Mikroelektronik 07.05.1999, 17:21 Uhr

Sinne der Mikroelektronik sind weltweit stark gefragt

Immer mehr Sensoren arbeiten als mikroelektronische „Sinnesorgane“ in der Automobilindustrie und Prozeßautomation.

Mikrosystemtechnische sowie „intelligente“ (smarte) und kommunikationsfähige Sensoren stehen derzeit im Mittelpunkt der Sensorentwicklung. Dies geht aus dem neuen Sensor-Report des Basler Marktforschungsunternehmens Intechno Consulting hervor.
Wie Intechno-Geschäftsführer Dr. Norbert Schröder hervorhebt, liegt die Stärke der Mikrosystemtechniken darin, Sensoren zu miniaturisieren und deren Sensorelemente zugleich mit mikroelektronischen Funktionen auf engstem Raum zu integrieren. Erst durch Mikrosystemtechniken werde es möglich, die Massenfertigung von Sensoren immer kostengünstiger durchzuführen bei zugleich ständig steigenden Anforderungen hinsichtlich Funktionalität und Miniaturisierung. So gehen nach Angaben von Schröder namhafte Sensor- und Elektronikhersteller davon aus, daß es bereits in wenigen Jahren komplette Videokameras geben wird, die samt Bildsensor auf einem Chip Platz haben werden und bei denen jeder einzelne Bildpunkt des über 1 Mio. Bildpunkte umfassenden Sensors mit einer eigenen lokalen Intelligenz zur Informationsvorverarbeitung ausgestattet sein wird.
Die größten Innovationssprünge wird es nach Einschätzung von Intechno aber dort geben, wo sich die Technologien der Mikrosystemtechnik mit denjenigen der sogenannten Smart-Technologien, Elektronik mit „künstlicher Intelligenz“, überschneiden. Im Falle der Kamera bedeutet dies den Trend von der miniaturisierten Kamera zur intelligenten, miniaturisierten Kamera, welche Funktionen der Bildverarbeitung auf engstem Raum vereinen kann. Das Hauptziel der Entwicklung intelligenter Sensoren (smart sensors) ist es, Zuverlässigkeit und Nutzungsdauer der Sensoren zu steigern sowie den Anpassungsaufwand an neue Aufgabenstellungen und Rahmenfaktoren während der Betriebsphase zu erleichtern. Neben der Fähigkeit zur Selbstdiagnose können intelligente Sensoren auch die Funktionen der Selbstkalibrierung und Selbstadaption aufweisen. Die Funktion der Selbstkalibrierung kann beispielsweise bei binären Sensoren darin bestehen, den Schaltpunkt automatisch abzugleichen. Zur Selbstadaption fähige Sensoren ermöglichen im Falle der Inbetriebnahme von prozeßtechnischen Anlagen die automatische Anpassung des Sensors an die Meßaufgabe und führen zu einer erhöhten Flexibilität bei der Umrüstung dieser Anlagen.
Das Hauptziel der Entwicklung kommunikationsfähiger Sensoren (Bus-Sensoren) ist es laut Marktforscher Schröder, den Anpassungsaufwand bei der Ankopplung an Kommunikationsnetze sowie übergeordnete Steuerungen bzw. Leitsysteme deutlich zu reduzieren. Auf der Basis genormter Schnittstellen wird es möglich, diese Sensoren problemlos mit Netzen zu verknüpfen. Nach dem Motto „Einbauen und Vergessen“ (plug and play) lasse sich bei komplexen Meß- und Automatisierungssystemen der Installationsaufwand deutlich reduzieren, die Intelligenz der Gesamtsysteme dezentralisieren und Sensoren mehrfach, also durch verschiedenartige Steuerungen gleichzeitig nutzen.
Der zivile Weltmarkt für Sensoren sei mit 55,3 Mrd. DM im Jahre 1998 größer als erwartet, schreiben die Intechno-Marktforscher in ihrem Bericht. Bis zum Jahre 2003 werde dieser Markt mit jährlich 5,3 % auf 71,7 Mrd. DM anwachsen und im Jahre 2008 rund 86 Mrd. DM betragen.
Die größte Nachfrage erwarten die Marktforscher bei Temperatursensoren, Drucksensoren, Durchflußsensoren, binären Positionssensoren (Näherungsschalter, Lichtschranken, Lichttaster), Positionssensoren, Chemosensoren zur Messung an Flüssigkeiten und Gasen, Füllstandssensoren, Geschwindigkeits- und Drehzahlsensoren sowie Rauchgas- und Brandmelder. Zu den am stärksten wachsenden Marktsegmenten gehören die Regensensoren, Dickesensoren, Sensoren zur Messung der Qualität von Flüssigkeiten, Navigationssensoren, Neigungssensoren, Photodetektoren, Glasbruchmelder, Biosensoren, Magnetfeldsensoren und Bewegungsmelder.
Führender Nachfrage- und Wachstumssektor ist der Studie zufolge der Automobilsektor, auf den cirka 20 % der weltweiten Sensornachfrage im Jahre 1998 entfielen. Vor allem mikrosystemtechnische Sensoren verzeichnen hier ein starkes Wachstum. An zweiter Stelle der weltweiten Nachfrage stünden die Prozeßindustrien mit 18,5 %. Erst danach kommen der allgemeine Maschinenbau zusammen mit den Fertigungsindustrien inklusive der betreffenden Zulieferindustrien und dem industriellen Gerätebau, die insgesamt 12,6 % des zivilen Weltmarktes für Sensoren ausmachen. Prozeßindustrien, Maschinenbau und Fertigungsindustrien verzeichnen ein starkes Wachstum an intelligenten und busfähigen Sensoren.
inc/kra
Intechno Consulting, Tel.: + 41/61-281 18 30; Fax: +41/61-281 18 2
Zur Steigerung von Sicherheit und Komfort setzen die Autobauer zunehmend „intelligente“ Sensoren und Mikrosysteme ein. Beschleunigungs-Sensoren für die zuverlässige Airbag-Auslösung beispielsweise gehören heute bereits zum Standard. Weltweit ist die Automobilindustrie der größte Abnehmer von Sensoren.

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