Im Internet of Things müssen Abermillionen Geräte miteinander kommunizieren können (Machine-to-Machine, M2M). Voraussetzung ist, dass die Kommunikation unter den Geräten störungsfrei und energieeffizient abläuft. Österreichische Unternehmen sind weltweit führend in Digitalisierungstechnologien.
Sensoren messen das reale Umfeld, wandeln diese elektrischen Signale teilweise in digitale Daten um und verschmelzen somit die physische und digitale Welt. Hochleistungssensoren sind imstande, auch kleinste Veränderungen von Temperatur oder Feuchtigkeit und feinste Vibrationen zu erkennen. Sensoren ermöglichen zum Beispiel Predictive Maintenance, Radarsensoren das selbstnavigierende Vehikel.
Leistungselektronik für die elektronische Steuerung ist eine wichtige Komponente für die Automatisierung in digitalisierten Produktions- und Lieferprozessen zahlreicher Industrien. Je mehr elektrische Verbraucher im Produktionsprozess integriert sind, desto wichtiger ist die energieeffiziente Steuerung. Dies wird den Einsatzbereich von Leistungshalbleitern weiter vergrößern.
Die automatische Identifikation von Werkstücken erfolgt häufig mittels Radio Frequency Identification (RFID), die sie zu „Smart Objects“ macht, die mit Daten über sich selbst ausgestattet sind. RFID stellt ein enormes Potenzial für die produzierende Industrie dar, weil sich in der variantenreichen, individualisierten Fertigung (Losgröße 1) Steuerungsabläufe optimieren lassen. Zudem können die immer kleineren RFID-Chips dauerhaft in Produkte eingebaut werden, um während des gesamten Lebenszyklus Daten zu liefern (zur Wartung oder für Services).
Eine der neuesten, weltweit erfolgreichen Innovationen aus Österreich ist die Near Field Communication (NFC), die einen sicheren bidirektionalen Datenaustausch über kurze Strecken erlaubt. Die NFC-Technologie ermöglicht eine neue Nutzung von Smartphones, z. B. fürs Einkaufen, Bezahlen, als Kundenkarten und Zutrittssystem.
Mit kryptografischen Mechanismen lässt sich die Kommunikation über das IoT stärker absichern. Sicherheit auf Hardware-Ebene kann den Authentifizierungsprozess unterstützen, indem die Anmeldeinformationen (Kryptografieschlüssel oder Kennwörter) in einem sicheren Bereich gespeichert werden und dem Mikrocontroller zur Authentifizierung freigegeben werden. Die noch bessere Lösung ist, dass das Gerät direkt von einem Sicherheitsprozessor authentifiziert wird.
Wichtige Voraussetzung für den nächsten Mobilfunkstandard ist der Ausbau der Infrastruktur. Bestehende Basisstationen müssen aufgerüstet, viele weitere kleine Antennen-Arrays – sogenannte Small Cells – komplett neu aufgestellt werden. Hochfrequenz-Chips ermöglichen die Datenübertragung mit Frequenzen von bis zu 90 Gigahertz, die insbesondere für die hohen Bandbreiten von 5G erforderlich sind.
Im IoT verschmelzen Hard- und Software zu immer kleineren, leistungsfähigeren Devices. Hard- und Software ermöglichen eine bessere Rechenleistung, Sicherheit und Zuverlässigkeit bei weniger Energieverbrauch. Steuerungssoftware ermöglicht es intelligenten Geräten und Systemen, sich zu verbinden und zu interagieren. Anwendungsbeispiele aus Österreich sind die Steuerung von Licht, von Antriebssystemen im industriellen und automotiven Bereich, aber auch von Energienetzen und Verkehrstechnik.
Systemsicherheit ist essenziell. Überwachungstechnologien sind die Schnittstellen zu diversen Aktuatoren sowie Sensoren und bilden die zentrale Systemschnittstelle zum Kommunikationsnetzwerk.
Leiterplatten sind das Nervenzentrum von nahezu allen elektronischen Geräten. Mit immer kleineren und leistungsstärkeren Produkten im IoT steigen die Anforderungen an die Leiterplatten. Das bedeutet: Immer mehr und immer komplexere Komponenten müssen auf immer kleinerem Raum untergebracht werden. Dies ist durch den Einsatz von neuen Verbindungstechnologien realisierbar, die in Zukunft nicht mehr notwendigerweise die Form von Leiterplatten haben werden. Ein in Österreich patentiertes Verfahren für Aussparungen in und auf den Leiterplatten erlaubt eine tiefere Einbettung der elektronischen Komponenten, was bereits jetzt dünnere Leiterplatten möglich macht.