Industrial AI und Robotik sind zentrale Schlüsseltechnologien für den High-Tech- und Produktionsstandort Nordrhein-Westfalen. Sie ermöglichen effizientere, flexiblere und resilientere Prozesse, steigern Produktivität und Qualität und helfen, dem Fachkräftemangel zu begegnen.
Ihr Potenzial entsteht durch das Zusammenspiel von KI, Sensorik, Aktorik, Edge- und Cloud-Computing, Halbleitern, Datenräumen, digitalen Zwillingen sowie moderner Kommunikations- und Automatisierungstechnik. So entstehen lernfähige Roboter, Cobots, autonome Systeme und intelligente Maschinen, die ihre Umgebung wahrnehmen, bewerten und autonom handeln.
Mit dem Magazin „Schlüsseltechnologien für Industrial AI und Robotik“ zeigen wir die Kompetenzlandschaft in NRW – von Entwicklung und Forschung über Systemintegration bis zur industriellen Anwendung. Gesucht werden Praxisbeispiele, Forschungsprojekte, Technologien und Kooperationen aus NRW, die Innovation, Transfer und industrielle Wertschöpfung sichtbar machen.
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Deadline für die Einreichung eines Beitrags ist Montag, der 05. Oktober 2026.
Neuromorphic Computing überträgt Prinzipien der Informationsverarbeitung im Gehirn auf neue Computerarchitekturen. Nordrhein-Westfalen vereint dafür Kompetenzen von der Material- und Bauelementforschung über Chipdesign und Nanofabrikation bis zu Software, Anwendungen und industrieller Skalierung.
Künstliche Intelligenz eröffnet neue Möglichkeiten – in der industriellen Produktion, der Mobilität, der Medizin, der Robotik oder in intelligenten Sensor- und Assistenzsystemen. Gleichzeitig wächst mit der Leistungsfähigkeit von KI-Modellen auch ihr Bedarf an Rechenleistung und Energie. Besonders bei Anwendungen, die Daten unmittelbar vor Ort auswerten müssen, stoßen klassische Computerarchitekturen zunehmend an Grenzen.
Eine Ursache ist die Trennung von Prozessor und Speicher: Daten müssen fortlaufend zwischen beiden Einheiten übertragen werden. Dieser sogenannte Von-Neumann-Flaschenhals kostet Zeit und Energie. Neuromorphe Systeme verfolgen einen anderen Ansatz. Inspiriert von der Arbeitsweise biologischer Nervensysteme bringen sie Speicherung und Verarbeitung enger zusammen, rechnen hochparallel und verarbeiten Informationen teilweise ereignisgesteuert – also dann, wenn tatsächlich relevante Signale auftreten.
Neuromorphic Computing bedeutet dabei nicht, das menschliche Gehirn vollständig nachzubauen. Vielmehr werden einzelne Prinzipien seiner außergewöhnlich effizienten Informationsverarbeitung technisch nutzbar gemacht. Zum Einsatz kommen beispielsweise Memristoren als künstliche Synapsen, analoge In-Memory-Schaltungen, photonische Komponenten oder physikalische Reservoirs. Sie können spezialisierte KI-Aufgaben mit geringer Latenz und niedrigem Energiebedarf direkt auf Sensoren, mobilen Geräten oder in Maschinen ausführen.
Das ist insbesondere für Edge AI interessant: Wenn Daten dort verarbeitet werden, wo sie entstehen, sinkt der Kommunikationsbedarf zur Cloud. Reaktionszeiten werden kürzer, sensible Daten können lokal verbleiben und autonome Systeme werden unabhängiger von einer permanenten Netzverbindung. Potenzielle Anwendungen reichen von lernenden Robotern und Fahrzeugen über die industrielle Zustandsüberwachung bis zu medizinischen Geräten und intelligenten Infrastrukturen.
Neuromorphe Systeme werden klassische Prozessoren und Hochleistungsrechner voraussichtlich nicht vollständig ersetzen. Ihre Stärke liegt in der Spezialisierung und in der Kombination mit anderen Rechnerarchitekturen. Entscheidend ist deshalb das Zusammenspiel von Materialien, Bauelementen, Schaltungsdesign, Algorithmen, Software und konkreten Anwendungen.
Genau hier besitzt Nordrhein-Westfalen besondere Kompetenzen. Vor allem in der Region Aachen-Jülich, aber auch in Dortmund, Bochum, Siegen und weiteren Standorten arbeiten Wissenschaft, Start-ups und etablierte Industrieunternehmen an unterschiedlichen Teilen der neuromorphen Wertschöpfungskette. Bereits die NMWP.NRW-Magazine „Schlüsseltechnologien aus NRW als Enabler für zukünftige Digital- und Computing-Konzepte“ und „Future of Computing“ haben die Breite dieses Ökosystems sichtbar gemacht.
Zukunftscluster: Spitzenforschung für Innovation und Wertschöpfung
Zukunftscluster verbinden ausgewählte Spitzenforschung mit Unternehmen und beschleunigen den Transfer in Anwendung und wirtschaftliche Wertschöpfung. NeuroSys setzt diesen Ansatz für neuromorphe Hardware in der Region Aachen-Jülich um.
Zukunftscluster NeuroSys, Aachen-Jülich
Der vom Lehrstuhl für Elektronische Bauelemente der RWTH Aachen koordinierte Zukunftscluster NeuroSys bündelt Kompetenzen der RWTH Aachen, des Forschungszentrums Jülich, der AMO GmbH sowie zahlreicher Unternehmen und Akteure der Wirtschaftsförderung. In sieben Projekten arbeitet der Cluster interdisziplinär an memristiven Bauelementen, photonischen neuromorphen Schaltungen, Algorithm-Hardware-Co-Design, Anwendungen, dem Transfer der Technologien in die Wirtschaft sowie deren soziökonomischer Wirkung. NeuroSys verfolgt damit nicht nur einzelne Forschungsfragen, sondern den Aufbau einer durchgängigen Technologiebasis und eines regionalen Innovationsökosystems für europäische KI-Hardware.
Weitere beispielhafte Akteure aus Nordrhein-Westfalen
Die folgende Auswahl nennt ausdrücklich nur beispielhafte Akteure und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Sie verdeutlicht die unterschiedlichen Kompetenzen, die Nordrhein-Westfalen im Neuromorphic Computing zusammenführt.
AIXTRON SE, Herzogenrath
AIXTRON entwickelt im Rahmen von NeuroSys die MOCVD-Anlagentechnologie für neuromorphe Bauelemente aus zweidimensionalen Materialien weiter. Solche atomar dünnen Materialschichten können neuartige memristive Funktionen ermöglichen, müssen für eine industrielle Nutzung aber reproduzierbar und auf größeren Wafern hergestellt werden. AIXTRON adressiert damit eine entscheidende Schnittstelle zwischen Materialforschung, Bauelemententwicklung und späterer Skalierung.
Die AMO GmbH bringt als Forschungs- und Entwicklungspartner für Wissenschaft und Industrie ihre Infrastruktur und Expertise in der Mikro- und Nanofabrikation, bei zweidimensionalen Materialien und in der Integration neuartiger Bauelemente ein. Im Zukunftscluster NeuroSys arbeitet sie sowohl an der Technologiereifung memristiver Komponenten als auch an photonischen neuromorphen Schaltungen. Ein Schwerpunkt sind ultrakompakte Graphen-Phasenmodulatoren, die in photonischen Tensorkernen besonders schnelle und energieeffiziente Vektor-Matrix-Berechnungen ermöglichen sollen.
Automaton Engine (AE), Jülich
Das aus dem Forschungszentrum Jülich hervorgegangene Gründungsvorhaben Automaton Engine entwickelt leistungsfähige und energieeffiziente KI-Chips für autonome Systeme am Netzwerkrand (Edge AI). Die Technologie basiert auf neuartigen Hardware- und KI-Architekturen, die hochperformante Bildverarbeitung und Entscheidungsfindung mit äußerst geringer Latenz und niedrigem Energieverbrauch ermöglichen. Dadurch können KI-Anwendungen direkt in Drohnen, mobilen Robotern und industriellen Inspektionssystemen ausgeführt werden, ohne auf Cloud-Rechenzentren angewiesen zu sein. Zu den Zielmärkten zählen insbesondere autonome Robotik, industrielle Automatisierung, intelligente Inspektionssysteme sowie autonome Mobilitätslösungen. Automaton Engine verfolgt das Ziel, Europas technologische Souveränität im Bereich Edge-KI-Hardware zu stärken und die nächste Generation intelligenter autonomer Maschinen zu ermöglichen. 2025 erhielt Automaton Engine eine Förderung im Rahmen des Programms NRW Startup Transfer.
Teile des Bilds sind KI generiert
cimona.ai, Jülich/Aachen
cimona.ai entwickelt energieeffiziente Compute-in-Memory-Hardware-IP für moderne KI-Modelle. Das aus dem Forschungsumfeld des Forschungszentrums Jülich und der RWTH Aachen hervorgegangene Gründungsvorhaben adressiert insbesondere Transformer und Large Language Models. Ein Schwerpunkt liegt auf der Hardwarebeschleunigung des Attention-Mechanismus und des dynamisch aktualisierten KV-Caches, indem Speicherung und Berechnung direkt in spezialisierten Speicherschaltungen kombiniert werden. Dadurch soll der energie- und zeitintensive Datentransfer zwischen Speicher und Recheneinheiten reduziert werden. Ziel ist die Entwicklung integrierbarer Hardware-IP für energieeffiziente Edge-AI-Anwendungen, beispielsweise in mobilen, industriellen und autonomen Systemen. Das Vorhaben wird im Rahmen des EXIST-Forschungstransfers gefördert.
ELEMENT 3–5 GmbH, Baesweiler
Die ELEMENT 3–5 GmbH entwickelt Anlagen und Prozesse für die ressourceneffiziente Epitaxie von Halbleitern mit großem Bandabstand. Die plasmabasierte „Next Level Epitaxy“ ermöglicht monokristalline Schichten bei deutlich niedrigeren Prozesstemperaturen als konventionelle Verfahren und eröffnet damit neue Möglichkeiten für temperaturempfindliche Substrate und Materialkombinationen. Mit dem ACCELERATOR 3500K adressiert das Unternehmen unter anderem die skalierbare Herstellung von Aluminiumnitrid-Startschichten für das anschließende GaN-Wachstum. Für das neuromorphe Ökosystem liegt die Bedeutung insbesondere in der industriellen Herstellung neuartiger Schichtsysteme.
ELMOS Semiconductor SE, Dortmund
ELMOS ist als Industriepartner an NeuroSys und an der anwendungsspezifischen Technologiereifung memristiver Bauelemente beteiligt. Das Unternehmen bringt insbesondere Erfahrung mit industriellen CMOS-Prozessen, integrierten Schaltungen und automobilgeeigneter Halbleitertechnik ein. In Forschungsarbeiten dienen CMOS-Chips von Elmos der Integration nanoskaliger Memristoren.
Forschungszentrum Jülich und BMFTR-Verbundprojekt NEUROTEC-II
Neurowissenschaftlich Forschende im FZJ analysieren grundlegend die Struktur und Funktion des Gehirns unter anderem durch Simulation neuronaler Netze auf Hochleistungsrechnern. Innerhalb des interdisziplinären Forschungsprogramms des FZJ werden die im biologischen Vorbild gefundenen Eigenschaften genutzt, um energieeffizientere neuroinspirierte Computing Algorithmen und Systeme zu entwerfen. Die Entwicklung der Systeme erfolgt zusammen mit weiteren Partnern aus Wissenschaft und Industrie entlang des gesamten Hardware-Software Stacks. Das vom BMFTR im Rahmen der Strukturstärkung des Rheinischen Reviers geförderte Verbundprojekt NEUROTEC-II führt die regionalen Kompetenzen von FZJ, RWTH, AMO, AMOtronics, Aixtron, aixACCT Systems, und Surface Technologies zusammen. Sie untersuchen memristive Materialsysteme und deren Herstellprozesse, nutzen dediziert im Projekt entwickelte Messtechnik und Simulationstools, um daraus nanoelektronische CMOS ko-integrierte Bauteile herzustellen und zu optimieren. Neuro-Inspirierte Hardware-Algorithmus Ko-entwürfe auf Basis dieser Bauteile werden ins Chipdesign überführt. Die im Projekt endgefertigten Chips demonstrieren Rechnen-im-Speicher, Assoziativspeicher und künstliche Neuronale Netze. Diese mixed-signal Demonstratorchips werden im direkten Vergleich zu ebenfalls im Projekt entwickelten rein digitalen Chips evaluiert.
Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS
Das Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS verbindet Sensorentwicklung, integrierte Mikroelektronik und eingebettete KI. Im Fraunhofer-Leitprojekt NeurOSmart verantwortete das Institut die KI-gestützte Datenvorverarbeitung, die Systemintegration und das LiDAR-Sensorsystem. Ein zentrales Feature in dem Projekt ist die direkte Integration der Datenverarbeitung in das Sensorsystem: Zunächst wird die große Menge an Bilddaten, die aufgrund des weiten Sichtfeldes des Sensors entsteht, vorverarbeitet. Vom Fraunhofer IMS entwickelte Algorithmen bündeln die eingehenden Signale und erkennen die Bereiche in der Szene, die von besonderem Interesse sind. Dadurch kann der Sensor für die folgenden Analysen exakt ausgerichtet werden, was Leistung spart und die Datenrate senkt. Damit besetzt Duisburg insbesondere die Schnittstelle zwischen Sensorik, Edge AI und der Überführung neuromorpher Ansätze in anwendungsnahe Systeme.
GEMESYS Technologies, Bochum
GEMESYS entwickelt eine analoge, gehirninspirierte Chiparchitektur für Edge AI. Der Ansatz nutzt memristive Prinzipien, um die bei neuronalen Netzen besonders häufigen Rechenoperationen näher am Speicher beziehungsweise unmittelbar in der analogen Schaltung auszuführen. Ziel ist es, nicht nur die Inferenz, sondern auch das Lernen und die Anpassung von KI-Modellen direkt auf mobilen Geräten, Sensoren und autonomen Systemen zu ermöglichen.
Hochschule Bielefeld – University of Applied Sciences and Arts
Die Hochschule Bielefeld (HSBI) erforscht am Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik in der Arbeitsgruppe Ressourceneffiziente Mikroelektronik und Cognitive Edge Computing (ReMi)Prof. Dr.-Ing. Thorsten Jungeblut ressourceneffiziente Hardwarearchitekturen für eingebettete KI. Im abgeschlossenen Projekt NireHApS wurden spikende neuronale Netze, Online-Lernen und neuromorphe Beschleuniger auf FPGA- und Many-Core-Plattformen untersucht und mit ereignisbasierten Sensoren verbunden. Das aktuelle Projekt Edge4SparseML führt diesen hardwarenahen Ansatz in breiterer Form fort: Entwickelt werden automatisierte Methoden für das Hardware-KI-Co-Design ressourcenbeschränkter Edge-Systeme, einschließlich ereignisgetriebener Klassifikation sowie der Bewertung von Leistung, Latenz und Energiebedarf. Erprobt werden die Lösungen unter anderem in der industriellen Oberflächeninspektion.
RWTH Aachen – Integrierte Digitale Systeme und Schaltungsentwurf
Der Lehrstuhl für Integrierte Digitale Systeme und Schaltungsentwurf der RWTH Aachen entwickelt energie- und flächeneffiziente Chiparchitekturen und Schaltungskonzepte in modernen CMOS-Technologien. Im Mittelpunkt stehen Hardwarerealisierungen für künstliche und biologische neuronale Netze sowie das Algorithm-Hardware-Co-Design. Untersucht werden unter anderem die Überführung klassischer neuronaler Netze in spikende Varianten, Time-Domain Computing, Compute-in-Memory und Werkzeugketten für memristive KI-Beschleuniger. Mit neuroAIx arbeitet der Lehrstuhl außerdem an beschleunigten Simulationen biologischer neuronaler Netze. Er ergänzt das Aachener Ökosystem damit um die digitale Architektur- und Entwurfsperspektive von Algorithmus über Schaltung zu physischer Implementierung.
Am Lehrstuhl für Mikro- und Nanoelektronik der TU Dortmund erforschen Prof. Dr.-Ing. Stefan Tappertzhofen und Apl. Prof. Dr.-Ing. Dirk Schulz memristiv-schaltende Materialien. Auf deren Basis werden neuartige Bauelemente entwickelt und modelliert, die ein Bindeglied zwischen Neuromorphik, Sensorik und Quantentechnologien bilden. Einen komplementären Ansatz verfolgt die Dortmunder Experimentalphysik: Ein internationales Team entwickelte ein Phonon-Magnon-Reservoir auf einem Chip, das analoge Signale physikalisch vorverarbeitet und damit neue Perspektiven für kompaktes Reservoir Computing eröffnet.
Universität Bielefeld und CITEC
Die Universität Bielefeld verbindet an der Technischen Fakultät und am Center for Cognitive Interaction Technology (CITEC) bioinspirierte Algorithmen mit intelligenten technischen Systemen. Die Forschungsgruppe Nachhaltige KI untersucht, wie sich Mechanismen biologischer Nervensysteme für energieeffizientere Lernverfahren nutzen lassen. Im Verbundprojekt EVENTS wurden ereignisbasierte KI-Algorithmen für neuromorphe Systeme zur maschinellen Bildverarbeitung entwickelt. Das laufende EU-Projekt PRIMI verbindet neuromorphes Engineering und ereignisgesteuerte Informationsverarbeitung mit kognitiver Robotik. Die entstehenden Systeme sollen unter anderem in der robotergestützten Rehabilitation nach Schlaganfällen erprobt werden.
Universität Siegen
Der Lehrstuhl für Analoge Schaltungen und Bildsensoren um Prof. Bhaskar Choubey entwickelt gemeinsam mit Prof. Peter Haring Bolivar am Lehrstuhl für Höchstfrequenztechnik und Quantenelektronik und Dr.-Ing. habil. Andreas Bablich am Lehrstuhl für Graphen-basierte Nanotechnologie im eigenen Reinraum Memristoren und untersucht ihre Integration mit Siliziumschaltungen und bildgebenden Sensoren. Ziel sind stromsparende analoge Edge-AI-Systeme, die Daten bereits im Sensorumfeld verarbeiten können. Damit verbindet die Universität Siegen Material- und Bauelemententwicklung mit CMOS-Schaltungsdesign, Bildsensorik und neuromorphen Anwendungen.
NRW-Kompetenzen entlang der neuromorphen Wertschöpfungskette
Die Stärke Nordrhein-Westfalens liegt nicht allein in einzelnen wissenschaftlichen Ergebnissen oder Unternehmensideen. Entscheidend ist die Verbindung komplementärer Kompetenzen: neue Materialien und Memristoren, Nano- und CMOS-Integration, photonische und analoge Schaltungen, Hardware-Software-Co-Design, Fertigungs- und Messtechnik sowie konkrete Anwendungen.
Noch befinden sich viele neuromorphe Ansätze zwischen Grundlagenforschung, Demonstrator und industrieller Validierung. Welche Architekturen sich für welche Anwendungen durchsetzen werden, ist offen. Nordrhein-Westfalen besitzt jedoch gute Voraussetzungen, diesen Entwicklungsweg mitzugestalten – von der Erforschung neuer physikalischer Prinzipien bis zur Überführung in energieeffiziente KI-Hardware. Damit kann Neuromorphic Computing nicht nur zu leistungsfähigeren digitalen Systemen beitragen, sondern auch zu mehr technologischer Souveränität, nachhaltigerer Digitalisierung und neuer Wertschöpfung in NRW.
Die Bau- und Baustoffwirtschaft ist ein zentraler Wertschöpfungs- und Transformationsbereich Nordrhein-Westfalens. Sie schafft die Grundlagen für Wohnen, Mobilität, Energieversorgung und industrielle Infrastruktur. Zugleich steht sie vor der Aufgabe, Ressourcenverbrauch und Treibhausgasemissionen deutlich zu senken, Stoffkreisläufe zu schließen und trotz Kosten- und Fachkräftedruck produktiver, resilienter und wettbewerbsfähiger zu werden.
Entscheidende Impulse kommen aus der High-Tech-Entwicklung: Neue Werkstoffe und ressourceneffiziente Herstellungsverfahren treffen auf Sensorik und Photonik, Mikroelektronik, Künstliche Intelligenz, Robotik, digitale Zwillinge, additive Fertigung sowie moderne Recyclingtechnologien. In ihrem Zusammenspiel ermöglichen sie emissionsärmere und leistungsfähigere Baustoffe, datenbasierte Produktions- und Bauprozesse, automatisierte Baustellen, langlebigere Infrastrukturen und neue zirkuläre Geschäftsmodelle.
Mit dem Magazin „NRW baut auf High-Tech: Innovationen in der Bau- und Baustoffwirtschaft“ zeigen wir die technologische Kompetenz und Innovationskraft Nordrhein-Westfalens entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von Materialforschung und Baustoffproduktion über Planung und Realisierung bis zu Betrieb, Rückbau und Wiederverwertung. Im Fokus stehen wegweisende Technologien, Praxisbeispiele, Forschungs- und Transferprojekte sowie erfolgreiche Kooperationen zwischen Wirtschaft, Wissenschaft und Anwendung.
Gesucht werden Beiträge aus NRW, die zeigen, wie Schlüsseltechnologien den Wandel zu einer ressourceneffizienten, klimaverträglichen und wettbewerbsfähigen Bauwirtschaft vorantreiben und neue Wertschöpfung ermöglichen.
Diskutieren Sie mit uns die Kernthesen und Handlungsempfehlungen
Seit dem Kick-off am 25. Juni 2026 haben zahlreiche Akteurinnen und Akteure aus Wirtschaft und Wissenschaft ihre Perspektiven auf den Halbleiter- und Mikroelektronikstandort Nordrhein-Westfalen eingebracht – im Rahmen der Online-Befragung, in bilateralen Gesprächen und im Austausch mit dem Experten-Board.
Auf dieser Grundlage wurden die zentralen Erkenntnisse weiter ausgearbeitet und zu Kernthesen und konkreten Handlungsempfehlungen für das Whitepaper verdichtet. Diese möchten wir nun noch einmal mit Expertinnen und Experten aus Nordrhein-Westfalen diskutieren und fachlich schärfen.
Online-Workshop
Dienstag, 13. Oktober 2026 16:00 Uhr bis ca. 18:00 Uhr Online
Nach einer kurzen Begrüßung und einem Überblick über den bisherigen Prozess stellen wir die Kernthesen des Whitepapers vor und diskutieren sie nacheinander mit den Teilnehmenden. Anschließend richten wir den Blick auf die daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen.
Im Mittelpunkt steht der offene fachliche Austausch: Neben konkretem Feedback zu den vorgestellten Ergebnissen sind ausdrücklich auch ergänzende Hinweise, neue Perspektiven und weiterführende Vorschläge willkommen. Die Ergebnisse des Workshops fließen in die abschließende Ausarbeitung des Whitepapers ein.
Anmeldung
Sie können nicht am Workshop teilnehmen?
Auch unabhängig vom Workshop können Sie Ihre Erfahrungen und Einschätzungen zum Halbleiter- und Mikroelektronikstandort Nordrhein-Westfalen einbringen. Sofern Sie noch nicht an unserer Online-Befragung teilgenommen haben, freuen wir uns über Ihren persönlichen Input.
Die Rückmeldungen werden anonymisiert ausgewertet und im weiteren Whitepaper-Prozess berücksichtigt.
Halbleiter und Mikroelektronik sind von zentraler Bedeutung für industrielle Wertschöpfung, technologische Souveränität und die Resilienz zahlreicher Branchen. Nordrhein-Westfalen verfügt über eine breite industrielle Anwenderbasis, exzellente Forschung und vielfältige technologische Kompetenzen.
Das Whitepaper soll diese Stärken und Potenziale sichtbar machen, zentrale Herausforderungen herausarbeiten und konkrete Perspektiven für die Weiterentwicklung des Standorts ableiten. Ziel ist eine gemeinsame strategische Grundlage für Wirtschaft, Wissenschaft und Politik.
Ihre Perspektive ist gefragt!
Gestalten Sie das Whitepaper mit: Akteurinnen und Akteure aus Wirtschaft, Wissenschaft, Transfer und Netzwerken sind eingeladen, ihre Erfahrungen und Einschätzungen zum Halbleiter- und Mikroelektronik-Standort Nordrhein-Westfalen einzubringen. Die Ergebnisse werden anonymisiert ausgewertet und fließen direkt in das Whitepaper ein.
Düsseldorf, 26.06.2026 – Halbleiter sind kleinste Bausteine mit größter strategischer Wirkung. Mit der Kick-off-Veranstaltung zum Whitepaper „Halbleiter und Mikroelektronik in NRW: Industrielle Wertschöpfung, Resilienz und Zukunftschancen“ ist in Düsseldorf ein landesweiter Beteiligungsprozess zur strategischen Weiterentwicklung des Halbleiter- und Mikroelektronik-Standorts Nordrhein-Westfalen gestartet. Das Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen hat NMWP.NRW als High-Tech-Cluster des Landes mit der Erstellung des Whitepapers und der Koordination des Prozesses beauftragt.
Mona Neubaur, Stellvertretende Ministerpräsidentin: „Halbleiter entscheiden mit darüber, ob Europa in zentralen Zukunftstechnologien handlungsfähig bleibt. Nordrhein-Westfalen hat dafür echte Stärken: eine breite industrielle Basis, exzellente Forschung, tiefe technologische Kompetenz. Was bisher fehlt, ist eine gemeinsame strategische Perspektive. Die entwickeln wir jetzt — im Dialog mit den Akteurinnen und Akteuren des Landes.”
Beim Auftakt brachten Vertreterinnen und Vertreter aus Unternehmen, Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Netzwerken und Politik ihre Perspektiven ein. Im Mittelpunkt standen die strategische Bedeutung von Halbleitern und Mikroelektronik für Nordrhein-Westfalen, die Stärken und Entwicklungspotenziale des Standorts sowie die Frage, wie vorhandene Kompetenzen künftig wirksamer zusammengeführt werden können.
Nordrhein-Westfalen bringt dafür wichtige Voraussetzungen mit: eine starke industrielle Anwenderbasis, exzellente Forschungs- und Transferstrukturen sowie technologische Kompetenzen in Bereichen wie Werkstoffe, Photonik, Mikrosystemtechnik, Leistungselektronik, Sensorik, KI, Energie- und Produktionstechnologien. Die Stärke des Standorts liegt dabei nicht in einem einzelnen Schwerpunkt, sondern in der Verbindung von industrieller Breite und technologischer Tiefe. Gerade in anwendungsnahen Zukunftsfeldern wie Industrial AI, vernetzter Produktion, Energie- und Leistungselektronik, Mobilität, Kommunikationstechnologien oder sicheren digitalen Infrastrukturen kann Nordrhein-Westfalen damit zu mehr europäischer Wertschöpfung und Resilienz beitragen.
Das Whitepaper soll in den kommenden Monaten im Dialog mit den Akteurinnen und Akteuren des Standorts entstehen. Ziel ist es, die Kompetenzen des NRW-Halbleiter- und Mikroelektronik-Ökosystems sichtbar zu machen, Stärken und Chancen zu benennen, strategische Schwerpunkte herauszuarbeiten und konkrete Handlungsperspektiven für Wirtschaft, Wissenschaft und Politik abzuleiten.
NMWP.NRW übernimmt in diesem Prozess eine koordinierende und moderierende Rolle. Als landesweit vernetztes High-Tech-Cluster führt NMWP.NRW bestehende Aktivitäten, Initiativen und Kompetenzen zusammen, identifiziert Synergien und macht gemeinsame Entwicklungsperspektiven sichtbar.
„NMWP.NRW begleitet die High-Tech-Community in Nordrhein-Westfalen seit 2009. Halbleiter sowie Nano- und Mikroelektronik gehören seit Beginn zu den zentralen Themen unseres Netzwerks. Durch die technologischen, wirtschaftlichen und geopolitischen Entwicklungen der vergangenen Jahre entstehen neue Märkte, neue Wertschöpfungspotenziale und neue Anforderungen an resiliente Innovationsökosysteme. Für Nordrhein-Westfalen liegt darin eine große Chance: Wir können industrielle Anwendung, Forschung und Schlüsseltechnologien enger zusammenbringen und daraus ein starkes, anwendungsnahes Profil im Bereich Halbleiter und Mikroelektronik entwickeln. Wir freuen uns, diesen Prozess gemeinsam mit den Akteurinnen und Akteuren des Landes zu gestalten“, sagt Dr.-Ing. Harald Cremer, Clustermanager NMWP.NRW.
Akteurinnen und Akteure aus Wirtschaft, Wissenschaft, Transfer und regionalen Initiativen sind eingeladen, ihre Perspektiven in den weiteren Whitepaper-Prozess einzubringen.
In Nordrhein-Westfalen hat sich Wasserstoff längst vom Zukunftsversprechen zu einer konkreten industriepolitischen Chance entwickelt. Die aktuelle Ausgabe des NMWP.NRW-Magazins zeigt, wie politische Rahmenbedingungen, Infrastruktur und technologische Innovationen zusammenwirken, um neue Anwendungen zu ermöglichen und Wasserstoff-Wertschöpfung in Nordrhein-Westfalen konkret werden zu lassen.
Im Interview mit Wirtschaftsministerin Mona Neubaur wird deutlich, wie eng Klimaschutz und Wettbewerbsfähigkeit zusammen gedacht werden müssen. Effizienz, erneuerbare Energien und klimafreundliche Technologien sind demnach kein Kostenfaktor, sondern ein Standortvorteil – wenn Investitionen planbar werden, Regeln praxistauglich sind und Förderung gezielt ansetzt. Zugleich gilt: Wasserstoff soll dort wirken, wo er unverzichtbar ist, während in anderen Bereichen direkte Elektrifizierung schneller sein kann. Ebenso zentral ist die Rolle von Netzwerken und Clustern, die Akteure zusammenbringen und Transfer beschleunigen.
Auch durch unsere Zusammenarbeit mit dem Wasserstoff Hub Rhein-Kreis Neuss/Rheinland e. V. setzt das Magazin genau an dieser Schnittstelle an: Dr. Stefanie Kesting (Thyssengas) beschreibt, warum der Erfolg des H₂-Kernnetzes sich an den regionalen „Abfahrten“ entscheidet – an Anschlüssen, die Wasserstoff tatsächlich zu Unternehmen bringen. Beispiele aus NRW zeigen, wie partnerschaftliches Vorgehen trotz noch offener Fragen Tempo erzeugt.
Technologisch spannt das Magazin den Bogen vom System zur Komponente: vom Bild des Wasserstoffs als „Stütze“ eines resilienten Energiesystems bis zu konkreten Lösungen in Sensorik, Sicherheitstechnik und Verbrennung, in Schichten und Beschichtungen für Elektrolyse und Brennstoffzellen sowie in materialwissenschaftlichen Fragen der „Wasserstoff-Tauglichkeit“. Damit wird greifbar, wie Nano- und Mikrotechnologien, neue Werkstoffe und Photonik direkt zu Skalierung und Industrieeinsatz beitragen.
Auch die Umsetzungsperspektive wird beleuchtet: Das Projekt H2HS in Heinsberg illustriert regionale, integrierte Wertschöpfung von Erzeugung über Speicherung bis zur Anwendung im Verkehr – skalierbar und anschlussfähig für weitere Sektoren. Weitere Beiträge zeigen: Der Hochlauf scheitert nicht an Ideen, sondern an der Herausforderung, Technologie in Serie und Infrastruktur in die Fläche zu bringen.
Das NMWP.NRW-Magazin #17 versteht sich als Einladung: zum Mitdenken, zum Vernetzen und vor allem zum Umsetzen. Nordrhein-Westfalen bringt industrielle Dichte, Forschung und Innovationskultur mit, um Wasserstoff-Wertschöpfungsketten aufzubauen und Strukturwandel als Chance zu gestalten.
Die Sicherheits- und Verteidigungsindustrie begleitet den Cluster NMWP.NRW schon seit vielen Jahren als wichtiges Anwendungsfeld unserer Schlüsseltechnologien – Nanotechnologie, Nano- und Mikrosystemtechnik, Innovative Materialien und Photonik. Ähnlich wie die Automobilindustrie, die Medizintechnik oder AeroSpace ist auch dieses Feld eng mit den technologischen Entwicklungen unserer Community verwoben.
Als wir uns entschieden haben, der Sicherheits- und Verteidigungsindustrie in unserer Arbeit einen sichtbaren Schwerpunkt zu geben, hat uns die Resonanz dennoch überrascht. Trotz der hohen ökonomischen Relevanz des Themenfeldes in Nordrhein-Westfalen war die Dynamik unerwartet: Der gemeinsam mit AeroSpace.NRW und Rheinmetall Aviation Services veranstaltete Themenabend „High-Tech Produktion und innovative Materialien für die Luftfahrt“ im April 2024 war bereits nach zwei Tagen ausgebucht – ebenso wie die Folgeveranstaltung „High-Tech aus NRW für die Sicherheits- und Verteidigungsindustrie“ im Februar 2025.
Dieses Magazin greift diese Dynamik auf und stellt exemplarische Entwicklungen vor, die die Leistungsfähigkeit der nordrhein-westfälischen Industrie unterstreichen. So zeigen Beiträge zur industriellen Computertomographie, wie zerstörungsfreie Prüfverfahren höchste Qualitätsanforderungen in der Verteidigung erfüllen können. Drohnentechno-logien aus Arnsberg verdeutlichen die Rolle modularer, leichter Systeme für Aufklärung und Katastrophenschutz. Textile Innovationen wie metallbeschichtete Fasern eröffnen neue Möglichkeiten für Schutz und Resilienz in Raumfahrt und Verteidigung. Auch Carbonfaser-Ansätze für nachhaltige Hochleistungswerkstoffe, Keramiken zum Personen-schutz oder die systematische Test- und Evaluationsinfrastruktur im elektromagnetischen Kampf illustrieren, wie breit und anwendungsnah die NRW-Kompetenzen sind.
Neben diesen technologischen Einblicken möchten wir besonders auf zwei Interviews hinweisen, die den strategischen Rahmen verdeutlichen: Mona Neubaur, Ministerin für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie, beschreibt die Verantwortung und Chancen, die NRW in einem sich wandelnden sicherheitspolitischen Umfeld hat. Dr. Hans C. Atz-podien, Hauptgeschäftsführer des BDSV, zeigt auf, wie mittelständische Unternehmen in Nordrhein-Westfalen ihre Kompetenzen in die Wertschöpfungsketten der Verteidigungsindustrie einbringen und so Europas Wehrfähigkeit stärken können.
Das aktuelle NMWP.NRW-Magazin macht deutlich: NRW verfügt nicht nur über technologische Exzellenz, sondern auch über eine einzigartige Struktur aus Großunternehmen, Mittelstand und Forschung, die gemeinsam an Lösungen für die Zukunft arbeiten. Unser Ziel ist es, diese Innovationskraft sichtbar zu machen und die Brücke zwischen Technologieentwicklung und sicherheitsrelevanter Anwendung weiter auszubauen.
In unserer immer komplexer werdenden Welt ist es die Digitalisierung, die uns wichtige Unterstützung bietet – von den zahllosen Helferlein im täglichen Leben bis hin zu hochkomplexen Recheninfrastrukturen. Betrachtet man die Digitalisierung genau, muss zwischen der Software und der Hardware unterschieden werden. So spielt innovative Hardware eine zentrale Rolle, denn durch sie werden viele Anwendungen wie Künstliche Intelligenz und Machine Learning überhaupt erst möglich. Mittels disruptiver Ansätze in der Computerhardware stärken wir unsere internationale Position als Innovationsstandort und heben so Marktpotentiale auf nationaler, europäischer oder globaler Ebene. Denn: Wenn man Daten und Software als Öl betrachten würde, sind innovative Computerarchitekturen die Fördertürme.
Bei innovativen Computerarchitekturen sind Schlüsseltechnologien wie die Nanotechnologie, die Nano- und Mikrosystemtechnik, die innovativen Materialien und die Photonik von zentraler Bedeutung. Diese liefern wichtige Impulse entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von neuen 2D-Materialien und photonischen Komponenten über entsprechende Produktionsprozesse wie der Elektronenstrahl-Lithografie bis hin zu kompletten Systemen wie Neuromorphe Chips. Insbesondere Schlüsseltechnologien aus Nordrhein-Westfalen leisten gleich auf verschiedensten Ebenen im Bereich der Nano- und Mikrosystemtechnik einen elementaren Beitrag zur Steigerung der Ressourceneffizienz, der Energieeinsparung sowie der Defossilisierung und der Resilienz. Hardware und Software sind so gemeinsam die treibenden Kräfte hinter den Fortschritten, die wir beispielsweise in Bereichen wie Gesundheitswesen, Bildung, Energie, Transport, Logistik, aber auch der Steigerung der Widerstandsfähigkeit kritischer Bereiche unserer Wirtschaft und Infrastrukturen sehen.
In Nordrhein-Westfalen gibt es bemerkenswerte wirtschaftliche und wissenschaftliche Aktivitäten in den Bereichen Neuromorphes Computing, High-Performance Computing und Modulares Supercomputing sowie Edge-Computing und Quantencomputing. Diese innovativen Technologien und Hardwareinnovationen entstehen – neben der Ausbildung von hochqualifizierten Fachkräften – in einem gut funktionierenden und gut vernetzten Ökosystem aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik.
Im Gespräch mit NMWP.NRW hat Frau Ina Brandes, Ministerin für Kultur und Wissenschaft des Landes Nordrhein-Westfalen unserer Wirtschafts- und Wissenschaftslandschaft ein hohes Innovationspotential attestiert. Gerade die hohe Dichte an exzellenter Forschung liefert mit wissenschaftlichen Erkenntnissen und wirtschaftlich erfolgreichen Spin-offs international wichtige Impulse.
Sie sehen – für „Future of Computing“ sind Schlüsseltechnologien wie die Nano- und Mikrosystemtechnik, die innovativen Materialien und die Photonik wichtige Enabler. Die Querschnittstechnologien sind unsere täglichen Begleiter und Unterstützer. Sie werden in der Öffentlichkeit kaum wahrgenommen, leisten aber unverzichtbare Bei-träge, um unser Leben zu verbessern und die Wirtschaft nachhaltig zu stärken. Wir möchten Ihnen mit diesem Magazin Einblicke in einige Aktivitäten und innovative Impulse aus NRW bieten.
Die Automobilbranche wandelt sich aktuell fundamental. Auch wenn dieser Wandel gesamte Wertschöpfungsketten – vom Automobilhersteller über die Zuliefererindustrie bis hin zur Materialforschung – vor grundsätzliche Herausforderungen stellt, bietet er auch eine Vielzahl an Chancen. Und wie in nahezu allen Märkten bieten die Schlüsseltechnologien auch hier elementare Lösungsansätze in verschiedensten Bereichen. Um einige Beispiele innovativer Impulse für die Mobilitätswende aufzuzeigen, hat sich der Cluster NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW dazu entschlossen, gemeinsam mit dem Cluster automotiveland.NRW ein Magazin dem Thema „Schlüsseltechnologien im Automobil der Zukunft“ zu widmen. Das Feedback aus der High-Tech-Community NRWs war derart groß, dass wir nur einige Beispiele aufnehmen und nicht die komplette Bandbreite abdecken können. Dennoch sind wir überzeugt, dass wir auch für Sie ein paar spannende Entwicklungen finden konnten.
Eine der Schlüsseltechnologien ist zum Beispiel die Digitalisierung als wichtiges und universelles Werkzeug unserer Zeit. Soft- und Hardware unterstützt – in der Digitalisierung vereint – unsere Wirtschaft nicht nur im Bereich Produktion, sondern zukünftig auch in Planungs- und Management-Prozessen immer stärker. Das Automobil der Zukunft soll nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch intelligenter werden. Die Sensorik, welche uns schon heute in Fahrerassistenzsystemen unterstützt, wird zukünftig das autonome Fahren ermöglichen. Dadurch steigt jedoch der Gesamtbedarf an Halbleitern im Automobil, da neben der Sensorik und den Aktoren eine gute Konnektivität zur Außenwelt und die Möglichkeit zur Kommunikation und Unterhaltung immer mehr zur Kaufentscheidung beitragen werden. Lesen Sie hierzu das Interview mit Prof. Dr.-Ing. Peter Burggräf, Lehrstuhlinhaber International Production Engineering and Management IPEM, Universität Siegen.
Neben Digitalisierung und Sensorik sind Werkstoffinnovationen ein zentrales Thema in der Wirtschaft. Denn 70 Prozent aller technischen Innovationen in Deutschland beruhen auf Werkstoffinnovationen. Innovative Werkstoffe und Materialien sind eng mit neuen Produktionsprozessen verbunden. Auch hier ist die Geschwindigkeit beeindruckend, mit der Bauteile performanter, aber auch leichter werden. Der 3D-Druck oder auch individuell geformte, funktionalisierte Glasflächen halten durch innovative Ansätze Einzug in die Serienproduktion. Ohne Werkstoffinnovationen ist die für die Elektromobilität notwendige Energiedichte bei Akkus nicht erreichbar. Aber auch das Recycling darf nicht außer Acht gelassen werden, um die Ressourceneffizienz, aber auch die Resilienz der Wirtschaft NRWs zu steigern. Hier sind wir stolz, Ihnen mit dem Batterie-Recycler „cylib“ den Gewinner des diesjährigen Innovationspreis NRW aus Aachen in diesem Magazin vorstellen zu können.
Im Gespräch mit NMWP.NRW und automotiveland.nrw hat Frau Mona Neubaur, Ministerin für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen unserer Wirtschafts- und Wissenschaftslandschaft ein hohes Innovationspotential attestiert. Für eine nachhaltige Mobilität brauchen wir saubere Autos, und die Schlüsseltechnologien sind hierfür unverzichtbar. Wichtig ist der NRW-Wirtschaftsministerin dabei, dass wir die Kompetenzen für diese Schlüsseltechnologien in Nordrhein-Westfalen haben und weiterentwickeln.
Sie sehen – Schlüsseltechnologien wie die Nano- und Mikrosystemtechnik, die innovativen Materialien und die Photonik sind wichtige Enabler für das Automobil der Zukunft. Sie werden in der Öffentlichkeit kaum wahrgenommen, leisten aber unverzichtbare Beiträge, um unser Leben zu verbessern und die Wirtschaft nachhaltig zu stärken. Wir möchten Ihnen mit diesem Magazin Einblicke in einige Aktivitäten und innovative Impulse aus NRW bieten.
Die Photonik ist nicht nur eine der ältesten Schlüsseltechnologien überhaupt, sie liefert bis heute immer wieder hochaktuelle Impulse und Innovationen in nahezu allen Anwendungsfeldern und Megamärkten. So gibt es heute kaum ein High-Tech-Produkt, welches in seinem Entstehungsprozess nicht mindestens einmal mit einem Laser bearbeitet wurde. Moderne Chips sind ohne optische Technologien nicht herstellbar und mittels „Laser Powder Bed Fusion“ können selbst kleinste Strukturen mit maximaler Effizienz 3D-gedruckt werden. Auch schnelle Datenverbindungen, wie sie für die Digitalisierung notwendig sind, sind ohne die Photonik nicht möglich.
Die Marktposition von Europas Photonik-Industrie ist weltweit Platz Zwei nach China. Auch in Deutschland befindet sich die Photonik-Industrie auf einem starken Wachstumskurs. Mit etwa 1.000 Herstellern von photonischen Komponenten, 161.000 Arbeitnehmern und einem Jahresumsatz von etwa 40 Milliarden Euro macht dieser Wirtschaftszweig Deutschlands insgesamt rund vierzig Prozent des gesamten Europa-Geschäfts aus.
Auch NRW als wichtiger High-Tech-Standort Deutschlands ist im Bereich der Photonik exzellent aufgestellt. Aus diesem Grund haben wir uns dazu entschieden, diese Ausgabe unseres NMWP-Magazins zu nutzen, um die Bandbreite der Photonik aus NRW an einigen Beispielen aufzuzeigen. Seien es innovative Lösungen zur Sicherung grüner Energie durch effiziente Wasserstoffproduktion oder nachhaltige Ressourcenschonung durch neue, laserbasierte Produktionsverfahren mittels KI und neuronalen Netzen. Hochauflösendes 3D-Sensing findet Einsatz in der Qualitätskontrolle, im Gesundheitswesen oder beim autonomen Fahren. Darüber hinaus dient Photonik als Alternative für die Miniaturisierung in der Chipindustrie. Die exzellente Forschungslandschaft Nordrhein-Westfalens und die zahlreichen innovativen Unternehmen sind der Motor für innovative Lösungsansätze „made in NRW“. Das macht die Photonik für uns zu einem wichtigen Standbein zur Sicherung von Wettbewerbsfähigkeit und Wohlstand.
In unserem Interview gibt Dr. Lutz Aschke, Präsident von Photonics21, interessante Einblicke und persönliche Einschätzungen mit Blick auf die Photonik in Europa und Deutschland sowie auf die Herausforderung, vor denen Unternehmen aktuell durch die geopolitischen Entwicklungen stehen. Dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken und ein wachstumsförderndes Umfeld für Start-ups zu schaffen sind weitere wichtige Bereiche, in denen Netzwerke wie Photonics21 und NMWP.NRW aktiv sind.
Die Digitalisierung ist ein wichtiges und universelles Werkzeug zur Lösung verschiedenster Herausforderungen unserer Zeit. Dabei geht es nicht nur um Software, sondern auch um innovative Hardwarekonzepte mit deutlich gesteigerter Leistungsfähigkeit. Diese ermöglichen uns immer komplexere Probleme und Fragestellungen zu lösen. So leisten Software und Hardware – in der Digitalisierung vereint – grundlegende und wichtige Beiträge in Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft. Auch liefern Sie innovative Impulse auf globaler Ebene zu grenzüberschreitenden Problemen. Wir als NMWP.NRW fokussieren uns dabei insbesondere auf innovative Hardware und moderne Elektronik. Gerade NRW als High-Tech-Standort gestaltet mit seiner umfassenden wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Expertise im Kontext der Hardware die globale wirtschaftliche Transformation maßgeblich mit.
So bieten zum Beispiel neue Architekturen in der Chipentwicklung auf RISC-V Basis, auf europäischer Ebene neuartige Ansätze für KI-basierte Sensorik. Quantencomputing und Neuromorphe Chips werden durch deutlich gesteigerte Rechenkapazität bei gleichzeitig reduziertem Energiebedarf neue Anwendungsgebiete für Künstliche Intelligenz ermöglichen. Dies wird zu Innovationen in sämtlichen Industriebereichen führen und damit Wirtschaftswachstum, Beschäftigung und Wohlstand in NRW sichern.
Die Digitalisierung dringt in immer weitere Bereiche unseres Lebens vor. Nicht nur in der Logistik oder als Sensorik für Predictive Maintaineance, sondern auch in medizinischen Wearables leisten modernste Prozessoren einen Beitrag zur Gesundheitsüberwachung und damit zu mehr Wohlbefinden und einem gesünderen Leben. Ebenso bietet die Sensorik in Verbindung mit effizienten Chips Einblicke bzw. den Überblick zur Gestaltung nachhaltiger Städte bzw. die Steigerung landwirtschaftlicher Erträge. Hier liegt großes Potential bei der Bekämpfung von globalen Herausforderungen wie Armut oder Hunger, ebenso wie bei der Verringerung von Umweltbelastung. Die großen Mengen an Daten, die so gesammelt und verarbeitet werden, werden dank der THz-Photonik mit 6G deutlich schneller versendet. So rücken Wirtschaftsstandorte und Menschen näher zusammen.
Der Digitale Zwilling bietet als digitales Abbild, zum Beispiel von Produktionsstraßen, Einblicke in Prozesse mit höchster Auflösung. So werden Optimierungspotentiale sichtbar und Veränderungen in Prozessen können simuliert werden. Last but not least bietet in Zukunft das Quantencomputing Lösungen für aktuell nicht lösbare Fragestellungen, zum Beispiel im Bereich der Prozessoptimierung oder der Materialoptimierung.
Sie sehen – Schlüsseltechnologien wie die Nano- und Mikrosystemtechnik, die innovativen Materialien, die Photonik und die Quantentechnologien sind wichtige Hardware-Enabler für zukünftige Digital- und Computing-Konzepte. Sie werden in der Öffentlichkeit kaum wahrgenommen, leisten aber unverzichtbare Beiträge um unser Leben zu verbessern und die Wirtschaft zu stärken. Wir möchten mit dem aktuellen Magazin einen kleinen Einblick in einige Aktivitäten und Beiträge dieser Themenfelder aus NRW bieten.
