Cars_Chips
| von Claas Berlin

Zwischen zwei Branchen, die sich beide als Alpha-Wölfe der Wirtschaft verstehen, kommt es zu einer Annäherung. Die Hersteller von Autos und Chips benötigen einander mehr denn je.

Vor noch nicht allzu langer Zeit pflegten viele Rechnerhersteller ihre Produkte mit einem Aufkleber zu verzieren, von dem sie sich eine Aufwertung ihres Images erhofften. „Intel inside“ prangte da gut sichtbar auf der Frontplatte der meisten PCs und Laptops. Die PC-Bauer versprachen damit ihren Kunden die Teilhabe an den letzten Errungenschaften der Halbleitertechnik. So etwas würde einem Autohersteller natürlich nie einfallen, schon gar nicht einem in der deutschen Premiumklasse. Denn so ein Aufkleber transportiert implizit natürlich noch eine zweite Aussage: Innovationsträger ist hier der Chiphersteller, der Partner begnügt sich mit der bescheidenen Rolle des Schraubers. Dennoch rücken die Auto- und die Chipbranchen gegenwärtig enger zusammen – die Rollenverteilung zwischen beiden erfährt eine deutliche Verschiebung.

Sichtbar wird das nicht zuletzt an gemeinsamen öffentlichen Auftritten. So trat im Juli vergangenen Jahres BMW gemeinsam mit Intel vor die Presse, um eine Partnerschaft bei der Entwicklung selbstfahrender Autos bekanntzugeben. Mit im Bunde war noch der israelische Zulieferer Mobileye, der selbst einen großen Teil seines Knowhows in Silizium gegossen hat. Mittlerweile hat Intel die Übernahme des vergleichsweise kleinen, aber hochkarätigen Unternehmens angekündigt und damit selbst Auto-Expertise erworben. Auch an anderer Stelle investiert der Siliziumgigant aus dem Silicon Valley in Technik, die eigentlich der Domäne Auto zuzurechnen ist: Mit einer nicht genannten Summe kaufte sich Intel in das von Audi, BMW und Daimler gegründete Unternehmen Here ein, das hochpräzise digitale Straßenkarten für das autonome Fahren entwickelt.

der Halbleiterhersteller zu den Autobauern hat ihren Grund im wachsenden Markt: Autos verschlingen zunehmende Mengen an Prozessoren, Sensoren, Displays, Speicherbausteinen und vielen anderen elektronischen Komponenten. Jeder zehnte Dollar, den die Halbleiterbranche heute einnimmt, stammt von Kunden aus der Autobranche, erklärt Wolfgang Helfricht, Director Platform Marketing beim Prozessortechnikanbieter ARM. „Und die Tendenz geh weiter nach oben.“ Der Markt ist riesig, rund 386 Milliarden Dollar Umsatz sagt das Marktforschungsinstitut Gartner der weltweiten Chipindustrie für das laufende Jahr voraus. Das Heranrobben der Halbleiterproduzenten an die Blechschmiede aber beruht auf Gegenseitigkeit.

Die Autohersteller und ihre klassischen Zulieferer bewegen sich auch auf die Siliziumbranche zu. Das macht sich im veränderten Arbeitsverhältnis der beiden Industrien zueinander bemerkbar. „Früher haben die Autohersteller die Halbleiter einfach als ein Bauteil angesehen, das man zu einem möglichst günstigen Preis einkauft“, erinnert sich Gerd Teepe, Marketingchef des Halbleiterfertigers Globalfoundries mit langjähriger Erfahrung bei Chipherstellern, die Autohersteller belieferten. „Halbleiter waren nur ein Thema für die Beschaffungsabteilung, nicht viel anders als eine Schraube oder ein Bolzen. Heute wächst in den Entwicklungsabteilungen der Fahrzeugindustrie die Erkenntnis, dass Halbleiter die Grundlage legen, um damit die strategisch wichtigen Eigenschaften der Fahrzeuge zu erzielen.“ Die kleinen Siliziumteile spielen bei der Ausarbeitung des Fahrzeugcharakters mittlerweile eine Schlüsselrolle, so Teepe.

Diese Erkenntnis hat zu diversen Innovationspartnerschaften zwischen den Herren des Blechs und den Meistern der winzigen Siliziumstrukturen geführt. Daimler arbeitet mit Qualcomm bei der Entwicklung von Mobilfunktechnik und kabellosen Ladeverfahren für Elektrofahrzeuge zusammen; die amerikanische Chipschmiede besitzt hier erhebliches Knowhow und diverse Patente. Volkswagen hat kürzlich eine Innovationspartnerschaft mit Infineon abgeschlossen. Dahinter steht die Erkenntnis, dass die Halbleiterbranche wesentliche Impulse zu den Entwicklungen beisteuern kann, die im Bereich der Autoindustrie gerade zu den Top-Themen gehören: Alles, was mit Umfelderkennung, anspruchsvollen Fahrerassistenzsystemen und hoch automatisiertem Fahren zu tun hat, geht nicht ohne Chips.

Das gleiche gilt für das Connected Car: Mit seinen auf maximale funktionale Sicherheit getrimmten Prozessoren, seinen Radarsensoren und seinen Security-Chips kann Infineon hier genau die Expertise liefern, die die Autohersteller benötigen. In wesentlich größerem Umfang als Volkswagen unterhält Audi ein Kooperationsprogramm mit der Halbleiterbranche. Audis Progressive Semiconductor Program (PSCP) kümmert sich fachbereichsübergreifend um die Chips und Transistoren. Im Boot sind unter anderem Renesas, STMicroelectronics und natürlich der aktuelle Shooting-Star der Branche: Nvidia. Das Kooperationsprogramm ist schon lange über die Belange der Einkaufsabteilung hinausgewachsen. Auch Fertigung, Qualitätssicherung und vor allem Elektronikentwicklung der Autobauer müssen sich heute intensiv mit den Halbleitern befassen. Audis PSCP-Programm bringt die Entwickler aus beiden Branchen gemeinsam an den Tisch, und zwar zu einem frühen Zeitpunkt der Entwicklung neuer Modellgenerationen. „Das gibt uns eine Möglichkeit, mit der Geschwindigkeit der Elektronikentwicklung mitzuhalten, vor allem im Consumerbereich“, erklärt Berthold Hellenthal, der bei Audi das PSCP betreut.

Gerade im Bereich Consumertechnik musste die Autobranche früher neidvoll hinterher blicken, wenn Handy-Anbieter im Halbjahresrhythmus neue Modelle mit neuen Features auf den Markt brachten, während die Entwicklung von Fahrzeugelektronik deutlich mehr Zeit in Anspruch nahm. Einfach die Chips der schnellen Innovatoren zu kaufen und ins Auto einzubauen kam – und kommt – für die Autohersteller nicht in Frage. Denn die Bauteile müssen im Auto nicht nur robuster sein und zum Beispiel größere Temperaturschwankungen aushalten als die Prozessoren und Speicher in einem Smartphone. Sie müssen auch über einen wesentlich längeren Zeitraum lieferbar sein. Gemeinsam haben daher Auto- und Chiphersteller Modifikationen für die Chips, passende Testverfahren sowie andere Auswahlkriterien entwickelt. Am Ende, wenn er dann freigegeben ist für den Einsatz im Fahrzeug, ist so ein modifizierter WLAN-Chip oder Mikroprozessor nicht mehr unbedingt der Consumerchip, als der er das Licht der Welt erblickt hat.

Und auch der Preisvorteil ist weg – zumindest zum Teil, erklärt Hellenthal. Aber die Zusammenarbeit zwischen beiden Lagern schafft Transparenz. „Die Halbleiterhersteller erhalten so sehr früh Kenntnis davon, was wir in Zukunft erwarten. Sie können sich damit früher auf unseren Bedarf einstellen – und das wiederum hilft uns, die Halbleiter zu dem Zeitpunkt zu bekommen, zu dem wir sie benötigen“, sagt Hellenthal. Von diesen Entwicklungen hängt viel ab: 90 Prozent der Innovationen, die in den Entwicklungslabors der Autohersteller gerade heranreifen, erfordern den Einsatz von Chips. ARM-Experte Helfricht schätzt, dass diese innovativen Anwendungen den Bedarf an Rechenleistung für die Computer in den Autos um den Faktor 100 hochtreiben werden.

Innovative Anwendungen finden vor allem in Sparten wie Umfelderkennung, Sensor Fusion und Ermittlung der Fahrstrategie statt – Aufgaben, die allesamt eng mit der Automatisierung des Fahrens zusammenhängen. Hier ist die Fahrzeugindustrie der Taktgeber der Entwicklung in der Halbleiterbranche. Die für die Erledigung der Aufgaben erforderlichen Rechnerstrukturen sind sehr spezifisch und weichen stark von den standardisierten Prozessorarchitekturen der Business-IT ab. Gefordert sind heterogene Multiprozessor-Anordnungen – Chips mit mehreren spezialisierten Prozessoren, von denen jeder eine Spezialaufgabe besonders gut erledigt, die aber aufs engste eng miteinander kooperieren. Auch die Algorithmen, die maschinelles Lernen ermöglichen und damit die Fähigkeit der Selbststeuerung für das Auto überhaupt erst in Reichweite rücken, benötigen spezielle, in Silizium gebrannte Rechnerarchitekturen. Bei der Entwicklung dieser Komponenten sind beide Branchen aufeinander angewiesen. Diese Verzahnung erfasst immer mehr Bereiche.

In Entwicklungsgremien sitzen Vertreter der beiden Branchen inzwischen gemeinsam am Tisch. Vielversprechende Techniken wie der 5G-Mobilfunk, der als Schlüsseltechnik für das autonome Fahren gilt, werden gemeinsam entwickelt. Audi, BMW und Daimler haben erst kürzlich zusammen mit den Chipherstellern Intel und Qualcomm die 5G Automotive Association (5GAA) aus der Taufe gehoben. Die Truppe will die Entwicklung der Technik vorantreiben, Anwendungsfälle testen und Standards etablieren. Mit von der Partie sind auch die im Bereich der Telekommunikationstechnik angesiedelten Unternehmen Ericsson, Huawei und Nokia. Mit Infineon stieß kürzlich noch ein weiterer Chiphersteller dazu. Diese Partnerschaft dürfte sicherlich nicht die letzte sein. Auf dem Genfer Autosalon sagte BMW-Chef Harald Krüger, dass er in nächster Zeit noch weitere Allianzen und Kooperationen in der Autoindustrie erwarte. Mit einiger Sicherheit werden auch Hightech-Unternehmen aus der Siliziumbranche darunter sein. Trotzdem: Einen werbewirksamen Aufkleber wie einst an den PCs werden sie an den Fahrzeugen wohl eher nicht anbringen dürfen.

Autor: Christoph Hammerschmidt

Fotos: Audi, BMW Group, Nivida

Dieser Artikel erschien erstmals in der automotiveIT 05/2017