Die Timing-Technologie ist das Herzstück fast aller elektronischen Systeme. Von Resonatoren und Oszillatoren bis hin zu integrierten Uhren sind Zeitmessgeräte in der heutigen Elektronik allgegenwärtig und ermöglichen die Innovationen von morgen. Sie sorgen für die zuverlässige Funktion aller digitalen Komponenten in den unterschiedlichsten Branchen und Anwendungen, vom autonomen Fahren über die 5G-Infrastruktur bis hin zu Edge-Netzwerken und dem Internet der Dinge. Da die Welt durch höhere Geschwindigkeiten immer vernetzter wird und elektronische Geräte immer intelligenter werden, ist eine neue Klasse von Timing-Technologien erforderlich, die unter allen Bedingungen stets ein stabiles, zuverlässiges und leistungsstarkes Taktsignal liefern. Präzises Timing ist genau das Richtige und wird mittlerweile von vielen der weltweit führenden Marken in Ihrem Elektrofahrzeug, Ihrer 5G-Kommunikationsinfrastruktur und intelligenten vernetzten Geräten in Ihrem Zuhause eingesetzt. Fortschritte in der präzisen Zeitmessung spielen eine Schlüsselrolle bei den folgenden marktbewegenden Technologietrends für 2023 und darüber hinaus.
1. Einfache Beschaffung von Zeitmessgeräten
Nachdem die COVID-19-Lockdowns in allen Regionen, jetzt auch in China, hinter uns liegen, prognostizieren Branchenbeobachter für 2023 eine reibungslosere Halbleiterlieferkette, was zu einer Erleichterung der Versorgung führen wird. Hardware-Ingenieure warten oft bis zu 20 Wochen oder länger, bis sie die genauen erforderlichen Timing-Spezifikationen erhalten, insbesondere wenn sie maßgeschneiderte Funktionen/Spezifikationen benötigen. Hier trägt die Programmierbarkeit dazu bei, die Lieferung erheblich zu vereinfachen – ein programmierbares Gerät bietet nicht nur eine hohe Leistung, sondern lässt sich auch leicht konfigurieren, um die Lieferzeiten des Ingenieurs einzuhalten. Darüber hinaus vereinfachen Hersteller den Bestellvorgang durch die Einführung von Online-Shops. Durch diesen Ansatz bieten Hersteller jetzt End-to-End-E-Commerce-Erlebnisse, die es Systementwicklern ermöglichen, Steuerkomponenten basierend auf ihren genauen Spezifikationen zu konfigurieren, zu vergleichen und zu kaufen und sofortigen Online- oder persönlichen Support zu erhalten, wobei die Teile innerhalb von 48 Stunden versendet werden .
2. Autonomes Automobil
Es wird erwartet, dass die Automobilindustrie auch im Jahr 2023 ein Lichtblick für den Halbleitermarkt bleiben wird. Laut McKinsey werden Automobilhalbleiter von 42 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 auf 125 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 wachsen, was einer jährlichen Wachstumsrate von 13 Prozent entspricht. Zu den Haupttreibern dieses Wachstums zählen elektronische Komponenten für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS), EV-Anwendungen und Vehicle-to-Everything (V2X)-Kommunikation. Diese Fortschritte in der Automobilelektronik definieren die Sicherheits-, Komfort- und Infotainmentfunktionen der heutigen intelligenten, vernetzten Autos neu. Fahrzeuge, die mit ADAS und anderen autonomen Funktionen ausgestattet sind, erfordern eine schnelle und zuverlässige Kommunikation über Automotive-Ethernet-Backbones und über drahtlose Netzwerke. Diese komplexen Systeme erfordern zahlreiche Sensoren für Sicht, Nähe, Temperatur, Druck und andere Funktionen. Ein typisches Auto verfügt über 30 Sensoren, die in wichtigen Bereichen wie Antriebsstrang, Fahrwerk, Karosserie und Sicherheit arbeiten. Moderne Luxusautos können 100 bis 200 Sensoren enthalten, die Terabytes an Daten für ADAS-Computer erzeugen. Da die Einführung von Fahrerassistenzsystemen (ADAS) und die Elektrifizierung von Fahrzeugen immer schneller voranschreiten, wird der Bedarf an Präzisions-Timing-Technologie in Automobilanwendungen immer wichtiger, um diese datenintensiven Systeme zu synchronisieren und sicherzustellen, dass sie unter allen Bedingungen zuverlässig funktionieren.
3. 5G-Netzwerke und -Dienste
Es wird erwartet, dass 5G im Jahr 2023 einen neuen Wendepunkt erreicht und eine 10-mal schnellere Konnektivität als 4G-LTE-Netzwerke, eine 40-mal geringere Latenz und 100-mal mehr verbundene Geräte ermöglicht. Diese Fähigkeiten werden neue Dienste wie autonomes Fahren, private Hochgeschwindigkeitsnetzwerke, Ferngesundheitsversorgung und präzise automatisierte Landwirtschaft einführen. Um diese Leistungsziele zu erreichen, müssen Funkgeräte der nächsten Generation, insbesondere solche, die im Millimeterwellenspektrum (mmWave) arbeiten, näher am Benutzer eingesetzt werden. Darüber hinaus müssen alle Knoten in diesen 5G-Netzen zeitsynchronisiert sein. Frühere Funkarchitekturen verwendeten separate Zeitmessgeräte für Funk und Synchronisation. Die neuesten Präzisions-Timing-Plattformen werden diese beiden Taktungsfunktionen integrieren, wodurch die Funk-Timing-Architektur vereinfacht wird und das Versprechen der 5G-Bandbreite und -Abdeckung eingelöst wird.
4. Goldenes Zeitalter des IoT
Der IoT-Markt wird voraussichtlich im Jahr 2023 sein volles Potenzial in den Bereichen Verbraucher, Smart Home, Smart City, Industrieautomation, Automobil, Landwirtschaft und anderen Märkten erreichen. IoT-Anwendungen, die vor einem Jahrzehnt noch als unvorstellbar oder undurchführbar galten, wie Infrastruktursensoren, Gesundheitsüberwachungssysteme und intelligente Kleidung, werden jetzt entwickelt und werden in den nächsten Jahren auf den Markt kommen. Dutzende Milliarden intelligenter, vernetzter Geräte – von intelligenten Geräten über Video-Türklingeln bis hin zu LED-Beleuchtung und HVAC-Steuerungen – werden alle Aspekte unseres Lebens beeinflussen. Jedes dieser Geräte wird wahrscheinlich über intelligente Edge-Prozessoren mit drahtloser und/oder mobiler Internetverbindung über kurze Distanzen verfügen. Die besonderen Anforderungen des IoT und drahtloser Netzwerke werden auch die Nachfrage nach kleinen, stromsparenden und hochzuverlässigen Präzisions-Zeitmessgeräten ankurbeln.
5. Immer intelligenterer Netzwerk-Edge
Das Zeitalter der Edge-Intelligence hat begonnen, da immer mehr Funktionen für künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen (ML) von der Cloud zum Netzwerk-Edge migrieren. Die vernetzten Geräte in unseren Häusern, Büros, Fabriken und Autos sind mittlerweile zahlreicher als die Milliarden vorhandener, mit der Cloud verbundener PCs und Smartphones. Im Jahr 2023 und darüber hinaus werden wir das dramatische Wachstum des intelligenten, vernetzten Edge in allen Märkten und Anwendungen erleben. Bis 2025 werden schätzungsweise 50 Milliarden vernetzte Geräte enorme Datenmengen erzeugen, Tendenz exponentiell steigend. Diese Fülle an Daten kann mit verwertbaren Informationen genutzt werden, um Menschen, Netzwerken und Unternehmen überall und der Gesellschaft insgesamt zu helfen. Präzisions-Timing-Technologie wird weiterhin ein Schlüsselfaktor für den intelligenten, vernetzten Edge sein und digitale Komponenten und Cloud-to-Edge-Netzwerke synchronisieren.
6. Das Metaversum kommt (endlich) ...?
Das Metaversum verkörpert die Zukunft des Internets. Es wird durch immersive Visualisierungstechnologien wie Augmented Reality/Virtual Reality/Extended Reality (AR/VR/XR) definiert. Es wird wahrscheinlich auch auf Web3-Prinzipien basieren, einschließlich der Dezentralisierung von Benutzerdaten und Benutzererfahrungen sowie einer größeren Interoperabilität auf der Grundlage offener Standards und Blockchain-Technologie. AR/VR/XR-Technologien werden im Jahr 2023 weiter auftauchen und ausgereift sein. Aktuelle Technologien stoßen immer noch auf Einschränkungen, die überwunden werden müssen, bevor das Metaversum über den gesamten Medienrummel hinauswachsen kann. Holografische Anzeigetechnologien der nächsten Generation, die diese Herausforderungen bewältigen sollen, werden das Metaversum im Jahr 2023 beschleunigen und lebensechte, hochauflösende 3D-Bilder liefern. Fortschritte in der AR/VR/XR-Technologie werden sich im Jahr 2023 auf die Arbeitsplätze der Zukunft auswirken, indem sie es Mitarbeitern ermöglichen, an immersiven Videokonferenzen teilzunehmen, während sie aus der Ferne arbeiten. Diese immersiven, holografischen Plattformen erfordern hochpräzise Timing-Technologien, die mit holografischen Videoprozessoren der nächsten Generation zusammenarbeiten.
7. Raus mit Quarz, rein mit Silizium-MEMS
Autonomes Fahren, 5G-Infrastruktur, IoT-Ausbau, intelligente Edge-Netzwerke und neue Metaverse-Anwendungen stellen alle höhere Anforderungen an die heutigen Timing-Referenzen. Diese rechenintensiven, datengesteuerten Anwendungen erhöhen die Bedeutung der Präzisions-Timing-Technologie in Systemdesigns. Entwickler und Hersteller blicken über die herkömmlichen Quarz-Timing-Lösungen hinaus auf die nächste Generation von Timing-Referenzen. Die Zuverlässigkeit, Stabilität, Größe, Leistung, Leistung und Belastbarkeit, die für neue und aufkommende Anwendungen erforderlich sind, treiben einen neuen Ansatz für das Timing voran. Genauso wie andere Industrien sich im Zuge ihrer Weiterentwicklung silikonisiert haben, muss auch der 10-Milliarden-Dollar-Timing-Markt siliziumisiert werden.
Silizium beschleunigt Innovationen und hilft so, schwierige Zeitprobleme zu lösen. Ob durch Umweltaspekte, Stabilität bei höheren Temperaturen oder zunehmende Komplexität auf kleinerem Raum – präzises Timing ist zu einem Wegbereiter und Unterscheidungsmerkmal im fortschrittlichen Systemdesign geworden. Zeitmessgeräte sorgen für den Herzschlag in elektronischen Systemen, indem sie ein konsistentes Signal liefern, das als Referenz für alle anderen digitalen Komponenten dient. Als Alternative zu Quarzkomponenten hat sich die mikroelektromechanische Systemtechnologie (MEMS) in den letzten Jahren als primäre Zeitquelle für eine Vielzahl neuer, anspruchsvoller Anwendungen etabliert. Die Vorteile der Silizium-MEMS-Technologie werden unsere sich ständig weiterentwickelnde vernetzte Welt ermöglichen, von der Kommunikationsinfrastruktur und dem IoT über die Automobil- und Industrieautomatisierung bis hin zur Entstehung kantenbasierter KI und des Multiversums.
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Hinweis zu zukunftsgerichteten Aussagen