Forschung und Entwicklung

Mit seiner Forschung und Entwicklung sucht WACKER nach Lösungen für seine Kunden und für die globalen Megatrends: den steigenden Energiebedarf, den Klimawandel, knapper werdende Rohstoffe, die Urbanisierung, die Digitalisierung und die Gesundheitsvorsorge.

WACKER gehört zu den forschungsintensivsten Chemieunternehmen der Welt. Die Aufwendungen für Forschung und Entwicklung erreichten im Geschäftsjahr 2009 mit 164,0 Mio. € die Höhe des Vorjahres (2008: 163,2 Mio. €). Sie wurden trotz des Umsatzrückgangs nicht verringert. Die F & E-Quote – das Verhältnis der Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen zum Konzernumsatz – ist auf Grund des Umsatzrückgangs gestiegen. Sie liegt bei 4,4 Prozent (2008: 3,8 Prozent). Im Jahr 2009 investierte WACKER 10,2 Mio. € in F & E-Einrichtungen (2008: 15,3 Mio. €). 3,4 Mio. € nahmen wir aus Lizenzvergaben ein (2008: 2,7 Mio. €).

Die Zahl der von uns gehaltenen Patente und Patentanmeldungen ist ein Spiegelbild unserer Innovationskraft. Im Geschäftsjahr 2009 haben wir 150 Erfindungen zum Patent angemeldet (2008: 119) und eine Innovation von einem externen Unternehmen einlizenziert. Unser Patentportfolio umfasst 4.355 Patente.

WACKER forscht und entwickelt auf zwei Ebenen – dezentral in den Geschäftsbereichen und zentral im unternehmenseigenen Forschungsinstitut „Consortium für elektrochemische Industrie“. Der Zentralbereich Forschung koordiniert die Forschungsarbeiten in den Geschäftsbereichen mit den grundlagenorientierten Projekten des Wissenschaftscampus Consortium. Im Jahr 2009 hat der Zentralbereich ein Konzernportfoliomanagement eingerichtet. Es hat die Aufgabe, die Forschungsprojekte mit der strategischen Ausrichtung des Konzerns noch besser abzugleichen.

Die Wissenschaftler von WACKER bearbeiten derzeit rund 200 Themen in 40 Technologieplattformen. Ein Viertel dieser Themen betrifft strategische Schlüsselprojekte, für die 34 Prozent aller angefallenen Projektkosten aufgewendet wurden.

Die Geschäftsbereiche betreiben eine anwendungsnahe Forschung und Entwicklung. Sie konzentrieren sich auf Halbleitertechnologie, Silicon- und Polymerchemie, Biotechnologie und auf neuartige Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium. Um schneller und effizienter Forschungserfolge zu erzielen, kooperieren wir mit Kunden, wissenschaftlichen Instituten und Universitäten. WACKER hat weltweit ein Netz von 20 technischen Kompetenzzentren geknüpft. Sie sind Bindeglieder zwischen Vertriebsniederlassungen und lokalen Produktionsstätten. In diesen Zentren passen WACKER-Spezialisten Produkte an regionale Besonderheiten an, z.B. im Hinblick auf klimatische Bedingungen, länderspezifische Normen und lokale Rohstoffe.

Die zentrale Konzernforschung im Consortium hat die Aufgabe, wissenschaftliche Zusammenhänge zu erforschen, um neue Produkte und Prozesse effizient entwickeln zu können. Eine weitere Aufgabe des Consortiums ist es, neue Geschäftsfelder, die zu den Kernkompetenzen des Konzerns passen, zu erschließen und aufzubauen.

Die Zukunftsfelder, auf denen WACKER tätig ist, sind Biotechnologie, Energie und Bau. In der Biotechnologie entwickeln unsere Wissenschaftler neue Verfahren, Ethylen und Essigsäure wirtschaftlich aus nachwachsenden Rohstoffen zu produzieren. Essigsäure und Ethylen sind Grundstoffe für Vinylacetat. Diese Substanz verarbeitet WACKER POLYMERS zu Dispersionspulvern und polymeren Bindemitteln. Im Jahr 2009 gelang es uns erstmals, Essigsäure im Tonnenmaßstab in einem sehr selektiven Verfahren aus Bioethanol herzustellen. In einem weiteren Projekt arbeiten wir daran, Essigsäure und Ethylen aus Biomasse (beispielsweise Stroh) zu produzieren. Dieses Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Programms Bioindustrie 2021 gefördert.

Die Geschäftsbereiche WACKER SILICONES und WACKER POLYMERS konnten die Selektivität und Leistung von Produktionsprozessen durch neue Katalysatoren deutlich steigern. Im Jahr 2009 haben wir eine Reihe von neuen Produkten in den Markt eingeführt. Lichtemittierende Dioden (LEDs) sind das Leuchtmittel der Zukunft. Sie benötigen bei hoher Leuchtkraft nur einen Bruchteil der Energie, die Glühbirnen oder Energiesparlampen verbrauchen. Mit steigender Leistung der LEDs stellen sich neue Herausforderungen an die Werkstoffe – z.B. bei Linsen. Bisher verwendete Materialien können unter den hohen Lichtströmen vergilben. Deshalb greift man bei modernen Hochleistungs-LEDs in Zukunft vor allem auf hitze- und lichtstabile Silicone zurück. Mit den neuen Siliconen der Marke LUMISIL^® lassen sich erstmals optische Linsen für LEDs direkt auf dem Leuchtdioden-Chip herstellen. Für diese Innovation haben wir den Entwickler im Jahr 2009 mit dem Alexander-Wacker-Innovationspreis ausgezeichnet.

Mit hitzebeständigen Siliconen lassen sich optische Linsen für LEDs direkt auf dem Leuchtdioden-Chip herstellen

In der Photovoltaik arbeiten wir daran, unsere Technologieführerschaft bei der Herstellung von Polysilicium auszubauen. Neben der Errichtung neuer Produktionsanlagen konzentrierte sich der Geschäftsbereich WACKER POLYSILICON im Jahr 2009 darauf, bestehende Prozesse zu verbessern. Ziel ist stets die maximale Reinheit des Siliciums zu möglichst niedrigen Kosten.

Für die Herstellung von Photovoltaikmodulen bietet WACKER seit 2009 ein neues Einkapselungsmaterial an. Die auf einem Silicon basierende elastische Kunststofffolie TECTOSIL^® schützt die Solarzellen optimal vor mechanischen und chemischen Belastungen. Wegen seiner thermoplastischen Eigenschaften kann dieser Kunststoff zeit- und kostensparend ohne eine chemische Reaktion verarbeitet werden. Das verringert die Zykluszeiten und damit die Fertigungskosten.

Elastische Kunststofffolie schützt Solarzellen vor mechanischen und chemischen Belastungen

WACKER POLYMERS gelang es, in Zusammenarbeit mit Kunden in China eine Vinylacetat-Ethylen-Dispersion für geruchsarme und umweltverträgliche Innenfarben zu entwickeln. Sie kam unter dem Markennamen VINNAPAS^® EF 718 auf den Markt.

Die führenden Halbleiterhersteller setzen die Miniaturisierung der Bauelemente für Mikroprozessoren, Datenspeicher und digitale Signalprozessoren fort. Siltronic hat begonnen, 300 mm Siliciumwafer für Chip-Generationen mit Strukturbreiten (Design Rules) von 32 Nanometern zu produzieren. Entwickelt wurden außerdem Siliciumscheiben für Anwendungen der 22 Nanometer Design Rules. Die Arbeiten für die nachfolgende Bauelementegeneration mit Strukturbreiten von 16 Nanometern sind bereits gestartet.

WACKER legt großen Wert darauf, den wissenschaftlichen Nachwuchs zu fördern und engen Kontakt zu den Hochschulen zu halten. Wir haben im Jahr 2009 Studenten von über 30 Hochschulen mit Fach- und Abschlussarbeiten beauftragt. Zusätzlich laufen im dritten Jahr nach Gründung des Instituts für Siliciumchemie an der Technischen Universität München rund 20 Dissertationen über Themen der Siliciumchemie.