Mehr als 100 Patente
Dipl.-Ing. Dr. Karl Wimmer, Absolvent der HTL Braunau (Maturajahrgang 1981) hat mit seinem Forscher/innen-Team in den letzten Jahren mehr als 100 Patente erarbeitet. Für den Jahresbericht erzählt der Absolvent, der sich noch immer mit der HTL Braunau verbunden fühlt, von seiner Tätigkeit. Sein Ansatzpunkt für seinen Bericht ist dabei die Vorhersage von Gordon Moore, der vor mehr als 40 Jahren eine Verdoppelung der Transistoren in einem Chip alle 24 Monate vorhersagte.
Gordon Moore – End of Moore? – More than Moore!
Karl Wimmer, Absolvent der HTL Braunau, über Forschung, Innovation, und Globalisierung
Gordon Moore,
der Mitbegründer von Intel, machte im Jahr 1965 folgende Vorhersage: „Die Anzahl der Transistoren integriert in einem Chip wird sich ungefähr alle 24 Monate verdoppeln.“ Die Aufrechterhaltung dieser Wachstumsprognose, bekannt als „Moore’s Law“, ist nun schon seit über 40 Jahren der Ansporn für die Innovation in der Halbleiterelektronik, und die daraus resultierenden Produktmöglichkeiten sind der Wegbereiter des Fortschritts im Informationszeitalter.
Für mich persönlich ist dieses Zitat eine Herausforderung, die Innovation voranzutreiben. Für uns als HTL-Ingenieure ist es ein Aufruf, diese exponentiell anwachsende Leistungsfähigkeit der Chips zu nutzen und uns über die endlosen Möglichkeiten zu definieren und zu verwirklichen.
Ich war von 1976 bis 1981 an der HTL Braunau, Abteilung Nachrichtentechnik und Elektronik. Es waren vor allem die Professoren an der HTL und die guten Erfahrungen in der lokalen Elektronikindustrie, die die Begeisterung für das technisch Innovative in mir entfacht haben. Sie haben mich inspiriert, mein Wissen zu vertiefen und zu verbreitern. Schon in der dritten Klasse war es also klar für mich: Es geht weiter an die Technische Universität in Wien.
Gegen Ende des Diplomstudiums der Industriellen Elektronik und Regelungstechnik kam ich 1987 mit dem Gebiet der Halbleiterphysik in engeren Kontakt. Ich konnte sehen, wo die physikalischen Grundgesetze vermeintliche Grenzen für die Miniaturisierung darstellten, und damit das Ende von „Moore’s Law“ für Mitte der 90er-Jahre vorhersagten.
End of Moore?
Der damals aufstrebende Professor auf diesem Gebiet, Siegfried Selberherr, erklärte mir: „Die vermeintlichen Grenzen sind nur Wissensbarrieren. Wir sind dazu da, das Wissen zu generieren, wie man die Barrieren umgeht, überwindet oder eliminiert. Große Firmen finanzieren diese Forschung: Forschung macht Geld zu Wissen“. Sein Institut arbeitete eng mit vielen internationalen Universitäten zusammen und hatte ausgezeichnete Ressourcen aus der Forschungsförderung der internationalen Halbleiterindustrie (Digital Equipment, Intel, Motorola, National Semiconductors, Siemens, Sony, etc.). Das weckte natürlich mein Interesse, also weiter zum Doktoratsstudium und zur Dissertation an diesem Institut.
Die Forschungsarbeiten im Rahmen der Dissertation brachten mich zu Siemens in München, Digital Equipment (jetzt Intel) in Hudson, Massachusetts und Motorola in Austin, Texas. Meine damalige Freundin und jetzige Frau, Sabine, war bei den mehrmonatigen Forschungsaustauschen in den USA mit Begeisterung dabei.
Nach Dissertation, obligatorischem Militärdienst und Hochzeit gingen wir 1993 nach Austin, Texas. Ich zu Motorola, und meine Frau, um an der University of Texas at Austin Wirtschaft zu studieren. Motorolas Forschungszentrum hatte Weltruf, und es wurde gerade um mehr als eine Milliarde US Dollar eine neue Anlage für Forschung und Chipproduktion auf 200mm Silizium-Wafer erbaut. So konnte ich an den fortgeschrittensten Technologien arbeiten, die für Chips in Apple-Computern, Mobiltelefonen von Motorola und Autos von allen namhaften Herstellern eingesetzt wurden. Innovation wurde groß geschrieben und vor allem der Schutz der Innovationen durch Patente – Innovation macht Wissen zu Geld, hieß es. Es ist bemerkenswert, dass Jahre später Motorola-Mobile gerade wegen seines reichen Patentportfolios von Google gekauft wurde. Um mein Scherflein beizutragen, reichte ich erste Patentanträge nach wenigen Monaten ein und bekam das erste US-Patent 1995 ausgestellt – eine bereichernde Erfahrung.
Nach vier Jahren wurde ich Leiter einer kleinen Forschungsgruppe und konnte über die Jahre die TU Wien und zahlreiche österreichische Studenten mittels Forschungsaustausch fördern – unter ihnen auch einen ehemaliger HTL-Schüler, Rudolf Strasser.
Im Jahre 2002 waren die neuesten Forschungs- und Produktionsanlagen für Halbleitertechnologie so teuer geworden, dass sich diese Investition für einzelne Firmen nicht mehr rentierte, mit einziger Ausnahme des inzwischen sehr großen Intel-Konzerns. So formte man Allianzen mit gleich gesinnten, aber nicht direkt konkurrierenden Firmen und baute dort, wo es steuerlich günstig war. Taiwan und Singapur waren im Gespräch, doch, Gott sei Dank, schlossen sich Motorola, Philips und ST Microelectronics zusammen, um in Frankreich drei Milliarden Euro in eine neue Anlage für die Forschung und Chip-Produktion auf 300mm Silizium-Wafer zu investieren. Gewisse Vergünstigungen des französischen Staates und der Europäischen Union spielten dabei eine Rolle. Also ging es als „Expatriate“ nach Grenoble in den französischen Alpen.
Für meine Familie war dies als begeisterte Skifahrer wie ein Traum, der Wirklichkeit wurde. Natürlich mussten viele Herausforderungen gemeistert werden: sich an eine neue Kultur anpassen, eine neue Sprache erlernen, sich einen neuen Freundeskreis aufbauen. Insbesondere für unsere inzwischen 6-jährige Tochter Carolina war das französische Schulsystem zu Beginn ein Schock: sehr strikt (strikter als zu meiner Volksschulzeit), sehr lange Schultage, Schule am Samstag, und sie sprach noch kein Wort Französisch. Nach 4–5 Monaten legte sich alles: Sie sprach akzentfrei Französisch (comme une petite française), hatte neue Freunde, die die langen Tage leichter machten, und außerdem war alle sechs Wochen für zwei Wochen schulfrei, um etwas in der wunderbaren Umgebung zu unternehmen. Für mich als HTLer war Französisch natürlich ebenfalls ganz neu, aber mit viel Zeit- und Energieaufwand ließ sich auch dies meistern. Und es lohnte sich wirklich, alle und alles zu verstehen: Leute, Nachrichten, Filme, Kultur.
In der Allianz leitete ich eine Forschungsgruppe, die in den fünf Jahren auf 18 Wissenschaftler anwuchs: eine bunte Mischung aus den drei Firmen, vier Spezialgebieten (Physik, Materialwissenschaften, Elektrotechnik und Informatik) und 8 Nationalitäten. Über 30% Wissenschaftlerinnen in der Gruppe waren eine angenehme Abwechslung in der früher männerdominierten Technikwelt. Trotz anfänglicher Unterschiede in der Arbeitskultur, zum Beispiel der „liquide“ Zeitbegriff der Franzosen, Italiener und Spanier im Gegensatz zum „strikten und exakten“ Terminverständnis der Amerikaner, Deutschen und Niederländer, schweißte uns der tägliche persönliche Kontakt in anregenden technischen Debatten schnell zusammen.
Seit 2007 bin ich zurück in Austin, Texas. Die Firma Motorola hat sich inzwischen aufgeteilt in 3 Teile: Motorola-Mobile (gehört zu Google), Motorola-Solutions und der Halbleiterkonzern Freescale, bei dem ich bin. Ich leite in Freescales zentraler Forschung und Entwicklung den Bereich „Design Kits“ mit etwas über 70 Mitarbeitern.
Diese Design Kits sind Softwaresysteme, die die komplexe technologische Information abstrahieren und für den Schaltungsentwurf der Chips notwendig sind. Jeder Chip, den Freescale anbietet, wird unter Einsatz dieser Softwaresysteme entwickelt: von einfachen Bewegungssensoren in Smartphones, über Chips, die in Ihrem nächsten Auto automatisiertes Einparken ermöglichen, bis zu den größten Netzwerkprozessoren mit heute 3 Milliarden Transistoren für die Verteilung von Internetdaten. Von allen weltweiten mobilen Telefonverbindungen gehen 70% durch einen dieser Chips.
Meine Organisation ist, unter anderem aus Kostengründen, weltweit verteilt: In Moskau, Delhi und in Austin sind die größten Teams, weitere in Israel, Frankreich und über die USA verstreut. Diese Art der Globalisierung bringt ihre eigenen Herausforderungen: Geografische Separation verhindert, dass man von Angesicht zu Angesicht diskutieren kann, Zeitunterschiede bis zu 12 Stunden erschweren selbst die Planung von Videokonferenzen, starke Unterschiede in der Kommunikationskultur (die loyalen Russen mit ihrer erfrischend direkten Art im Gegensatz zu den sehr indirekten und höflichen Indern) können zu Missverständnissen führen, und nicht zuletzt verlangen Währungsschwankungen und Inflation budgetäres Fingerspitzengefühl.
Dennoch ist die technische Begeisterung in den Teams ungebremst. Wieder einmal sagen die physikalischen Grundgesetze ein Ende für die Miniaturisierung vorher, und wieder ist dies die Herausforderung und der Ansporn zur Innovation.
More than Moore!
ist jetzt das optimistische Motto. Wenn die zweidimensionale Miniaturisierung von flachen Chips nicht mehr reicht, dann geht man in die dritte Dimension, man strebt nach neuen effizienteren Architekturen und nach besseren Systemlösungen.
So hat mein Team in den letzten Jahren über 100 Patente für unsere Innovationen in den verschiedensten Bereichen eingereicht: von detaillierten Speziallösungen, die die Chips zuverlässiger machen für den Einsatz in der Automobilsicherheit und der Medizin, über Methoden für das „Crowdsourcing mit Smartphones“, bis zu intelligenten Chip-Lösungen für das „Smart-Home“, also das Energiemanagement in Haushalten.
Mein eigener Werdegang ist begleitet von der Begeisterung für das Innovative, die während der Ausbildung in der HTL Braunau entfacht wurde. Besonders hat es mich erfreut unlängst zu sehen, dass es ein Schüler der HTL Braunau, Lukas Bernhofer, mit seiner Erfindung im Bereich Energiemanagement in Haushalten bis zum Patentamt geschafft hat. Ein Beweis für die hervorragende Ausbildung an der HTL und für den Mut zur Innovation, der dort gefördert wird — Way to go HTL Braunau!
DI Dr. Karl Wimmer (Maturajahrgang 1981, 5BN)
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