gesponsertWegbereiter für das elektronische Zeitalter Der Weg vom ersten IC zu High-Tech-Megatrends

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Texas Instruments Deutschland GmbH

Texas Instruments schrieb mit dem integrierten Schaltkreis von Jack Kilby im Jahr 1958 Technikgeschichte. Doch das ist nicht der einzige Meilenstein, den das Unternehmen aus Texas setzte. Die Geschichte des Elektronikpioniers von den Anfängen bis heute.

Kaum eine Erfindung hat die moderne Technologie so nachhaltig geprägt wie der integrierte Schaltkreis. Zwar reicht die Innovationsgeschichte von Texas Instruments (TI) weit über diesen Meilenstein zurück, doch 1958 schrieb das Unternehmen Technikgeschichte: TI-Ingenieur Jack Kilby entwickelte den ersten integrierten Schaltkreis der Welt und legte damit den Grundstein für das elektronische Zeitalter. Durch die Miniaturisierung elektronischer Systeme sowie deren höhere Zuverlässigkeit und geringere Kosten wurden Visionen, die zuvor in den Bereich der Science-Fiction gehörten, zu alltagstauglichen Technologien.

Heute stützt sich praktisch jedes elektronische Produkt auf dieses Erbe. Von industrieller Automatisierung und medizinischen Geräten bis hin zu Kommunikationsinfrastruktur und fortschrittlichen Fahrzeugen, sind Halbleiter zum unsichtbaren Motor des technologischen Fortschritts geworden. Im Laufe der Jahrzehnte hat TI kontinuierlich auf diesem Fundament aufgebaut, durch Fortschritte in Analogtechnik, Embedded Processing und Systemintelligenz.

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Ein Beispiel dafür ist die führende Position des Unternehmens in der digitalen Signalverarbeitung (DSP). Die Pionierarbeit von TI in diesem Bereich reicht zurück bis zum Lernspielzeug Speak & Spell, das 1978 auf den Markt kam und den ersten Chip der Branche mit DSP-Logik enthielt. Die Fähigkeit, Signale aus der realen Welt effizient innerhalb des Geräts zu verarbeiten, wurde bis zu den heutigen Edge-AI-Architekturen weiterentwickelt, die es Systemen ermöglichen, Sensordaten lokal zu analysieren und in Echtzeit Entscheidungen zu treffen.

Automobilbranche: Intelligenz wird zur neuen Pferdestärke

Kaum eine Branche verdeutlicht die wachsende Bedeutung der Halbleiter-Bauelemente deutlicher als die Automobilindustrie, denn moderne Fahrzeuge enthalten Tausende von Chips, die für Erfassungs-, Verarbeitungs-, Kommunikations- und Energiemanagementfunktionen im gesamten Fahrzeug verantwortlich sind.

Die Elektrifizierung bleibt ein wichtiger Innovationstreiber. Ingenieure konzentrieren sich zunehmend auf drei Bereiche, die direkten Einfluss auf die Nutzererfahrung eines Elektrofahrzeugs haben: Batteriemanagement, Ladeleistung und Energieeffizienz. Fortschrittliche Batteriemanagementsysteme setzen zunehmend Techniken wie die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) ein, die einen tieferen Einblick in Batteriegesundheit, Alterung, Ladungsungleichgewicht und Sicherheitsbedingungen ermöglichen. In Kombination mit prädiktiver Analytik helfen diese Fähigkeiten, die Batterielebensdauer zu verlängern und gleichzeitig die Zuverlässigkeit und Sicherheit zu verbessern.

Parallel dazu verkürzen neue Ladetopologien die Ladezeiten und verbessern dabei die Effizienz und Leistungsdichte. Fortschritte in der Leistungselektronik und bei Motion-Control-Algorithmen steigern zudem die Effizienz der Traktionswechselrichter, wodurch Elektrofahrzeuge mit einer einzigen Ladung weiter fahren können und gleichzeitig gleichmäßigere Fahreigenschaften erzielen.

Über die Elektrifizierung hinaus durchläuft auch die Fahrzeugarchitektur selbst einen bedeutenden Wandel. Das künftige intelligente Fahrgestell ersetzt traditionelle mechanische und hydraulische Systeme durch softwaregesteuerte elektronische Architekturen. Lenkung, Bremsen und Federung werden zunehmend durch Sensoren, Prozessoren und Aktuatoren gesteuert, die in Echtzeit arbeiten.

Dieser Übergang zu „x-by-wire"-Technologien schafft Chancen für mehr Sicherheit, Fahrqualität und Autonomie. Präzisionssensorik, sicherheitszertifizierte Mikrocontroller, fortschrittliche Gate-Treiber und Functional-Safety-Architekturen werden essenzielle Komponenten der nächsten Fahrzeuggeneration sein.

Dieselben Halbleitertechnologien treiben auch den Fortschritt bei den Fahrassistenzsystemen und beim autonomen Fahren voran. Radar, Kameras und Lidar erzeugen enorme Datenmengen, die innerhalb von Millisekunden übertragen, verarbeitet und in Aktionen umgesetzt werden müssen. Hochintegrierte Sensorbausteine, Hochgeschwindigkeits-Schnittstellen und eingebettete Prozessoren mit Edge-AI-Fähigkeiten ermöglichen immer ausgereiftere ADAS-Funktionen, darunter automatisches Einparken, Spurhalteassistenz, Kollisionsvermeidung und adaptive Geschwindigkeitsregelung.

Was einst durch Mechanik und Pferdestärken definiert wurde, wird zunehmend durch Sensorik, Rechenfunktionen und softwaregesteuerte Präzision charakterisiert.

Nachhaltige Energie erfordert intelligentere Elektronik

Die Energiewende stellt eine weitere große Chance für die Halbleiterinnovation dar. Mit dem Ausbau der Erzeugung erneuerbarer Energie wird die Energiespeicherung zu einer entscheidenden Komponente der Netzstabilität. Die Wirksamkeit von Energiespeichersystemen hängt jedoch nicht nur von ihrer Kapazität, sondern auch von ihrer langfristigen Zuverlässigkeit ab.

Batterie-Energiespeichersysteme enthalten oft Tausende einzelner Zellen, wodurch es immer wichtiger wird, jede einzelne Zelle im Blick zu behalten. Traditionelle Überwachungstechniken messen Spannung, Strom und Temperatur, bieten jedoch nur begrenzten Einblick in die elektrochemischen Prozesse, die in jeder Zelle ablaufen. Halbleiterbasierte Überwachungslösungen auf EIS-Basis ermöglichen es den Betreibern, die Batteriegesundheit direkter zu bewerten und Degradation sowie Sicherheitsrisiken zu erkennen, bevor sie kritisch werden.

Für Energieversorger bedeutet dies eine verbesserte vorausschauende Instandhaltung, reduzierte Ausfallzeiten und ein gestärktes Vertrauen darin, dass die gespeicherte Energie bei Bedarf tatsächlich verfügbar ist. Intelligentes Batteriemanagement ermöglicht es Speicheranlagen außerdem, durch effizienteres Laden und Entladen effektiver auf geänderte Netzbedingungen zu reagieren, was die Nutzung erneuerbarer Energieressourcen verbessert.

Über die Speicherung hinaus tragen Halbleiter dazu bei, intelligentere industrielle Infrastrukturen zu schaffen. Eingebettete Sensorik, Leistungsumwandlung und intelligente Steuerung werden zunehmend in Fabriken, Gebäude und Versorgungsnetze integriert, was der Effizienz, Reaktionsfähigkeit und Nachhaltigkeit zugutekommt. Da industrielle Systeme überdies immer stärker vernetzt werden, wächst die Bedeutung von Analog- und Embedded-Processing-Technologien weiter.

Edge AI bringt Intelligenz näher an die reale Welt

Die Konvergenz der Trends in Automobilindustrie, Industrie und Energie wird durch eine der bedeutendsten Entwicklungen im modernen Computing beschleunigt: Edge AI.

Im Gegensatz zu cloudbasierten KI-Systemen verarbeitet Edge AI Daten lokal und damit nahe an ihrem Entstehungsort. Dies reduziert die Latenz, senkt den Bandbreitenbedarf und ermöglicht Echtzeit-Entscheidungen in Anwendungen, die von der Fahrerüberwachung und Robotik bis hin zur industriellen Automatisierung und zu medizinischen Geräten reichen.

Die jahrzehntelange Signalverarbeitung-Expertise von TI bildet eine solide Basis für diesen Wandel. Dieselben DSP-Prinzipien, die einst die Sprachsynthese antrieben, ermöglichen es heute, dass Radarsysteme Umgebungsdaten interpretieren können, Bildverarbeitungsprozessoren Bilder analysieren können und Edge-Geräte in der Lage sind, KI-Modelle direkt am Endpunkt auszuführen.

Für Ingenieure stellt Edge AI mehr als nur einen weiteren Technologietrend dar. Es spiegelt einen Wandel hin zu verteilter Intelligenz wider, bei dem Sensorik, Verarbeitung und Entscheidungsfindung näher an die physische Welt rücken. Angesichts der beschleunigten Einführung künstlicher Intelligenz wird Halbleiterinnovation weiterhin unerlässlich sein, um die für den realen Einsatz erforderliche Leistung, Effizienz und Zuverlässigkeit zu liefern.

Ein globales Erbe mit starken europäischen Wurzeln

Ergänzend zu seiner weltweiten Innovationspräsenz, unterhält Texas Instruments eine langjährige Präsenz in Europa, denn das Unternehmen ist hier seit immerhin 70 Jahren vertreten. Der Standort in Freising, Deutschland, trägt seit nunmehr 60 Jahren zur Entwicklung, Fertigung und Anwendungsexpertise von Halbleitern bei und unterstützt dabei Kunden aus dem Automobil- und Industriesektor.

Freising verkörpert ein zentrales Merkmal des Ansatzes von TI, nämlich die Kombination von globaler Technologieführerschaft mit lokaler technischer Unterstützung und Kundenzusammenarbeit. Da Fahrzeugelektrifizierung, intelligente Energieinfrastruktur und Edge AI die Branche weiterhin umgestalten, ist diese Kombination aus Innovation und Nähe von zunehmendem Wert.

Von der Erfindung des integrierten Schaltkreises im Jahr 1958 bis zu den heutigen intelligenten Fahrzeugen, resilienten Energiesystemen und KI-fähigen Edge-Geräten unterstreicht die Reise von TI ein durchgängiges Thema: Die wichtigsten Halbleiterinnovationen folgen den Megatrends nicht einfach, sondern ermöglichen sie. 

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