Forschung und Entwicklung

Mit seiner Forschung und Entwicklung sucht WACKER nach Lösungen für seine Kunden und für die globalen Megatrends: den steigenden Energiebedarf, die Urbanisierung, die Digitalisierung und die demografische Veränderung.

WACKER gehört zu den forschungsintensiven Chemieunternehmen der Welt. Die Aufwendungen für Forschung und Entwicklung betrugen im abgelaufenen Geschäftsjahr 165,1 Mio. € (2009: 164,0 Mio. €). Die F & E-Quote – das Verhältnis der Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen zum Konzernumsatz – liegt auf Grund des starken Umsatzwachstums mit 3,5 Prozent unter dem Vorjahr.

Anteil neuer Produkte am Umsatz gestiegen

Die Neuproduktrate (Umsatzanteil der in den vergangenen fünf Jahren eingeführten Produkte) ist mit 23,6 Prozent wieder gewachsen (2009: 16,2 Prozent). Der Anstieg im Jahr 2010 beruht vor allem auf einem höheren Umsatz der Siltronic mit neuen Technologien für hochleistungsfähige elektronische Bauteile. Dazu zählen Wafer für Strukturbreiten von Chips mit 32 Nanometern. Zudem haben wir erste Umsätze mit Produkten der 22-Nanometer-Design-Rule erzielt. Auch im Geschäftsbereich WACKER Polysilicon sind neue Produkte hinzugekommen.

Anteil Neuproduktrate (NPR)

Einnahmen aus Lizenzvergaben

Forschungs- und Entwicklungskosten

Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf zwei Ebenen

WACKER forscht und entwickelt auf zwei Ebenen: im Zentralbereich Forschung und Entwicklung sowie dezentral in den Geschäftsbereichen. Der Zentralbereich koordiniert diese Arbeiten unternehmensweit in Abstimmung mit dem Vorstand.

Das Portfolio unserer Forschungs- und Entwicklungsprojekte haben wir in einem Portfoliomanagementprozess konzernweit transparent dargestellt. Damit bewerten wir unsere Projekte und wählen neue Projekte nach den Anforderungen der Märkte aus.

Unsere Wissenschaftler bearbeiten derzeit rund 220 Themen in 40 Technologieplattformen. Über ein Viertel dieser Themen betrifft strategische Schlüsselprojekte, für die wir im Berichtsjahr 45 Prozent der angefallenen Projektkosten aufgewendet haben.

Strategische Zusammenarbeit mit Kunden und Forschungseinrichtungen

Unsere Geschäftsbereiche betreiben eine anwendungsnahe Forschung und Entwicklung. Sie konzentrieren sich auf Produkt- und Prozessinnovationen in der Halbleitertechnologie, Silicon- und Polymerchemie, Biotechnologie sowie auf neue Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium. Um schneller und effizienter Forschungserfolge zu erzielen, kooperieren wir mit Kunden, wissenschaftlichen Instituten und Universitäten. Im Jahr 2010 arbeitete WACKER bei rund 50 Forschungsvorhaben mit mehr als 30 Forschungseinrichtungen in Europa und Amerika zusammen. Die Themen unserer Forschungskooperationen sind unter anderem weiße Biotechnologie, Energie und 450 mm Siliciumwafer.

WACKER hat weltweit ein Netz von 20 technischen Kompetenzzentren geknüpft. Sie sind Bindeglieder zwischen Vertriebsniederlassungen und lokalen Produktionsstätten. In diesen Zentren passen unsere Spezialisten Produkte an regionale Besonderheiten an, z. B. im Hinblick auf klimatische Bedingungen, länderspezifische Normen und lokale Rohstoffe.

Forschungsarbeit bei WACKER

Die Zukunftsfelder, auf denen WACKER tätig ist, sind Biotechnologie, Energie, Automotive und Bau. In der Biotechnologie legt WACKER BIOSOLUTIONS seinen Fokus auf die Wachstumsfelder Nahrungsmittel, Pharma und Agro. Bei der bakteriellen Herstellung von Pharmaproteinen haben wir unseren ESETEC^®-Prozess weiter verbessert. Damit haben wir mehrere Pharmaproteine mit hohen Ausbeuten nach dem Industriestandard cGMP (current Good Manufacturing Practice) hergestellt. Einige dieser Pharmaproteine werden bereits in den klinischen Phasen erprobt.

Ausgewählte Forschungsprojekte aus unseren Geschäftsbereichen

Für die Nahrungsmittelbranche haben unsere Forscher CAVAMAX^® W8 CURCUMIN entwickelt. Das ringförmige Zuckermolekül (Cyclodextrin) verbessert die Löslichkeit des Wirkstoffs Curcumin in wässriger Umgebung. Somit wird dessen Bioverfügbarkeit erhöht – das heißt der Umfang, in dem Curcumin vom menschlichen Körper aufgenommen werden kann. Curcumin gilt mit seiner antioxidativen Wirkung als Fänger von freien Radikalen, die Körperzellen schädigen. Studien haben zudem entzündungshemmende Eigenschaften von Curcumin belegt, die bei der Prävention und Behandlung von Krebs eine Rolle spielen können.

Beim Thema Energie haben wir uns weiter damit beschäftigt, Strom zu wandeln und zu speichern. Wir arbeiten an Materialien für den Einsatz in Lithium-Ionen-Batterien sowie in Brennstoffzellen. Diese werden unter anderem in Autos oder zur Energieversorgung von Häusern eingesetzt. WACKER ist Mitglied in der Nationalen Plattform Elektromobilität, einer Initiative der Bundesregierung und der Industrie. Bis zum Jahr 2020 sollen mindestens eine Mio. Elektrofahrzeuge auf Deutschlands Straßen fahren.

WACKER SILICONES hat seine Baudichtstoffe um die Produktfamilie GENIOSIL^® erweitert. Diese Kleb- und Dichtstoffe auf Hybridbasis kombinieren typische Eigenschaften von Siliconen und organischen Polymeren. Sie vernetzen besonders rasch und bewahren auch in hoch beanspruchten Bereichen dauerhaft ihre Funktion. Sie sind frei von Zinn und Weichmachern. GENIOSIL^® N70 erreicht auf unterschiedlichsten Untergründen bisher nicht erreichte Klebkraftwerte. Damit kann vieles geklebt werden, was bislang mit Nägeln und Schrauben fixiert werden musste. Zudem haben unsere Forscher pulverförmige Modifiziermittel für technische Werkstoffe entwickelt. Epoxidkleber, die mit diesen so genannten High Impact Modifiers verändert wurden, verkraften starke mechanische Belastungen wie in Rotorblättern von Windenergieanlagen.

Für die Medizin führte WACKER SILICONES einen UV-aktivierbaren Siliconklebstoff zur Wundversorgung und Narbenbehandlung ein. Das unter dem Namen SILPURAN^® 2149 UV erhältliche Produkt härtet durch kurze Bestrahlung mit ultraviolettem Licht zu einem weichelastischen Material aus. Das Silicon trägt dazu bei, ein feuchtes, die Wundheilung unterstützendes Milieu zu schaffen. Die Haftung ist sicher und so sanft, dass sich die Wundauflagen ohne Verkleben von der Haut entfernen lassen.

Die Forschung von WACKER POLYMERS legt ihren Schwerpunkt darauf, Produktionsprozesse für Dispersionen und Dispersionspulver weiter zu verbessern. Bei der Herstellung von Polymeren haben wir die Emissionswerte deutlich gesenkt, indem wir den Verbrauch des Restmonomers Vinylacetat reduziert und dessen Rückgewinnung erhöht haben. Neue Produkte waren z. B. Vinylacetat-Ethylen-Dispersionen für emissionsfreie Innenfarben und für weichmacherfreie Klebstoffe sowie neue wasserabweisende Dispersionspulver für Putze und Wärmedämmverbundsysteme.

In Zusammenarbeit mit Kunden hat WACKER POLYMERS aus polymeren Bindemitteln der Marke VINNEX^® und Mehl oder Stärke biologisch abbaubare Kunststoffprodukte entwickelt. Solche Polymerblends ähneln in ihren Eigenschaften aus Erdöl hergestellten Kunststoffen. Sie lassen sich jedoch durch industrielle Kompostierung vollständig biologisch abbauen. Somit eignen sie sich z. B. als Material für Verpackungen, Cateringprodukte oder den Garten- und Landschaftsbau.

Um die Energiebilanz von Solarzellen zu verbessern und unsere Kosten zu verringern, haben wir bei der Herstellung von Polysilicium den Energieverbrauch weiter gesenkt. Die Energierückflusszeit – also die nötige Betriebsdauer, um den Energieaufwand zur Herstellung wieder zu erzeugen – hat sich weiter verkürzt. Sie liegt nun, je nach geografischer Lage der installierten Solarzellen, zwischen 10 und 18 Monaten.

Alexander Wacker Innovationspreis für neues Schleifverfahren bei Halbleiterwafern

WACKER hat zwei seiner Forscher für die Entwicklung eines Schleifverfahrens für Halbleiterwafer mit dem „Alexander Wacker Innovationspreis 2010“ ausgezeichnet. Mit dem neuen Verfahren lassen sich ultraebene Siliciumwafer für zukünftige Generationen von elektronischen Bauteilen herstellen. Das so genannte Planetary Pad Grinding (PPG) kombiniert die Vorteile von zwei Bearbeitungsverfahren, die zuvor als unvereinbar galten, nämlich das Läppen und das Schleifen. Dadurch können wir Siliciumscheiben für noch leistungsfähigere elektronische Bauteile in der erforderlichen Qualität mit hoher Ausbeute und zu wettbewerbsfähigen Kosten produzieren.

Manche Halbleiterhersteller denken über die Entwicklung von größeren Wafern mit 450 mm Durchmesser nach, um weitere Produktivitätssteigerungen und Kostenreduktionen zu ermöglichen. Die Siltronic entwickelt Schlüsselprozesse zur Fertigung von 450 mm Wafern und arbeitet in dem von der EU geförderten Projekt EEMI450 (European Equipment and Material Initiative für 450 mm) mit.

Wissenstransfer vor Ort

Wir haben 2010 das Angebot unserer internationalen Schulungszentren erweitert und vermehrt interdisziplinäre Schulungen angeboten. Unter dem Namen WACKER ACADEMY bieten wir ein Forum zum branchenspezifischen Wissenstransfer zwischen Kunden, Vertriebspartnern und WACKER-Experten. Im Fokus stehen bauchemische Trainings, die seit 2010 neben der Polymerchemie auch Siliconanwendungen für die Bauindustrie abdecken, sowie Schulungen für andere Industriezweige, z. B. die Kosmetik- und Farbenbranche. Grundlagen zur Betriebswirtschaftslehre, zur interkulturellen Zusammenarbeit und zum effizienten Einsatz von E-Business Tools runden das Angebot ab.

Die Nähe zu den Entwicklungs- und Testlabors fördert den Austausch und ermöglicht den Teilnehmern Praxistests vor Ort. Wir arbeiten mit firmeneigenen Forschungsstätten, aber auch mit Universitäten und Instituten zusammen, um unser Seminarangebot auf dem aktuellen Stand der Wissenschaft zu halten.

WACKER legt großen Wert darauf, den wissenschaftlichen Nachwuchs zu fördern und engen Kontakt zu den Hochschulen zu halten. Wir haben im Jahr 2010 Studenten von über 30 Hochschulen mit Fach- und Abschlussarbeiten beauftragt. Zusätzlich haben wir im vierten Jahr nach Gründung des Instituts für Siliciumchemie an der Technischen Universität München 29 Stipendiaten gefördert.