTH Aachen;
Thema: „Formation and Characterization of SrBi2Ta2O9 (SBT) Thin Film Capacitor Module“
2003 - 2009
Lead-Entwicklungsingenieur für die Einführung und Integration einer neuen Deep-Trench-Isolierung (DTI) für verschiedene Smart-Power-Technologien (SPT) fürs Auto, Infineon Technologies AG, Regensburg
Seit 2009
R&D-Projektleiter für eWLB-Radar-Gehäusetechnologie fürs Auto, Infineon Technologies AG, Regensburg

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Dr. rer. nat. Rudolf Lachner

25.02.1952
Geboren in Parsberg/Oberpfalz, Bayern
1971
Abitur
1971 - 1978
Studium der Physik, Technische Universität München
1978
Diplom in Physik, Technische Universität München
1978 - 1984
Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut für Physikalische Chemie, Technische Universität München,
1984
Promotion zum Dr. rer. nat. an der Technische Universität München
seit 1984
Siemens AG, Bereich Halbleiter, München
Der Bereich Halbleiter wurde im Jahr 1999 ausgegliedert und in das selbständige Unternehmen Infineon Technologies AG, München, überführt.
1984 - 1989
Entwicklungsingenieur für Hochfrequenz-Prozesse und Analog/Mixed-Signal-Bipolar-Prozesse, Infineon Technologies AG, München
1990 - 1996
Gruppenleiter Bipolar- und BiCMOS-Technologieentwicklung
1997 - 2003
Leiter der Entwicklung von Hochfrequenztechnologien im Geschäftsbereich Wireless Communications
seit 2004
Verantwortlich für Radar-Technologieentwicklung im Geschäftsgebiet „Sense & Control“ und Programmanager
seit 2005
Senior Principal „Radio Frequency Technology“,Infineon Technologies AG, München
Gesamtprojektleiter großer nationaler und internationaler Förderprojekte wie zum Beispiel KOKON, ROCC, DOT5 und DOT7

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Kontakt

Team-Sprecher

Dipl.-Ing. Ralf Bornefeld
Infineon Technologies AG
Am Campeon 1-12
85579 Neubiberg
Tel.: + 49 (0) 89 / 23 42 81 85
E-Mail: ralf.bornefeld@infineon.com
www.infineon.com

Pressekontakt

Monika Sonntag
Infineon Technologies AG
Am Campeon 1-12
85579 Neubiberg
Tel.: +49 (0) 89 / 23 42 44 97
Mobil: +49 (0) 170 / 22 13 280
E-Mail: monika.sonntag@infineon.com
www.infineon.com