Digitale Souveränität - acatech IMPULS - acatech ...
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
acatech IMPULS Digitale Souveränität Status quo und Handlungsfelder Henning Kagermann, Karl-Heinz Streibich, Katrin Suder
acatech IMPULS Digitale Souveränität Status quo und Handlungsfelder Henning Kagermann, Karl-Heinz Streibich, Katrin Suder
Die Reihe acatech IMPULS In dieser Reihe erscheinen Debattenbeiträge und Denkanstöße zu technik- wissenschaftlichen und technologiepolitischen Zukunftsfragen. Sie erörtern Handlungsoptionen, richten sich an Politik, Wissenschaft und Wirtschaft sowie die interessierte Öffentlichkeit. Impulse liegen in der inhaltlichen Verantwortung der jeweiligen Autorinnen und Autoren. Alle bisher erschienenen acatech Publikationen stehen unter www.acatech.de/publikationen zur Verfügung.
Inhalt Vorwort 5 Mitwirkende 6 Interviewpartnerinnen und Interviewpartner 7 1 Digitale Souveränität für Deutschland und Europa 8 2 Schichtenmodell der technologischen Ebenen der Digitalen Souveränität 10 Ebene 0: Rohmaterialien und Vorprodukte 12 Ebene 1: Komponenten 13 Ebene 2: Kommunikationsinfrastruktur 16 Ebene 3: Infrastructure-as-a-Service (Iaas) 18 Ebene 4: Platform-as-a-Service (PaaS) 20 Ebene 5: Europäische Datenräume 22 Ebene 6: Softwaretechnologien 25 Ebene 7: Europäisches Rechts- und Wertesystem 27 Literatur 29
Vorwort
Vorwort einer strategischen Befassung auf europäischer Ebene wurde
jüngst in einem gemeinsamen offenen Brief der Bundeskanzlerin
und der Regierungscheffinnen Dänemarks, Estlands und Finn-
Digitale Souveränität hat sich zu einer der entscheidenden lands an die Kommissionspräsidentin nochmals unterstrichen.
politischen Zukunftsfragen entwickelt. Mit jedem neuen Bereich Mit dem GAIA-X-Projekt haben europäische Vorreiter bereits die
des privaten, wirtschaftlichen und öffentlichen Lebens, in dem wir Grundlage für die Standardisierung einer vertrauenswürdigen
digitale Plattformen und Anwendungen nutzen, wird Souveräni- europäischen Dateninfrastruktur auf Basis europäischer Wertvor-
tät in der Nutzung entscheidender. stellungen und Grundrechte geschaffen.
Digitale Souveränität ist nicht nur eine Frage der Wettbewerbs- Die Ausarbeitung einer konkreten Strategie, um diese ge-
fähigkeit, sondern auch der politischen Selbstbestimmtheit der meinsame europäische Vision Digitaler Souveränität zu erreichen,
Europäischen Union und ihrer Mitgliedsstaaten, der Innovations- wird eine Gratwanderung sein: Es braucht praktische Lösungen,
kraft von Unternehmen und der Freiheit der Forschungsein- technologischen Abhängigkeiten im digitalen Raum zu begegnen
richtungen und aller Europäer in der digitalen Welt. und zugleich Wohlstand durch internationale Zusammenarbeit
und globale Arbeitsteilung zu fördern.
Digitale Souveränität europäischer Prägung muss dabei auf
einen eigenständigen Weg der Digitalisierung abzielen. Weder Mit dem vorliegenden IMPULS wollen wir – gemeinsam mit vielen
staatliche Eingriffe und Abschottung im Sinne einer „Great Expertinnen und Experten, die ihr Wissen und ihre Perspektiven
Firewall“ noch eine De-facto-Setzung entscheidender Normen eingebracht haben – zur konkreten Definition europäischer
durch Markmacht können Ziele sein. Die Idee einer Digitalen Digitaler Souveränität und zur Entwicklung konkreter Handlungs-
Souveränität europäischer Prägung zielt stattdessen auf eine optionen entlang der sie prägenden technologischen Ebenen
Digitalisierung, die Wahlfreiheit lässt, die europäischen Rechts- beitragen.
und Wertevorstellungen folgt, die sich der Welt öffnet und fairen
Wettbewerb fördert. Prof. Dr. Henning Kagermann
In seiner Präsidentschaft im Rat der Europäischen Union hat Karl-Heinz Streibich
sich Deutschland für Digitale Souveränität als Leitmotiv der
europäischen Digitalpolitik stark gemacht. Diese Notwendigkeit Dr. Katrin Suder
5Mitwirkende Mit Unterstützung durch
acatech Geschäftsstelle
Autorin und Autoren
— Juliane Abdeen
— Dr.-Ing. Patrick Bollgrün
— Prof. Dr. Henning Kagermann — Alexander Grieß
— Karl-Heinz-Streibich — Dr. Jorg Körner
— Dr. Katrin Suder — Dr. Martina Kohlhuber
— Peter Kraemer
— Dr. Annka Liepold
Koordination und Redaktion — Joachim Sedlmeir
durch acatech Geschäftsstelle — Christoph Uhlhaas
— Sebastian Witte
— Florian Süssenguth
— Dr. Johannes Winter
6Interviewpartnerinnen und Interviewpartner
Interviewpartnerinnen —
—
Manfred Paeschke, Bundesdruckerei GmbH
Prof. Dr. Peter Parycek, Fraunhofer FOKUS
und Interviewpartner —
—
Dr.-Ing. Reinhard Ploss, Infineon Technologies AG
Frank Riemensperger, Accenture GmbH
— Siim Sikkut, Ministerium für Wirtschaft und Kommunikation
— Adel Al-Saleh, T-Systems International GmbH der Republik Estland
— Dr.-Ing. Michael Bolle, Robert Bosch GmbH — Dr. Peter van Staa, Robert Bosch GmbH
— Sanjay Brahmawar, Software AG — Joe Sullivan, Cloudflare Inc.
— Dr. Svend Buhl, NXP Semiconductors — Dr. Claudia Thamm, Bundesdruckerei GmbH
— Dr. Vanessa Cann, KI Bundesverband e. V. — Prof. Dr. Wolfgang Wahlster, DFKI
— Mike Cosse, SAP SE — Prof. Dr. Michael Waidner Fraunhofer SIT
— Martin Fassunge, SAP SE — Arne Weber, IMS Evolve Ltd.
— Peter Ganten, Univention GmbH — Dr. Richard Weber, Cliqz MyOffrz GmbH
— Dr. Norbert Gaus, Siemens AG — Oliver Zipse, BMW AG
— Lisa Gradow, Bundesverband Deutsche Startups e. V.
— Prof. Dietmar Harhoff, Ph. D, MPI für Innovation und Wett-
bewerb Weiterer Input
— Dr. Ralf Herbrich, Zalando SE
— Dr. Stefan Hofschen, Bundesdruckerei GmbH — BASF SE
— Dr.-Ing. Stefan Joeres, Robert Bosch GmbH — micro resist technology GmbH
— Torsten Küpper, Qualcomm Technologies Inc.
— Rafael Laguna de la Vera, Bundesagentur für Sprung- Der vorliegende acatech IMPULS gibt die aus den Gesprächen ge-
innovationen wonnenen Positionen und Bewertungen wieder, womit aber nicht
— Dr. Jürgen Müller, SAP SE ausgeschlossen soll, dass einzelne Interviewpartnerinnen und
— Claudia Nemat, Deutsche Telekom AG -partner zu bestimmten Fragen andere Standpunkte vertreten.
— Prof. Dr.-Ing. Boris Otto, Fraunhofer-Institut für Software- und
Systemtechnik ISST und TU Dortmund
71 Digitale Souveränität Das Ziel aller Maßnahmen sollte eine digital geprägte
Industrialisierung in Europa und darauf aufbauend eine globale
für Deutschland und Skalierung der Technologien und damit neuer Wertschöpfung
sein. Das würde auch dazu beitragen, die bekannte Transfer-
Europa schwäche Europas trotz erstklassiger Forschung zu überwinden.
Durch eine Bündelung der Ziele und Aktivitäten der relevanten
1.1 Definition und Bedeutung Bereiche sollten digitale Schlüsseltechnologien zukünftig bis
zum höchsten Technology Readiness Level begleitet werden.
Digitaler Souveränität
Der europäische Rechtsrahmen sollte dabei nicht auf eine
Digitalisierung verändert ganze Branchen. Durch digitale Techno- Abschottung gegenüber ausländischen Akteuren, etwa
logien und Dienste entstehen völlig neue Märkte. Während die amerikanischen und chinesischen Hyperscalern, ausgerichtet
USA und China in der konsumentennahen Plattformökonomie sein. Vielmehr sollten globale Technologieunternehmen zu
einen deutlichen Vorsprung aufgebaut haben, ist der globale europäischen Bedingungen eingebunden werden – etwa mit
Wettlauf im industriellen Sektor noch nicht entschieden. Blick auf Cybersicherheit, Datenschutz und Persönlichkeitsrechte.
Um die eigene industrielle Innovationsfähigkeit zu sichern
und angesichts schwelender internationaler Handelskonflikte 1.2 Fokus des Papiers: der Techno-
Freiheitsgrade zu bewahren, muss in Deutschland und Europa
logie- und Datenhebel
eine Diskussion über Digitale Souveränität in kritischen Techno-
logiefeldern geführt werden. Es gilt, einen eigenen, neuen Weg
im europäischen Kontext auf Basis einer kohärenten Strategie Dieses Impulspapier fokussiert auf den Technologie- und Daten-
zu verfolgen. hebel. Um Digitale Souveränität zu erreichen, sind jedoch alle
drei Hebel von zentraler Bedeutung. Technologie(n) allein
Digitale Souveränität meint die Fähigkeit von Individuen, Unter- wird/werden global nicht erfolgreich sein. Globaler Erfolg
nehmen und Politik, frei zu entscheiden, wie und nach welchen setzt auch Bewertungs- und Anwendungskompetenzen sowie
Prioritäten die digitale Transformation gestaltet werden soll. eine strategische regulatorische industriepolitische Begleitung
Dafür sind drei Hebel zentral: voraus, die bestehende Nachteile bei von Europa ausgehenden
Skalierungsanstrengungen kompensiert.
1. Geeignete Technologien und Daten müssen verfügbar sein,
entweder indem diese selbst beherrscht werden oder indem Um die Dimensionen Digitaler Souveränität deutlich zu machen
der Zugang zu diesen abgesichert ist, auch in Krisenzeiten. und der gestiegenen Bedeutung digitaler Ökosysteme
Rechnung zu tragen, schlägt das Papier ein modernisiertes
2. Unternehmen, öffentliche Einrichtungen und ausreichende Technologie-Schichtenmodell (siehe Abbildung 1) vor, das
Fachkräfte müssen die Kompetenzen besitzen, digitale genauer als die übliche Einteilung in Mikrochips, Hardware und
Technologien zu bewerten, zu überprüfen und einzusetzen. Software differenziert und weitere heute relevante Ebenen in den
Gesamtkontext einordnet.
3. Der digitale Binnenmarkt der Europäischen Union muss
Unternehmen erlauben, auf digitalen Technologien be- Die Bewertung und Diskussion des Grades Digitaler Souveräni-
ruhende Geschäftsmodelle, Produkte und Dienste erfolgreich tät bei einzelnen Technologien erfolgt entlang der acht Ebenen.
zu skalieren. Dies erfordert darüber hinaus eine regulatorische Dabei wurden die im Sinne der gewählten Definition von Digitaler
beziehungsweise industriepolitische Begleitung, auch um Souveränität relevantesten, machbarsten und aktuell mit dem
systemische Nachteile wie zum Beispiel das Risikokapital- größten politischen Handlungsbedarf verbundenen Techno-
gefälle zu den USA oder auch beschränkte Marktzugänge in logiefelder identifiziert. Die im Schichtenmodell angeführten
China zu kompensieren. Beispiele existierender Reallabore und Institutionen können
als Anknüpfungspunkte weiterer Arbeiten dienen.
8Digitale Souveränität für Deutschland und Europa
1.3 Übergreifende Handlungs- Hardware und Mikrochips, die Erzeugung und Aufbereitung
empfehlungen von Daten, Algorithmen und Software, Sensorik und Aktorik.
§ Quantencomputing: Nur durch den Erhalt einer starken
Basis bei Komponenten und die Schaffung europäische
Dieses Impulspapier versteht sich als Ausgangspunkt für eine Kapazitäten bei Hardware für Quantencomputer kann die
breite Diskussion Digitaler Souveränität, indem es mit dem zukünftige Wertschöpfung durch Software und Algorithmen
Schichtenmodell einen Handlungsrahmen einführt und je Ebene abgesichert werden.1,2
einen ersten Durchstich vorstellt.
Diese Beispiele zeigen die Bedeutung einer Analyse gegen-
Für eine umfassende Betrachtung der Digitalen Souveränität wärtiger Stärken und Verwundbarkeiten je Ebene. Erst diese
Deutschlands und Europas ist aber eine systematisch vor- erlaubt eine strategische Regulation und Industriepolitik zu
genommene Vertiefung zu einzelnen Ebenen und zu den beiden Zukunftsthemen. Breit angelegte strategische Allianzen mit
anderen Hebeln erforderlich. anderen, für die Technologien des Schichtenmodells relevanten
Staaten müssen Teil der Bemühungen um Digitale Souveränität
Durch technologische Foresightprozesse sollten außerdem mög- sein, um einseitige und zu starke Abhängigkeiten von einzelnen
lichst frühzeitig Felder identifiziert werde, die künftig für die Wirtschaftsräumen möglichst gering zu halten.
Digitale Souveränität relevant werden könnten. Gezielte Maß-
nahmen könnten auf dieser Grundlage zeitnah erfolgen.
1.4 Zusammenfassung
Auf Basis einer ebenenorientierten Analyse wäre auch ein
Kompetenzmonitoring für solche Felder zu empfehlen, in Das wichtigste Element der Souveränität ist die Gestaltungs-
denen es auf das Zusammenspiel mehrerer Technologien auf freiheit. In der digitalen Welt bedeutet das: Entscheidungs- oder
unterschiedlichen, übereinander geschichteten Ebenen ankommt. Wahlfreiheit für oder gegen eine Technologie.
Beispiele dafür gab es in den vergangenen Jahren viele, etwa:
Entscheidend ist die Möglichkeit, zwischen mehreren Anbietern
§ die Strategie der amerikanischen Hyperscaler im B2C-Be- zu wählen. Protektionismus ist nicht der richtige Weg, Digitale
reich: Die Vormachtstellung der amerikanischen Hyperscaler Souveränität wird durch möglichst viele prosperierende Angebote
bei Cloudinfrastrukturen (Ebene 3) begründet deren gesichert.
Dominanz auch bei Plattformen, Daten und teilweise Soft-
ware (Ebenen 4, 5, 6), da sie auf der unteren Ebene Lock-in- Dort, wo es keine Wahlfreiheit gibt, sind folgende übergreifende
Effekte erzeugen, die Nutzerinnen und Nutzer ebenenüber- Strategien zu empfehlen:
greifend an ihr Ökosystem binden.
§ die europäische Dateninfrastruktur GAIA-X: Um das Ziel § Technologien sollten nicht einfach nachgebaut, sondern
der Reduktion solcher Lock-in-Effekte und der Abhängig- mittels Investitionen in die jeweilige nächste Generation
keiten von amerikanischen und chinesischen Hyperscalern entwickelt und beherrscht werden.
zu erreichen, soll durch das Setzen verbindlicher Standards für § Lock-in-Effekte in einzelne Technologien sollten vermieden
in- und ausländische Anbieter und durch die Sicherstellung werden – über offene Standards, Interoperabilität, Portabili-
von Interoperabilität und Portabilität eine offene, föderierte, tät und Kommodifizierung.
sichere und vertrauenswürdige digitale Dateninfrastruktur § Strategische relevante Assets Deutschlands und Europas in
auf Basis europäischer Werte für Europa geschaffen werden. globalen Wertschöpfungsnetzen sollten gesichert werden –
Diese kann als Grundlage für ein digitales Ökosystem nicht über Abschottung, sondern über globales Wachstum.
dienen.
§ Künstliche Intelligenz und autonome Systeme: Neue Wert- Strategische Weichenstellungen für Innovation, Zukunftsfähig-
schöpfung im industriellen Bereich setzt die Beherrschung keit und Wohlstand in Europa bedeuten damit in vielen Fällen
der gesamten Produktionskette für KI voraus – spezialisierte auch eine Stärkung der Digitalen Souveränität.
1 | Vgl. Kagermann et al. 2020.
2 | Vgl. Buchenau et al. 2021.
92 Das Technologie-Schichtenmodell
Ebenen der
Digitalen Souveränität
7 Europäisches Rechts- und Wertesystem
6 Softwaretechnologien
5 Europäische Datenräume
4 Platform-as-a-Service (PaaS)
3 Infrastructure-as-a-Service (IaaS)
2 Kommunikationsinfrastruktur
1 Komponenten
0 Rohmaterialien und Vorprodukte
Abbildung 1: Schichtenmodell der aufeinander aufbauenden Ebenen der Digitalen Souveränität (Quelle: eigene Darstellung)
10Das Technologie-Schichtenmodell
Bestandteile/Fokusbereich Reallabore und Institutionen
Reallabor: Cybersecurity Center
Cybersecurity, Kryptografie, E-Identity, EU-
Institution: BSI + Netzwerk Cyberregionen
Zertifizierung (Verbraucherschutz) und Standards
in D
App-Entwicklungen, Office, ERP, KI, Middleware, Reallabor: keines
Robotik-Software, Blockchain, Algorithmen, Institution: Agentur für Sprunginnovation,
EU-Open Source, VR/AR, QC KI-Verbund
Zum Beispiel für Mobilität, Health, Public Sector, Reallabor: Datenraum Mobilität
digitaler öffentlicher Raum Institution: GAIA-X, Datenstrategie D, EU
Anwendungs- und Entwicklungsökosysteme B2B Reallabor: keines
und B2C (Abstraction Layer, Container Technology) Institution: GAIA-X/Vollendung des euro
QC, KI, IoT päischen Binnenmarkts
Reallabor: Gardener (Deutsche Telekom,
Virtuelle, verteilte Cloud-Ökosysteme,
SAP, Bosch …)
Edge-Technologie, QC, KI-HPC-Center
Institution: GAIA-X
Breitbandinfrastruktur, Mobilfunknetze Reallabor: Open RAN
(Open RAN), Galileo-Navigation Institution: O-RAN Alliance
Mikrochips, Sensoren, Aktuatoren, Fertigungs-
Institution: IPCEI Mikroelektronik
und Basistechnologien, 3D-Druck, QC, KI
Seltene Erden … Institution: Rohstoffagentur (BMWi)
110 Rohmaterialien und Vorprodukte Seltene Erden … Institution: Rohstoffagentur (BMWi)
Elemente dieser Ebene Lösungsansatz
Diese Ebene umfasst das sehr heterogene Feld der Autonomie ist auf dieser Ebene nicht erreichbar. Die be-
Rohmaterialen und Vorprodukte, die für die Produktion stehenden Abhängigkeiten lassen sich durch verschiedene
elektronischer Komponenten wie beispielsweise Mikrochips und Maßnahmen adressieren, die im Rahmen einer aktualisierten
Batterien benötigt werden. Seltene Erden sind das bekannteste Rohstoffstrategie gebündelt werden könnten:
Beispiel für Ressourcen, die in modernen Geräten unerlässlich
sind. Ebenso wichtig sind beispielsweise auch hochreine und § Kontinuierliches Monitoring des Rohstoffbedarfs und der
hochwertige Prozesschemikalien, die im Fertigungsprozess ein- Rohstoffverfügbarkeit durch die Deutsche Rohstoffagentur;
gesetzt werden. gegebenenfalls Ausweitung des Monitorings auf komplexere
Vorprodukte
Darüber hinaus wächst die Nachfrage nach neuartigen Hightech- § Politische Initiativen zur Absicherung des Zugangs zu
Rohstoffen. Ein Beispiel für letztere sind funktionalisierte Rohstoffen und Vorprodukten mit nur einem Anbieter
Materialien wie Quantenpunkte, deren Absorptions- und sowie zur Steigerung der Unabhängigkeit, zum Beispiel
Emissionseigenschaften durch die Wahl der Partikelgröße und durch Erschließen einer zweiten Rohstoffquelle oder einer
Manipulation der Partikeloberfläche präzise angepasst werden Förderung des Aufbaus von Produktionskapazitäten für
können. Prozesschemikalien
§ Verstärkter Einsatz der Circular Economy zur Senkung
Status quo des Importvolumens einiger Rohstoffe und Förderung der
Forschung zu Substitutionsmöglichkeiten für knappe Roh-
Bei vielen Rohstoffen und Vorprodukten hat in den letzten stoffe
Jahrzehnten eine Verlagerung der Wertschöpfungsnetzwerke
nach Asien stattgefunden. Gründe hierfür liegen neben Kosten- Zusammenfassung
vorteilen auch in der Nähe zu wichtigen Kunden, mit denen
gemeinsam Innovationen vorangetrieben werden, sowie einer Die europäische Wirtschaft wird dauerhaft von Rohstoffimporten
umweltschonenden Verkürzung von Transportwegen. abhängig bleiben. Kritische Abhängigkeiten lassen sich nur durch
kontinuierliches Monitoring, vorausschauendes Handeln und
Die daraus resultierende, allgemein zunehmende Abhängigkeit die Entwicklung von Alternativen vermeiden. Bei Hightech-
europäischer Hersteller von den amerikanischen und asiatischen Rohstoffen wäre darüber hinaus die Schaffung gegenseitiger
Rohmaterial- und Vorprodukteanbietern stellt insbesondere KMU Abhängigkeiten denkbar.
vor große Herausforderungen, die aufgrund ihrer begrenzen
Marktmacht nur wenig Einfluss auf Rahmenbedingungen
nehmen können.
12Das Technologie-Schichtenmodell
1 Komponenten Mikrochips, Sensoren, Aktuatoren, Fertigungs- und
Basistechnologien, 3D-Druck, QC, KI
Institution: IPCEI Mikroelektronik
Elemente dieser Ebene In der Sensorik, der Aktorik und den Fertigungstechnologien
ist Deutschland mit am Standort etablierten Firmen gut auf-
Die Komponentenebene umfasst Mikrochips, Sensoren, gestellt. Es kann auch eine Reihe von Start-ups vorweisen, zum
Aktuatoren. Als Grundlage aller weiteren Infrastrukturen Beispiel Q.Ant (Quantensensorik) und Franka Emika (Robotik).
haben diese Komponenten, die für sie benötigten Basis- und Forschungszentren für technische Grundlagen der Mensch-
Fertigungstechnologien sowie teilweise auch Entwicklungs- Maschine-Interaktion wurden gegründet beziehungsweise aus-
Softwaretools eine besondere Bedeutung, zumal sie zunehmend gebaut. Hinsichtlich der Digitalen Souveränität gilt es daher,
ins Zentrum geopolitischer Konflikte rücken, insbesondere diese Stärken aufrechtzuerhalten.
zwischen den USA und China.
Fokusbereich Mikrochips – Status quo
Bedeutung für Digitale Grad der Abhängig- Grad der
Souveränität keiten außerhalb der resultierenden
EU Verwundbarkeit
Funktionale Ebene (Produkt als Funktionsobjekt an sich, ohne Fertigung)
Prozessoren für KI, Datenverarbeitung, Kommunikation (4G/5G)
Speicher
Sensorik
Leistungselektronik
Designebene (Fähigkeit zur Entwicklung der Produkte der funktionalen Ebene)
Grundlegende Design-Softwaretools (CAD) für Schaltungsentwicklung
Ergänzende Entwicklungssoftware
Fertigungs- und Basistechnologien (Voraussetzung für Fertigung der Produkte der funktionalen Ebene)
Chipfertigung – hochintegrierte Produkte
Chipfertigung – Sensorik und Leistungselektronik
Packaging und Test
Fertigungsequipment (spezialisierte Anlagen, Maschinen)
Equipment für Chipproduktion
Equipment für Packaging
Testequipment
Bedeutung der Farbwerte
Niedrig Hoch
Abbildung 2: Heatmap Technologiefeld Mikrochips: hinsichtlich Digitaler Souveränität zu priorisierende Teilbereiche, in diesen
bestehende Abhängigkeiten und aus gegenwärtiger Struktur des jeweiligen Teilbereichs resultierende Verwundbarkeiten
(Quelle: eigene Darstellung)
13Politischer Handlungsbedarf besteht auf dieser Ebene statt- dauer oder spezialisierte Funktionen. Diese lassen sich
dessen vor allem im Bereich Mikrochips. auch mit „Good-Enough“-Fertigungsverfahren zwischen 12
und 28 Nanometern verwirklichen. Dies gilt sogar für hoch-
Hier zeigt sich ein sehr gemischtes Bild. Das Feld zeichnet innovative Ansätze wie siliziumbasierte Photonikchips für das
sich durch oftmals weitverzweigte internationale Lieferketten Quantencomputing.
und dadurch einen hohen Grad an Abhängigkeiten von Wirt- Jedoch ist Europa auch hier nicht souverän, da in diesem
schaftsräumen jenseits der EU aus. Daraus resultieren je nach Bereich keine ausreichenden Fertigungskapazitäten
Teilgebiet unterschiedlich hohe potenzielle Verwundbarkeiten in europäischer Hand liegen. Globalfoundries bietet in
(siehe Abbildung 2). Im ersten Quartal des Jahres 2021 wurden Dresden zwar die Fertigung auf zwanzig Nanometern an,
diese Verwundbarkeiten durch eine konkrete Mangelsituation in produzierte aber in den vergangenen Jahren am Bedarf der
zahlreichen Branchen deutlich sichtbar. europäischen Industrie vorbei und befindet sich im Besitz
von Abu Dhabi.
Da ein Aufholen in allen Bereichen gleichermaßen unwahrschein- Die im Raum stehende Übernahme von ARM Limited
lich ist und volkswirtschaftlich ineffizient wäre, stellt sich die durch die amerikanische NVIDIA Corporation stellt eine
Frage, in welchem Bereich Europa Kompetenzen und Kapazi- Gefährdung der europäischen Digitalen Souveräni-
täten auf- und ausbauen sollte. Diese sollten sowohl der tät dar. Eine Genehmigung der Übernahmepläne durch
Digitalen Souveränität der heimischen industriellen Basis zu- europäische Aufsichtsbehörden sollte daher deutliche Auf-
gute kommen als auch international als Verhandlungsmasse lagen beinhalten, mit denen sowohl der Zugang zu wichtigem
genutzt werden können. geistigen Eigentum als auch Know-how zu Chipsegmenten
erhalten bleibt, die für eingebettete Systeme und vernetze
§ High-End-Mikrochips: Die etablierte technologische Ab- Geräte relevant sind.
hängigkeit bei High-End-Mikrochips auf Basis von Fertigungs-
verfahren mit einer Auflösung von fünf Nanometern und Während also Investitionen in den Versuch, im reinen More-
weniger (More Moore) ist nicht mehr ohne Weiteres zu lösen. Moore-Bereich aufzuholen, wenig sinnvoll erscheinen, kann der
Lediglich TSMC (Taiwan) und Samsung (Südkorea) sind in politisch unterstütze Aufbau von Kapazitäten im Design und
der Lage, solche High-End-Chips zu produzieren. Bei ihrem in der Fertigung spezialisierter Chips (More Than Moore) und
Einsatz erlauben ihre Überprüfung und die Verschlüsselung neuartiger Chips auf Basis innovativer Materialien, Architekturen,
der verarbeiteten Daten aber eine gewisse Souveränität. dreidimensionaler Strukturen oder Fertigungstechnologien
Auch bei der Chipfertigung für hochintegrierte Produkte (Beyond Moore) lohnen.
greifen Unternehmen gegenwärtig vor allem auf Taiwan und
Südkorea zurück. In Deutschland bestehen hierfür nur in
Teilen Kompetenzen bei Basistechnologien und nur wenig Wichtig hierfür ist es auch, Standards zu setzen und innovative
Fertigungstechnikkompetenzen. Produktkategorien zu definieren, wofür eine entsprechende
Die führenden Chiphersteller sind allerdings selbst wiederum Nachfrage aus Leitindustrien nötig ist. Hierfür bestehen im
von einer europäischen Firma abhängig. ASML (Nieder- Mobilfunkbereich (Nokia, Ericsson) und im Fahrzeugbau gute
lande) ist mit einem Zwei-Drittel-Marktanteil der weltgrößte Ausgangslagen. Der Maschinenbau dagegen nutzt bislang
Anbieter von Lithografiesystemen, die für die Chipfertigung typischerweise Produkte, die an anderer Stelle definiert wurden.
essenziell sind. Zeiss und Trumpf sind wiederum wichtige
Zulieferer für ASML. Diese europäischen Firmen stellen Lösungsansatz
damit eine gewisse Machtstelle beziehungsweise einen
Schutzschirm im weltweiten Lieferkettensystem für High- Eine Ausweitung politischer Vorhaben zur Stärkung der für
End-Chips dar. viele industrielle und digitale Zukunftsfelder Deutschlands und
§ Spezialisierte Mikrochips: Für viele Vorhaben in Zukunfts- Europas wichtiger werdenden Mikrochipbasis wäre nötig, da das
feldern der industriellen Wertschöpfung in Deutschland wie aktuelle Niveau eine weitere Verschlechterung der Position im
IoT und Edge-Computing, stationäre Mobilfunkstationen und Gewebe wechselseitiger Abhängigkeiten befürchten lässt.
Branchen wie den Automobilbau und die Pharmaindustrie
sind auf reine Leistung optimierte High-End-Chips aber nicht Im Folgenden werden drei Ansatzpunkte für eine politische
notwendig. Stärkung des Feldes vorgestellt:
Entscheidender sind oftmals niedrige Kosten und Eigen-
schaften wie ein niedriger Energieverbrauch, hohe Lebens-
14Das Technologie-Schichtenmodell
§ Marktentwicklung: Die europäischen Hableiter- und Mikro- § Neue Foundry im 20-bis-60-Nanometer-Bereich: Der Aufbau
chiphersteller sind darin zu bestärken, zukünftig relevante einer solchen Foundry in europäischer Hand, beispielsweise
Mikrochip- und Produktionstechnologien zu identifizieren im Rahmen eines weiteren IPCEI, sollte geprüft werden.
und dadurch entstehende Machtstellen durch einen Durch eine derart abgesicherte, gezielte Versorgung mit
schnellen Markteintritt zu besetzen. Dies kann nur gelingen, den für die deutsche und europäische Industrie zentralen
wenn sich hier auch Leitindustrien abseits von Automotive Chiptypen könnte die Weiterentwicklung des Ökosystems
und Mobilfunk aktiver einbringen. gestützt werden.
Die genauen Richtungsentscheidungen sind zwar grund- Ein solches Vorhaben kann auf bestehenden Initiativen
sätzlich dem Markt zu überlassen – eine Flankierung durch und den Unternehmen aufbauen, die bereits im ersten
industriepolitische Instrumente kann aber Durchbrüche IPCEI Erfahrungen gesammelt haben. Das mittelfristige
erleichtern. Ziel muss eine unternehmerisch getriebene, nach einer
Eine strategisch geleitete öffentliche Beschaffung könnte Phase öffentlicher Förderung durch die EU oder einen Zu-
hier starke Impulse setzen. Zu weiteren relevanten Maß- sammenschluss einzelner EU-Mitgliedsstaaten international
nahmen gehören unter anderem der Schutz vor ausländischen wettbewerbsfähige Fertigung maßgeschneiderter Chips
Übernahmen, eine verstärkte europäische Konsolidierung, sein.
die gezielte Förderung von Sprunginnovationen oder
auch das Engagement der Ministerien und Behörden in Zusammenfassung
Standardisierungsgremien.
Der strategische Bezugsrahmen für Entscheidungen über den Statt ein aufwendiges Aufholen im More-Moore-Bereich anzu-
Einsatz von Beihilfeinstrumenten muss zukünftig der globale streben, sollten Stärken bei spezialisierten More-than-Moore-
Markt, nicht wie bisher der europäische Binnenmarkt sein. Chips auf- und ausgebaut werden und Vorsprünge im Wettlauf
§ Mikroelektronik-IPCEI: Das IPCEI gilt es in der nächsten um neuartige Beyond-Moore-Chiptechnologien erreicht werden.
Phase zu stärken. Dies beinhaltet eine ausreichende Diese können dann im durch starke wechselseitige internationale
Ressourcenausstattung und eine deutliche Beschleunigung Abhängigkeiten geprägten Feld der Mikrochips für Europa als
der Entscheidungsverfahren. „Verhandlungsmasse“ verstanden und in einem Eskalations-
szenario auch eingesetzt werden, um wiederum den Zugang zu
anderen, nicht in Europa produzierten Chiptypen abzusichern.
152 Kommunikationsinfrastruktur Breitbandinfrastruktur, Mobilfunknetze
(Open RAN), Galileo-Navigation
Reallabor: Open RAN
Institution: O-RAN Alliance
Elemente dieser Ebene Im Folgenden wird speziell auf die Fragestellung eingegangen,
wie die Lieferantenvielfalt vergrößert werden kann, um damit
Für die Ebene der Kommunikationsinfrastruktur werden Breit- auch Innovationen für die mobilen Zugangsnetze zu forcieren.
bandinfrastruktur (Fest- und terrestrische Mobilfunknetze) sowie
satellitengestützte Navigation als kritische Bereiche identifiziert. Fokusbereich Mobilfunkzugangsnetze – Status quo
Das Mobilfunknetz setzt sich aus Zugangsnetz (Antennen und Die Mobilfunkzugangsnetze („Radio Access Net-
deren Steuerung), Transport-, Aggregations- und Kernnetz zu- works“) bestehen aus den technischen Komponenten
sammen. Während über siebzig Prozent der Investitionen auf das a) Funkzelle mit Antenne, b) Funkeinheit/Radio Unit, c) Basis-
Zugangsnetz entfallen, hat das Kernnetz die höchste Sicherheits- einheit/Baseband Unit. Sie sind typischerweise nur von jeweils
kritikalität. Diese Kritikalität beruht auf der Tatsache, dass über einem der wenigen dominanten Netzausrüster integriert und
das Kernnetz die Verkehre gemanagt, das Netz gesteuert und beinhalten proprietäre, nicht interoperable Technologien.
die Metadaten verwaltet werden.
Aktuell beherrscht Huawei den Weltmarkt. Alternative Ausrüster
Alle Netzbereiche basieren heute auf Technologiekomponenten aus Europa sind Ericsson und Nokia, jedoch verwendet jedes
unterschiedlicher europäischer, amerikanischer und chinesischer dieser drei Unternehmen proprietäre Standards. Dies führt zu
beziehungsweise asiatischer Hersteller (zum Beispiel Ericsson, unerwünschten Lock-in-Effekten, hemmt die Innovationskraft
Nokia, Cisco, Juniper, Microsoft, Huawei, Samsung). Während und reduziert die Flexibilität bei der Umstellung auf aktuelle
in Europa weit über hundert Mobilfunkanbieter existieren, ist und zukünftige Mobilfunkstandards (5G, 6G).
die Anzahl der weltweit zur Verfügung stehenden Technologie-
lieferanten pro Kategorie sehr klein. Das gilt insbesondere für Lösungsansatz
das mobile Zugangsnetz. Hier haben Huawei, Ericsson und
Nokia einen Marktanteil von über 75 Prozent. Dadurch ergeben Potenziell negativen Konsequenzen für die technologische
sich technologische Abhängigkeiten, die nicht leicht zu lösen Souveränität aufgrund von Lock-in-Effekten infolge der Kon
sind – auch wenn die einzelnen Komponenten durch die großen zentration auf wenige Hersteller wird mit dem Ansatz O-RAN
Telekommunikationsanbieter weitgehend souverän eingebaut, (Open Radio Access Network) über eine standardisierte und
verwaltet und gesteuert werden. offene Netzwerkarchitektur für das Mobilfunk-Zugangsnetz
begegnet.
Im Bereich der satellitengestützten Navigation ist das
europäische globale System „Galileo“ zu nennen, das als un- Wenn die Komponenten Antenne, Radio Unit und Baseband
abhängige und zivile Alternative zum US-amerikanischen Unit verschiedener Hersteller einem gemeinsamen O-RAN-
NAVSTAR-GPS, dem russischen GLONASS-System und dem Standard folgen und über offene Schnittstellen kommunizieren,
chinesischen Beidou-System fungiert. Die Einsatzfähigkeit von könnten deutlich höhere Flexibilität, geringere Abhängigkeiten
Galileo muss zum Erhalt der technologischen Souveränität auf von wenigen dominanten Netzausrüstern und ein erleichterter
diesem Gebiet gesichert sein. Markteintritt neuer, auch kleinerer weiterer europäischer An-
bieter erreicht werden. Infolgedessen werden mehr Innovationen
und aufgrund höherer Transparenz und Kontrolle ein höheres
Sicherheitsniveau im Netz ermöglicht (siehe Abbildung 3).
16Das Technologie-Schichtenmodell
Proprietäre RAN Open RAN
Antenne
Radio Unit
Baseband
Unit
Hersteller A Hersteller B Hersteller C
Abbildung 3: Übergang vom Status quo hin zur standardisierten und offenen Netzwerkarchitektur des O-RAN-Ansatzes
(Quelle: eigene Darstellung auf Basis von Telefónica Deutschland 2020)
In der globalen O-RAN Alliance arbeiten mehrere weltweit Generell gilt es auch weiterhin zu prüfen, wie der europäische
führende Netzbetreiber zusammen an den erforderlichen Spezi- Telekommunikationsmarkt systemisch über industriepolitische
fikationen. Auch die großen europäischen Netzausrüster sind Maßnahmen und regulatorische Vorgaben beziehungsweise
hier – neben zahlreichen, auch kleineren Tech-Unternehmen – be- Mechanismen strukturell verbessert werden kann. Dabei
teiligt, allerdings bestehen auch hier noch signifikante Abhängig- sollte eine Fokussierung beziehungsweise Ausrichtung auf die
keiten von einzelnen Anbietern, beispielsweise Intel. europäischen Anbieter (Nokia, Ericsson und andere) erfolgen, um
ihre Wettbewerbsposition insbesondere gegenüber den Akteuren
Allerdings ist bei allein circa 30.000 bestehenden Antennen- aus den USA und Asien strategisch und nachhaltig zu stärken.
standorten der Deutschen Telekom die Einführung von Open-RAN-
kompatiblen Netzkomponenten nur schrittweise realisierbar Zusammenfassung
und eine Offenlegung der bereits verbauten Schnittstellen und
Protokolle Voraussetzung für die Weiternutzung bestehender Bei den Mobilfunk-Zugangsnetzen besteht durch eine fehlende
Komponenten in einer Open-Ran-Architektur. vertikale Kompatibilität der verschiedenen Komponenten eine
Abhängigkeit von wenigen Herstellern. Um dieser Entwicklung
Dazu müssen die aktuell dominanten Hersteller kooperieren. gegenzusteuern, hat die O-RAN Alliance das Ziel, offene Schnitt-
Daher und aufgrund der Komplexität der Netze ist davon aus- stellen zu etablieren. Ein vollständig offener Open-Source-Ansatz
zugehen, dass ein solcher Umbau sich über viele Jahre erstrecken würde Innovation (zum Beispiel 6G), Wettbewerb, Resilienz und
wird. Um diesen Prozess zu beschleunigen, sollten vollständig Transparenz im Bereich Mobilfunk fördern.
offene Implementierungen der drei Schichten gefördert werden.
Die DARPA ist einen solchen Schritt jüngst zusammen mit der Innerhalb des europäischen Telekommunikationsmarktes ist es
Linux-Foundation gegangen, ein Vorschlag der Bundesagentur wichtig, über geeignete industriepolitische Maßnahmen und
für Sprunginnovationen (SprinD) liegt seit November 2020 vor. regulatorische Ansätze die Position der europäischen Anbieter
zu verbessern.
173
Reallabor: Gardener (Deutsche Telekom,
Virtuelle, verteilte Cloud-Ökosysteme,
Infrastructure-as-a-Service (IaaS) Edge-Technologie, QC, KI-HPC-Center
SAP, Bosch …)
Institution: GAIA-X
Elemente dieser Ebene Recht in Europa zu etablieren und parallel die eigenen Fähig-
keiten und Angebote zu entwickeln.
Diese Ebene beinhaltet Hardware und Systemsoftware und bildet
dadurch die technologische Basis der Vernetzung (connect), Das Projekt Sovereign Cloud Stack (SCS) in GAIA-X hat genau
der Bereitstellung von Rechenkapazität (compute) sowie der dies zum Ziel: Es schafft ein Netzwerk von Anbietern, welche auf
Speicherung von Daten auf Servern (store). Basis von gemeinsam und präzise definierten Standards, freier
Software und dokumentierten Betriebsprozessen föderierbare
In den traditionellen Bereichen (zum Beispiel Rechenzentren) ist die Infrastrukturdienste (IaaS/CaaS/PaaS) entwickeln und bereit-
Hardware eine verfügbare, standardisierte Commodity. Anwender stellen. Somit wird durch eine Vielzahl von Anbietern (und auch
von Geschäftssoftware oder Ähnlichem können die erforder- optionaler selbst betriebener Umgebungen) eine hochgradig
liche Hardware wie PCs und Notebooks frei wählen und damit interoperable virtuelle Cloud geschaffen.
Abhängigkeiten von einzelnen Herstellern vermeiden. Solange
Hardware und Software entkoppelt sind, fällt es nicht ins Gewicht, Fokus der Entwicklungsbereiche für Europa:
dass es im privaten und kommerziellen Bereich keine nennens- Portabilität und Standardisierung, virtuelle
werten deutschen Hardwareanbieter gibt. Mit dem Aufkommen High-Performance-Computing(HPC)-Netzwerke
der Cloud verlieren die Anwenderunternehmen diese Souveränität. und Next Generation Technologies
Sie werden zu Konsumenten technischer Cloud-Dienste, die „as
a service“ von spezialisierten Anbietern betrieben und zur Ver- § Portabilität und Standardisierung: Viele moderne
fügung gestellt werden. Hierdurch entwickeln sich Netzwerk- und Workloads setzen auf der Containerebene auf und können
Skaleneffekte zugunsten der Anbieter von Cloud-Diensten als zu- mithilfe von Multi-Cloud Containerframeworks wie Rancher,
grunde liegender Plattform. Aufgrund der immensen Investitionen Kubermatic oder Gardener unabhängig von der darunter-
durch die Notwendigkeit einer globalen Präsenz entstehen liegenden IaaS-Schicht umgesetzt und betrieben werden.
Oligopol-Tendenzen mit wenigen marktbeherrschenden Cloud- Dieses Abstrahierungslayer entkoppelt die Anwendungs-
Infrastruktur-Anbietern (Hyperscalern) wie Microsoft, AWS oder plattformen von der Cloud-Infrastruktur und durchbricht
Google, die einen Lock-in der Anwender auf diesen Plattformen damit die Lock-In-Strategie der Hyperscaler und macht
anstreben. Dieser entsteht durch die zwingende Verbindung Anwendungsplattformen portierbar. So können zum Bei-
eben dieser wenig differenzierenden Cloud-Infrastruktur mit den spiel Containerworkloads zwischen Hyperscalern und SCS-
Anwendungsplattformen (siehe PaaS, Ebene 4). basierten, souveränen Clouds verschoben werden.
§ Ein vielversprechender Ansatz ist hier das von der SAP und
Den Cloud-Unternehmen ermöglicht dies den Aufbau riesiger der Deutschen Telekom aufgesetzte und auf der Grundidee
globaler Datenräume (Ebene 5), die ihnen einen globalen Vor- von GAIA-X basierende kommerzielle Open-Source-Projekt der
sprung bei innovativen Anwendungen – vor allem aber bei KI/ Gardener Cloud Foundation (GCF). Es hat die Schaffung
Machine Learning – verschaffen. eines digitalen Ökosystems auf Basis offener Standards bei
verteilten Systemen zum Ziel (siehe Abbildung 4). Durch
Die Hyperscaler sind im europäischen Raum bis auf Weiteres – diese Portierbarkeit der Anwendungsplattformen kann die
auch im Falle einer erfolgreichen Umsetzung von GAIA-X – nicht Lock-in-Strategie der Hyperscaler – im Interesse eines fairen
so schnell zu ersetzen. Allerdings sind amerikanische Hyperscaler Wettbewerbs – unterlaufen und „Infrastructure-as-a-Service“
dem US CLOUD Act ausgesetzt, was auch die Datensicherheit gegebenenfalls wieder zur Commodity werden. Verschiedene
der in Europa gespeicherten Daten gefährdet. Aus diesem Grund Anwender nutzen bereits GCF im Rahmen ihrer Multi-Cloud-
ist es geboten, Kooperationen mit ihnen nach europäischem Strategie.
18Das Technologie-Schichtenmodell
Public Sector Innovations:
Industrie 4.0 Digital Education AI/ML as-a-Service Consulting
• Learning Cloud (Schools)
• Civil Administration
•…
Office Products Industry Alliances Startups Big Data
Ecosystem
SAP Products Data Spaces Development Ecosystem Cloud Native Products Database as-a-Service
Technical Open Source Foundation / Distributed Cloud Operating System
GAIA-X conform Provider
Service Provider Banking
Service Provider Retail
Sovereign Provider
Sovereign Provider
Cloud Native OS Cloud Native OS
Infrastructure
Infrastructure
Compute Compute
… …
as-a-Service
On Metal
Networks Networks
Storage Storage
Hardware Hardware
Generic Blueprint Sovereign Blueprint
Abbildung 4: Gardener – ein offener, kohärenter und erweiterbarer Standard (Quelle: eigene Darstellung auf Basis von SAP 2021)
§ Virtuelle KI-High-Performance-Computing-Center (KI-HPC) dar, um technologisch bei Cloud-Services aufzuholen. Hier
sind ein wichtiger Ansatz für die Entwicklung führender besteht dringender Handlungsbedarf für Entscheidungs-
KI-Lösungen. HPC ermöglichen in diesem Bereich durch träger aus Politik und Wirtschaft, damit sich Deutschland
die virtuelle Kooperation der europäischen Unternehmen und Europa auf diesem technologischen Gebiet zukünftig
unbegrenzte Computing-Ressourcen für die Unternehmen. führend positionieren können.
Hier ist politische Unterstützung, insbesondere bei
kartellrechtlichen Beschränkungen, erforderlich. Erste Ko- Zusammenfassung
operationsansätze sind in Vorbereitung. GAIA-X kann durch
die Föderierung von Infrastrukturangeboten ein modulares Um Abhängigkeiten von globalen Anbietern überwinden zu
Angebot auch von HPC-Anwendungen für unterschiedlichste können, muss langfristig auf eine Kommodifizierung der An-
Nutzer verfügbar machen. gebote der Hyperscaler hingearbeitet werden. Europäische
§ Entwicklung von Next Generation Technologies und Projekte wie GAIA-X Sovereign Cloud Stack und die Gardener
Architekturen, wie zum Beispiel die Edge-Computing-Cloud- Cloud Foundation können hier einen wertvollen Beitrag leisten,
Architektur, ist ein vielversprechender Ansatz, der von der um die Portabilität der Daten über die Plattformen hinweg zu
deutschen Industrie verfolgt wird. Deutsche Anbieter sind in ermöglichen. Auf diese Weise kann die Innovationsfähigkeit
diesem Segment gut aufgestellt. Mittel- bis langfristig stellt Deutschlands und Europas in diesem Bereich sichergestellt
das Quantencomputing einen wichtigen Hoffnungsträger werden.
194
Anwendungs- und Entwicklungsökosysteme B2B Reallabor: keines
Platform-as-a-Service (PaaS) und B2C (Abstraction Layer, Container Technology)
QC, KI, IoT
Institution: GAIA-X/Vollendung des euro
päischen Binnenmarkts
Elemente dieser Ebene Europäische Anbieter sind durch engere Regulierung strengeren
Auflagen unterworfen als die internationalen Hyperscaler. Hier
Die Ebene Platform-as-a-Service (PaaS) umfasst Anwendungs- sollten gleiche Wettbewerbsbedingungen für europäische und
und Entwicklungsökosysteme im B2B- und B2C-Kontext. internationale Anbieter gelten.
Deutsche und europäische Anbieter haben im B2B-Bereich Die Forcierung eines europäischen Wirtschafts- und Rechts-
aufgrund der industriellen Domänenexpertise marktführende raumes und die Vollendung des einheitlichen digitalen Binnen-
Angebote – zum Beispiel SAP als globaler Marktführer bei ERP- marktes sind die Basis für die Skalierung von europäischen An-
Systemen, Dassault mit marktführender Rolle bei PLM-Systemen bietern (sowohl im B2C- als auch im B2B-Bereich). Die Erlangung
und Siemens, das mit MindSphere ein IoT-Betriebssystem der Souveränität bei Ebene 2 (O-RAN-Initiative) und Ebene 3
hat (noch mit geringem Marktanteil). Diese europäischen (GAIA-X-Initiative) gelten als die Voraussetzung, um techno-
Unternehmen kommen jedoch nur auf etwa zehn Prozent der logisch auf Ebene 4 (PaaS) Souveränität entwickeln zu können.
Unternehmenswerte amerikanischer Firmen. Ein Grund hierfür Sie werden deshalb seitens der Industrie breit unterstützt.
sind unzulängliche Skalierungsmöglichkeiten durch einen
fragmentierten, heterogenen europäischen Markt. Industrial IoT/I 4.0-Reallabor als EU-Pilot zur
Digitalisierung der europäischen Industrie
Im B2C-Segment gibt es bereits große Abhängigkeiten von US-
Plattformanbietern wie Amazon, Facebook, Microsoft oder Google. Um den aktuell heterogenen B2B-Bereich in Europa zu ver-
Die starke Marktstellung dieser B2C-Hyperscaler wird von einheitlichen und so die Digitalisierung der europäischen
europäischen Anbietern auf absehbare Zeit nicht einzuholen sein. Industrie voranzutreiben, wird von industriellen Arbeitskreisen
Hier ist eine wesentliche Herausforderung, wie man mit den teil- die Erstellung einer herstellerübergreifenden, föderierten IIoT/I
weise monopolartigen Stellungen dieser Plattformen, bei denen 4.0-Plattform auf Basis von standardisierten Schnittstellen vor-
eine Beeinflussung von politischen (Willensbildungs-)Prozessen geschlagen. Dabei sollte auf bestehenden Initiativen wie GAIA-X
nicht ausgeschlossen werden kann, aus regulatorischer Sicht (Domäne Industrie), der Plattform Industrie 4.0 und 35c3 und
zukünftig umgehen soll. weiteren Angeboten aufgebaut und diese verstärkt werden. Zwei
Hauptanwendungsfälle sollten im Fokus stehen: Smart-Product-
Aufgrund der Bedeutung von Kompetenzen für den Erhalt Angebote, das heißt der Verkauf von Maschinen als Service, und
von Digitaler Souveränität sind Plattformen für den Bildungs-, die Smart Factory, also die Vernetzung aller Maschinen unter-
Wissenschafts- und Medienbereich essenziell. Es gibt bereits schiedlicher Hersteller innerhalb der Fabrik nach Industrie 4.0-Vor-
Vorschläge für Bildungsplattformen, die mit Nachdruck weiterzu- bild. Hervorzuheben ist:
verfolgen sind. Auch hier müssen Agilität und Nutzerorientierung
Leitlinien sein – es gilt, die privatwirtschaftliche Innovationskraft § Zur Sicherung der Konnektivität unterstützt diese Platt-
zu nutzen. form Industrie 4.0-relevante Standards (OPC/UA, LWM2M,
MQTT …) und nutzt 5G-Technologie.
PaaS bietet für Unternehmen den Vorteil, dass sie keine § Im Edge-Layer kann Datenverarbeitung und -visualisierung
Ressourcen für die Entwicklungsinfrastruktur einplanen müssen in Echtzeit mittels KI/Maschinellem Lernen/Data Analytics
und vorgefertigte Softwaremodule (Micro-Services) genutzt stattfinden.
werden können. Dies schafft Potenziale für den Markteintritt § Steuerung und Management der Smart Factory werden durch
von Start-ups und erhöht die Wettbewerbsfähigkeit etablierter den Control-Layer abgedeckt.
Unternehmen, indem Kosten gesenkt werden und die Agilität
erhöht wird. Bei einem Rückgriff auf PaaS-Lösungen bestehen Diese Plattformbasis sollte von einem Konsortium geplant und
jedoch auch Risiken, wie zum Beispiel eine größere Gefahr von pilotiert werden. Bestehende europäische Softwarelösungen
Informationsabflüssen oder eine potenzierte Abhängigkeit (zum Beispiel Siemens Mindsphere, SAP Digital Manufacturing
gegenüber dem PaaS-Anbieter. Cloud, ADAMOS/Software AG oder Bosch IoT Suite) bilden die
3 | Vgl. BMWi 2020.
20Das Technologie-Schichtenmodell
jeweils eigenständige Vermarktungsbasis, wobei die Schnitt- Zusammenfassung
stellen in Open-Source als gemeinsame Konnektivität weiter-
entwickelt und integriert werden. Dieser Ebene kommt eine zentrale Bedeutung für Innnovationen,
die auf Ebene 5 beziehungsweise 6 entwickelt werden, zu, da
Durch eine gemeinsam abgestimmte Entwicklung kann die die Verfügbarkeit entsprechender Services für die Skalierung
europäische Plattformlandschaft defragmentiert werden, neuer Geschäftsmodelle entscheidend ist. Im B2C-Bereich
was zu erheblichen Skaleneffekten und einer stark ver- sind bereits starke US-Plattformen entstanden. Hier gilt es den
kürzten Markteinführungszeit für die Digitalisierung der entstandenen Abhängigkeiten politisch sowie regulatorisch zu
europäischen Industrie führt. Auf diese Weise können die begegnen.
nationalen und europäischen Digitalisierungsstrategien für
Industrie und Mittelstand/KMU entscheidend beschleunigt Im B2B-Bereich gibt es bislang keine dominierenden Platt-
werden. In diesem Kontext gilt es, eine Innovations- und Start- formen und zahlreiche Industrien beginnen gerade erst mit
up-Kultur (inklusive Kapital) zu fördern, welche eigene nutzer- der Digitalisierung. Um die Zukunftsfähigkeit und Industrie
orientierte Angebote agil und modern entwickelt. 4.0-Führerschaft (und damit auch Souveränität) Deutschlands
und Europas zu sichern, müssen innovative domänenspezifische
Gleichzeitig wird durch die Etablierung eines in Europa an- Plattformen und Geschäftsmodelle jetzt und hier entstehen.
sässigen IIoT-Architekturstandards die Digitale Souveränität Aktuell sind vorhandene europäische Angebote zu fragmentiert,
der europäischen Industrie gesichert. Hier können europäische deshalb ist die Etablierung einer kollaborativen IIoT-Plattform
Kompetenzen im Bereich der Telekommunikation (Deutsche eine wichtige Voraussetzung zur Sicherung der Souveränität der
Telekom, Ericsson, Nokia) eingesetzt und mit dem industriellen europäischen Industrie. Ein kollaboratives Reallabor zu deren
Know-how der europäischen Technologieführer verknüpft Umsetzung sollte daher breite Unterstützung aus Industrie, Wirt-
werden. schaft und Politik erfahren.
215 Europäische Datenräume Zum Beispiel für Mobilität, Health, Public Sector,
digitaler öffentlicher Raum
Reallabor: Datenraum Mobilität Institution:
GAIA-X, Datenstrategie D, EU
Elemente dieser Ebene Die Entwicklung und schnelle Umsetzung attraktiver Angebote
für industrielle Datenökosysteme und hoheitliche Aufgaben muss
Im digitalen Zeitalter sind Daten mehr denn je eine Schlüssel- daher politisch begleitet und gefördert werden. Initiativen wie
ressource für Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft. Die GAIA-X und die International Data Spaces (IDS) stellen hierfür
Fähigkeit, Daten zu nutzen, zu verknüpfen und auszuwerten, ist wichtige politische Ausgangspunkte und konzeptionelle Blau-
gleichermaßen Grundlage für Innovation und wirtschaftliche pausen dar. In verschiedenen Papieren des Bundes und Europas
Prosperität, für das Generieren von Wissen und für den ge- wurde die Bedeutung von vertrauenswürdigen Datenräumen,
sellschaftlichen Zusammenhalt. die einen sicheren domänenspezifischen und -übergreifenden
Datenzugang beziehungsweise -austausch ermöglichen, bereits
Trotz dieser immensen Chancen und trotz fortschreitender erkannt. Die am 27.01.2021 veröffentlichte Datenstrategie des
Digitalisierung schöpft Deutschland das enorme Potenzial der Bundes4 ist ein wichtiges Instrument und sollte konsequent um-
erhobenen Daten für Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft – gesetzt werden.
und auch für Digitale Souveränität – bei Weitem nicht aus. Die
Gründe dafür sind zahlreich – von fehlenden Standards über Beispiel Datenraum Mobilität – Problemstellung
Unsicherheiten des rechtlichen Rahmens bis hin zum fehlenden und Status quo
Willen, Daten zu teilen.
Zur Erreichung der Datensouveränität in Deutschland und Europa
Die digitale Ökonomie ist eine datenfokussierte Ökonomie. besteht im Mobilitätsbereich ein großer Bedarf an der Ver-
Insbesondere Anwendungen, die Künstliche Intelligenz (KI) netzung heterogener Daten und Dienste, um eine nutzerfreund-
nutzen, sind von großen Datenmengen vollständig abhängig, liche und nachhaltige Mobilität der Zukunft – zum Beispiel die
um Datenmuster zu erkennen und daraus Algorithmen zu ent- Verknüpfung verschiedener Verkehrsträger zu einer intermodalen
wickeln. Deshalb muss es das Ziel sein, große vernetzte, offene Reisekette – zu ermöglichen.
und sichere Datenräume in Europa zu erzeugen.
Der große Wert einer Vernetzung von Daten in einem Datenraum
Im B2C-Bereich sind diese Datenräume in den USA und in China besteht darin, dass neue Mobilitätsdienste und komplementäre
entstanden – deutschen beziehungsweise europäischen Firmen Geschäftsmodelle (B2B und B2C) realisiert werden können.
fehlen in diesen Bereichen bereits die Daten für Innovationen.
Außerdem ergeben sich – aufgrund der Kontrolle über Daten- Dabei sind zwei grundlegende Voraussetzungen zu schaffen:
räume europäischer Daten außerhalb Europas – Souveräni-
tätsfragen. Um diesen zu begegnen, ist entscheidend, die 1. Das Erreichen des Commitments aller relevanten Stake-
Regulationshoheit (Stichwort: US CLOUD Act hinsichtlich des holder, Daten zu liefern, als Voraussetzung für die erfolg-
Datenzugangs, zu dem eine europäische Antwort noch fehlt, reiche Implementierung des Datenraums. Hier wurde schon
beziehungsweise Digital Service Act hinsichtlich der Content seit einigen Jahren erfolglos versucht, solch ein Commitment
Regulation) und Governance-Hoheit (Stichwort: Durchsetzen zu erlangen.
von europäischen (DSGVO-)Standards gegenüber Anbietern) zu
behalten. 2. Ein regulatorisch und industriepolitisch definierter
Rahmen muss entwickelt werden, damit nicht als Ergebnis
Im B2B-Bereich sind solche Datenräume größtenteils noch der Schaffung des Datenraumes lediglich die Hyperscaler
nicht entstanden. Sollte es amerikanischen und chinesischen noch schneller ihre Dominanz ausbauen können, sondern
Hyperscalern gelingen, auch hier die maßgeblichen Daten- die neuen, oft Start-up-getriebenen Aktivitäten in Europa eine
räume zu errichten beziehungsweise zu beherrschen, hätte dies Chance haben.
gravierende wirtschaftliche Folgen für Deutschland und Europa
und bedeutete in der Konsequenz dann auch Einschränkungen
des Handlungsspielraumes und somit der Souveränität.
4 | Vgl. Bundeskanzleramt 2021.
22Sie können auch lesen
