Für das Jahr 2035 wird die installierte Kapazität von Traktionsbatterien auf 1.800 GWh geschätzt. Bedingt durch das Laden und Entladen (Zyklisierung) sowie die Alterung der Batterie sinkt deren Kapazität und die damit verbundene Reichweite allerdings. Second-Life-Anwendungen bieten jedoch enormes Potenzial, um den Product Carbon Footprint zu senken und Kosteneinsparpotenziale zu realisieren. Das Themenpapier analysiert verschiedene Anwendungen sowie Wirtschaftlichkeit und CO2-Fußabdruck und gibt Handlungsempfehlungen für Politik und Industrie.

Der »Zukunftscheck Kfz-Gewerbe« ist ein Angebot der Landeslotsenstelle Transformationswissen BW (koordiniert durch e-mobil BW GmbH), des Verbands des Kraftfahrzeuggewerbes Baden-Württemberg e. V., der IG Metall Baden-Württemberg und der Zukunftswerkstatt 4.0, das in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IAO und dem Institut für Automobilwirtschaft (IfA) entwickelt wurde. Der folgende Leitfaden richtet sich im speziellen an Moderator:innen und Unternehmensvertreter:innen und unterstützt bei der Workshop-Durchführung.

Das Factsheet des Transformations-Hubs Scale-up E-Drive stellt relevante Kennzahlen und Entwicklungen des deutschen Fahrzeugmarkts im Vergleich mit weiteren, internationalen Märkten (insbesondere EU, USA, China, Japan) dar. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Analyse der politischen Rahmenbedingungen sowie des Markthochlaufs elektrifizierter Fahrzeuge im Vergleich.

Die Verschneidung des Verkehrs- und Energiesystems wirft neue Fragen beim Schutz der kritischen Infrastruktur auf, die entscheidend für lebenswichtige, gesellschaftliche Funktionen sind. Die Studie nimmt eine Resilienzbetrachtung unter Berücksichtigung der wahrscheinlichsten Lastfälle vor, bietet notwendige Einblicke in die Systeme und stellt eine wichtige Gestaltungsgrundlage für ein resilientes und versorgungssicheres Mobilitätssystem dar.

Nanoelektromechanische Systeme (NEMS) sind die konsequente Weiterentwicklung von MEMS. Basierend auf dem Fortschritt der Halbleiterfertigung in Richtung nm-Bereiche werden MEMS in Zukunft noch kleiner hergestellt: Im Bereich von <100 nm werden die Systeme NEMS genannt. Die NEMS können entweder in „klassischen“ IC-Fabriken oder unter Verwendung selbstorganisierender Monoschichten hergestellt werden. Im zweiten Fall ordnen sich die einzelnen Moleküle selbstständig an. Dies führt zu kleineren Strukturen, aber auch zu geringerer Kontrolle über die resultierenden Strukturen.

MEMS kombinieren mikromechanische und elektrische (sowie optische) Strukturen in Systemen im Bereich von wenigen μm. Sie werden in der Regel in CMOS-Fabriken auf Silizium hergestellt. Die Kombination der integrierten Schaltung und der MEMS kann als hybride Struktur (MEMS und CMOS auf verschiedenen Substraten) oder monolithisch (auf dem gleichen Substrat, System-on-a- Chip) gestaltet werden. Der hybride Ansatz bietet mehr Flexibilität und ist weniger komplex, während die monolithische Lösung eine dichtere Verpackung aufweist und kleiner ist.

Die Technologie zur Herstellung von Halbleiterchips wird immer komplexer, um mehr Transistoren pro Fläche herzustellen. Dies erhöht die Leistung der Chips bzw. reduziert die Chipgröße. Einer der anspruchsvollsten Fertigungsschritte ist die Lithographie, bei der im Wesentlichen die Schaltelemente auf den Siliziumwafer gedruckt werden. Die EUV-Lithographie (EUVL) nutzt durch Laserpulsexposition erzeugte Plasmastrahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm als Strahlungsquelle und ist damit leistungsfähiger als die vorangehende Immersionslithographie. Zur weiteren Verfolgung des Mooreschen Gesetz werden neue Systeme benötigt. Die High-NA EUVL ist die konsequente Weiterentwicklung der EUVL-Systeme, da vor einem Wechsel der Wellenlänge stets zunächst die Prozessparameter k₁ (≥0,25) und Numerische Apertur NA optimiert werden. Bei der High-NA EUVL wird die NA von 0,33 auf 0,55 gesteigert. Die NA ist eine dimensionslose Zahl, die angibt wie viel Licht ein optisches System sammeln und fokussieren kann (Öffnungsweite).

Quantensensoren nutzen Quantenphänomene für äußerst sensitive Messungen verschiedener physikalischer Eigenschaften, wobei vor allem Zeit, Magnetfelder, Strom, Schwerkraft, Bewegung und Photonen von großem Interesse sind. Aufgrund ihrer technischen Vorzüge werden sie für eine Reihe verschiedener Anwendungsmöglichkeiten wie bspw. in der Raumfahrt oder im Medizinbereich, aber auch für den Einsatz in Fahrzeugen untersucht und weiterentwickelt.

Die Technologie zur Herstellung von Halbleiterchips wird immer komplexer, um mehr Transistoren pro Fläche herzustellen. Dies erhöht die Leistung der Chips bzw. reduziert die Chipgröße. Einer der anspruchsvollsten Fertigungsschritte ist die Lithographie, bei der im Wesentlichen die Schaltelemente auf den Siliziumwafer gedruckt werden. In den letzten Jahren haben die Chiphersteller vor allem die Immersionslithographie mit einer Belichtungswellenlänge von 193 nm eingesetzt. Chipstrukturen unterhalb von 10 nm können aber mit einer neuen Art Lithographieprozess weitaus kosteneffizienter erreicht werden als mit der Immersionslithographie: die EUV-Lithographie (EUVL),die durch Laserpulsexposition erzeugte Plasmastrahlung mit einer Wellenlänge von 13,5 nm als Strahlungsquelle nutzt. Die nächsten Technologieknoten sind 7 nm und 5 nm.

Die Begriffe sind eine Anspielung auf das Moore'sche Gesetz. More-Moore folgt der Miniaturisierung von Chips und geht damit Hand in Hand mit dem Moore'schen Gesetz, das besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren pro Fläche regelmäßig (alle 1-2 Jahre) verdoppelt. Damit verbunden sind die Entwicklungen in der CMOS-Technologie zur Halbleiterproduktion im unteren nm-Bereich und die Integration verschiedener informationstechnischer Funktionen auf einem einzigen Chip (System-on-a-Chip, SoC). More-than- Moore stellt dagegen die Diversifikation anstelle der Miniaturisierung in den Vordergrund.