Deutscher Zukunftspreis 2016
 

Interview mit Dr. Carsten Setzer und Christian Amann, Sprecher des Teams von OSRAM und BMW

© Deutscher Zukunftspreis / Ansgar Pudenz

Kaum ein Technologiebereich hat sich in den letzten Jahren so verändert wie das Licht: Von der Glühbirne über ungeliebte Energiesparlampen hin zu LED oder OLEDs. Mit Ihrer Innovation wird ein weiterer Schritt vollzogen. Was ist der Ansatz dahinter und wie sind Sie dabei vorgegangen?

Carsten Setzer: Der Ansatz ist die kleinstmögliche Lichtquelle zu entwickeln. Um Licht zu formen, braucht man einen Reflektor und eventuell zusätzlich Linsen. Je größer die Lichtquelle oder das Volumen ist, aus dem das Licht austritt, umso größer muss der Reflektor sein. Ein Leuchtturm ist ein gutes Beispiel. Dort sind beispielsweise große Reflektoren eingebaut.

Unsere Aufgabe war es, kleiner zu werden, und als ideale Lichtquelle bot sich der Laser an. Allerdings hat ein reiner Laser einen großen Nachteil: Er ist nur einfarbig, d.h. grün, blau oder rot. Damit kann man in der Beleuchtungsanwendung jedoch nichts anfangen. Deshalb hatten wir die Idee, auf Basis vorhandener Technologiebausteine blaues Licht zu konvertieren: Der Ansatz war, die Punktförmigkeit eines Lasers beizubehalten, aber weißes Licht zu kreieren.

Lassen Sie uns noch bei der Lichtquelle bleiben. Welche einzelnen Entwicklungsschritte gab es in der Gesamtkette?

Carsten Setzer: Das ist wie ein Legobaukasten. Es gab verschiedene Technologiebausteine, die essentiell sind, um eine solche Lichtquelle zu realisieren. Der erste Baustein ist die Laserdiode. Die blaue Laserdiode wurde zwar nicht bei uns im Haus erfunden, aber wir sind einer der führenden Anbieter dieser Technologie.

© Deutscher Zukunftspreis / Ansgar Pudenz

Als nächsten Schritt mussten wir sie in weißes Licht umwandeln. Analog zur LED haben wir unser Wissen in diesem Bereich adaptiert, sprich: Das kleine Plättchen, in dem das blaue Licht in weißes Licht umgewandelt wird, muss die richtige thermische Umgebung haben, damit es funktioniert. Wir nennen es den Konverter. Dieser muss sicher sein, so dass kein blaues Laserlicht austritt. Laserlicht kann sehr schnell das Auge verletzten.

Die Sicherheit für das Auge muss insbesondere dann, wenn die Entwicklung im Auto zur Anwendung kommen soll, gegeben und zulassungsfähig sein. Der letzte Baustein ist die Entwicklung des elektronischen Abschaltsystems, das dafür sorgt, dass im Fall einer Beschädigung des Moduls, sofort das Licht abgeschaltet wird. Diese drei Bausteine haben wir zusammengeführt und komplett überarbeitet – zusammen mit der entsprechenden Schnittstelle, damit es in den Scheinwerfer passt und den Normen der Autoindustrie entspricht.

Dann kam BMW bzw. Herr Amann ins Spiel. Wie ist Ihre Zusammenarbeit entstanden?

Christian Amann: Eigentlich anders herum. Ideengeber für die Entwicklung des Laserlichts war die Erfindung der blauen Laserdiode. Die hat in beiden Häusern dazu geführt hat, dass man sich überlegte, wie man sie sinnvoll einsetzen kann. Bei uns war ein treibender Ansatz, mehr Designfreiheit zu gewinnen. Die Bauteile im Scheinwerfer kleiner zu machen und sie mit einem noch besseren Design anordnen zu können. Dazu ist wichtig, dass der Reflektor klein und die Lichtquelle möglichst punktförmig ist. Das hat die Laserlichtquelle geboten. Und die Konversionstechnik war prinzipiell von der LED bekannt. Aber es hatte noch keiner ausprobiert bis dahin. Das erste Modul haben zwei Entwickler bei uns im Hause – im Heizungskeller - zusammengebaut und einen Demonstrator hergestellt, der zeigte, dass das System funktioniert. Man kann hochdichte Lichtquellen herstellen, die in der Effizienz, in der Leuchtdichte, viel stärker sind als bisherige LEDs. Die Idee des Laserscheinwerfers war geboren und wurde dann auch schnell ‚ertüftelt‘ – „schnell“ waren allerdings noch eineinhalb Jahre.

Danach kam die Frage auf: „Wie kann man das Ganze jetzt in eine Serie überführen?“ Die erste Hürde ist, es zu einem Prototypen zu schaffen, die zweite ist es dann, das Ganze zu industrialisieren. Die meisten Ideen sterben in der Industrialisierungsphase. Weil es dort oft viele Punkte gibt, die technisch nicht umsetzbar erscheinen und wenige Ideen, wie man diese „Malefiz-Steinchen“, auf die Seite räumen kann.

Das war der Moment an dem wir mit OSRAM ins Gespräch kamen. Wir hatten parallel dazu auch Kontakt zu Diodenherstellern in Übersee. Das hat sich aufgrund von unterschiedlichen Auffassungen langwierig und schwierig gestaltet.

© Deutscher Zukunftspreis / Ansgar Pudenz

Und dann kam ich eines Abends mit meinem Chef zusammen auf die Idee: Warum nehmen wir nicht Kontakt zu OSRAM auf, die sitzen direkt in der Nachbarschaft. Das wäre doch gelacht, wenn da nichts zusammengeht. Wir haben uns abends getroffen und fanden, dass wir nicht nur aufgrund der Nähe viel mehr zusammen arbeiten sollten. Und daraus ist vor fünf Jahren eine wunderbare Kooperation entstanden, die auch in den Teams sehr tragfähig ist. Das war eine wichtige Grundlage dafür, dass wir zusammengewachsen sind. Die Ideen waren da, die Vorarbeiten waren schon gemacht, also sind wir sofort an den Start gegangen.

Carsten Setzer: Das waren parallele Stränge. Wir kamen mehr von den technologischen Buildingblöcken…

Christian Amann: … und wir von der Applikation.

Carsten Setzer: Christian Amann hat es ja gerade gesagt, Innovationen bleiben ja auch manchmal hängen. Es gehört auch Mut dazu. Deutschland steht oft in der Kritik, dass Erfindungen zu langsam gemacht werden. Beide Häuser wussten anfangs nicht wirklich, was auf sie zukommt, nachdem wir uns einen engen Zeitplan gesetzt haben. BMW ist früh an die Öffentlichkeit gegangen und wir haben uns sehr früh dazu verpflichtet, unseren technologischen Beitrag zu leisten. Einerseits hatte das den großen Vorteil, dass wir einen Markt gestalten konnten, auf der anderen Seite war es auch ein wirtschaftliches Risiko: Wenn etwas schief geht, muss man parallel arbeiten und neu aufsetzen.

Stichwort „wirtschaftliches Risiko“: War die Unterstützung - besser die Risikobereitschaft - in beiden Häusern da oder haben Sie dafür auch kämpfen müssen?

Christian Amann: Das war durchaus schwierig. Es war leicht, unsere Vorstände von der Idee zu begeistern. Unser Entwicklungsvorstand hat sich schon 2011 auf der IAA hingestellt und die Vorteile des Laserlichts angepriesen. Das hat uns hausintern Druck gemacht, das Laserlicht dann auch zu bringen. Vor allem, weil es im BMW i8 Concept Car dargestellt war. Es wurde erwartet, dass das Fahrzeug mit Laserlicht ausgestattet ist, wenn es auf den Markt kommt. Die Finanzierung dafür auf die Beine zu stellen, war eine große Hürde.

Die nächste war, viele offene Fragen und Risiken, die wir schon im Konzept gesehen hatten, in dem engen Zeitplan zu lösen. Wir brauchten dazu exzellentes Teamwork und Risikomanagement, um in den noch verbliebenen drei Jahren, von 2011 bis 2014, auf Kurs zu kommen. Eine wichtige Frage war das Thema der Sicherheit: „Jetzt lassen sie Laser auf die Straße los!“- da zuckt jeder erst einmal innerlich zusammen.

Das Thema Sicherheit stand von Anfang an an oberster Stelle. Es gab ein mehrstufiges Konzept, das das System in jeglichen kritischen Fällen zum Abschalten bringt. Wir wollten sicherstellen, dass unter keinen Umständen Laserlicht nach außen tritt. Was auf die Straße kommt, ist kein Laserlicht mehr, sondern konvertiertes, weißes Licht, das aus einer laserbasierten Lichtquelle stammt.

Diese Lichtquelle ist ja nicht als nette Spielerei in Ihre Autos eingebaut, sondern die Reduzierung von Unfällen ist die Zielsetzung. Unfälle passieren häufig nachts?

Christian Amann: Nachts haben wir zwar die niedrigste Verkehrsdichte, aber es passieren die meisten Unfälle. Vor allem im Winter, wenn der Berufsverkehr in der Dunkelheit stattfindet. Es trifft häufig Fußgänger und Radfahrer, also schlecht beleuchtete Verkehrsteilnehmer. Da ist gutes Licht essentiell. Die öffentliche Diskussion dreht sich oft um das Thema „Blendung“, aber „Ausleuchtung“ und „gezielte Ausleuchtung“ der Fahrbahn und der Fahrbahnränder spielt weniger eine Rolle.

Gerade die ältere Generation kauft immer noch Autos mit günstigerer Halogenbeleuchtung. Aber jeder, der schon mal mit dem neuen Licht gefahren ist, ist begeistert darüber, was es an Sicherheit bringt. Und jetzt - in Kombination mit dem blendfreien Fernlichtassistenten - ist es ein genialer Sicherheits- und Komfortgewinn. Wenn man damit mal nachts mehrere Stunden auf einer Überlandstrecke gefahren ist, merkt man erst, wie entspannt das ist. Man hat das Gefühl, dass es wie am Tag ist, wo man einfach intuitiv vorausschauend fahren kann. Das ist der eigentliche Sicherheitsgewinn.

Ihre Entwicklung wird jetzt zugeschaltet. Ist eine Vollausstattung mit diesem Licht langfristig denkbar?

Carsten Setzer: Technologisch ist es auf alle Fälle möglich. Die Frage ist, ob es immer sinnvoll ist. Wir sind gerade am Beginn des Marktes. Ein Laser ist heute noch teurer als eine LED oder eine Halogenlampe. Wir haben bei uns im Haus mehrfach gezeigt, wie erstaunlich günstig eine Technologie werden kann, wenn die gefertigten Stückzahlen in die Zehntausende und Millionen gehen. Wenn wir die Fertigung optimieren können, wird es preiswerter und das ist auch das Ziel. Laserlicht soll kein Luxusprodukt für die Oberklasse bleiben. Es gibt die Erwartung, dass es sich zumindest mittelfristig bis in die Mittelklasse durchsetzt.

Christian Amann: Die nächsten Entwicklungsschritte werden in die Breite gehen, wobei wir auch schon an die übernächsten Schritte denken, um dann in der Leistung Sprünge zu machen. Dabei hilft uns die Skalierbarkeit der Laserdiode. Die Zukunftsvision ist, dass man mit der Strahlführung, mit der Strahlformbarkeit, die uns dieses laserbasierte Licht bietet, Licht auf die Straße „malen“ kann. Wir scannen die Straße ab und malen dann beliebige Formen, je nach Ausleuchtungsverhältnissen auf die Fahrbahn. Sparen dabei den Gegenverkehr aus, sparen Verkehrsschilder aus und können dann hochfrequent Licht auf die Fahrbahn bringen - das ist die Zukunftsvision!

Gibt es Wettbewerb für diese Innovation?

Carsten Setzer: Es gibt Wettbewerb und das ist auch gut so. Wenn man einen großen Markt gestalten will, verlässt sich heute keiner auf einen einzelnen Lieferanten. Wir begrüßen es, dass jetzt – mit einem gewissen Zeitversatz – der Wettbewerb kommt. Es gibt sehr wenige Hersteller von Laserdioden für den Automobilbereich, die die Anforderungen technologisch beherrschen. Wir stellen uns bei allen Technologien seit Jahrzehnten dem Wettbewerb und das ist von der Industrie auch gefordert.

Ein Kriterium dieser Preisvergabe ist, dass sich aus der Innovation Arbeitsplätze entwickeln. Wie sieht das hier aus?

Carsten Setzer: Unser Unternehmen befindet sich seit mehreren Jahren in einem tiefgreifenden Wandel. Wir sind führender Anbieter von Lichtquellen oder Lichtlösungen. Das heißt aber auch, dass alte Lichtquellen verschwinden werden. In unseren Werken für herkömmliche Lichttechnologie wird die Produktion zurückgehen. Wir verlieren Arbeitsplätze in den alten Technologien und wir sind bestrebt, die gut qualifizierten Leute oder auch neue Arbeitnehmer mit anderen zusätzlichen Qualifikationen in neue Technologiefelder zu bringen. Als konkretes Beispiel haben wir in unserem Werk in Herbrechtingen einen kompletten Reinraum aufgebaut und zusätzliche Leute eingestellt, gerade im Engineering-Bereich. Wir haben es aber auch – und da bin ich stolz darauf – Mitarbeiter, die früher Halogenlampen an hochkomplexen Maschinen betreut haben, in die neue Lasertechnologie übernommen. Sie arbeiten heute im Reinraum an doch sehr andersartigen Maschinen. Und so schaffen wir zum einen neue Arbeitsplätze, sichern aber auch Arbeitsplätze an einem bisherigen Standort.

Christian Amann: Bei uns werden die ersten Fahrzeuge, die damit bestückt sind, in Leipzig und in Dingolfing gebaut. Hier sind die Leute stolz darauf, dass die Nachfrage gut und die Produktion ausgelastet ist. Die Scheinwerfer selbst kommen von Lieferanten und werden zum überwiegenden Teil an europäischen Fertigungsstandorten zusammengebaut.

Welche Weiterentwicklungen der Innovation kann man sich noch vorstellen? Faszinierend der Gedanke, Licht auf die Straße zu malen – aber welche Anwendungen sind weiterhin denkbar?

Carsten Setzer: Ein kleiner Bereich von OSRAM ist die Entertainmentbeleuchtung, d.h. die Ausstattung von Veranstaltungen mit Bühnenscheinwerfern oder sogenannten Moving Heads, die heute in jeder Bühnenshow zum Einsatz kommen. Hier gibt es ähnliche Anforderungen an die Lichtquelle. Hinzu kommt das Thema Gewicht: starke Männer müssen bei Rockkonzerten hunderte schwere Scheinwerfer aufhängen. Das könnte alles kleiner und damit leichter werden. Zudem kann man mit einem Laserscheinwerfer ganz andere Lichtdesigneffekte erzielen. Hier arbeiten wir an ersten Projekten.

Einen weiteren Anwendungsbereich sehen wir in der Medizintechnik. Dort muss Licht oft in einem engen Strahlengang gebündelt werden, z.B. in einem Mikroskop. Oder in einem Endoskop. Man benötigt ein Werkzeug, mit dem operiert wird und parallel noch einen Lichtleiter zur Beleuchtung. Je kleiner das alles ist, umso schonender ist das für den Patienten. Das sind zwei Beispiele für weitere Entwicklungen. Da braucht man eine kleine und helle Lichtquelle.

Ihr Projekt ist ja durch die Nominierung als besonders innovativ definiert worden. Was ist denn Innovation für Sie persönlich?

Carsten Setzer: Mehr als eine Erfindung. Innovation heißt tatsächlich, dass wir ein Geschäft daraus machen können. Das ist mir ganz wichtig. Toll ist, wenn man wirklich etwas Neues machen und zum Erfolg tragen kann – man muss gar nicht der Erfinder sein. Auch wirtschaftlicher Erfolg ist für mich ganz eng mit Innovation verbunden.

Christian Amann: Ich arbeite in der Entwicklungsabteilung, da hecheln alle nach Innovationen. Und natürlich sagt jeder Entwickler: „Das ist eine Innovation“ und dann sagen die Manager: „Das ist keine Innovation, das bemerkt doch der Kunde nicht mehr!“ Es ist wirklich schwierig, einen großen Wurf im Voraus zu erkennen. Manchmal sind es ganz kleine Dinge, die etwas bahnbrechend verändern und andere, die erst mal ganz groß klingen, sind ein Groschengrab. Erst war es eine riesige Innovation zum Fahrzeuganlauf und einige Jahre später verschwindet sie wieder geräuschlos.

Es scheitern viele Ideen in diesen Entwicklungsabläufen und nur ganz wenige schaffen es bis zum Ende. Und die, die es bis zum Ende geschafft haben, von denen werden auch nur ganz wenige wahrgenommen. Ich glaube, wir haben schon großes Glück gehabt mit dem Laserlicht, dass es sich wirklich so durchgesetzt hat.