An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 30%

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 30%

Herzlich willkommen zur Rubrik ‚ÄěDie Zahl der Woche", in der wir jede Woche einen Blick auf die faszinierende Welt der Elektronikzahlen werfen. In der heutigen digitalen √Ąra durchdringt die Elektronik nahezu jeden Aspekt unseres Lebens. Doch wie viel wissen wir wirklich √ľber die Zahlen, die hinter den neuesten Technologien stecken? Genau das m√∂chten wir hier mit Ihnen gemeinsam erkunden! Unsere "Zahl der Woche" wird Sie nicht nur mit interessanten Fakten √ľberraschen, sondern auch mit einem tiefen Einblick in die Technologien, die unseren Alltag pr√§gen. Doch nicht nur die gro√üen Entwicklungen stehen im Rampenlicht. Wir werden auch allt√§gliche Zahlen beleuchten, die oft √ľbersehen werden, aber dennoch eine immense Bedeutung haben.

Unser Ziel ist es, die Begeisterung f√ľr Elektronik mit Ihnen zu teilen und ein besseres Verst√§ndnis f√ľr die Technologien zu schaffen, die unser Leben so sehr bereichern. Wir m√∂chten Sie inspirieren und ermutigen, die Welt der Elektronik mit neuen Augen zu betrachten. Wir freuen uns darauf, Sie in die Welt der Elektronikzahlen einzuf√ľhren und gemeinsam zu staunen!

Falls Sie mehr wöchentlichen Content mögen: Hier geht es zum Video der Woche.

Die Zahl der Woche vom 13.5.2024: 30%

Erneuerbare Energien haben einen wichtigen Meilenstein erreicht: Im vergangenen Jahr haben sie erstmals mehr als 30 Prozent zur weltweiten Stromversorgung beigetragen. Ein Bericht des Klima-Think-Tanks Ember zeigt, dass Wind- und Solarenergie schnell wachsen und fossile Brennstoffe in der globalen Energieerzeugung zur√ľckdr√§ngen k√∂nnten. Vor allem die Solarenergie hat die F√ľhrung √ľbernommen und wird im Jahr 2023 doppelt so viel Strom erzeugen wie Kohle. Allein China hat 2023 seine Solarenergiekapazit√§t um 216,9 GW erh√∂ht, was nicht nur den eigenen Vorjahresrekord von 87,4 GW √ľbertrifft, sondern auch die gesamte in den USA installierte Kapazit√§t von 175,2 GW.

Diese Entwicklung k√∂nnte (!) einen Wendepunkt in der Geschichte der Energieversorgung markieren, da die Emissionen aus dem Energiesektor nun voraussichtlich kontinuierlich sinken werden. Der R√ľckgang der Emissionen h√§ngt jedoch stark davon ab, wie schnell die Revolution der erneuerbaren Energien voranschreitet.

Weltweit streben die Staats- und Regierungschefs an, den Anteil erneuerbarer Energien bis 2030 auf 60 % zu erh√∂hen, was eine Verdreifachung der derzeitigen Kapazit√§ten erfordern und die Emissionen des Energiesektors nahezu halbieren w√ľrde. Trotz der Fortschritte bei der Stromerzeugung spielen fossile Brennstoffe im Verkehr, in der Schwerindustrie und bei der W√§rmeversorgung nach wie vor eine gro√üe Rolle.

Anteil der weltweiten Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen (%): Das weltweite Wachstum von Wind- und Solarenergie hat dazu gef√ľhrt, dass die erneuerbaren Energien im Jahr 2023 mehr als 30 % des globalen Strommixes ausmachen.
Anteil der weltweiten Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen (%): Das weltweite Wachstum von Wind- und Solarenergie hat dazu gef√ľhrt, dass die erneuerbaren Energien im Jahr 2023 mehr als 30 % des globalen Strommixes ausmachen. (Bild: Ember)

Die Zahl der Woche vom 06.05.2024: 9 √ó 10^301

In den letzten zehn Jahren hat sich die Anzahl der Unternehmen, die Hardware f√ľr Quantencomputer entwickeln, vervierfacht. Zu dieser Erkenntnis kamen die Analysten von IDTechEx , was f√ľr einen wachsenden Zukunftsmarkt spricht. Zwischen 2022 und 2024 fanden mehrere Finanzierungsrunden mit einem Volumen von jeweils √ľber 100 Millionen US-Dollar statt. Zudem hat der √úbergang von experimentellen Labormodellen zu kommerziellen Produkten begonnen. Der Wettbewerb findet sowohl zwischen den Unternehmen als auch zwischen verschiedenen Quantencomputertechnologien statt, wobei der Fokus vermehrt auf der Entwicklung von logischen oder fehlerkorrigierten Qubits liegt.

Dennoch befindet sich Quantencomputing noch in einer fr√ľhen Entwicklungsphase. Die Herausforderung besteht darin, die Hardware zu skalieren, die Anzahl der Qubits zu erh√∂hen, Fehler zu minimieren und den Infrastrukturaufwand zu reduzieren ‚Äď eine komplexe Aufgabe.

Obwohl alle Quantensysteme auf Qubits, dem quantenmechanischen Pendant zu klassischen Bits, basieren, variieren die Architekturen erheblich. Ein bekanntes Beispiel ist IBM mit seinen supraleitenden Qubits, die in umfangreichen Kryostaten auf Temperaturen unter denen des Weltraums gek√ľhlt werden. Im Jahr 2023 √ľberschritten supraleitende Quantencomputer den Meilenstein von 1000 Qubits und √ľbertreffend damit die Rechenleistung von konventionellen Computern bei weitem.

Kleinere Systeme wurden √ľber die Cloud f√ľr Unternehmen zug√§nglich gemacht, um L√∂sungen f√ľr spezifische Probleme zu testen. Dennoch besteht Konsens, dass f√ľr besonders anspruchsvolle Aufgaben, wie etwa die Medikamentenentwicklung, deutlich mehr Qubits ‚Äď m√∂glicherweise Millionen ‚Äď erforderlich sind. Daher wurden auch in alternative Technologien investiert, die eine bessere Skalierbarkeit versprechen. Mittlerweile konkurrieren mehr als acht technologische Ans√§tze darum, den Meilenstein von einer Million Qubits zu erreichen.

Was Sie schon immer √ľber Quantencomputer wissen wollten

Themenschwerpunkt Quantencomputer auf all-electronics.de
(Bild: Bartek Wr√≥blewski ‚Äď Adobe Stock)

Als im Juni 2021 der erste Quantencomputer in Deutschland von IBM eingeweiht wurde, war das Interesse groß. Aber was verbirgt sich hinter der Technologie? Was kann sie eines Tages leisten, woran wird geforscht und wo lauern Gefahren? Das und mehr erfahren Sie hier.

Die Zahl der Woche vom 22.04.2024: 132.000 $

Wie sehr die Automobilbranche noch mit der Elektrifizierung kämpft, konnte man jetzt bei Ford sehen. Der US-Autobauer gab seine Quartalszahlen bekannt und im Bereich Model e, wie Ford seine EV-Sparte nennt, sieht es nicht gerade rosig aus: 132.000 $ Verlust hat der Konzern im ersten Quartal 2024 pro verkauftes Elektrofahrzeug gemacht.

Auf den ersten Blick ergibt das Ergebnis kaum Sinn, bei näherer Betrachtung wird allerdings schnell klar, wie das Ergebnis zustande kommt. Der Konzern machte in der EV-Sparte einen Umsatz von rund 100.000.000 und gleichzeitig einen Verlust von rund 1,3 Milliarden US-Dollar bei einem Absatz von 10.000 E-Autos. Pro Auto macht Ford damit einen Verlust von 132.000 US-Dollar.

Laut Ford beinhalten die Verluste hunderte Millionen, die f√ľr Forschung und Entwicklung der n√§chsten Generation von Elektrofahrzeugen f√ľr Ford ausgegeben werden. Diese Investitionen werden erst in einigen Jahren rentabel sein. Weniger kostenintensiv sind dagegen der eigentliche Bau sowie der Vertrieb der Fahrzeuge. Das Unternehmen gab an, dass es beabsichtigt, die Preise f√ľr Elektrofahrzeuge innerhalb der n√§chsten 12 Monate so anzupassen, dass sie die tats√§chlichen Produktionskosten jedes Fahrzeugs decken, anstatt alle Forschungs- und Entwicklungskosten zu √ľbernehmen. Doch ein Preiskrieg unter den Elektrofahrzeugen, der seit etwa anderthalb Jahren andauert, habe es schwer gemacht, diese Rentabilit√§t zu erreichen, erkl√§rt Ford-CFO John Lawler. Er erkl√§rte, dass Ford zwar etwa 5.000 US-Dollar an Kosten f√ľr jeden Mustang Mach-E einsparen konnte, allerdings w√ľrden die Einnahmen schneller fallen, als Ford die Kosten senken k√∂nne. Die Elektromobilit√§t wird wohl noch f√ľr ein paar Jahre eine Herausforderung f√ľr die Branche darstellen.

Die Zahl der Woche vom 22.04.2024: 1966 MWh

Der ZVEI ver√∂ffentlichte vor kurzem den eMonitor, der ein paar interessante Daten zur all-electric-Society und zur Elektrifizierung in Deutschland zeigt. Neben dem Elektrifizierungsgraden in Industrie, Verkehr und Geb√§uden gibt die √úbersicht auch Einblicke in die Prim√§renergieproduktion  und den Bestand an W√§rmepumpen und vollelektrischer PKW.

Aber im Zuge der Elektrifizierung und dem √úbergang zu erneuerbaren Energien spielen gerade Energiespeicher eine wichtige Rolle. In Deutschland ist die Zahl der Energiespeicher in den letzten Jahren von rund 750 MWh auf 1966 MWh gestiegen, dabei fallen 1500 MWh auf Gro√üspeicher und 466 MWh auf Gewerbespeicher. Speicher spielen nicht nur im Geb√§udesektor, sondern auch in der Industrie eine immer gr√∂√üere Rolle. Gewerbespeicher werden in der Industrie vor allem f√ľr den Eigenverbrauch, zur Optimierung des Energiemanagements und Lastspitzenkappung genutzt oder aber zur Schnellladung von Elektrofahrzeugen. Der Einsatz von Speichern in der Industrie kann sich nicht nur positiv auf die Stromkosten auswirken, sondern steigert auch den Grad an Versorgungssicherheit f√ľr das einzelne Unternehmen. Zudem erm√∂glichen Speicher auch Unternehmen zeitliche Verschiebung der Nutzung von (eigenerzeugtem) Strom aus erneuerbaren Energien.

Anstieg der Speicherkapazitäten in Deutschland
Anstieg der Speicherkapazitäten in Deutschland

Die Zahl der Woche vom 15.04.2024: 395 t

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 395 t.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 395 t.

Ende 2024 will Intel mit dem Bau der Halbleiterfertigung in Magdeburg starten, damit das auch gelingt musste der Halbleiterkonzern einige Daten zum Bau bzw. zur fertigen Fab bekanntgeben. Unter anderem auch die Zahl der gelagerten Chemikalien. Eingesetzt sollen demnach pro Jahr rund 2,3 Millionen Tonnen verschiedenster Gase, die f√ľr die Halbleiterproduktion gebraucht werden. Daneben gab der Konzern auch die maximale Lagermenge an. Interessant war hier vor allem Argon mit einer Lagermenge von 395 t.

Warum die gro√üe Menge an Argon? Das Edelgas kommt in der Erdatmosph√§re h√§ufig vor und ist ein zentraler Rohstoff in der Halbleiterproduktion. Argon ist in der Halbleiterfertigung unverzichtbar, insbesondere bei der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), bei der Materialien im Vakuum verdampft und als d√ľnne Schichten auf Halbleiterwafer aufgebracht werden. F√ľr die Ionisierung des Sputtertargets wird ebenfalls Argon eingesetzt: In der Vakuumkammer ionisiert und unter Hochspannung beschleunigt, bombardieren Argon-Ionen das Target und l√∂sen Materialteilchen heraus, die auf dem Wafer abgeschieden werden. Als inertes Gas verhindert Argon chemische Reaktionen zwischen dem Substrat und anderen Gasen.

Die Zahl der Woche vom 8.4.2024

Die Studie "Marketing to Engineers 2024" von GlobalSpec und ThrewMarketing besch√§ftigt sich mit dem Kaufverhalten und den Kommunikationspr√§ferenzen von Ingenieuren und technischen Eink√§ufern. Die diesj√§hrige Studie hat beispielweise  die Einstellungen zu K√ľnstlicher Intelligenz (KI), Content-Pr√§ferenzen (und wie sie sich unterscheiden) zwischen Hardware- und Software-K√§ufen und bevorzugten sozialen Medien Kan√§le f√ľr berufliche Zwecke im Vergleich zur privaten Nutzung untersucht.

Dabei hat sich gezeigt, dass 51% der Ingenieure YouTube als prim√§re Informationsquelle im privaten Kontext nutzen. Diese Zahl unterstreicht nicht nur die Bedeutung von YouTube als f√ľhrende Content-Plattform, sondern zeigt auch die vielf√§ltigen M√∂glichkeiten f√ľr Industrieunternehmen, Ingenieure √ľber Social Media zu erreichen. W√§hrend LinkedIn und GitHub im beruflichen Kontext dominieren, bleibt das Videoportal sowohl im privaten als auch im beruflichen Kontext f√ľhrend.

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Sowohl privat wie auch auf der Arbeit ist YouTube eine wichtige Informations- und Weiterbildungsquelle f√ľr Ingenieure. (Bild: 2024 State of Marketing to Engineers)
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 62.000.000.000
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 62.000.000.000

Die Zahl der Woche vom 25.3.2024: 62.000.000.000

Bei dieser Zahl der Woche musste ich sofort an mein Interview mit den Solderpunks aus 2022 denken. Dabei fiel der Satz ‚ÄěElektronikschrotte sind der am schnellsten wachsende Abfallstrom.‚Äú Wir recht sie doch hatten, zeigt der "Global E-Waste Monitor 2024". Der 148-Seiten starke Bericht steckt voller Zahlen, wobei wir uns f√ľr die 62.000.000.000 entschieden haben. Soviel Kilogramm Elektroschrott sind 2022 angefallen. Das entspricht einem "pro Kopf" Wert von 7,8 kg. Die gute Nachricht: 13,8 Milliarden kg (1,7 kg pro Kopf) wurden als offiziell gesammelt dokumentiert. Das entspricht einer Sammel- und Recyclingquote von 22,3 %.

Um den 62.000.000 Tonnen ein Bild zu geben: W√ľrden 40-Tonnen-LKWs mit 25 Meter L√§nge den M√ľll um die Welt "fahren", g√§be es rund um den √Ąquator eine Kette aus 1,55 Millionen Trucks. Allerdings sind die die 62 Milliarden Kilo noch nicht das Ende der Fahnenstange. Der Bericht geht davon aus, dass Elektroschrott weiter rapide zunimmt. F√ľr das Jahr 2030 werden 82 Milliarden Kilogramm prognostiziert ‚Äď 2020 lag der Wert noch bei 34 Milliarden Kilogramm Elektroschrott.

Die Menge der weltweit in Verkehr gebrachten Elektro- und Elektronikger√§te (EEE) ist von 62 Mrd. kg im Jahr 2010 auf 96 Mrd. kg im Jahr 2022 gestiegen und wird bis 2030 voraussichtlich auf 120 Mrd. kg ansteigen. Im gleichen Zeitraum stieg das j√§hrliche Aufkommen an Elektro- und Elektronikaltger√§ten von 34 Mrd. kg auf einen Rekordwert von 62 Mrd. kg. F√ľr 2030 wird ein Anstieg auf 82 Mrd. kg prognostiziert. Trotz einiger Fortschritte bei der Menge des offiziell gesammelten und recycelten Elektro- und Elektronikschrotts, die von 8 Mrd. kg im Jahr 2010 auf 14 Mrd. kg im Jahr 2022 steigen wird, wird dieser Erfolg durch das rasche Wachstum der Gesamtmenge an Elektro- und Elektronikschrott zunichte gemacht.
Die Menge der weltweit in Verkehr gebrachten Elektro- und Elektronikger√§te (EEE) ist von 62 Mrd. kg im Jahr 2010 auf 96 Mrd. kg im Jahr 2022 gestiegen und wird bis 2030 voraussichtlich auf 120 Mrd. kg ansteigen. Im gleichen Zeitraum stieg das j√§hrliche Aufkommen an Elektro- und Elektronikaltger√§ten von 34 Mrd. kg auf einen Rekordwert von 62 Mrd. kg. F√ľr 2030 wird ein Anstieg auf 82 Mrd. kg prognostiziert. Trotz einiger Fortschritte bei der Menge des offiziell gesammelten und recycelten Elektro- und Elektronikschrotts, die von 8 Mrd. kg im Jahr 2010 auf 14 Mrd. kg im Jahr 2022 steigen wird, wird dieser Erfolg durch das rasche Wachstum der Gesamtmenge an Elektro- und Elektronikschrott zunichte gemacht. (Bild: The Global E-waste Monitor 2024)

Die Zahl der Woche vom 18.03.2024: 4.000.000.000.000

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 4.000.000.000.000.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 4.000.000.000.000.

Mit 46.000 mm¬≤ ist der Wafer Scale Engine 3 von Cerebras nicht gerade Mikro, aber daf√ľr ist er auch mit 4 Billionen Transistoren ausgestattet. Er basiert auf TSMCs 5-Nanometer-Technologie und wurde von 850.000 auf 900.000 Kerne aufger√ľstet. Obwohl die Anzahl der Kerne nur geringf√ľgig erh√∂ht wurde, konnte die Rechenleistung durch die Erh√∂hung der Caches pro Kern und die Verdoppelung der SIMD-Engine von 4 auf 8 erheblich gesteigert werden.

Mit 4 Billionen Transistoren und bis zu 44 GB On-Chip-Speicher unterst√ľtzt die Wafer Scale Engine 3 potenziell Petabytes an Off-Chip-Speicher √ľber das MemoryX- und SwarmX-√Ėkosystem von Cerebras. Er bietet eine Speicherbandbreite von 21 Petabytes pro Sekunde und eine Bandbreite von √ľber 214 Petabits pro Sekunde, was zu einer AI-Compute-Leistung von 125 Petaflops f√ľhrt. Au√üerdem unterst√ľtzt der Chip verschiedene KI-Datenformate, darunter FP16, BF16, FP32 und ein benutzerdefiniertes FP16-Format von Cerebras.

F√ľr einen 64-Chip-Supercomputer ben√∂tigt der Chip etwa 2,5 Megawatt Strom. Bei vollst√§ndiger Skalierung auf 2096 dieser Systeme w√ľrde der Strombedarf auf etwa 80 Megawatt steigen, was mit den gr√∂√üten Supercomputern vergleichbar ist, die derzeit von nationalen Laboren eingesetzt werden.

Cerebras nutzt AMD EPYC-Prozessoren als Grundlage f√ľr Speicher- und Speicherbereitstellungen, um GPU-Engp√§sse bei der Ausbildung gro√üer Sprachmodelle zu beseitigen. Mit dem Wafer Scale Engine 3 k√∂nnen Modelle mit bis zu 24 Billionen Parametern trainiert werden. Dadurch k√∂nnen Entwickler Modelle auf einer Hardware debuggen, ohne einen massiven Supercomputer oder Tausende von GPUs zu ben√∂tigen.

4.000.000.000.000 Transistoren ‚Äď was der Chip von Cerebras kann

Die Zahl der Woche vom 11.3.2024

Die Ausgaben f√ľr Forschung und Entwicklung (FuE) in Deutschland haben im Jahr 2022 einen neuen H√∂chststand erreicht: Mit einem Plus von 7 % gegen√ľber dem Vorjahr belaufen sich die Investitionen nun auf 121,4 Milliarden Euro. Dabei stechen besonders Unternehmen mit einem Anstieg von 8 % auf 81,8 Milliarden Euro heraus. Diese Steigerung unterstreicht die Rolle der Wirtschaft als Hauptinvestor in Forschung und Entwicklung, indem sie mehr als zwei Drittel der Gesamtausgaben tr√§gt. Auch die Ausgaben der Hochschulen und au√üeruniversit√§ren Einrichtungen zeigen mit 7 % bzw. 5 % eine positive Entwicklung. Das teilte das Statistische Bundesamt (Destatis) nach vorl√§ufigen Berechnungen mit.

Der Anteil der F&E-Ausgaben am Bruttoinlandsprodukt (BIP) best√§tigt Deutschlands Ambitionen als Forschungsstandort. Mit 3,1 % des BIPs in 2022, ein Wert, der seit 2020 konstant ist, √ľbertrifft Deutschland erneut das Ziel der EU-Wachstumsstrategie ‚ÄěEuropa 2020‚Äú. Die Bundesregierung plant sogar, diesen Anteil bis 2025 auf 3,5 % zu erh√∂hen, was die internationale Wettbewerbsf√§higkeit Deutschlands weiter st√§rken soll.

Welche Bereiche f√ľhren bei den F&E-Ausgaben?

Bemerkenswert ist die Fokussierung auf die Naturwissenschaften und Mathematik, die 36 % der Ausgaben in außeruniversitären Einrichtungen ausmachen. Besonders die Gebiete Physik, Astronomie und Biologie zeigten mit einem Plus von 4 % starke Wachstumsraten. Diese Spezialisierung deutet auf strategische Prioritäten in der deutschen Forschungslandschaft hin.

Die stetige Zunahme der F&E-Ausgaben, unterbrochen nur im Corona-Jahr 2020, signalisiert eine robuste und zukunftsorientierte Wirtschaft. Besonders die Bereitschaft zu Investitionen in Forschung und Entwicklung, selbst in wirtschaftlich herausfordernden Zeiten, unterstreicht das Engagement f√ľr Innovation und technologischen Fortschritt.

Die Statistik zeigt die Bruttoinlandsausgaben f√ľr Forschung und Entwicklung (BAFE) in Deutschland nach durchf√ľhrenden Sektoren in den Jahren von 1981 bis 2021. Im Jahr 2021 betrugen die Bruttoinlandsausgaben f√ľr Forschung und Entwicklung in Deutschland rund 113,2 Milliarden Euro.
Bruttoinlandsausgaben f√ľr Forschung und Entwicklung (BAFE) in Deutschland (Bild: Statista)

Die Zahl der Woche vom 04.03.2024: 0,12 eV

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 0,12 eV
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 0,12 eV

Neutrinos sind derzeit die vielleicht r√§tselhaftesten Teilchen der Welt. Selbst die Entdeckung ist kurios: Wolfgang Pauli stellte bereits 1930 die These auf, dass beim radioaktiven Zerfall mehr als nur ein Teilchen entstehen m√ľsste, denn die Zahlen deuteten auf ein weiteres Teilchen hin. 1933 taufte Enrico Fermi dieses spekulierte Teilchen Neutrino, nachgewiesen konnte es dann allerdings erst 1956 werden. Lange Zeit glaubten Forscher dann, dass Neutrinos keine Masse besitzen, was aber gegen Ende der 1990er Jahre widerlegt werden konnte. Seit der Entdeckung der Neutrino-Oszillation ist klar, dass sie eine sehr kleine Masse besitzen m√ľssen.

Aber wie misst man diese Masse nun? Dieser Frage widmet sich KATRIN, das Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment, das die Masse des Elektron-Antineutrinos bestimmen soll. Seit Herbst 2015 wurden die Komponenten im Karlsruher Institut f√ľr Technologie zusammengebaut, und der Messbetrieb startete am 11. Juni 2018. Mit einem Budget von 60 Millionen Euro und einer geplanten Messzeit von f√ľnf Jahren sind etwa 200 Wissenschaftler aus f√ľnf L√§ndern beteiligt.

KATRIN soll das Betaspektrum des Zerfalls von Tritium im Bereich seiner H√∂chstenergie mit einer bisher unerreichten Empfindlichkeit von 0,2 eV untersuchen. Die Motivation hinter KATRIN ist die Untersuchung der Neutrinomasse, die im Standardmodell der Elementarteilchenphysik zun√§chst als masselos angenommen wurde. Verschiedene Experimente haben jedoch gezeigt, dass Neutrinos eine von Null verschiedene Masse besitzen. KATRIN erm√∂glicht durch die Bestimmung der absoluten Massen der Neutrino-Massen-Eigenzust√§nde eine genauere Kenntnis der Neutrinomasse, die f√ľr das Verst√§ndnis der Entstehung gro√üskaliger Strukturen im Universum und die Unterscheidung zwischen verschiedenen Neutrinomassenspektren wichtig ist.

Im Februar 2022 konnte die Forschungskooperation die maximale Neutrinomasse auf 0,9 eV (mit fr√ľheren Experimenten auf 0,8 eV) eingrenzen, was einen bedeutenden Fortschritt in der Neutrino-Physik darstellt. Allerdings konnten die Forscher die Ergebnisse noch verfeinern und gehen von einer Masse von 0,12 eV.

Noch eine weitere kuriose Zahl zu Neutrinos: Die Teilchen verlassen das Sonneninnere und verbreiten sich von dort aus in alle Richtungen des Weltalls. So erreichen die Teilchen auch die Millionen Kilometer entfernte Erde, wo 70.000.000.000 (Milliarden) Neutrinos pro Sekunde jeden cm² durchdringen.

Mehr zu Neutrinos weiß Harald Lesch:

Die Zahl der Woche vom 26.02.2024: 242.000.000.000

Anfang Februar ver√∂ffentlichte der ZVEI Zahlen zur deutschen Elektro- und Digitalindustrie. Gleich die erste finde ich beeindruckend. Nach vorl√§ufigen Sch√§tzungen steht 2023 ein Umsatz von 242 Milliarden Euro zu Buche. Schaut man auf die Jahre zur√ľck, bedeutet das eine Steigerung von √ľber 7 % gegen√ľber 2022 225 Milliarden Euro. Die Schallmauer von 200 Milliarden Euro wurde √ľbrigens 2021 geknackt. Davon bewegte sich der Umsatz zwischen 167 und 194 Milliarden Euro. Trotzdem gibt es ein Problem: Immer weniger junge Menschen wollen in der Elektronikbranche arbeiten. Mehr noch: Elektrotechnik hat bei ihnen einen schlechten Ruf. Unsere Autorin Sabine Synkule hat daher einen Kommentar an die Generation Z geschrieben, "Warum Elektrotechnik f√ľr junge Menschen so wichtig ist!" Hoffen wir, dass sie damit den ein oder anderen zumindest zum Nachdenken anregt.

Umsatz der Elektroindustrie in Deutschland in den Jahren 2011 bis 2022
(Bild: Statista)

Die Zahl der Woche vom 19.02.2024: 2.011.209

Europas Automobilmarkt verzeichnete 2023 einen bemerkenswerten Meilenstein, zumindest sagen das die Daten des Marktforschers JATO. Die Neuzulassungen von Fahrzeugen erreichten mit 12.792.151 Einheiten in den Europa-28-Ländern den höchsten Stand seit der Pandemie. Dieser Aufschwung wurde maßgeblich durch die starke Nachfrage nach batterieelektrischen Fahrzeugen (BEVs) und den Einfluss neuer Marktteilnehmer getrieben.

BEVs machten 2023 15,7% des Gesamtmarktes aus und erreichten mit 2.011.209 Neuzulassungen fast die Zahl der Dieselautos. Dies unterstreicht Europas Position als zweitgr√∂√üter Markt f√ľr BEVs weltweit und zeigt, wie stark sich der Trend zu Elektromobilit√§t durchsetzt.

Die Präsenz chinesischer Automarken in Europa wuchs 2023 erheblich, mit sieben neuen Marken, die dem Markt beitraten. MG, jetzt unter dem Dach von Chinas SAIC Motor, verdoppelte seine Verkaufszahlen und wurde zur zwanzigst meistverkauften Marke in Europa. Tesla setzte seinen außergewöhnlichen Aufstieg fort und wurde mit 362.300 Neuzulassungen im Jahr 2023 zur sechzehnt meistverkauften Marke in Europa.

Die Zahl der Woche vom 12.2.2024: 69 Megajoule

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 69 Megajoule
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 69 Megajoule

Der europ√§ische Kernfusionsforschungsreaktor JET (Joint European Torus) in England wurde Ende Dezember 2023 abgeschaltet. Zum Abschied konnte dort die Forscher noch einen neuen Weltrekord f√ľr die Energieerzeugung durch Kernfusion vermelden. JET ging 1983 in Betrieb ‚Äď und konnte seitdem einige Erfolge verbuchen. Unter anderem wurde 1997 ein Rekord f√ľr die Energieerzeugung durch die Fusion von Deuterium und Tritium, zwei Wasserstoffisotope, aufgestellt. Doch inzwischen ist JET in die Jahre gekommen und der Nachfolger ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) wird bereits in Frankreich gebaut.

Kurz vor seiner Stilllegung konnte JET aber nochmals f√ľr einen Rekord und f√ľr einen weiteren Fortschritt auf dem Weg zur Produktion von Fusionsenergie sorgen: Den Forschern ist es gelungen, in 5,2 Sekunden langen Plasmaentladungen insgesamt 69 Megajoule (MJ) an Energie durch die Fusion von Deuterium und Tritium zu erzeugen. Damit verbessern sie den alten Rekord von 59 Megajoule f√ľr 5 Sekunden. Aber was sind 69 MJ √ľberhaupt? Es entspricht in etwa 1,4 mal der Energie, die bei der Verbrennung von einem Kilogramm Benzin freigesetzt wird ( ‚Čą 4,8√ó10^7 J ). Generell ist ein Joule die Arbeit, die verrichtet wird, wenn eine Kraft von einem Newton √ľber eine Strecke von einem Meter ausge√ľbt wird. Benannt ist die SI-Einheit nach James Prescott Joule, einem franz√∂sisch-englischer Physiker.

Das eigentlich wichtige Ergebnis sei aber, so Friedrich Aumayr vom Institut f√ľr Angewandte Physik der TU Wien, dass diese Werte am Ende der JET-Laufzeit routinem√§√üig erreicht werden konnten ‚Äď mit vielen Entladungen hintereinander. Das Plasma im Reaktor kann also stabil gehalten werden, was f√ľr den durchgehenden Betrieb in einem k√ľnftigen Kraftwerk entscheidend ist.

Pressekonferenz zum neuen Rekord mit deinem Fusionsreaktor

Kurz erklärt: Was ist ein Fusionsreaktor?

Ein Fusionsreaktor ist eine Anlage, die die Kernfusion, also die Verschmelzung von Atomkernen, zur Energiegewinnung nutzt. Dabei werden je nach Reaktion gro√üe Energiemengen freigesetzt. Im Fusionsreaktor wird ein energiereiches, ionisiertes Gas, das so genannte Plasma, in einem ringf√∂rmigen Magnetfeld eingeschlossen. Dieser Ansatz wurde gew√§hlt, weil kein Material dem Kontakt mit dem extrem hei√üen Plasma standhalten w√ľrde. Moderne Anlagen mit magnetischem Einschluss k√∂nnen bereits routinem√§√üig Plasmen mit Temperaturen von √ľber 100 Millionen ¬įC erzeugen. Im Fusionsreaktor wird das Plasma durch magnetischen Einschluss oder Tr√§gheitseinschluss erzeugt. Die energiereichen Neutronen, die bei der Fusion entstehen, entweichen aus dem Plasmagef√§√ü und dringen in seine H√ľlle ein, wo sie Energie erzeugen.

Ein Fusionsreaktor hat das Potenzial einer nahezu unbegrenzten und sauberen Energiequelle, da er keine Treibhausgase erzeugt und nur geringe Brennstoffmengen benötigt. Allerdings sind die technischen Herausforderungen bei der Erzeugung von Kernfusion hoch, und weltweit gibt es noch keinen Fusionsreaktor, der netzgebundenen Strom erzeugt.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 216,9 GW
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 216,9 GW

Die Zahl der Woche vom 05.02.2024: 216,9 GW

Im vergangenen Jahr hat China seine Solarenergiekapazit√§t um 216,9 GW erh√∂ht, was nicht nur den eigenen Vorjahresrekord von 87,4 GW √ľbertrifft, sondern auch die gesamte in den USA installierte Kapazit√§t von 175,2 GW. Diese beeindruckende Leistung unterstreicht Chinas f√ľhrende Rolle und sein Engagement f√ľr die Erweiterung seiner erneuerbaren Energiekapazit√§ten.

China hat sich an die Spitze des globalen Marktes f√ľr erneuerbare Energien gesetzt, mit einem Anteil von 40 Prozent an der weltweiten Solarkapazit√§t. Diese Dominanz wird durch eine rekordverd√§chtige Installation neuer Solarkapazit√§ten unterstrichen, die alle bisherigen globalen Rekorde √ľbertrifft. Laut Rystad Energy ist China auf dem besten Weg, seine installierte Kapazit√§t von 500 Gigawatt bis Ende 2023 zu verdoppeln und innerhalb von nur drei Jahren die 1 Terawatt-Marke zu erreichen.

Chinas neue Energieinvestitionen sind im Jahr 2023 um mehr als 34 Prozent gestiegen. Dieser Anstieg spiegelt das strategische Bestreben des Landes wider, seine Energiequellen zu diversifizieren und die Abh√§ngigkeit von traditionellen Energiequellen zu reduzieren. Chinesische Unternehmen haben ihre Expertise genutzt, um weltweit in Windkraft, Photovoltaik und Wasserkraft zu investieren, wodurch chinesische Wind- und Solarprodukte im Wert von √ľber 278,7 Milliarden US-Dollar in mehr als 200 L√§nder und Regionen exportiert wurden.

Mit ehrgeizigen Regierungszielen, die Emissionen bis Ende des Jahrzehnts zu senken und bis 2060 kohlenstoffneutral zu werden, ist China auf einem guten Weg, seine Ziele zu √ľbertreffen. Das Land plant, bis 2030 1.200 GW an erneuerbarer Energiekapazit√§t zu erreichen ‚Äď ein Ziel, das voraussichtlich f√ľnf Jahre fr√ľher als geplant erf√ľllt wird.

Smart Grid ‚Äď Alles Wichtige zum Stromnetz der Zukunft

Erneuerbare Energie Smart Grid Solarenergie Windenergie Smart Home
(Bild: petovarga @ AdobeStock)

Unsere Energieversorgung ist gerade noch stark gepr√§gt von fossilen Brennstoffen. Gerade Deutschland ist dabei auf Drittl√§nder angewiesen und je nach politischer Lage kann es dann auch zu negativen Konsequenzen und damit zu einer kritischen Energieversorgung f√ľhren. Allerdings steigt Deutschland nach und nach auf erneuerbare Energien um, doch diese sind von Wetter und Tageszeit abh√§ngig, weshalb sie gr√∂√ütenteils unregelm√§√üig Energie produzieren. Unser aktuelles Stromnetz hat damit allerdings Probleme. Warum das so ist und alles Wichtige zum Thema Smart Grid haben wir hier zusammengefasst.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 92642.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 92642.

Die Zahl der Woche vom 29.1.2024: 92642

Die Energiewende, hin zu erneuerbaren Energien, wir schon lange diskutiert beziehungsweise propagiert. F√ľr die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende in Deutschland ist der Ausbau und die Optimierung des Verteilnetzes unerl√§sslich. Darauf hat auch wieder der ZVEI in seine Jahrespressekonferenz hingewiesen . Dabei erfordert die Integration der erneuerbaren Energien ein smartes, flexibles und leistungsf√§higes Netz, das die fluktuierenden und dezentralen Energiefl√ľsse bew√§ltigen kann. Die Modernisierung des Netzes mit intelligenter Technik ist entscheidend, um Energie effizient zu verteilen und die Versorgungssicherheit zu gew√§hrleisten. Dazu geh√∂ren der Ausbau der √úbertragungskapazit√§ten, die Implementierung von Smart-Grid-Technologien und die Ert√ľchtigung der Netzinfrastruktur, um den Herausforderungen der Energiewende gerecht zu werden.

Der ZVEI hat hierf√ľr auch eine Zahl pr√§sentiert, n√§mlich 92642. So viele Kilometer Leitungen m√ľssen laut Verband im deutschen Verteilnetz mindestens bis 2032 optimiert, verst√§rkt, ersetzt oder neu gebaut werden. Klingt viel ‚Äď ist es auch. Also noch ein weiter Weg, den Deutschland zu gehen hat.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 7560.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 7560.

Die Zahl der Woche vom 15.1.2024: 7560

Am nächtlichen Himmel ist immer wieder eine Art Lichterkette zu erkennen, nämlich dann, wenn Starlink wieder eine Satelliten-Konstellation in den Weltraum schießt. Diese sind im Erdorbit auch nicht alleine, sondern befinden sich in guter Gesellschaft, denn mittlerweile befinden sich laut Statista 7560 Satelliten (Stand Mai 2023) im Weltall. Der Großteil davon stammt aus den USA (5165 Satelliten), gefolgt von UK (651) und China (617). Deutschland hat bisher rund 131 Satelliten in den Weltraum geschickt.

Die Satelliten kommen sowohl von Privatunternehmen als auch von Beh√∂rden und dem Milit√§r, wobei die meisten der Kommunikation dienen. So kommt die Satelliten-Industrie durch Wartung, Herstellung und Betrieb auf einen Umsatz von √ľber 281 Milliarden US-Dollar. Die Menge an Satelliten wird aber auch zum Problem. Die steigende Anzahl von Satelliten hat Bedenken hinsichtlich des Weltraumm√ľlls und m√∂glicher Kollisionen zwischen Satelliten erh√∂ht. Weltraumm√ľll, der aus nicht mehr funktionierenden Satelliten und Tr√ľmmerteilen besteht, kann zu gef√§hrlichen Situationen f√ľhren. Kollisionen k√∂nnten nicht nur zu weiterem Weltraumm√ľll, sondern auch zu Beeintr√§chtigungen von Satellitenfunktionen f√ľhren.

Anzahl der Satelliten im Weltall
Der größte Teil der Satelliten kommt aus den USA, wobei auch China zunehmend mehr Satelliten in den Weltraum schickt. (Bild: Statista / UCSUSA)

Die Zahl der Woche vom 15.1.2024: 82,4 cm²

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 82,4 cm².
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 82,4 cm².

Die Sphere in Las Vegas steckt voller (deutscher) Technik. Im Inneren des Veranstaltungsortes verf√ľgt die Sphere √ľber den weltweit gr√∂√üten, hochaufl√∂senden LED-Bildschirm, der sich √ľber und um das Publikum herum erstreckt und so eine immersive visuelle Umgebung schafft. Die entsprechenden Inhalte werden mit dem extra daf√ľr entwickelten Big-Sky-Kamerasystem aufgenommen. Ein zentraler Teil davon ist der laut eigenen Angaben gr√∂√üte Kinobildsensor von STMicroelectronics. Der einzigartige 18K-Sensor ist der in der Lage, Bilder in der f√ľr das Sphere-Display erforderlichen Gr√∂√üe und Detailtreue zu erfassen. Der Big-Sky-Sensor - jetzt der gr√∂√üte kommerziell genutzte Kinokamerasensor der Welt - arbeitet mit den sch√§rfsten Kinoobjektiven der Welt zusammen, um detaillierte, gro√üformatige Bilder in einer Weise aufzunehmen, die nie zuvor m√∂glich war. ‚ÄěBig Sky stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Filmkamera-Technologie dar, wobei jedes Element einen Sprung in der Design- und Fertigungsinnovation darstellt‚Äú, so Deanan DaSilva, leitender Architekt von Big Sky bei Sphere Studios.

Nun zu der Zahl der Woche: Der Chip ist mit 9,92 cm x 8,31 cm (82,4 cm¬≤) doppelt so gro√ü wie ein Foto im Brieftaschenformat, und auf einen 300-mm-Wafer passen nur vier komplette Chips. Daher ist der 316-Megapixel-Sensor von Big Sky fast 7x gr√∂√üer und hat eine 40x h√∂here Aufl√∂sung als die Vollformatsensoren, die in kommerziellen High-End-Kameras eingesetzt werden. Das System ist au√üerdem in der Lage, Bilder mit 120 Bildern pro Sekunde aufzunehmen und Daten mit 60 Gigabyte pro Sekunde zu √ľbertragen. Beeindruckende Zahlen f√ľr einen Sensor!

Die Zahl der Woche vom 08.12.2024: 14,46

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 14,46.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 14,46.

Weltrekord bei organischen Solarmodulen: Forschende des Helmholtz-Instituts Erlangen-N√ľrnberg f√ľr Erneuerbare Energien (HI ERN), das zum Forschungszentrum J√ľlich geh√∂rt, und der Friedrich-Alexander-Universit√§t Erlangen-N√ľrnberg (FAU) haben nun in enger Zusammenarbeit ein organisches Solarmodul konstruiert, das sehr effizient arbeitet. Ihr Modul erreicht einen Rekordwirkungsgrad von 14,46 Prozent, der den bisherigen Weltrekord f√ľr organische Photovoltaikmodule (OPV) von 13,1 Prozent √ľbertrifft.

Im Hinblick auf Effizienz sind Tandem-Zellen und Silizium-Module kaum zu toppen, allerdings kommen sie auch mit verschiedenen Nachteilen: Sie sind schwer und starr und nicht ganz einfach zu recyclen. Eine Alternative w√§ren organische Solarmodule, diese haben aber noch einen verh√§ltnism√§√üig geringen Wirkungsgrad, allerdings sind sie biegsam und zudem transparent, wodurch sie sich in Fenster und Fassaden integrieren, in Innenr√§umen nutzen oder auf Feldern als √úberdachungen einsetzen lassen. Zudem √ľberzeugen sie auch mit einem g√ľnstigeren √∂kologischen Fu√üabdruck, denn die Herstellungsprozesse sind umweltfreundlicher und das Material besser zu recyclen.

Rekordverdächtige Solarmudle

Die Zahl der Woche vom 18.12.2023: 82.000

Intel, TSMC und Infineon wollen in Ostdeutschland mit Milliarden-Investitionen neue Chip-Fabriken errichten, massiv gef√∂rdert durch √∂ffentliche Finanzhilfen, die allerdings gerade etwas auf der Kippe stehen. Ein kleines Problem k√∂nnte aber noch hinzukommen, n√§mlich die steigende Fachkr√§ftel√ľcke in der Halbleiterindustrie. Ebenso k√∂nnte dies auch das Ziel der EU und des European Chip Act gef√§hrden, den Marktanteil der EU an der weltweiten Halbleiter-Produktion bis zum Jahr 2030 von 10 auf 20 Prozent zu verdoppeln.

Im Vergleich zum Vorjahr ist die Fachkr√§ftel√ľcke, das hei√üt die Zahl der Stellen, die bundesweit nicht durch passend qualifizierte Arbeitslose besetzt werden k√∂nnen, insgesamt von etwa 62.000 auf √ľber 82.000 um 30 Prozent gestiegen. Zu diesem Ergebnis kommt das Institut der deutschen Wirtschaft. Bei jeder zweiten Stelle, die gegenw√§rtig in besonders relevanten Berufen der Halbleiterindustrie nicht besetzt werden kann, werden Besch√§ftigte f√ľr fachliche Aufgaben gesucht, die in der Regel √ľber eine Berufsausbildung verf√ľgen. Aktuell fehlen in dieser Gruppe √ľber 40.000 qualifizierte Bewerber; dies ist ein Plus von 49 Prozent gegen√ľber dem Jahresdurchschnitt 2021/22. Besonders gro√ü und schnell wachsend ist der Bedarf an Fachkr√§ften f√ľr die elektrische Betriebstechnik und in der Mechatronik. Zus√§tzlich fehlen Fachkr√§fte in der Schwei√ü - und Verbindungstechnik, in der Elektrotechnik (ohne Spezialisierung), der Automatisierungstechnik, technische Servicekr√§ften f√ľr Wartung und Instandhaltung und Fachkr√§fte in der Metallbearbeitung. Die Fachkr√§ftel√ľcke liegt in diesen Berufen jeweils zwischen 2.000 und 4.000 Stellen.

Die Zahl der Woche vom 11.12.2023: 0,000 000 001

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 0,000 000 001
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 0,000 000 001

Was ist High-Tech? Laut dem √Ėkonom (finde den Fehler) Prof. Lars Peter Feld geh√∂rt die geplante Fabrik von Intel in Magdeburg nicht dazu. Das sagte er in der Talkshow von Markus Lanz am 5. Dezember 2023, bei der es auch um die gef√§hrdeten Milliarden f√ľr industriepolitische Investitionsprojekte in der deutschen Halbleiterindustrie ging. Nun kann man von solchen Formaten halten was man will. Aber so einen Satz zu sagen, das ist schon interessant ‚Äď um es mal vorsichtig auszudr√ľcken. Hier kommt jetzt n√§mlich die Zahl dieser Woche ins Spiel, denn die Wafer, aus den denen nach bis zu 1000 Einzelprozessschritte √ľber Monate Chips werden, bestehen aus ultrareinem Silizium. Ultrarein hei√üt: 1 Fremdpartikel pro 1 Mrd. Atome oder anders ausgedr√ľckt 1 parts per billion (ppb), also ein Milliardstel bzw. 10‚ąí9 eben 0,000 000 001. Eher bekannt ist oft das parts per million (ppm), da das englische Billion im deutschen die Milliarde ist. Das hat schon zu Verwirrungen gef√ľhrt.

Der Satz veranlasste Frank Bösenberg, Managing Director Silicon Saxony, zu einem wie er sagt Rant, zu deutsch Schimpftirade, auf LinkedIn. Dabei zählt er eben auch auf, dass in so einem Werk zum Beispiel

  • Maschinen stehen werden, deren Einzelwert teilweise √ľber 100 Mio EUR betr√§gt
  • in dem die Luft so rein sein wird, dass man nur 1-10 Partikel mit einem Durchmesser 0,1-0,2 ¬Ķm in 1 m¬≥ Luft finden wird
  • das schon wegen der F√∂rderbedingungen (EUChipsAct) das erste seiner Art in Europa sein wird (first-of-a-kind)

Wenn das (und mehr) kein #HighTech sein soll. ‚ÄěWAS BITTE SOLL DENN DANN HIGHTECH SEIN?‚Äú Diesen Worten kann ich mich nur anschlie√üen.

Die Zahl der Woche vom 04.12.2023: 18 M‚Ą¶‚ąôcm

An dieser Stelle pr√§sentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 18 M‚Ą¶‚ąôcm.
An dieser Stelle pr√§sentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 18 M‚Ą¶‚ąôcm.

18 M‚Ą¶‚ąôcm ‚Äď dabei handelt es sich um den spezifischen Widerstand von deionisiertem Wasser. Auf den ersten Blick hat diese Zahl scheinbar nicht viel mit Elektronik zu tun, beim zweiten Blick wird aber klar, dass es √§u√üerst wichtig ist f√ľr unsere heutige (Mikro-)Elektronik. Deionisiertes Wasser kommt n√§mlich in gro√üen Mengen in der Halbleiterherstellung zum Einsatz.

Dieses intensiv behandelte Reinstwasser mit sehr geringer elektrischer Leitf√§higkeit weist weder die normalerweise im Wasser vorkommenden Salze noch organische Bestandteile auf. Neben der Halbleiterindustrie kommt es auch in der Pharmazie zum Einsatz. Gro√üe Halbleiterfertigungen k√∂nnen bis zu mehrere 10 Millionen Liter DI-Wasser am Tag verbrauchen, denn ein Wafer bei Leading-Edge-Technologien erf√§hrt um die 100 Sp√ľlschritte √ľber die monatelange Herstellungsphase integrierter Schaltkreise. Die Deionisation geschieht durch Bindung gel√∂ster elektrisch geladener Inhaltsstoffe des Wassers an Kationen- oder Anionenaustauscherharze. Diese Harze befinden sich in Beh√§ltern, die das Wasser durchstr√∂mt. Viele Halbleiterhersteller haben in ihren Fabs eine eigene Anlage zur Herstellung von DI-Wasser. Achtung: DI-Wasser ist kein destilliertes Wasser.

Die Zahl der Woche vom 28.11.2023: 22,98

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 92.000
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 92.000

22,98 ‚Äď dahinter versteckt sich die Atommasse von Natrium! Gerade im Bereich der (Auto-)Batterien sind diese gerade in aller Munde und wird von vielen als Speichertechnologie von morgen gehandelt. Natrium-Ionen-Batterien stellen eine alternative Energiespeichertechnologie dar, die auf der Verwendung von Natrium-Ionen als Ladungstr√§ger basiert. Natrium kommt im Vergleich zu Lithium weitaus h√§ufiger in der Erdkruste vor und ist zudem leichter zug√§nglich, was wiederum zu geringeren Materialkosten f√ľhrt.

Zwar liegt die Energiedichte von Natrium-Ionen-Batterien mit 100-150 Wh/kg etwas unter der heutiger Lithium-Ionen-Batterien, doch bieten Natrium-Ionen-Batterien Vorteile in Bezug auf Sicherheit und Stabilit√§t. Sie neigen weniger zu √úberhitzung und haben ein geringeres Risiko f√ľr thermisches Durchgehen, was sie potenziell sicherer im Betrieb macht.

Ein weiterer positiver Aspekt von Natrium-Ionen-Batterien ist ihre F√§higkeit, in einem breiteren Temperaturbereich zu funktionieren. Dies macht sie f√ľr Anwendungen in extremen klimatischen Bedingungen attraktiv. Die Zyklenfestigkeit, ein Ma√ü f√ľr die Lebensdauer der Batterie, ist vergleichbar mit der von Lithium-Ionen-Batterien und kann √ľber 2000 Lade-/Entladezyklen erreichen.

Die Entwicklung von Natrium-Ionen-Batterien befindet sich noch in einem relativ fr√ľhen Stadium. Forschung und Entwicklung konzentrieren sich auf die Verbesserung der Energiedichte, die Verringerung der Ladezeiten und die Optimierung der Materialien und Herstellungsprozesse.

E-Mobility: Batterie und Sicherheit

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(Bild: AdobeStock_277540900)

Wie entstehen bessere E-Auto-Batterien und sind sie sicher? Bew√§hrte und neue Batterietechnologien von Entwicklung bis Recycling, Brandschutz von Simulation √ľber Materialien bis Batteriemanagement und Safety-Konzepten, sowie Testverfahren von EMV bis Sicherheit. Die Technologien dahinter finden Sie hier.  

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 92.000
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 92.000 (Bild: Intern)

Die Zahl der Woche vom 20.11.2023: 92.000

Die letzten Jahre waren nicht einfach f√ľr die Messelandschaft: Corona stoppte viele liebgewonnene Termin im Kalender oder sorgte f√ľr Verschiebungen aller Art. Davon betroffen war vor allem die SPS, die gleich mehrere Absagen zu verkraften hatte ‚Äď eine sogar extrem kurzfristig. Mancherorts wurde sogar der Stellenwert von Messen in Frage gestellt: zu teuer, zu wenig Ertrag lautet(e) der Vorwurf.

Umso sch√∂ner ist es jetzt zu sehen, dass SPS und productronica insgesamt 92.000 Besucher anlocken konnten (SPS: 50.000, productronica 42.000). Ohne den kurzfristigen bundesweiten Lokf√ľhrerstreik und den damit einhergehenden erschwerten Anreisebedingungen h√§tten es vielleicht sogar noch mehr sein k√∂nnen. Entsprechend bzw. trotzdem zufrieden fallen auch die Nachberichte der Veranstalter aus. "Die 32. Ausgabe der SPS ‚Äď Smart Production Solutions war in diesem Jahr ein voller Erfolg: Nicht nur die Zahlen der Aussteller und Fachbesucher zeigten ein signifikantes Wachstum der Messe in Richtung Vor-Corona-Niveau. Auch mit der Entscheidung, die Ausstellungsfl√§che um zwei neue Hallen zu erweitern, hat der Veranstalter Mesago Messe Frankfurt den richtigen Nerv getroffen", schreibt zum Beispiel die mesago. Zum Vergleich: zur letzten Vor-Coronaschen SPS 2019 kamen √ľber 63.000, also doch deutlich mehr. Zum "Neustart" 2022 waren es nicht ganz 49.000.

Auch die Messe M√ľnchen scheint zufrieden, steht ihre Pressemitteilung unter der √úberschrift "R√ľckkehr zur alten St√§rke". Mit den 42.000 Besuchern lag die Messe f√ľr Elektronikfertigung nahezu auf dem Niveau von 2019 (43.697) und deutlich √ľber dem mageren Ergebnis aus dem Jahr 2021 (19.520). Ich bin gespannt wie viele es bei der 2025-Ausgabe sein werden, immerhin feiert die Messe ihren 50. Geburtstag. Entstanden ist sie √ľbrigens als "Ableger" der electronica. Mehr dazu finden Sie hier.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 53.600.000
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 53.600.000

Die Zahl der Woche vom 13.11.2023: 53.600.00

53.600.000 Tonnen ‚Äď so viel Elektroschrott wurde 2019 laut Statista weltweit produziert. Geht man ein paar Jahre zur√ľck, war die Schrottmenge noch um einiges geringer. So wurden 2010 noch 33,8 Millionen Tonnen Elektroschrott produziert, seither stieg die Menge aber jedoch stetig an. Sieht man sich die Menge an Elektronik an, die uns mittlerweile t√§glich umgeben, wird dieser Schrotthaufen wohl auch in Zukunft weiter ansteigen.

Traurig dabei ist allerdings, dass nur rund 17 Prozent davon recycelt werden, dabei könnte ein Großteil verarbeitet, aufbereitet oder wiederverwendet werden. Gerade die Rohmaterialien wie Kupfer, Glas, Lithium etc. sind gefragt, allerdings lohnt es sich wirtschaftlich oft nicht.

Bei vielen Verbrauchern sowie auch bei Herstellern hat sich das Bewusstsein f√ľr Nachhaltigkeit und Umweltschutz ver√§ndert. Verbraucher kaufen etwa vermehrt gebrauchte Handys oder Elektroger√§te, w√§hrend Unternehmen zunehmend auf eine nachhaltigere Produktion mit recycelten Materialien setzen.

E-Waste generated worldwide 2010-2019
Seit 2010 wuchs die Menge an Elektroschrott kontinuirlich an und wird dies wohl auch noch in den kommenden Jahren tun. Mehr Umweltbewusstsein und nachhaltigeres Produzieren k√∂nnten eine Trendwende herbeif√ľhren. (Bild: Statista / United Nations University)
Unsere zahl der Woche: 1.200.000
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 1.200.000

Die Zahl der Woche vom 6.11.2023: 1.200.000

Gut ein Jahr ist es her, dass der Siegeszug von diversen KI-Tools mit ChatGPT seinen Anfang genommen hat. Gef√ľhlt wird auf auf Social Media an jeder Ecke ein "KI"-Tool f√ľr jede noch so komplexe Aufgabe feilgeboten. Auch wir haben bereits an der ein oder anderen Stelle ‚Äď mal mehr, mal weniger ernst ‚Äď mit der KI herumexperimentiert. Was jedoch nicht vergessen werden darf, √§hnlich wie eine einfach Suche bei Google Strom verbraucht und Kohlendioxid verursacht, ist das mit den KI-Antworten nicht anders. Gro√üe Cloud-Anbieter wie Microsoft, Google und AWS erh√∂hen jetzt schon ihre Investitionen in KI, da Chatbots, generative KI und andere Anwendungen immer beliebter werden, was die Nachfrage nach KI-Servern ankurbelt. Auch Elon Musks KI-Firma xAI hat mit Grok ein solches Tool vorgestellt.

Vor diesem Hintergrund sch√§tzt TrendForce, dass die Auslieferungen von KI-Servern bis 2023 auf √ľber 1,2 Millionen Einheiten ansteigen werden. Das entspricht einem Anstieg von 37,7 % im Jahresvergleich ‚Äď und macht fast 9 % der gesamten Serverauslieferungen aus. Es wird erwartet, dass diese Zahl bis 2024 um 38 % steigt, wobei der Anteil der KI bei 12 % liegen wird. Neben den GPU-L√∂sungen von NVIDIA und AMD entwickeln gro√üe CSPs zunehmend eigene ASIC-Chips. Google beispielsweise hat die Einf√ľhrung seiner kundenspezifischen TPUs in KI-Servern mit einer j√§hrlichen Wachstumsrate von √ľber 70 % beschleunigt. AWS beabsichtigt, bis 2024 mehr seiner kundenspezifischen ASICs einzuf√ľhren, und es wird erwartet, dass sich das Liefervolumen verdoppelt.

√úbrigens: Laut Golem.de plant Microsoft Rechenzentren mit eigenen Atomreaktoren. Das kann man sich nicht ausdenken.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 18.000.000
An dieser Stelle pr√§sentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 18.000.000 (Bild: H√ľthig Medien)

Die Zahl der Woche vom 30.10.2023: 18.000.000

Sie sind klein und oft unsichtbar eingebaut, helfen aber an vielen Stellen im Alltag. Die Rede ist von RFID-Etiketten. RFID steht f√ľr "Radio Frequency Identification". Dabei handelt es sich um eine Technologie, die Radiowellen nutzt, um Daten von einem Etikett (Tag) zu einem Leseger√§t zu √ľbertragen. Diese Etiketten k√∂nnen an verschiedenen Gegenst√§nden angebracht werden und dienen zu deren Identifizierung und Verfolgung. RFID wird in vielen Branchen eingesetzt, unter anderem im Einzelhandel, in der Logistik und im Gesundheitswesen. Sie bietet eine effizientere und h√§ufig automatisierte Alternative zum Scannen von Barcodes.

Laut IDTechEx werden im Jahr 2019 18 Millionen St√ľck produziert - Tendenz steigend. IDTechEx sch√§tzt, dass es 2025 bereits 55 Millionen St√ľck sein werden. Das Problem: Die Ger√§te basieren auf einem Schaltkreis mit einem Mikrochip und einer Antenne, die in der Regel in einen Aufkleber eingebettet sind, der auf das Papieretikett geklebt wird. Aufgrund der Mischung aus Papier, Metall und Silizium sind sie nicht recycelbar und landen in der Regel auf der M√ľlldeponie.

Um dem entgegenzuwirken, hat das Start-up Pulpatronics eine chiplose, papierbasierte Version eines RFID-Tags entwickelt. Das Start-up sch√§tzt, dass seine Etiketten den Kohlendioxidaussto√ü im Vergleich zu herk√∂mmlichen RFID-Etiketten um 70 Prozent reduzieren und gleichzeitig die damit verbundenen Kosten f√ľr Unternehmen halbieren. Die ganze Geschichte finden Sie hier.

 

PulpaTronics entwickelt RFID-Etiketten aus Papier f√ľr den einmaligen Gebrauch

Die Zahl der Woche vom 23.10.2023: 20 W

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 20 W.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 20 W.

Man kann sich das Gehirn ein bisschen wie einen Supercomputer vorstellen, der mit einer extrem hohen Anzahl an Prozessoren  ausgestattet ist ‚Äď rund 86 Milliarden Neuronen. Diese Neuronen sind die Grundbausteine des Gehirns und kommunizieren √ľber etwa 100 Billionen Synapsen miteinander.

Die Daten√ľbertragung erfolgt durch komplexe elektrische und chemische Prozesse. Wenn ein Neuron aktiviert wird, sendet es elektrische Signale entlang seiner Axone, und an den Synapsen werden chemische Botenstoffe freigesetzt, um die Signale auf das n√§chste Neuron zu √ľbertragen. Das Gehirn arbeitet parallel, √§hnlich wie moderne Supercomputer mit vielen Kernen. Es kann Hunderte von Billionen Operationen pro Sekunde durchf√ľhren, wobei die Geschwindigkeit der Signal√ľbertragung bis zu 120 Metern pro Sekunde betragen kann.

Die Informationsverarbeitung im Gehirn ist nicht nur auf Rechenleistung beschränkt. Es kann Muster erkennen, kontextuelle Zusammenhänge verstehen, Emotionen verarbeiten und Erinnerungen speichern. Dieser multifunktionale Ansatz spiegelt sich in der beeindruckenden Vielseitigkeit des menschlichen Geistes wider.

Interessanterweise verbraucht dieses biologische Supercomputing-Wunder nur etwa 20 Watt Energie. Trotz dieser vergleichsweise niedrigen Leistungsaufnahme ist das Gehirn äußerst effizient und in der Lage, eine erstaunliche Vielfalt an Aufgaben zu bewältigen. Im Vergleich: Heutige Grafikprozessoren, die oftmals im Zusammenhang verwendet werden, brauchen oftmals 200 bis 300 Watt.

Mit k√ľnstlicher Intelligenz versucht man heute das Gehirn nachzubauen, allerdings stellt die Leistung der Prozessoren oftmals noch ein Problem dar. Diesem Problem hat sich ein Team von der TU Berlin und des MIT gewidmet und ein VCSEL-Lasersystem f√ľr neuromorphes Rechnen entwickelt. Der Chip ist 100-mal energieeffizienter und 20-mal mehr Rechenpower pro Fl√§che besitzen.

Das Gehirn erklärt

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche mit 7865 und 41 gleich zwei.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche mit 7865 und 41 gleich zwei.

Die Zahlen der Woche vom 16.10.2023: 7865 und 41

Nokia hat Anfang Oktober bekannt gegeben, dass es zwei neue Weltrekorde in der optischen Unterwasser√ľbertragung aufgestellt hat, die laut Unternehmen ‚Äědie n√§chste Generation der optischen Netzwerkausr√ľstung pr√§gen werden.‚Äú

Der erste ist ein neuer optischen Geschwindigkeitsrekord f√ľr transozeanische Entfernungen: Forschern der Nokia Bell Labs ist es im optischen Testzentrum in Paris-Saclay, Frankreich, gelungen, mit einer einzigen Lichtwellenl√§nge eine Datenrate von 800 Gbit/s √ľber eine Entfernung von 7865 km zu demonstrieren. Diese Entfernung ist doppelt so gro√ü wie die, die derzeit mit Ger√§ten bei gleicher Kapazit√§t √ľbertragen werden kann.

Der zweite Rekord wurde von Nokia Bell Labs und der Nokia-Tochter Alcatel Submarine Networks (ASN) aufgestellt, die mit einem ungetakteten C-Band-√úbertragungssystem einen Nettodurchsatz von 41 Tbit/s √ľber 291 km erreichten. Ungetaktete C-Band-Systeme werden √ľblicherweise eingesetzt, um Inseln und Offshore-Plattformen untereinander und mit dem Festland zu verbinden. Der bisherige Rekord f√ľr diese Art von Systemen lag bei 35 Tbit/s √ľber die gleiche Entfernung.

H√∂herer Baudrate als Schl√ľssel

Nokia Bell Labs und Alcatel Submarine Networks haben beide Weltrekorde durch eine Technologie mit h√∂herer Baudrate erzielt ‚Äď ohne Details zu nennen.  Ihre wissenschaftlichen Erkenntnisse hinter den beiden Rekorden haben Nokia und ASN am 4. und 5. Oktober auf der European Conference on Optical Communications (ECOC) in Glasgow pr√§sentiert. Sylvain Almonacil, Forschungsingenieur bei Nokia Bell Labs, kommentierte: ‚ÄěMit diesen h√∂heren Baudraten k√∂nnen wir die meisten Kontinente der Welt direkt mit einer Kapazit√§t von 800 Gbit/s √ľber eine einzige Wellenl√§nge verbinden. Bisher waren solche Entfernungen f√ľr diese Kapazit√§t undenkbar.‚Äú

Die Baudrate gibt an, wie oft pro Sekunde ein optischer Laser ein- und ausgeschaltet wird, also "blinkt". H√∂here Baudraten bedeuten einen h√∂heren Datendurchsatz und werden es zuk√ľnftigen optischen Systemen erm√∂glichen, die gleiche Kapazit√§t pro Wellenl√§nge √ľber viel gr√∂√üere Entfernungen zu √ľbertragen. Bei transozeanischen Systemen werden diese h√∂heren Baudraten die Entfernung verdoppeln, √ľber die die gleiche Kapazit√§t √ľbertragen werden kann.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 0,000000000000000001 s.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 0,000000000000000001 s.

Die Zahl der Woche vom 09.10.2023: 0,000000000000000001

Vergangene Woche wurden wie jedes Jahr die Preistr√§ger des Nobelpreises bekanntgegeben. Sowohl der Nobelpreis f√ľr Chemie als auch der f√ľr Physik haben mit der Elektronik zu tun. In der Chemie wurde die Forschung rund um Quantum Dots ausgezeichnet, die unter anderem verbesserte LEDs erm√∂glichen. Der Nobelpreis f√ľr Physik dagegen ging nach Deutschland an Ferenc Krausz, den Direktor am Max-Planck-Institut f√ľr Quantenoptik und Professor an der Ludwig-Maximilians-Universit√§t M√ľnchen (LMU) und seine Forschung rund um die Attosekunde.

Von seiner Forschung profitiert auch die Elektronik. Mit den extrem kurzen Laserblitzen haben die Forscher um Ferenc Krausz viele neue Einblicke in das Verhalten von Elektronen gewonnen. So beobachteten sie Elektronen beim quantenmechanischen Prozess des Tunnelns. Dabei durchdringen die Ladungstr√§ger eine Energiebarriere, die sie nach den Gesetzen der klassischen Physik nicht √ľberwinden k√∂nnten. Der quantenmechanische Tunneleffekt wird zum Beispiel in Rastertunnelmikroskopen und in Flash-Speichern genutzt, die zum Beispiel in USB-Sticks Daten speichern. Ein besseres Verst√§ndnis des Tunneleffekts kann helfen, seine technische Anwendung zu verbessern.

Inzwischen verfolgen Physiker die Bewegung der Elektronen auch in Metallen. Sie haben zum Beispiel beobachtet, wie schnell die Elektronen einzelne Atomlagen durchqueren. Solche Erkenntnisse helfen, schnellere elektronische Schaltelemente zu entwickeln. Eine ausf√ľhrliche Erkl√§rung zur Attosekunden-Forschung und der Elektronik haben wir hier zusammengefasst.

Die Max-Planck-Gesellschaft erklärt die Attosekunde

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 260.000
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 260.000

Die Zahl der Woche vom 02.10.2023: 260.000

260.000 ‚Äď soviele Roboter sind mittlerweile nur in der deutschen Industrie im Einsatz, was einem Plus von 5 % gegen√ľber dem Vorjahr entspricht. Diese Zahlen gab die International Federation of Robotics jetzt bekannt. Es gibt noch weitere gute News f√ľr Deutschland: Deutschland hat in Europa den gr√∂√üten operativen Bestand an Industrierobotern und konnte zudem die Produktion von Industrierobotern um 20 % auf √ľber 36.000 steigern. Au√üerdem positiv ist die gute Entwicklung von Low-Cost-Robotern in Deutschland.

Zur Roboter-Weltmacht stieg endg√ľltig China auf. Laut IFR w√§chst der Robotermarkt in China "dramatisch": Hatten die Neuinstallationen im Reich der Mitte 2012 noch einen Anteil am Weltmarkt von 14 %, so hat dieser Wert 2022 nun 52 % erreicht. Das hei√üt: Jeder zweite neue Industrieroboter wurde in China in Betrieb genommen.

Insgesamt fällt auf, dass Industrieroboter gerade dort boomen, wo Arbeitskräfte fehlen. Starke Zuwächse sieht die IFR im Bereich der professionellen Servicerobotik: Besonder deutlich wird das im Bereich der Hotellerie und Gastronomie, wo die Zahl der eingesetzten Systeme 2022 und satte 125 % zugelegt hat auf 24.500 Systeme. Der Bereich Transport und Logistik folgt mit 44 % Zuwachs auf 86.000 Systeme und Landwirtschaft mit 18 % Plus auf 8.000 Roboter.

Die Details zum Jahresbericht gibt es hier.

Die Details des IFR-Jahresberichts im Video

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 0,2 g.
An dieser Stelle pr√§sentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 0,2 g. (Bild: H√ľthig)

Die Zahlen der Woche vom 25.09.2023: 0,2 g

Nahezu jeder nutzt Sie und ohne kommt man fast nicht mehr aus: die Suchanfrage bei einer Suchmaschine. Die Auswirkungen auf die Umwelt sieht man aber nicht direkt, aber jedes Mal, wenn die Entertaste gedr√ľckt wird, entsteht CO2. Nach Angaben von Google aus dem Jahr 2019 ein CO2-Fu√üabdruck von 0,2 g pro Suchanfrage.

Google versucht mit verschiedenen Mitteln den CO2-Ausstoß zu verringern und konnte die Menge von rund 13,6 Millionen Tonnen (2018) auf 10,3 Millionen Tonnen (2023) verringern. Der Techkonzern setzt dazu auf drei Prinzipien:

  • Carbon Reduction: Reduzierung der Emissionen in Gesch√§ftst√§tigkeit und Wertsch√∂pfungskette
  • Carbon-free Energy: F√∂rderung von kohlenstofffreier Energie
  • Carbon Removals: Reduzierung der Restemissionen durch Kohlenstoffabbau

In Anbetracht aktueller und k√ľnftiger Entwicklungen hinsichtlich KI und steigender Zahl an Suchanfragen, sind diese Ma√ünahmen auch notwendig, um den CO2-Aussto√ü unter Kontrolle zu halten.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche sind es gleich zwei: 0,956 und 2.573.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche sind es gleich zwei: 0,956 und 2.573.

Die Zahlen der Woche vom 18.09.2023: 0,956 und 2.573

Auf der Suche nach der Zahl der Woche sind uns gleich zwei Kandidaten ins Auge gefallen, die beide einen Rekord aufgestellt haben. Da wir uns nicht entscheiden konnte, haben wir einfach beide aufgenommen. Den Anfang macht die 2573, wobei es in diesem Fall um gefahren Kilometer mit einem E-Auto geht. Das klingt erstmal nicht so spannend, allerdings ist dies der TU M√ľnchen mit nur einer Akkuladung gelungen! Mit ihrem modifizierten Elektroauto ‚Äěmuc022‚Äú stellte das TUfast Eco Team damit einen Guinness-Weltrekord auf. Durch eine verbesserte Aerodynamik, Leichtbau und einen gr√∂√üeren Akku von 15,5 Kilowattstunden erreichten sie diese Reichweite.Wie lange der Versuch dauerte und wie sich das Team vor schlechtem Wetter sch√ľtzte.

Einen weiteren Rekord stellten Studierende der ETH Z√ľrich und der Hochschule Luzern auf. Ihr selbstgebauter Elektrorennwagen Mythen beschleunigte in nur 0,956 Sekunden und 12,3 Metern von 0 auf 100 km/h. Dabei mussten sie unter anderem Probleme mit der Aerodynamik l√∂sen. Wie ihnen das gelang und wie schwer das Auto am Ende noch war, lesen Sie im ausf√ľhrlichen Beitrag.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 205
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 205

Die Zahl der Woche vom 11.09.2023: 205

Gleich mehrere Zahlen spielen diese Woche eine Rolle, allerdings geb√ľhrt dem Cyber 205 das Rampenlicht. So hie√ü hie√ü der erste Supercomputer, den die damalige Universit√§t Karlsruhe (heute KIT) 1983 anschaffte. Er hatte eine Rechenleistung von bis zu 800 MegaFLOPS. Zum Vergleich: Die Leistung eines heutigen Durchschnitts-PCs bemisst sich bereits in GigaFLOPS, also tausendmal mehr. Der aktuelle ‚ÄěHochleistungsrechner Karlsruhe‚Äú (HoreKa) des Karlsruher Instituts f√ľr Technologie (KIT) bringt es sogar auf 17 PetaFLOPS, was der Leistung von mehr als 150 000 Laptops oder rund 21 Millionen Anlagen vom Typ Cyber 205 entspricht. Bei seiner Inbetriebnahme Mitte 2021 geh√∂rte HoreKa ‚Äď der aktuelle Supercomputer des KIT ‚Äď zu den 15 leistungsf√§higsten Rechnern Europas und landete auf Platz 52 der Liste der 500 schnellsten Rechner der Welt (Top 500). Platz 1 der Top 500 ist der Frontier am Oak Ridge National Laboratory. Er bringt es in der Spitze (Rpeak) auf 1679,82 PFlop/s.

Am Donnerstag, 14. September 2023, feiert das KIT 40 Jahre Hochleistungsrechnen in Karlsruhe.

Ein Flop in Bezug auf die Leistung eines Computers bezieht sich auf die Anzahl der Floating-Point-Operationen pro Sekunde (FLOPS), die ein Computer ausf√ľhren kann. Rechenoperation, mit Gleitkommazahlen werden ben√∂tigt, um mit gebrochenen Zahlen oder Zahlen in gr√∂√üeren Zahlenr√§umen rechnen zu k√∂nnen. FLOPS ist eine Ma√üeinheit, die verwendet wird, um die Leistungsf√§higkeit eines Computers zu messen, insbesondere in Bereichen, die Floating-Point-Berechnungen erfordern, wie z.B. wissenschaftliche Berechnungen. Je h√∂her die Anzahl der FLOPS, desto schneller und leistungsf√§higer ist der Computer.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 3,1415926535.
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 3,1415926535.

Die Zahl der Woche vom 04.09.2023: 3,14159265358979323846...

Die Kreiszahl Pi ist eine faszinierende mathematische Konstante die in vielen Anwendungen eine Rolle spielt. Ihr Wert wurde im Laufe von Jahrhunderten immer genauer berechnet. Heute wird er oft auf 3,14159 gerundet und ist in Mathematik, Naturwissenschaften und Technik weit verbreitet. Ein Ende ist jedoch noch nicht in Sicht und sie bleibt ein grundlegendes Element unseres Verständnisses der Welt um uns herum. Pi ist nicht nur in der Wissenschaft von Bedeutung, sondern zeigt auch, wie Mathematik und Alltag miteinander verflochten sind.

Die Geschichte von Pi reicht weit zur√ľck. Bereits in der Antike befassten sich griechische Mathematiker wie Archimedes mit der n√§herungsweisen Bestimmung des Wertes von Pi. Im Laufe der Jahrhunderte wurden immer pr√§zisere Ann√§herungswerte gefunden und im 19. Jahrhundert wurde Pi sogar auf Millionen von Dezimalstellen berechnet.

Die Begeisterung f√ľr die Kreiszahl Pi ist weit verbreitet und reicht √ľber alle Altersgruppen und Bildungsstufen hinweg. Schon in der Grundschule lernen Sch√ľlerinnen und Sch√ľler die Bedeutung von Pi und wie man es in einfachen Berechnungen anwendet. Fakt am Rande: Jedes Jahr am 14.3. wird der Pi-Day gefeiert. Das Datum wurde gew√§hlt, weil in den USA das Datum 3/14 geschrieben wird und die ersten drei Ziffern von ŌÄ ebenso 3,14 sind.

Karriere in der Elektronik: Welche Möglichkeiten es gibt und was sich verdienen lässt

Frau sitzt vor einem Monitor und schaut ein Leiterplatten-Layout. Ein Mann schaut mit ihr zusammen auf den Bildschirm

Entdecke die Welt der Elektronikkarriere! F√ľr Berufsanf√§nger bieten sich vielf√§ltige Chancen: Unser neuer Schwerpunkt zum Thema Karriere informiert √ľber attraktive Berufsbilder, Bildungsm√∂glichkeiten, und Aufstiegsm√∂glichkeiten in der Elektronikbranche. Unsere umfassende Seite gibt wertvolle Einblicke und hilfreiche Ratschl√§ge, um deine Karriere in der Elektronik erfolgreich zu starten. Egal ob du Interesse an der Elektronikentwicklung, der Systemintegration oder der Forschung hast, hier findest du die Informationen, die du ben√∂tigst, um in diesem dynamischen und zukunftsorientierten Bereich durchzustarten.

Zahl der Woche
An dieser Stelle pr√§sentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 37.600 (Bild: H√ľthig)

Die Zahl der Woche vom 28.08.2023: 37.600

Im Jahr 2022 befanden sich an den Hochschulen in Deutschland 205.300 Personen in einem laufenden Promotionsverfahren - rund 2 % mehr als im Vorjahr. Davon waren 37.600 (18 %) Studierende auf dem Weg zum Dr.-Ing. Damit lagen die Ingenieurwissenschaften mit auf Rang 3 nach Humanmedizin/Gesundheitswissenschaften (26 %) und Mathematik/Naturwissenschaften (23 %), so das Statistische Bundesamt Destatis. Mit vier von f√ľnf Promovierenden (78 %) lag der M√§nneranteil in der F√§chergruppe Ingenieurwissenschaften am h√∂chsten und deutlich √ľber dem Durchschnitt aller F√§cher (52 %). Das Durchschnittsalter der Promovierenden betrug 30,3 Jahre, bei m√§nnlichen Promovierenden lag es mit 30,7 Jahren fast ein Jahr h√∂her als das von weiblichen Promovierenden mit 29,9 Jahren. Mit jeweils 4 % der Promovierenden in Deutschland f√ľhrten vier Hochschulen 2022 die Liste mit den meisten laufenden Promotionsvorhaben an: die Ludwig-Maximilians-Universit√§t M√ľnchen und die Ruprecht-Karls-Universit√§t Heidelberg (mit jeweils 8.900 Personen), die Technische Universit√§t M√ľnchen (8.500) und die RTHW Aachen (7.300).

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 4·10^9 A/cm.
An dieser Stelle pr√§sentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 4¬∑10^9 A/cm. (Bild: H√ľthig)

Die Zahl der Woche vom 21.08.2023: 4·109 A/cm²

Das ist die theoretisch m√∂gliche Stromdichte, die Carbon Nanotubes (CNTs) transportieren k√∂nnen. Sie liegt drei Gr√∂√üenordnungen √ľber der von Kupfer. F√ľr Kupfer liegt aufgrund von Elektromigration eine Grenze bei etwa 106 A/cm¬≤. Bei der Elektromigration verursacht der Stromfluss ein ‚ÄěMitrei√üen‚Äú von Kupferatomen, die dann irgendwo im Leiter wieder abgelagert werden. So k√∂nnen L√∂cher und Kurzschl√ľsse entstehen. Aber CNNTs haben noch andere Vorteile: Sie haben eine sehr hohe Zugfestigkeit, eine hohe thermische Leitf√§higkeit und einen kleinen Temperaturkoeffizienten.

Ein zuk√ľnftiger Markt f√ľr CNTs k√∂nnte in der Energiespeicherung liegen. Sie dienen als leitf√§higes Additiv f√ľr beide Batterieelektroden. Schon ein geringer CNT-Anteil kann die Energiedichte deutlich steigern. Nat√ľrlich sorgen sie f√ľr eine bessere Leitf√§higkeit, aber auch ihre mechanischen Eigenschaften sind wichtig. Sie erm√∂glichen eine bessere Verankerung, sodass sich dickere Elektroden realisieren lassen. Auch steigt der Temperaturbereich f√ľr den Energiespeicher. Dies alles erh√∂ht die Lebensdauer der Batterie deutlich.

Was sind Carbon Nanotubes?

Carbon Nanotubes (CNTs) sind lange, r√∂hrenf√∂rmige Molek√ľle, die aus einzelnen Schichten von Kohlenstoffatomen bestehen. Sie sind eines der Allotrope des Kohlenstoffs, zusammen mit Graphit, Diamant und Fullerenen. Sie haben eine hervorragende Zugfestigkeit, eine hohe elektrische sowie W√§rmeleitf√§higkeit und sind zudem sehr leicht.

Aufgrund dieser Eigenschaften lassen sie sich in verschiedenen Gebieten einsetzen:

  • Elektronik: CNTs k√∂nnen zur Herstellung von Transistoren, Batterien und anderen elektronischen Ger√§ten verwendet werden.
  • Verbundwerkstoffe: CNTs k√∂nnen zu anderen Werkstoffen hinzugef√ľgt werden, um deren Festigkeit, Leitf√§higkeit und andere Eigenschaften zu verbessern.
  • Medizin: CNTs k√∂nnen zur Medikamentenverabreichung, zur Herstellung von Sensoren und zur Reparatur besch√§digter Gewebe verwendet werden.
  • Energie: CNTs k√∂nnen zur Energiespeicherung, zur Stromerzeugung und zur Kraftstoffherstellung verwendet werden.
120 MJ/k und der Wasserstoff, Zahl der Woche
An dieser Stelle pr√§sentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. In dieser Woche: 120 MJ/kg. (Bild: H√ľthig)

Die Zahl der Woche vom 14.08.2023: 120 MJ/kg

So hoch kann die Energiedichte von Wasserstoff sein. Er hat damit die h√∂chste Energiedichte aller Kraftstoffe. Gleichzeitig hat Wasserstoff eine sehr niedrige Dichte von nur 0,08375 kg/Nm¬≥ bei normalen Temperatur- und Druckbedingungen (NTP, 20 ¬įC, 1,01325 bar = 1 atm). Als das leichteste bekannte Gas nimmt ein Kilogramm Wasserstoff ein wesentlich gr√∂√üeres Volumen ein als jedes andere Gas, was zu einer √§u√üerst niedrigen volumetrischen Energiedichte von etwa 0,01 MJ/L bei NTP f√ľhrt.

Eine der gr√∂√üten Herausforderungen bei Wasserstoff ist, trotz seiner attraktiven Energieeigenschaften, die schwierige Lagerung und der Transport. Wegen der geringen Dichte von Wasserstoff m√ľssen gro√üe Mengen des Gases auf hohe Dr√ľcke komprimiert oder bei kryogenen Temperaturen verfl√ľssigt werden, um ausreichende Mengen zu speichern. Der Gro√üteil des heute gespeicherten und transportierten Wasserstoffs wird unter Druck oder in verfl√ľssigter Form gelagert. Die daf√ľr notwendigen Dr√ľcke liegen bei 100 bis 700 bar, die Temperaturen entsprechen dem Siedepunkt des Gase bei -253 ¬įC.

An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. Diese Woche: 29.562.346.600.
Knapp 30 Milliarden Euro gingen seit Anfang des Jahres in in Form von Kooperationen, Neuinvestitionen oder Erweiterungen in die Halbleiterei. (Bild: H√ľthig)

Die Zahl der Woche vom 07.08.2023: 29.562.346.600

29.562.346.600 Euro: So hoch etwa sind die Investitionen im Halbleiterbereich 2023, √ľber die wir auf all-electronics berichtet haben. Diese Zahl umfasst Investitionen in den Bau von neuen Fertigungsanlagen und die Erweiterung von bereits bestehenden Produktionsanlagen. Hinzu kommen noch Kooperationen verschiedener Unternehmen, oftmals aus dem Automotive-Bereich, mit Halbleiterherstellern. Hierzu z√§hlen etwa:

Die Summe spiegelt nicht die genaue Menge aller globalen Halbleiterinvestionen wieder, aber sie ist ein guter Indikator f√ľr die Gr√∂√üen, in denen Halbleiterunternehmen planen und wie umtriebig die Branche derzeit ist. In den letzten beiden Jahren stieg die Nachfrage nach Wide-Bandgap-Halbleitern, insbesondere SiC, enorm an. Vor allem Tier1-Zulieferer und OEMs sind auf Halbleiter-Bauteile angewiesen und versuchen sich (SiC-)Kapazit√§ten zu sichern. Die Halbleiterhersteller wiederrum reagieren aufgrund der Kooperationen damit, ihre Kapazit√§ten weiter auszubauen. Zus√§tzlich profitieren Halbleiterhersteller gerade auch noch von der Energiewende, wo ebenfalls Halbleiter gebraucht werden.

Die Zahl der Woche: 75.000.000
An dieser Stelle präsentieren wir jede Woche eine Zahl aus dem weiten Feld der Elektronik. Den Auftakt macht die 75.000.000

Die Zahl der Woche vom 31.7.2023: 75.000.000

75 Millionen Tonnen. Diese Menge wird f√ľr die j√§hrliche Produktion von Elektroschrott bis zum Jahr 2031 prognostiziert. Zu den weggeworfenen Gegenst√§nden geh√∂ren Einweg-Vapes, Handys, Laptops, MP3-Player, Stecker und Batterien. Fakt am Rande: Das wachsende Ph√§nomen der Einwegdampfer bedeutet, dass allein in Gro√übritannien 1,3 Millionen dieser Ger√§te weggeworfen werden ‚Äď jede Woche!

Um auf diese problematische Entwicklung hinzuweisen ‚Äď und nat√ľrlich f√ľr das eigene Marketing ‚Äď hat das Formel-E-Team Envision Racing Ende Juli, am Vorabend des E-Prix-Rennens im ExCeL in London, sein fahrt√ľchtiges Formel-E-Gen3-Auto "Recover-E" vorgestellt. Das besondere dabei: es besteht nahezu vollst√§ndig aus Elektroschrott.

Zu diesem Zweck hat sich das Team mit dem britischen K√ľnstler und Designer Liam Hopkins zusammengetan, um ein Auto zu entwerfen und zu bauen, das ausschlie√ülich aus elektronischen Produkten besteht, die vom britischen Technologieunternehmen Music Magpie und von Schulkindern gespendet wurden. Mit dieser Kampagne m√∂chte das Team das Bewusstsein f√ľr die Auswirkungen von Elektroschrott auf den Menschen und f√ľr die Notwendigkeit der Wiederverwendung und des Recyclings alter Elektroger√§te sch√§rfen.

Die Enth√ľllung des Rennwagens aus E-Schrott im Video (eng.)

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