Von der Radioröhre zum Transistor zum gedruckten Sensor von GT+W: Diese Entwicklung steht erst am Anfang. Sie wird eine massive Beschleunigung erfahren, u.a. und besonders durch das Internet der Dinge (IoT).
GT+W wird bei der Entwicklung des Internet of Things eine besondere Rolle spielen. Warum? Die Antwort ist einfach:
• Das IoT braucht Abermillionen von Sensoren, d.h. Computer-Chips.
• GT+W entwickelt und produziert leistungsfähige Maschinen, um diese Chips (und andere Applikationen) zu drucken und das Druckergebnis im Nanobereich exakt und zerstörungsfrei zu messen.
• All dies in höchster Qualität, uneinholbar schnell, extrem preisgünstig und in größten Mengen.
Die Bedeutung von funktionalem Druck wird in naher Zukunft rasant ansteigen. Der Siegeszug dieser Technik kommt mit immer höherer Druckgeschwindigkeit und Präzision. Auch andere Einsatzgebiete von funktionalem Druck lassen rasante Entwicklungen erwarten: flexible organische Solarzellen, RFID-Tags, gedruckte Lautsprecher, gedruckte Leuchtmittel, gedruckte Sensoren etc. etc. Die Präzision und Effizienz beim Druck wiederum ist abhängig von extrem schneller und zuverlässiger Messtechnik im Nano-Bereich.
Functional Printing
Dieser Schub wirkt sich nicht nur auf die gedruckte Elektronik aus. Wer sich eine Vorstellung von der Reichweite der Technologie des funktionalen Druckens verschaffen möchte, der gebe „functional printing“ bei Google ein. Die über 43 Millionen Treffer weisen auch auf rasante Entwicklungen jenseits der Elektronik: flexible organische Solarzellen, RFID Tags, gedruckte Lautsprecher, gedruckte Leuchtmittel . . .
Die beiden Schlüsseltechnologien
Die beiden Schlüsseltechnologien für den extrem schnellen und höchstwertigen Druck hat GT+W, ein Spin-Off der TU Darmstadt, entwickelt. Mit ihren Druckmaschinen und Messgeräten hat die GT+W GmbH ihr Wachstum so ausgerichtet, dass sie den eingespielten Entwicklungslinien der industriellen Umsetzung von Hochtechnologie folgt. Also verkauft das Unternehmen zuerst an die Forschungslabore (Industrie und staatliche Forschung) und setzt damit die neuen Standards. Von dort aus expandiert es global in die industrielle Produktion.
Der technische Vorsprung von GT+W ist beim Druck in der Kombination aus höchster Präzision mit höchsten Geschwindigkeiten zu finden. Die Präzision ist für die Qualität der Produkte notwendig; die hohe Geschwindigkeit wirkt nicht nur positiv auf die Wirtschaftlichkeit der Produktion, sondern auch auf die Qualität aus. Im Bereich des Schichtdicken-Messsystems von GT+W liegen die Kundenvorteile neben der hohen Genauigkeit vor allem in der Zerstörungsfreiheit und der hohen Messgeschwindigkeit. Diese Eigenschaften werden kombiniert mit einer Schichtdickenauflösung in Nanometerschritten und aktuell mind. 21 Millionen individuellen Messpunkten. Mit dem Messsystem von GT+W ist es dem Nutzer erstmals möglich, für jede einzelne Schicht in einem Produkt eine 100% Qualitätskontrolle zu gewährleisten. Somit können Fehler in der Produktion frühzeitig erkannt werden.
Anwendungsbereiche
Als Beispiel sind neben Sensoren, wie sie im IoT benötigt werden, organische Leuchtdioden oder Solarzellen zu nennen. Auch deutlich aufwändigere Produkte wie Displays, z.B. in der OLED-Technologie, lassen sich drucktechnisch herstellen. In anderen Bereichen wie der Medizintechnik lassen sich Diagnoseutensilien, die massenhaft benötigt werden und Disposables sind, mit Drucktechnologien herstellen. Der Phantasie sind hier kaum Grenzen gesetzt.
Wo flüssige Materialien zielgerichtet und genau dosiert auf ein flaches Grundmaterial aufgebracht werden müssen, sind Drucktechnologien eine Herstellungsoption, an der die Industrie aufgrund ihrer Qualität, der geringen Kosten und der hohen Produktionsgeschwindigkeit nicht vorbeikommt. Andere Herstellprozesse erfordern noch immer einen hohen manuellen Aufwand, z.B. das Verkabeln oder Auflöten von Bauteilen. Aber auch Kabel oder Widerstände lassen sich drucken. Die gedruckte Elektronik ist damit in der Lage, herkömmliche Produkte oder Teilprodukte deutlich kostengünstiger zu produzieren.
Noch interessanter aber ist, dass vollkommen neue Produkte möglich werden, die nur mit Druckprozessen herstellbar sind. Dies sind z.B. Feuchtigkeitssensoren in Papierverpackungen, die verdeckte Transportschäden oder die Unterbrechung einer Kühlkette aufdecken. Niemand würde zur Verfolgung von Warenströmen ein 5-Euro-Elektronikbauteil mit einer Zuckertüte ausliefern, aber ein 2 Cent-Aufdruck hat gute Chancen auf eine weitreichende Verbreitung.
Markttreiber
Warum entwickelt sich dieser Markt? Herkömmliche Produktionstechniken in der Mikroelektronik erfüllen zwar Qualitätsanforderungen, die in der Produktion von Mikro(Nano)chips erforderlich sind. Viele Produkte, die mit diesen Techniken hergestellt werden, benötigen diese Qualität und Miniaturisierung allerdings nicht. Hier verursachen beispielsweise die heute eingesetzten Vakuumbeschichtungsprozesse aber zu hohe Kosten. Mit Drucktechnologien fallen diese nicht an. Herkömmliche Produkte wie OLED-Leuchtmittel oder OLED-Displays können also deutlich kostengünstiger hergestellt werden. Dadurch werden sie eine weitere Verbreitung finden und aus ihrer Nische oder dem Luxussegment herauswachsen.
Marktpotenzial
Gedruckte Elektronik hat, bezogen auf das Jahr 2027, ein globales Marktpotenzial von 300 Mrd. USD (2016: etwa 30 Mrd. USD). Der Grund für diesen dramatischen Anstieg ist, dass die derzeit in der Elektronikbranche noch üblichen Produktionsprozesse für viele elektronische Bauteile noch einen Engpass darstellen. Die Produktion ist noch nicht schnell genug und zu teuer. Fortschrittliche Drucktechnik schafft neue technische Voraussetzungen für höchstwertige und sehr schnelle Herstellungsprozesse zu sehr niedrigen Kosten.
Marktvolumen und Meilensteine
Studien über den graphischen Druck führen zu der Erkenntnis, dass über 1% des jährlichen Marktvolumens in neue Produktionsmittel investiert werden. Bezogen auf das Marktvolumen der gedruckten Elektronik von 300 Mrd. USD, entspräche dies 6 Mrd. USD jährlich. Vom Markt der Produktionsmittel für die gedruckte Elektronik adressiert GT+W ca. 16%, also 1,0 Mrd. USD. Aus ihrer technischen Führungsposition leitet GT+W den Anspruch ab, einen signifikanten Marktanteil zu erreichen.
Finanzierungsrunde
Nach einer Angel-Runde im Jahr 2017 sucht GT+W im Wege einer Privatplatzierung nun weiteres Kapital in Höhe von Euro 1,2 bis 2,8 Mio. Der größere Betrag würde dem Unternehmen schneller die Entwicklung und Produktion der ersten Druckmaschine für den industriellen Einsatz und damit die Ausnutzung von konkreten Marktchancen ermöglichen. Soweit sich Business Angels an einer (Zwischen-) Finanzierung beteiligen, erhalten diese grundsätzlich auch den Zuschuss Wagniskapital (20 %).