Milliardenmarkt für Quantensensoren
IDTechEx rechnet mit 18 % Umsatzwachstum pro Jahr
Cambridge, 29. Oktober 2023. Neuartige Quantensensoren werden die Empfindlichkeit künstlicher „Sinne“ technologisch auf eine neue Stufe heben und dem Sensorik-Weltmarkt einen starken Schub verpassen. Davon sind die Marktanalysten von „IDTechEx“ aus Cambridge überzeugt. Sie gehen davon aus, dass die Umsätze mit Quantensensoren in den nächsten zwei Dekaden auf etwa 7,1 Milliarden Dollar zulegen wird – bei jährlichen Zuwachsraten um die 18 Prozent.
Mini-Atomuhren und Quanten-Gravimeter kommen als nächstes
„Quantensensoren werden durch eine deutlich höhere Empfindlichkeit im Vergleich zu herkömmlichen Sensoren neue Anwendungen erschließen“, meint Dr. Tess Skyrme im Bericht „Markt für Quantensensoren 2024-2044“ „In jedem Fall haben diese Technologien das Potenzial, die Empfindlichkeit um Größenordnungen zu steigern, und werden sich daher als Gruppe wahrscheinlich als äußerst disruptiv für den bestehenden Sensormarkt erweisen.“ So werden durch Quanteneffekte präzisere und kleinere Atomuhren, Magnetfeldsensoren, Gyroskope, Gravimeter und Bildsensoren möglich. Die Anwendungen reichen vom Smartphone über Elektrofahrzeuge, Navigation, medizinische Bildgebung und die Kartierung von unterirdischen Anlagen bis hin zum Quantencomputing.
Die TMR-Sensoren waren erst der Anfang
Als Beispiel für diesen Generationssprung hin zu hochempfindlichen Quantensensoren verweist die Technologie-Analystin auf „tunnelmagnetische Widerstandssensoren“ (englisch: „TMR“), wie sie beispielsweise Bosch für hochpräzise Höhen-Navigationssensoren einsetzt. Sie bestehen aus einer Abfolge sehr dünner Ferromagnetschichten mit einem wenige Nanometer hohen Isolator in der Mitte. „Dank der Quantenmechanik hängt die Wahrscheinlichkeit, dass Elektronen durch diese Schichten tunneln, stark von äußeren Feldern ab – sowohl magnetischen als auch elektrischen“, erklärt Tess Skyrme. Durch diesen Quanten-Tunnel-Effekt können TMR-Sensoren solche Felder weit präziser als herkömmliche Sensoren messen.
Höhenposition bis auf die Treppenstufe genau ermitteln
Damit werde es beispielsweise möglich, die Unterschiede des Erdmagnetfeldes bis auf wenige Höhen-Zentimeter genau auszulesen, erklärte Bosch-Sensortec-Chef Stefan Finkbeiner erst kürzlich während des Mikrosystemtechnik-Kongresses in Dresden. Anders ausgedrückt: Damit lässt sich die Position eines Menschen mit einem damit ausgerüsteten Smartphone bis auf eine Treppenstufe genau in einem geschlossenen Gebäude ermitteln.
Einsatz für Diabetiker, in E-Autos und Solarparks absehbar
Doch das ist erst der Anfang: „TMR-Sensoren sind für Aufwach-Funktionen, zur Winkel- und Positionserfassung sowie zur Fernstromerfassung in vielen Branchen nutzbar“, meint Tess Skyrme von IDTechEx. „Viele tragbare und medizinische Geräte sind auf die Weckfunktion angewiesen, darunter Glukosemonitore zur Diabetesbehandlung und hermetisch versiegelte digitale Pillen. Fernerkundung und Temperaturrobustheit bieten erhöhte Sicherheit für die Überwachung sowohl in Elektrofahrzeugen als auch in Solarenergiesystemen. Für die Positions- und Winkelerfassung gibt es nahezu unbegrenzte Einsatzmöglichkeiten, die jedoch besonders für die Leistungsoptimierung von Windkraftanlagen, die Robotik und die Fabrikoptimierung von großem Wert sind.“
Autor: Heiko Weckbrodt
Quellen: IDTechEx, Oiger-Archiv
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