Das enorme Potential der Eingebetteten Systeme

Der Begriff  "Informationstechnologie" wird heute in der öffentlichen Wahrnehmung meist mit Geräten wie Personalcomputern oder Servern gleichgesetzt, in denen Technologien der Informationstechnologie sichtbar zum Einsatz kommen. Dabei wird übersehen, dass in der Arbeits- und Privatwelt des Verbrauchers immer mehr Geräte mit integrierten Hard- und Softwarekomponenten zu finden sind – sogenannte eingebettete Systeme (oder integrierte Systeme).

Doch was genau ist ein eingebettetes System?

Der Begriff bezeichnet ein programmierbares elektronisches Subsystem, das wiederum integraler Bestandteil eines anderen Produktes ist. Es besteht aus Hard- und Softwarekomponenten, die für eine bestimmte, genau definierte Funktion entwickelt werden, und ist daher nicht – wie etwa ein PC – für eine Vielzahl von Zwecken einsetzbar. Die in eingebettete Systeme eingesetzte Software muss besonderen Anforderungen genügen: Häufig programmiert, um mit minimalen Speicher- und Prozessorressourcen auszukommen, arbeitet sie in kritischen Anwendungen in Echtzeit und ist auf maximale Zuverlässigkeit ausgelegt.

Nach unserer Schätzung liegt in einer modernen Industriegesellschaft der Anteil von Produkten, die eingebettete Systeme enthalten, bei ca. 80 Prozent der gesamten Wertschöpfung.

^{Bitkom / Roland Berger Strategy Consultants GmbH.}

Eingebettete Systeme finden sich überall: In miniaturisierten Geräten wie einem Herzschrittmacher, einem Handy oder einer Quarzuhr genauso wie – unter dem Begriff eingebettetes Computing – in Systemen, die massive Rechenleistung benötigen, wie z. B. einem Computertomografen.

Strategische Bedeutung

Die Bedeutung von eingebetteten Systemen ist enorm – an der Wertschöpfung vieler moderner Produkte haben sie einen maßgeblichen Anteil. So entfallen beispielsweise in der Unterhaltungselektronik inzwischen 60 Prozent der Kosten des finalen Produktes auf Baugruppen, die integrierte Systeme enthalten.
Viel wichtiger noch: Eingebettete Systeme sind mittlerweile der entscheidende Treiber von Produktinnovationen. Der Anteil der Elektronik an Innovationen im Automobilbau wird auf bis zu 90 Prozent geschätzt. Auch in mobilen Endgeräten beispielsweise basiert die Produktdifferenzierung in hohem Maße auf den Softwarekomponenten der eingebauten eingebetteten Systeme. Ihre Funktionalitäten tragen direkt zur Wettbewerbsfähigkeit der Branchen bei, die sie einsetzen – und so wandeln sich diese immer mehr von klassischen „Hardwareanbietern“ zu Software-Unternehmen. Entsprechend ihrer Bedeutung für die Innovation steigt auch der Anteil der eingebetteten Systeme am Gesamtaufwand für F & E in Europa: von 9 Prozent im Jahr 2003 auf 14 Prozent 2009.

Überraschend ist, dass die Bedeutung von eingebetteten Systemen für die weitere Entwicklung ganzer Branchen von der Öffentlichkeit nur bedingt wahrgenommen wird. Das mag zwei Gründe haben: Zum einen sind integrierte Systeme für den Endkunden unsichtbar, da sie in anderen Produkten aufgehen; zum anderen gibt es keine distinktive „Eingebettete-Systeme-Industrie“. Die Systeme entstehen an der Schnittstelle zwischen Halbleiter-/Softwareindustrie und den Branchen, in denen sie zum Einsatz kommen. Hinzu kommt, dass ein erheblicher Teil der Wertschöpfung, nämlich die Entwicklung der eingesetzten eingebetteten Software, vornehmlich in eben diesen Branchen (und nicht in der IT-Industrie) anfällt.

Querschnittsrelevanz ist hoch, Tendenz steigend

Eingebettete Systeme werden in den Produkten vieler Branchen eingesetzt. Neben den Herstellern von Telekommunikationsgeräten gehören Unternehmen aus der Unterhaltungselektronik und der Automobilindustrie zu den Hauptabnehmern. Aber auch Medizintechnik und der klassische Maschinen- und Anlagenbau sind wichtige Einsatzbereiche. Nach unserer Schätzung liegt in einer modernen Industriegesellschaft der Anteil von Produkten, die eingebettete Systeme enthalten, bei ca. 80 Prozent der gesamten Wertschöpfung der verarbeitenden Industrie.

Die Software in einem Auto hat bereits heute ein Viertel des Umfangs von Windows XP.

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Marktpotenzial: beträchtliches Volumen abschätzbar

Die Prognose einer Studie für die kommenden Jahre – ca. 71 Milliarden Gesamtvolumen – erscheint bei genauerer Betrachtung deutlich zu niedrig. Wie viel größer das Potenzial in Wahrheit sein muss, lässt sich anhand der eingesetzten Komponenten – Halbleiter und Software – aufzeigen: Derzeit liegt der weltweite jährliche Umsatz mit anwendungsspezifischen Halbleitern bei ca. 70 Milliarden Euro. Addiert man die „eingebettet“ eingesetzten Standardchips hinzu, so ergibt sich ein Volumen von ca. 125 Milliarden Euro – wohlgemerkt: allein für die Halbleiter, die in eingebetteten Systemen zum Einsatz kommen. Betrachtet man den Markt für eingebettete Software-Tools (Betriebssysteme und Entwicklungstools), so sieht man ein ähnlich dynamisches Wachstum.

Neben der Anzahl produzierter eingebetteter Systeme wächst auch das Volumen der darauf eingesetzten Software drastisch. Ein Beispiel: Die in einem einzelnen Pkw eingesetzten Softwarekomponenten umfassen heute ca. 10 Millionen Codezeilen – für das Jahr 2015 werden bereits 100 Millionen Codezeilen prognostiziert. Zum Vergleich: Das Betriebssystem Windows XP umfasst lediglich ca. 40 Millionen Codezeilen.
Das jährliche Wachstum des globalen Marktes für eingebettete Systeme für den Zeitraum von 2006 bis 2010 wird mit 9 Prozent beziffert.

Der Markt für eingebettete Systeme bietet trotz des heute schon hohen Volumens auch in Zukunft interessante Wachstumspotenziale.

^{Bitkom / Roland Berger Strategy Consultants GmbH.}

Entwicklungsperspektiven

Der Markt für eingebettete Systeme bietet, trotz des schon heute hohen Volumens, auch in Zukunft interessante Wachstumspotenziale. Das Innovationstempo steigt, ob im Chipdesign oder in der Softwareentwicklung. Dabei werden eingebettete Systeme immer komplexer.

Im Hardwarebereich halten sogenannte SoCs (System-on-a-Chip) Einzug, die bisher getrennte Elemente wie Prozessor, Controller und externe Schnittstellen auf einem Bauteil vereinen. Damit wird zum Beispiel die Funktion eines Mobilfunkgerätes auf einem einzigen Chip abgebildet. Gleichzeitig wird die eingesetzte Software mächtiger. Immer größere Anwendungen müssen immer schneller und dabei auch billiger auf den Markt gebracht werden.
Mit der Größe der Entwicklungsprojekte wird damit neben der technologischen Kompetenz auch methodisches Know-how in den Bereichen Qualitätssicherung, Prozessdesign und Projektmanagement zunehmend wichtiger.

 

Quelle:
Auszug aus einer Studie des BITKOM e. V. und der renommierten Unternehmensberatung Roland Berger Strategy Consultants GmbH zu den stärksten Wachstumsfeldern der digitalen Wirtschaft.