Blockaden bei der Etablierung neuer Schlüsseltechnologien. Innovationsreport

Deutschland gilt als innovativ und im weltweiten Vergleich exzellent der Grundlagenforschung und Technologieentwicklung. Deutschland ist stark in seinen traditionellen Märkten, wie Maschinen- und Fahrzeugbau oder Elektrotechnik. Deutschland hat aber auch Probleme, wenn es um die schnelle und breite Umsetzung der innovativen Ideen und Ergebnisse der Forschung und Entwicklung in konkrete Anwendungen vor allem zur Etablierung neuer, zukunftsorientierter Schlüsseltechnologien geht. Auch die Diffusion der aus neuen Schlüsseltechnologien entstandenen Anwendungen am Markt stellt die Unternehmen und Unternehmer oftmals vor kaum oder schwer zu überwindende Blockaden. Gegenstand und Ziel der Untersuchung Zielsetzung des Projekts »Blockaden bei der Etablierung neuer Schlüsseltechnologien« war die Untersuchung der in Deutschland existierenden Innovationshemmnisse, welche die Etablierung neuer Schlüsseltechnologien und die Schaffung deutscher Vorreitermärkte (»lead markets«) bzw. die Ablösung traditioneller Exporttechnologien durch neue Schlüsseltechnologien blockieren oder erschweren. Es sollten dabei aber auch Faktoren identifiziert werden, welche sich besonders förderlich auswirken. Auf dieser Grundlage wurden spezifische Technologien bzw. Märkte identifiziert, wo Deutschland sein Diffusions- und Marktpotenzial noch nicht ausgeschöpft hat oder dies besonders gut gelungen ist. Durch eine Analyse der Faktoren, auf welche diese Defizite oder Erfolge zurückgeführt werden könnten, wurden schließlich politische Einflussmöglichkeiten eruiert, welche zum Abbau bestehender Blockaden und der Förderung positiver Faktoren beitragen können. Im Rahmen des Projekts wurde ein kombinierter Ansatz aus einer technologieübergreifenden Innovationssystemanalyse sowie dreier technologiespezifischer, vertiefender Fallstudien zur Untersuchung konkreter Schlüsseltechnologien gewählt. Der Innovationssystemansatz basierte auf einer umfassenden Literatur- und Datenanalyse und lieferte ein Untersuchungsraster für die drei Fallstudien. Dabei zielte die Innovationssystemanalyse primär auf das Erfassen und Strukturieren der zentralen hemmenden und fördernden Faktoren ab, welche in den Fallstudien konkret untersucht und bewertet wurden. Als Fallstudien wurden ausgewählt: Nanoelektronik als eine Querschnittstechnologie, Windenergie als eine Anwendungstechnologie, MP3-Player und Mini-Beamer als Anwendungen bzw. Produktinnovationen. Im Rahmen dieser Fallstudien wurden jeweils mehrere Experteninterviews mit relevanten Interessenvertretern sowie ein Workshop im Deutschen Bundestag in Berlin mit Vertretern aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik durchgeführt. Die Ergebnisse der drei Fallstudien wurden über das Untersuchungsraster harmonisiert, um abschließend die identifizierten Blockaden und abgeleiteten Maßnahmen bzw. Handlungsoptionen auf einer verallgemeinerten Basis vergleichend zu betrachten. Dabei wurden Blockaden mit geeigneten Maßnahmen in Beziehung gesetzt und mögliche Beiträge für involvierte Akteure identifiziert, mittels derer der Abbau bestehender Blockaden und die Etablierung neuer Schlüsseltechnologien unterstützt werden könnte. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 5 I. EINLEITUNG 17 II. BLOCKADEN: EINE LITERATUR- UND DATENANALYSE 23 1. Innovationsdeterminanten 24 2. Innovationsarten und Innovationsphasen 30 3. Blockaden im internationalen Vergleich 43 3.1 Blockaden aus Sicht der Wirtschaft 43 3.2 Blockaden in der Kostendimension 50 3.3 Blockaden in der Wissensdimension 55 3.4 Blockaden in der Marktdimension 65 3.5 Blockaden in der institutionellen Dimension 71 3.6 Blockaden in weiteren Dimensionen 76 4. Zusammenfassung und Hypothesenbildung 78 III. INNOVATIVE SCHLÜSSELTECHNOLOGIEN 83 1. Indikatoren zur Bestimmung innovativer Schlüsseltechnologien 83 2. Auswahl dreier Fallbeispiele 88 3. Vorgehensweise für die Fallstudienanalyse 92 IV. FALLSTUDIE NANOELEKTRONIK 97 1. Technologiebeschreibung 97 1.1 Entwicklung und Stand der Nanoelektronik 97 1.2 Innovationssystem Nanoelektronik 102 2. Blockaden 109 2.1 Blockaden im Bereich »More Moore« 110 2.2 Blockaden im Bereich »More than Moore« 112 2.3 Blockaden im Bereich »Beyond CMOS« 114 2.4 Blockaden im »Innovationssystem Nanoelektronik« 115 2.5 Blockaden – eine Zusammenfassung 118 3. Akteursspezifische Maßnahmen 119 3.1 Maßnahmen im Bereich »More Moore« 119 3.2 Maßnahmen im Bereich »More than Moore« 127 3.3 Maßnahmen im Bereich »Beyond CMOS« 133 3.4 Maßnahmen im »Innovationssystem Nanoelektronik« 138 V. FALLSTUDIE WINDENERGIE 145 1. Technologiebeschreibung 145 1.1 Innovationssystem Windkraft 147 1.2 Entwicklung und Stand der Windenergie 150 2. Blockaden 160 2.1 Blockaden in der Forschung und Entwicklung 160 2.2 Blockaden bei der Umsetzung 165 2.3 Blockaden bei der Diffusion in die Breite 171 3. Akteursspezifische Massnahmen 177 3.1 Maßnahmen für die Politikakteure 177 3.2 Maßnahmen für die Wissenschaftsakteure 184 3.3 Maßnahmen für die Wirtschaftsakteure 185 VI. FALLSTUDIE MP3-PLAYER UND MINI-BEAMER 189 1. Technologiebeschreibung 189 1.1 Entwicklung und Stand der MP3-Technologie 189 1.2 Vergleich von MP3-Player und Mini-Beamer 200 2. Blockaden 202 2.1 Blockaden in der Kostendimension 203 2.2 Blockaden in der Wissensdimension 204 2.3 Blockaden in der Marktdimension 205 2.4 Blockaden in der institutionellen Dimension 208 2.5 Blockaden in weiteren Dimensionen 209 2.6 Blockaden – eine Zusammenfassung 209 3. Akteursspezifische Maßnahmen 212 VII. BLOCKADEN BEI DER ETABLIERUNG NEUER SCHLÜSSELTECHNOLOGIEN: EINE VERGLEICHENDE ANALYSE 217 1. Technologiespezifische und -übergreifende Blockaden 217 2. Zusammenfassung übergreifender Blockaden 228 3. Maßnahmen zum Abbau der Blockaden 231 VIII. LITERATUR 239 IX. ANHANG 245 1. Tabellenverzeichnis 245 2. Abbildungsverzeichnis 24

Internationalisierung von Innovations- und Produktionsprozessen: Berichte aus den Verbundprojekten

Dieses Mitteilungsheft enthält drei Beiträge aus bereits abgeschlossenen Verbundprojekten. Sie befassen sich in international vergleichender Perspektive mit neuen Innovations-, Fertigungs- und Arbeitsgestaltungsstrategien in Industrieunternehmen. Grundlage sind jeweils umfassende empirische Untersuchungen in europäischen, US-amerikanischen und japanischen Unternehmen, die überwiegend Mitte der 90er Jahre durchgeführt wurden. Inhaltsverzeichnis: Klaus-Peter Buss, Volker Wittke: Mikrochips für Massenmärkte - Innovationsstrategien der europäischen und amerikanischen Halbleiterhersteller in den 90er Jahren (9-50); Hartmut Hirsch Kreinsen, Marhild von Behr: Internationalisierung der Produktion (51-72); Norbert Altmann: Ist die betriebliche Arbeitspolitik in Japan innovativ? (73-96); Übersicht über die durchgeführten Projekte im Verbund (97-100); Mitglieder des Verbundes (101-102)

Das TAB im Jahr 2019 : Tätigkeitsbericht

Der vorliegende Tätigkeitsbericht dokumentiert die vielfältigen Aktivitäten des TAB im Jahr 2019. Neben einem Überblick über das Arbeitsprogramm werden kurze Rückblicke auf Veranstaltungen in Kooperation mit dem Bundestag geworfen. Weitere Beiträge widmen sich den Entwicklungen und Ergebnissen der beiden Aufgabenbereiche Horizon-Scanning als Instrument zur Technologievorausschau und Themenfindung sowie Diskursanalyse und Dialog mit gesellschaftlichen Akteuren. Traditionellerweise das Herzstück des Tätigkeitsberichts bilden die Projektsteckbriefe der 2019 abgeschlossenen und laufenden Projekte, welche einmal mehr die thematische Vielfalt unserer Arbeit belegen. Den Abschluss bildet wie üblich ein Blick auf die Aktivitäten des TAB im EPTA-Netzwerk (dieses Mal fokussiert auf die EPTA-Jahreskonferenz zu »Technologies in elderly care«) ein Verzeichnis der Veröffentlichungen sowie eine Kurzvorstellung der Konsortialpartner

Technology Outlook 2017

Über 20 ausgewiesene Fachleute beurteilen im «Technology Outlook 2017» die Chancen und Risiken technischer Entwicklungen für die Schweiz. Themen sind unter anderem Industrie 4.0, künstliche Intelligenz, Robotik oder neue Fertigungsverfahren. Die Schweiz verfügt über grosse Standortvorteile, doch teilweise besteht Nachholbedarf

Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Wirtschaft im Hinblick auf die EU-Beihilfepolitik - am Beispiel der Nanoelektronik. Innovationsreport

Das inländische Wachstum von Hightech-Branchen wird in vielen Ländern als zentral für die zukünftige wirtschaftliche Entwicklung angesehen. Dabei werden Unternehmen häufig hohe staatliche Unterstützungen (z. B. durch Subventionierung oder Steuervergünstigungen) gewährt, um Wachstum und Beschäftigung in diesen zukunftsträchtigen Sektoren oder Technikfeldern zu fördern. In Europa werden die staatlichen Unterstützungsmöglichkeiten jedoch durch die EU-Beihilfekontrolle reguliert. Ziel ist die Reduzierung staatlicher Beihilfen der Mitgliedstaaten, um die europäische Integration und den freien Wettbewerb innerhalb Europas voranzutreiben. Nur unter bestimmten Voraussetzungen werden staatliche Beihilfen von EU-Mitgliedstaaten gewährt Gegenstand und Ziel der Untersuchung Besonders intensiv werden die Auswirkungen der EU-Beihilfekontrolle auf die nationale Politiksteuerung im Bereich der Nanoelektronik diskutiert. Die Nanoelektronik gilt als wichtige Querschnittstechnologie bzw. Branche, deren Komponenten in zahlreichen Anwenderbranchen nachgefragt und eingesetzt werden. Vor allem der Bau von neuen Produktionsstätten wird massiv von einigen Staaten unterstützt, und zugleich werden Produktionsstandorte zunehmend außerhalb Europas aufgebaut. Die Auswirkungen der EU-Beihilfekontrolle auf die Wettbewerbsfähigkeit Europas bzw. ihrer Mitgliedsländer wie Deutschland sind insgesamt vielschichtig und vor allem indirekter Natur. Sie hängen zentral von der Ausprägung anderer Faktoren im Innovationssystem (z. B. Nachfrage, inländische Ansiedlungen von Anwenderbranchen), dem Zusammenspiel dieser Faktoren, der Nutzung komplementärer, politischer Instrumente sowie dem Ausmaß öffentlicher Unterstützung in außereuropäischen Staaten, ab. Der Innovationsreport untersucht daher folgende Forschungsfragen: Welche Faktoren beeinflussen die Standortattraktivität einzelner Länder in der Nanoelektronik? Wie ist die aktuelle Wettbewerbsfähigkeit am Standort Deutschland und in Europa zu beurteilen? Welche Folgen hätte ein Verlust der Produktionskapazitäten für das gesamte »Innovationssystem Nanoelektronik«? Inwieweit besteht im Bereich der Nanoelektronik eine Situation, die staatliche Beihilfe rechtfertigen lässt? Wie kann eine nachhaltige Förderpolitik gerade unter den gegebenen Bedingungen der eingeschränkten staatlichen Beihilfemöglichkeiten erfolgen? Inwieweit lässt sich das Beispiel der Nanoelektronik auf andere Technologien und Branchen übertragen? INHALT ZUSAMMENFASSUNG 5 I. EINLEITUNG 19 1. Zielsetzung 19 2. Aufbau des Berichts 21 3. Quellen und Methoden 22 II. WETTBEWERBSFÄHIGKEIT DER EUROPÄISCHEN WIRTSCHAFT IN HIGHTECHBRANCHEN MIT FOKUS AUF DIE NANOELEKTRONIK 27 1. Europäische Wettbewerbsfähigkeit in Hightechbranchen 27 1.1 Bedeutung der Hightechbranchen und internationaler Wettbewerbsvergleich 29 1.2 Aktuelle Krisensituation und Ausblick 34 2. Entwicklung in der Nanoelektronik und Vergleich der internationalen Wettbewerbsfähigkeit führender Länder 37 2.1 Nanoelektronik: Definition, Bereiche und Bedeutung 37 2.2 Produktions- und Beschäftigungsentwicklung 42 3. Einflussfaktoren für die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit Europas in der Nanoelektronik 48 3.1 Wissensbasis 48 3.2 Wissenstransfer und Vernetzung 52 3.3 Industrielle Akteure und Produktion 61 3.4 Nachfrage und Rahmenbedingungen 70 4. Zwischenfazit 75 III. POLITIKMASSNAHMEN IN FÜHRENDEN LÄNDERN IN DER NANOELEKTRONIK 77 1. Förderung der Nanoelektronik in Europa 78 1.1 Ansätze und Strukturen der europäischen Forschungspolitik 78 1.2 Deutschland 85 1.3 Frankreich 94 2. Globale Förderung in der Nanoelektronik 100 2.1 Taiwan 100 2.2 China 106 2.3 Japan 113 2.4 Südkorea 117 2.5 USA 121 3. Zwischenfazit 127 IV. EU-BEIHILFENKONTROLLE: ZIELE, RECHTFERTIGUNG UND BEDEUTUNG FÜR DIE NANOELEKTRONIK 131 1. Rechtfertigungsgründe für staatliche Beihilfen sowie deren Kontrolle 131 1.1 Rechtfertigungsgründe für staatliche Beihilfen mit Fokus auf die Nanoelektronik 131 1.2 Risiken staatlicher Eingriffe und Gründe für eine strikte EU-Beihilfenkontrolle 147 2. Charakterisierung der EU-Beihilfenkontrolle 152 2.1 Intention der Beihilfenkontrolle und Bedeutung für die europäische Integration 152 2.2 Darstellung der Beihilfenkontrolle 153 2.3 Verfahren der Beihilfenkontrolle und Verteilung der Kompetenzen 159 2.4 Weitere internationale Regelungen 161 3. Empirische Analyse der staatlichen Beihilfen in der Europäischen Union 163 3.1 Entwicklung der allgemeinen staatlichen Beihilfen 163 3.2 Bedeutung der Beihilfenkontrolle für die Nanoelektronik 166 4. Zwischenfazit 175 V. SCHLUSSFOLGERUNGEN UND HANDLUNGSOPTIONEN 179 1. Einleitende Bemerkungen 179 2. Allgemeine Handlungsoptionen 182 3. Rahmensetzende Politik 187 4. Aktive sektorale Technologie-/Industriepolitik 195 5. Zusammenfassung der Handlungsoptionen 206 VI. LITERATUR 209 VII. ANHANG 223 1. Tabellenverzeichnis 223 2. Abbildungsverzeichnis 224 3. Übersichten 22

Digitalisierung: Bildung | Technik | Innovation

communications engineering; digital humanities; technology; information systems; network

Energieverbrauch der IKT-Infrastruktur. Endbericht zum TA-Projekt

Bislang werden der digitale Umbruch und die damit verbundenen Chancen und Risiken in Wissenschaft und breiter Öffentlichkeit vor allem in wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Hinsicht thematisiert. Die Digitalisierung geht aber auch mit erheblichen ökologischen Wirkungen einher, die als ambivalent einzuschätzen sind: Auf der einen Seite bietet sich die Chance, ökonomische und gesellschaftliche Prozesse neu zu organisieren und insbesondere auch ressourcen- und energieeffizienter zu gestalten. Auf der anderen Seite verbrauchen Aufbau und Betrieb der digitalen Infrastrukturen (Endgeräte, Rechenzentren und Telekommunikations-netze) große Mengen an Energie und Rohstoffen. Eine kritische Betrachtung der kontinuierlich steigenden Energieverbräuche von IKT-Infrastrukturen ist von erheblicher Relevanz, weil angesichts der mit der Digitalisierung assoziierten großen Nutzenpotenziale die Gefahr besteht, dass damit einhergehende negative Umweltauswirkungen bei Anwender/innen, Forschenden und nicht zuletzt auch bei politischen Akteuren zunehmend aus dem Blickfeld geraten. Vor diesem Hintergrund und unter Berücksichtigung des durch die COVID-19-Pandemie ausgelösten Digitalisierungsschubs sind im TAB-Arbeitsbericht Nr. 198 der Wissensstand zum heutigen und prognostizierten Energieverbrauch der IKT-Infrastrukturen analysiert, Einsparpotenziale identifiziert sowie Wege aufgezeigt, wie diese realisiert werden könnten. Zentrale Ergebnisse sind auf der Projektseite (s. u. 2. Link Externe Relationen) und in den vierseitigen TAB-Fokusausgaben Nr. 35 (de/en) übersichtlich zusammengestellt