Mit seiner Forschung und Entwicklung verfolgt WACKER drei Ziele:

• Wir suchen nach Lösungen für die Bedürfnisse unserer Kunden, um einen Beitrag zu deren Markterfolg zu leisten.
• Wir optimieren unsere Verfahren und Prozesse, um in der Technologie führend zu sein und nachhaltig zu wirtschaften.
• Und wir konzentrieren uns darauf, innovative Produkte und Anwendungen für neue Märkte zu schaffen sowie Zukunftstrends zu bedienen. Dazu zählen der steigende Energiebedarf, die Urbanisierung, die Digitalisierung und der Wohlstandszuwachs.

Ausgaben für Forschung und Entwicklung

Die Aufwendungen für Forschung und Entwicklung (F&E) betrugen im abgelaufenen Geschäftsjahr 173,8 Mio. € (2012: 173,7 Mio. €). Die F&E-Quote – das Verhältnis der Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen zum Konzernumsatz – liegt mit 3,9 Prozent leicht über dem Vorjahr (2012: 3,8 Prozent).

Aus Lizenzvergaben erhielten wir im Jahr 2013 rund 7,3 Mio. € (2012: 7,1 Mio. €). Die Zahl der von uns gehaltenen Patente und Patentanmeldungen ist ein Spiegelbild unserer Innovationskraft. Im Geschäftsjahr 2013 haben wir 123 Erfindungen zum Patent angemeldet (2012: 119). Unser Patentportfolio umfasst derzeit weltweit rund 5.500 aktive Patente sowie 2.400 laufende Patentanmeldungen.

Im Jahr 2013 investierte WACKER 5,9 Mio. € in F&E-Einrichtungen (2012: 8,9 Mio. €). Die Zahl liegt unter der des Vorjahres, da größere Investitionen in neue Laborgebäude (Gesamtinvestition von 30 Mio. €) aus dem Jahr 2012 nun mit deren Inbetriebnahme abgeschlossen sind. Im Jahr 2013 haben wir unter anderem neue Versuchsanlagen aufgebaut, mit denen wir Projektergebnisse aus dem Labormaßstab in den Produktionsmaßstab hochfahren oder Simulationsergebnisse bestätigen. Beispiele dafür sind die Polysiliciumabscheidung und -konvertierung sowie elektroaktive Siliconfolien. Im Forschungsbereich Biologics haben wir die Analytik zur schnelleren Analyse der Versuchsergebnisse automatisiert. In der Polymerforschung haben wir neue analytische Methoden eingeführt. Wir haben Laboranlagen für die Siliconforschung errichtet, um Basisprozesse in der Methylchlorsilan (MCS)-Synthese zu untersuchen. Der Zentralbereich Forschung und Entwicklung hat Laboranlagen aufgebaut, um nanostrukturiertes Silicium für Lithium-Ionen-Batterien herzustellen.

Ein Großteil unserer F&E-Kosten in Höhe von 173,8 Mio. € (2012: 173,7 Mio. €) entfiel auf die Entwicklung neuer Produkte und Produktionsverfahren. Unsere Wissenschaftler arbeiten derzeit an rund 260 Projekten auf mehr als 40 Technologieplattformen. Über ein Viertel dieser Themen betrifft strategische Schlüsselprojekte, für die wir im Berichtsjahr 50 Prozent der angefallenen Projektkosten von insgesamt 69 Mio. € aufgewendet haben. Die Zukunftsfelder, in denen WACKER tätig ist, sind unter anderem Energie, Elektronik, Automobil und Bau, Produkte für Haushalt und Körperpflege sowie Nahrungsmittel und Biotechnologie. Im Jahr 2013 haben wir die Initiative New Solutions gestartet. Das Ziel ist, technisch und kommerziell überlegene Lösungen für neue Anwendungen rasch zu entwickeln. Die Kompetenzen werden konzernweit bereichsübergreifend gebündelt und bedarfsgerecht eingesetzt. Erste Projekte haben wir im 4. Quartal 2013 initiiert.

F&E-Know-how von Dritten haben wir im Jahr 2013 mit Ausgaben von rund 170.000 € (2012: 250.000 €) nur in geringem Umfang erworben. Diese Ausgaben verteilen sich auf vier Lizenzgeber, wobei wir drei Viertel des Betrags in eine Know-how-Lizenz für 130.000 € investiert haben.

Einige unserer im Jahr 2013 laufenden Forschungsprojekte wurden durch Zuwendungen von öffentlicher Hand gefördert. Beispiele:

• Beim Projekt MAIspeed fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ein Teilprojekt mit Beteiligung von WACKER. Wir erforschen mit Partnern aus Industrie und Hochschule neue Materialien zum Einsatz im faserverstärkten Leichtbau z. B. für die Automobilindustrie.
• Im Projekt SiHTF fördert das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) die Entwicklung von umweltfreundlichen Hochtemperatur-Wärmeträgerölen für solarthermische Anlagen. WACKER koordiniert die Arbeiten der Projektpartner aus Industrie und Forschung.
• Der Geschäftsbereich WACKER SILICONES entwickelt im Projekt OPERA phosphoreszierende Polymere für LED-Anwendungen. Dieses Projekt wird auf europäischer Ebene des European Nanoelectronics Initiative Advisory Council (ENIAC) und national vom BMBF unterstützt.
• Im Forschungsverbund MAINPAGE, an dem WACKER mit zwei Projekten beteiligt ist, fördert das BMBF die Entwicklung zukunftsweisender neuer Materialien für industrielle Photovoltaikanwendungen mit gesteigerter Energieeffizienz. WACKER POLYSILICON ist für das Projekt zur Herstellung von granularem Polysilicium höchster Produktqualität verantwortlich. Siltronic steuert die Forschungsarbeiten zum tiegelfreien kontinuierlichen Ziehverfahren für 200 mm Einkristalle mit granularem Silicium.

Unsere Geschäftsbereiche und die Zentrale Forschung haben im Jahr 2013 für weitere sechs Projekte bei öffentlichen Förderstellen Anträge eingereicht, über die noch entschieden wird. Wir koordinieren unsere extern geförderten Forschungsprojekte in unserer Stelle für Fördermanagement, die mögliche Programme evaluiert, unsere Vorhaben anmeldet und sich mit dem Förderträger austauscht.

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 und bindet andere Bereiche ein, beispielsweise die Ingenieurtechnik bei der Prozessentwicklung. Das Portfolio unserer Forschungs- und Entwicklungsprojekte stellen wir in einem Portfoliomanagementprozess konzernweit transparent dar. Unser Projekt System Innovation (PSI), mit dem wir unser Innovationsportfolio steuern und Projektmanagement betreiben, haben wir im Jahr 2013 weiter optimiert. So prüfen wir z. B., wie wir das im Nachhaltigkeitsmanagement entwickelte WACKER^® Eco Assessment Tool bei Innovationsprojekten nutzen können. Damit bewerten wir bei der Erforschung neuer Produkte systematisch den Einsatz von Material, Energie und Wasser sowie die Ökotoxizität über den gesamten Produktlebenszyklus hinweg. Die Technische Universität Berlin hat unser Projekt- und Portfoliomanagement in ihrer Multiprojektmanagement-Benchmarking-Studie im Jahr 2013 erneut der Gruppe der Top-Performer zugeordnet.

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 2013 arbeitete WACKER bei 50 Forschungsvorhaben mit mehr als 40 internationalen Forschungseinrichtungen auf drei Kontinenten zusammen.

Die Themen unserer Kooperationen sind unter anderem Stromspeicherung, Biotechnologie, Prozesssimulation sowie Materialforschung zur regenerativen Energiegewinnung. Ein Projektbeispiel: Die Zentrale Forschung arbeitet bei der Aufreinigung und anschließenden Methanisierung von CO₂ mit der Technischen Universität München und der Fraunhofer-Gesellschaft zusammen.

WACKER hat weltweit ein Netz von 22 technischen Kompetenzzentren geknüpft. Sie sind Bindeglieder zwischen Vertriebsniederlassungen und lokalen Produktionsstätten. In diesen Zentren passen Spezialisten Produkte an regionale Besonderheiten an, zum Beispiel an klimatische Bedingungen, länderspezifische Normen und lokale Rohstoffe. Sie entwickeln Formulierungen für neue Produkte der Kunden oder optimieren bestehende Rezepturen.

Forschungsarbeit bei WACKER

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

In der Forschung und Entwicklung waren im Jahr 2013 bei WACKER 987 Mitarbeiter beschäftigt. Dies sind 6,2 Prozent der Mitarbeiter im Konzern. Unsere Wissenschaftler und Ingenieure erforschen wissenschaftliche Grundlagen, entwickeln neue Produkte und Prozesse und verbessern bestehende Verfahren. Unsere Laboranten und Techniker in der Forschung und Entwicklung, in der Anwendungstechnik und Betriebsunterstützung arbeiten in unseren Labors, Produktions- und Pilotanlagen oder vor Ort in den Anlagen der Kunden. Unser sonstiges F&E-Personal baut unter anderem in den Werkstätten Forschungsequipment oder arbeitet in der Verwaltung, z. B. als Marktforscher oder Trendanalyst.

Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung zum 31. Dezember 2013

Alexander Wacker Innovationspreis

Die Wacker Chemie AG hat ein Projektteam der Siltronic AG mit dem „Alexander Wacker Innovationspreis“ ausgezeichnet. Das Team hat einen Prozess entwickelt, um Siliciumwafer für Hochleistungs-Bauelemente herzustellen. Dieser granulare Float-Zone-Prozess eröffnet technologische Perspektiven für den Markt spezieller Performance-Wafer. Der nach dem Unternehmensgründer benannte und mit 10.000 € dotierte „Alexander Wacker Innovationspreis“ wird seit dem Jahr 2005 abwechselnd in den Kategorien Produktinnovation, Prozessinnovation und Grundlagenforschung verliehen.

Siltronic Inventor Award

Mit dem Inventor Award zeichnet die Siltronic AG Mitarbeiter aus, die technologische Innovationen hervorgebracht haben. Im Jahr 2013 wurde der Preis in den beiden jeweils mit 10.000 € dotierten Kategorien „Wichtigste Erfindung“ und „Bester Erfinder“ vergeben. Die beiden Preisträger haben mit ihren Projekten in der CMP-Reinigung (chemisch-mechanisches Polieren) und in der Badreinigungsanlage Prozesse der abschließenden Waferbearbeitung optimiert.

Ausgewählte Forschungsthemen des Zentralbereichs Forschung und Entwicklung

Beim Thema Energie haben wir uns weiter mit dem Speichern von Strom und der Energiewandlung befasst. Wir beschäftigen uns mit Materialien für Lithium-Ionen-Batterien, um diesen Batterietyp für den Einsatz in Konsumgütern und Autos weiterzuentwickeln. Einen weiteren Schwerpunkt setzen wir auf den Leichtbau, durch den mit leichteren Bauelementen – z. B. für die Fahrzeug- und Luftfahrtindustrie – Rohstoffe und Energie eingespart werden können. Wir entwickeln hierzu Bausteine für Verbundwerkstoffe (Composites).

Wir haben nanoskalige Siliciumstrukturen hergestellt und mit neu entwickelten Bindemitteln in Rezepturen für Anoden von Lithium-Ionen-Batterien eingebaut. Mit diesen Anoden haben wir in Tests eine gute Zyklenbeständigkeit bei der Be- und Entladung der Batterien erzielt: Sie haben im Vergleich zu handelsüblichen Anoden eine deutlich erhöhte spezifische Kapazität. Neue Additive entwickeln wir auch im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt SafeBatt, um die Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien zu erhöhen.

Ausgewählte Forschungsprojekte aus unseren Geschäftsbereichen

WACKER SILICONES hat neue Siliconkautschuk-Schäume für die Medizintechnik sowie für Polsterungen auf den Markt gebracht. Wir haben hochtransparente Flüssigsilicone für Beleuchtungen weiterentwickelt und unsere Additive für Kosmetikprodukte verbessert. Im Berichtszeitraum haben wir auch an Entschäumern als Prozesshilfsmittel für Industrieanwendungen geforscht.

WACKER POLYMERS legte seinen Forschungsschwerpunkt im Berichtsjahr auf Polymere, die das Formulieren emissionsarmer Endprodukte ermöglichen und damit strengste Umweltsiegel erreichen. Zudem haben wir unsere Produkte im Bereich Brandschutz sowie zur sicheren Ausgestaltung von Fahrbahnbelägen weiterentwickelt. Für unsere VAE-Technologie (Vinylacetat-Ethylen-Copolymer) haben wir an neuen Produkten für regional unterschiedliche Kundenbedürfnisse gearbeitet. Ein Beispiel sind hochleistungsfähige Bindemittel, die dazu beitragen, dass unsere Kunden auf den asiatischen Märkten ihre Produktionskosten senken können. Wir haben unsere Produktionsverfahren für Dispersionen und Dispersionspulver verbessert und neue Technologien für polymermodifizierte zementäre Trockenmörtel entwickelt.

In der Produktfamilie VINNEX^® hat WACKER ein Bindemittelsystem für Biokunststoffe weiterentwickelt. Damit lassen sich Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen wie handelsübliche Thermoplaste verarbeiten. Das System verbessert die physikalischen Eigenschaften der Biokunststoffe und macht die Materialien untereinander kompatibel. Diese Polymerblends sind schlagzäher, schmelzstabiler oder flexibler als herkömmliche Biopolymere. Mit VINNEX^® formulierte Blends lassen sich beispielsweise zu Verpackungsmaterialien für Nahrungsmittel, zu Einwegbesteck, Elektrogerätebauteilen und selbstzersetzenden Garten- und Agrargefäßen verarbeiten.

Wacker Biotech und XL-protein GmbH haben mit Hilfe der WACKER-Sekretionstechnologie ESETEC^® und der PASylation^® von XL-protein gezeigt, dass Antikörperfragmente mit deutlich verbesserte Wirkdauer effizient hergestellt werden können. Wir haben dazu eine effiziente bakterielle Zelllinie entwickelt und das PASylierte Antikörperfragment mit hoher Ausbeute produziert. Es wird als Arzneimittel gegen Autoimmunerkrankungen geprüft. Mit Metheresis Translational Research hat Wacker Biotech auf Basis von ESETEC^® eine Zelllinie zur Herstellung eines Antiköperfragments für ein Krebsmedikament entwickelt.

Die Wacker Biotech GmbH erwarb zu Beginn des Jahres 2014 von der BioNet Ventures GmbH einen Produktionsstandort zur Herstellung von therapeutischen Proteinen sowie das dazugehörige Geschäft: WACKER übernahm die Anlagen der Gesellschaft Scil Proteins Production am Standort Halle einschließlich des Patentportfolios. Eine wichtige Ergänzung des Know-hows von WACKER als Vollserviceanbieter für die mikrobielle Herstellung von Pharmaproteinen ist die Expertise von Scil Proteins Production bei der Rückfaltung von Proteinen. Das so genannte Refolding ist für Proteine, die in Bakterienzellen nicht in aktiver Form herstellbar sind, ein wesentlicher Schritt im Produktionsprozess, um die gewünschten Wirkeigenschaften zu erhalten. Die Akquisition ist ein entscheidender Schritt, unsere Kunden nach erfolgreicher Zulassung ihrer Medikamente auch in der Marktversorgungsphase begleiten zu können.

Um die Energiebilanz von Solarzellen zu verbessern und unsere Kosten zu verringern, arbeiten wir bei der Herstellung von Polysilicium daran, den Energieverbrauch weiter zu senken. WACKER POLYSILICON hat die Abläufe in seinem geschlossenen Produktionskreislauf weiter optimiert. So haben wir den Energieverbrauch in der Abscheidung und Konvertierung erneut gesenkt.

Die Leistungsfähigkeit von Halbleiterbauteilen verdoppelt sich etwa alle zwei Jahre. Ein Schlüsselparameter für die Leistungssteigerung sind Strukturbreiten auf dem Siliciumwafer – sie sind die Basis dafür, wie viele Transistoren pro Quadratzentimeter auf einem Bauteil untergebracht werden können. Die gängigen Strukturbreiten in der Halbleiterindustrie sind gegenwärtig 22 und 16 Nanometer (nm). In den kommenden Jahren werden sie auf elf und dann auf acht nm zurückgehen. Wir entwickeln derzeit Verfahren zur Produktion von 300 mm Wafern, die für elf und acht Nanometer Design Rules (Strukturbreite von Elektronikchips) genutzt werden. Erste elf nm Produkte von Siltronic sind in den Freigabeprozessen bei den Kunden. Wir haben die Technologie für acht nm Wafer evaluiert und erste Versuchsprodukte hergestellt.

Wissenstransfer vor Ort

Unter dem Namen WACKER ACADEMY bieten wir Foren zum branchenspezifischen Wissenstransfer zwischen Kunden, Vertriebspartnern und WACKER-Experten. Im Fokus stehen industriespezifische Trainings, die neben der Polymerchemie auch Siliconanwendungen abdecken, zum Beispiel für die Kosmetik- und Farbenbranche. 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. Im Jahr 2013 haben wir 120 Abschlussarbeiten und Praktika mit Studenten an über 50 internationalen Hochschulen betreut. Zusätzlich haben wir im siebten Jahr nach Gründung des Instituts für Siliciumchemie an der Technischen Universität München 16 Stipendiaten gefördert (seit Gründung des Instituts waren es insgesamt 50 Studenten). Sieben unserer Stipendiaten haben im Jahr 2013 ihre Dissertation abgeschlossen (insgesamt gab es am Institut bislang 29 Dissertationen). Im Jahr 2013 haben zwei Absolventen ihren Berufseinstieg in die Forschung und Entwicklung von WACKER gefunden.

Wichtigste Produkteinführungen 2013