Software, Chips und Batterien

Neh­men wir das Jahr 1886 und Carl Benz. Er erfand den ers­ten Ver­bren­nungs­mo­tor für das Auto. Oder schau­en wir auf das Jahr 1912. Da führ­te Henry Ford die Fließ­band­fer­ti­gung im Auto­mo­bil­bau ein. Von wel­chem Datum wir auch immer aus­ge­hen, es sind inzwi­schen mehr als 100 Jahre ver­gan­gen. Nun haben welt­weit erst­mals neue Akteu­re die Bühne betre­ten und den bewähr­ten tra­di­tio­nel­len Ansatz ver­wor­fen, zuerst ein Auto zu ent­wer­fen, dann elek­tro­ni­sche Kom­po­nen­ten hin­zu­zu­fü­gen und am Ende eine Soft­ware zu ent­wi­ckeln, die vor­gibt, all diese sehr unter­schied­li­chen Kom­po­nen­ten unter einer Benut­zer­ober­flä­che zu ver­ei­nen. Damit steht die Auto­mo­bil­in­dus­trie vor der wohl größ­ten Umwäl­zung ihrer Geschichte.

Heute wird ein moder­nes voll­elek­tri­sches Fahr­zeug mit einer Viel­zahl soge­nann­ter elek­tro­ni­scher Steu­er­ge­rä­te aus­ge­stat­tet. Die Funk­tio­nen die­ser Gerä­te rei­chen von der Ent­rie­ge­lung der Türen bis hin zum auto­no­men Fah­ren. Und die elek­tro­ni­schen Bau­tei­le stam­men von ver­schie­dens­ten Zulie­fe­rern. Es wird nicht nur immer schwie­ri­ger, all diese Gerä­te in einer Soft­ware­platt­form zu ver­ei­nen, son­dern auch, diese Platt­form in ange­mes­se­nen Abstän­den mit ver­tret­ba­ren Daten­men­gen zu aktua­li­sie­ren. Es wird nicht aus­rei­chen, die­sen Pro­zess mit einem tech­nisch-evo­lu­tio­nä­ren Ansatz zu begleiten.

Auf der Suche nach einem Begriff, der am bes­ten beschreibt, was wirk­lich gesche­hen muss hilft ein Buch, das vor 61 Jah­ren vom bedeu­ten­den Wis­sen­schafts­phi­lo­so­phen und ‑his­to­ri­ker Tho­mas Kuhn geschrie­ben wurde. Es hat den eher lang­wei­li­gen Titel „Die Struk­tur wis­sen­schaft­li­cher Revo­lu­tio­nen“. Darin hat Kuhn den Begriff geprägt, der so tref­fend und akku­rat beschreibt, wie die „alte Auto­mo­bil­in­dus­trie“ jetzt han­deln muss, um bestehen zu können.

Der Begriff heißt: Para­dig­men­wech­sel. Nach Kuhns Defi­ni­ti­on kön­nen sich durch ein neues Para­dig­ma neue, aber rele­van­te Fra­gen zu alten Daten stel­len. Im Para­dig­men­wech­sel betreibt man nicht nur „Rät­sel­lösen“ mit dem vori­gen Para­dig­ma, son­dern ändert auch die Spiel­re­geln und den „Arbeits­plan“, wie man zu neuen Lösun­gen kommt. Um die Grund­la­gen des Para­dig­men­wech­sels zu erklä­ren, ließ Kuhn sein Publi­kum 10 Sekun­den lang eine Ente betrachten …

… und sagte dann: Sie sehen keine Ente, Sie sehen einen Hasen von der Seite. Von die­sem Moment an sah nie­mand mehr eine Ente, alle sahen einen Hasen. „Wir müs­sen die­sel­be Sache aus einer neuen Per­spek­ti­ve betrach­ten.“ Über­setzt für die Auto­mo­bil­in­dus­trie heißt das: Sie muss die Dinge anders angehen.

Die Her­stel­ler müs­sen weg davon, das Auto zunächst mit einem per­fek­ten Spalt­maß, also einem gleich­mä­ßi­gen Abstand zwi­schen den Ble­chen an der Außen­sei­te des Fahr­zeugs, zu kon­stru­ie­ren, dann eine schier end­lo­se Anzahl von Steu­er­ge­rä­ten hin­zu­zu­fü­gen, um dann zu ver­su­chen, die pas­sen­de Soft­ware zu schrei­ben. Die Soft­ware­ent­wick­lung muss statt­des­sen an ers­ter Stel­le ste­hen. Oder mit ande­ren Wor­ten: „Tadel­lo­ser Code ist das neue Spalt­maß.“ Die­ser neue Ansatz für die Auto­mo­bil­in­dus­trie hat einen Namen: das Soft­ware-Defi­ned Vehic­le oder kurz SDV.

Warum ist das alles not­wen­dig? Viele der neuen Akteu­re haben bewie­sen, dass sich mit einem soft­ware­zen­trier­ten Ansatz die Soft­ware, die sich nor­ma­ler­wei­se schnel­ler wei­ter­ent­wi­ckelt, ein­fa­cher von der sich lang­sa­mer ent­wi­ckeln­den Hard­ware tren­nen lässt. Gleich­zei­tig stei­gert man die Fle­xi­bi­li­tät beim Aus­tausch von Hard­ware. Die neuen Regeln für das SDV-Para­dig­ma nach Tho­mas Kuhn lau­ten des­halb wie folgt: Erläu­te­re die Prin­zi­pi­en. Ergän­ze das um die Anwen­der­er­fah­run­gen und die Fähig­keit, eine gefun­de­ne Lösung auch sofort einzusetzen.

Ein groß­ar­ti­ges Bei­spiel, um den Ein­fluss von Anwen­der­er­fah­run­gen zu ver­an­schau­li­chen, stammt von Tesla: Kun­den beschwer­ten sich regel­mä­ßig dar­über, dass sie ihre Hunde nicht im Auto las­sen konn­ten, wenn sie ein­kau­fen gin­gen, weil es im Auto zu heiß für den Hund wurde oder ande­re Leute auf die Besit­zer zuka­men und sie dafür beschimpf­ten, dass sie ihren Hund in einem über­hitz­ten Auto zurück­lie­ßen. Des­halb hat Tesla den DOG-Modus ein­ge­führt. Wenn die­ser Modus akti­viert ist, wer­den die Fens­ter her­un­ter­ge­las­sen, damit der Hund Luft bekommt, wäh­rend auf dem zen­tra­len Dis­play für jeden sicht­bar die Mel­dung „Mir geht es gut. Mein Besit­zer ist gera­de ein­kau­fen und kommt bald zurück“ erscheint.

Aber Soft­ware läuft immer auf Hard­ware. Hier kommt die Halb­lei­ter­indus­trie ins Spiel. Eben­so wie für das Schrei­ben guter Auto­soft­ware setzt man auch für Hard­ware und die Chip-Archi­tek­tur auf bewähr­te Ver­fah­ren. Fach­leu­te nen­nen dies die elek­tri­sche und elek­tro­ni­sche Archi­tek­tur oder kurz E/E‑Architektur. Es ist die soft­ware­ba­sier­te E/E‑Architektur, die das Soft­ware-Defi­ned Vehic­le erst mög­lich macht.

Die wich­tigs­ten Vor­aus­set­zun­gen für das Soft­ware-Defi­ned Vehic­le wer­den in der Halb­lei­ter­indus­trie geschaf­fen. In einem moder­nen bat­te­rie­be­trie­be­nen Fahr­zeug kom­men meh­re­re tau­send Chips zum Ein­satz. Wenn wir das mit den etwa 60 hoch indi­vi­dua­li­sier­ten Chips in einem Apple iPho­ne ver­glei­chen, sehen wir, dass wir davon noch weit ent­fernt sind. Viel­leicht ließe es sich schaf­fen, die Anzahl der Steu­er­ge­rä­te auf etwa ein Fünf­tel zu redu­zie­ren, jedoch mit einem höhe­ren Anteil an kun­den­spe­zi­fi­schen Chips. Aber wieso soll­te man sich diese Mühe über­haupt machen? Weil die Digi­ta­li­sie­rung und die Elek­tri­fi­zie­rung den Bedarf nach Chips in Autos wei­ter vor­an­trei­ben wer­den. Die Auto­mo­bil­in­dus­trie ist die Bran­che, für die die Halb­lei­ter­indus­trie in den nächs­ten Jah­ren am schnells­ten wach­sen muss. Und die Auto­mo­bil­her­stel­ler brau­chen mehr direk­te Part­ner­schaf­ten mit der Halb­lei­ter­indus­trie, um die­ses Wachs­tum zu bewerkstelligen.

Ein pas­sen­des Bei­spiel stammt aus der Mobil­funk­bran­che: Durch eine beson­ders enge Zusam­men­ar­beit mit der Halb­lei­ter­indus­trie und die Direkt­ver­mark­tung konn­ten die Tele­fon­her­stel­ler von einem „stan­dar­di­sier­ten“ Ansatz nach dem Vor­bild Noki­as zu dem über­ge­hen, was wir heute in einem moder­nen iPho­ne von Apple sehen. Eine höhe­re Geschwin­dig­keit und Fle­xi­bi­li­tät im Ent­wick­lungs­pro­zess, nicht zu unter­schät­zen­de Kos­ten­ein­spa­run­gen und die Mög­lich­keit, die ver­füg­ba­re Chip­tech­no­lo­gie in Funk­tio­nen umzu­set­zen, für die Ver­brau­cher bereit sind zu zah­len. Alles das sind eini­ge der Vor­tei­le, die sich aus einer direk­ten Part­ner­schaft zwi­schen der Halb­lei­ter- und der Auto­mo­bil­in­dus­trie erge­ben. Aber es gibt auch eini­ge Unter­schie­de. Die Auto­mo­bil­in­dus­trie braucht vor allem Chips, die unter sehr anspruchs­vol­len Bedin­gun­gen „auto­taug­lich“ sind. Dafür gilt es, Trans­pa­renz zu schaf­fen und stra­te­gi­sche Inves­ti­tio­nen in Tech­no­lo­gien zu täti­gen, nach denen der Markt verlangt.

Es bedarf erheb­li­cher Anstren­gun­gen aller Auto­mo­bil­her­stel­ler, sich auf den Para­dig­men­wech­sel vor­zu­be­rei­ten und sich ihm zu stel­len. Aus die­sem Grund hat die Manage­ment­be­ra­tung Por­sche Con­sul­ting das Stra­te­gic Semi­con­duc­tor Manage­ment Frame­work ent­wi­ckelt. Das Modell hilft Unter­neh­men, umfas­sen­des Know-how im Bereich Halb­lei­ter zu erlan­gen und sich gleich­zei­tig die Aus­wir­kun­gen der Halb­lei­ter­be­schaf­fung zu ver­ge­gen­wär­ti­gen. Dies wie­der­um hilft, eine lang­fris­ti­ge Stra­te­gie für Halb­lei­ter zu ent­wi­ckeln. Und es erleich­tert den Aus­tausch mit der Halb­lei­ter­indus­trie, wenn man sich auf eine Spra­che einigt, die beide Sei­ten ver­ste­hen. Die­ses Modell fin­det in vie­len unter­schied­li­chen Bran­chen Anwen­dung, da eine Halb­lei­ter­stra­te­gie nicht nur in der Auto­mo­bil­bran­che drin­gend erfor­der­lich ist. Es ist jedoch die Auto­mo­bil­in­dus­trie, die vor den größ­ten Her­aus­for­de­run­gen steht.

Es ist nun an der Zeit, dass die Auto­mo­bil- und die Halb­lei­ter­indus­trie noch enger zusam­men­ar­bei­ten. Für die Auto­mo­bil­in­dus­trie wer­den drei Grö­ßen bestim­men, ob sie wett­be­werbs­fä­hig ist: Soft­ware, Chips und Bat­te­rien. In die­sen drei Dis­zi­pli­nen wol­len die Auto­mo­bil­her­stel­ler füh­rend sein. Das heißt nicht, dass sie nur ihre eige­nen Chips fer­ti­gen wol­len. Sie müs­sen mit der Halb­lei­ter­indus­trie jedoch in einer Weise zusam­men­ar­bei­ten, die zu bes­se­ren End­pro­duk­ten führt.