Photonik als Enablertechnologie

Stand der Dinge international und in der Schweiz

Photonik verbindet zwei Bereiche der Physik: Optik und Elektronik. Photonik ist Basis für die Entwicklung bedeutender technischer und industrieller Anwendungen. Sie zählt laut EU-Kommission zu den sechs «Key Enabling Technologies». Photonik-Technologien sind Wegbereiter in Gebieten wie Bildverarbeitung, Displays, Lichtquellen (Laser, LED), Medizintechnik und Life Sciences, optische Komponenten und Systeme, Kommunikationstechnik, Photovoltaik, Produktionstechnik und Messtechnik, Informationstechnik sowie Sicherheits- und Verteidigungstechnik. Die Schweizer Industrie (insbesondere KMU) ist bereits in vielen dieser Arbeitsgebiete tätig. Sie weisen ein anhaltendes jährliches Wachstum von 6 bis 8 Prozent aus.

Photonische Messtechnologien erlauben berührungsfreie Prozessüberwachungen, in Echtzeit. Dies sind entscheidende Elemente für Industrie 4.0 und das Internet der Dinge. Auch bei der Erfassung und Verarbeitung von Big Data ergeben sich neue Anwendungsfelder für optische Verbindungen und Netzwerke (optische Fasern, integrierte Optik). Anwendungen wie die Erzeugung dreidimensionaler Raumdaten in Echtzeit basieren auf mehrdimensionaler Daten- und Bilderfassung mit hochauflösenden Kameras oder optischen Scannern (Lidar) und resultieren in extrem grossen Datenmengen, die mit intelligenten Algorithmen in Echtzeit verarbeitet werden müssen. Zudem bieten neue Darstellungsmethoden wie Virtual Reality und Augmented Reality interessante Möglichkeiten für die Schweizer Photonik-Industrie mit ihrem weltweit einzigartigen Wissen in der Herstellung von miniaturisierten optischen Komponenten und Systemen. Photonik hat heute dieselbe Bedeutung wie die Elektronik in der Mitte des 20. Jahrhunderts.

Konsequenzen für die Schweiz

Die Schweizer Industrie ist bereits mit vielen Produkten auf dem Markt, die Photonik-Technologien verwenden. Industrie und Wissenschaft hierzulande verfügen über eine gute Ausgangslage. Allerdings ist die internationale Konkurrenz gross und die Innovationsförderung photonischer Technologien wird im Ausland seit Jahren auf sehr hohem Niveau mit klar sichtbarer Wirkung betrieben (vor allem in Deutschland, aber auch in China, Korea und den USA). Entsprechende Förderprogramme fehlen in der Schweiz. Allerdings sind die hiesigen Hochschulen auf dem Gebiet sehr aktiv: Mit Grundlagenforschung an Universitäten, ETH Zürich und EPFL, mit Projekten im Rahmen des Schweizerischer Nationalfonds SNF und insbesondere der Nationalen Forschungsschwerpunkte (NFS) sowie mit angewandter und industrieorientierter Forschung an den Fachhochschulen, meist mit kurzfristigen Innosuisse-Projekten und Industriemandaten. KMU sind als wesentliche Stütze der Schweizer Industrie zwar erfolgreiche Innovatoren, wegen der heute fehlenden finanziellen Förderung der photonischen Technologien geraten sie gegenüber ausländischen Wettbewerbern aber zunehmend ins Hintertreffen.