Mikroelektronik: Anwendungen, Verbreitung und Auswirkungen am Beispiel Österreichs. Veröffentlichung eines Forschungsauftrags des Bundesministeriums für Wissenschaft und Forschung

186 Pages·1981·4.26 MB·German

by  (auth.)

Mikroelektronik
Anwendungen, V erbreit~!lg und
Auswirkungen am Beispiel Osterreichs
Veroffentlichung eines Forschungsauftrags
des Bundesministeriums fUr Wissenschaft und Forschung
Auftragnehmer:
Osterreichisches Institut Osterreichische Akademie
fUr Wirtschaftsforschung der Wissenschaften
mit einem V orwort von
Bundesminister Dr. Hertha Firnberg
1981
Springer-Verlag
Wien . New York
Aile Rechte vorbehalten
Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung
des Bundesministeriums fUr Wissenschaft und Forschung ubersetzt
oder in irgendeiner Form vervielfaltigt werden
Copyright 1981 by Bundesministerium fUr Wissenschaft und Forschung
in Wi en
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1981
lSBN-13:978-3-211-81679-0 e-lSBN-13:978-3-7091-7620-7
DOl: 10.1007/978-3-7091-7620-7
Inhaltsverzeichnis
V orwort (Bundesminister Dr. Hertha Firnberg) ................... 7
1. Zur Entwicklungsgeschichte der Mikroelektronik . . . . . . . . . . . . . . . 11
2. Die internationale Halbleiterindustrie: Ein Uberblick auf Markte
und Hersteller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1 Internationale MarktUbersicht fUr Elektronik-Gerate und Bau-
e1emente ............................................. 15
2.2 Internationaler Vergleich der Mikroelektronik-Anwendungs
intensitat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3 Produktion und Herstellerfirmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3. Technisch-mikrookonomische Aspekte des Einsatzes von Mikro-
e1ektronik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.1 Moderne Halbleiterbauelemente fUr die Elektronik .......... 24
3.2 Geratehersteller und Mikroelektronik ..................... 25
3.3 Anwendungsbereiche des Mikroprozessors . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4. Mikroelektronik in der osterreichischen Industrie ............... 29
4.1 Erhebungsmethode..................................... 29
4.2 Entwicklung und Erzeugung von mikroelektronischen Bauele-
menten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
4.3 Mikroelektronik in der Gerateindustrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.4 Einsatz von mikroelektronisch ausgerUsteten Geraten, Maschi-
nen und Anlagen im Produktionsprozeg ................... 42
4.5 Investitionsaufwand in Zusammenhang mit der Umstellung auf
Mikroelektronik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.6 Mikroelektronik im Burobereich - Bildschirmarbeitsplatze ... 44
4.7 Auswirkungen der Mikroelektronik auf die Arbeitsproduktivi-
tat .................................................. 46
5. Makrookonomische Aspekte der Mikroelektronik . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.1 Makrookonomische Aspekte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.1.1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.1.2 Modellstruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
5.1.3 Die Verbindung zwischen Technologie und Okonomie .. 61
5.1.4 Abschatzung der Parameteranderungen . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.1.5 Das okonometrische Nachfragemodell. . . . . . . . . . . . . . . . 69
5.2 Ausgangsbasis: Die Standardvarianten fUr 1980, 1985 und 1990 70
5.2.1 Datenbasis und Trendannahmen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
5.2.2 Ergebnisse der Standardvarianten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
5.3 Sozio-okonomische Alternativen bei EinfUhrung von Mikro-
e1ektronik in Osterreich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
5.3.1 Szenario 1: Rasche Verbreitung der Mikroelektronik bei
konstanter Arbeitszeit 1980 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.3.2 Szenario 2: Langsame Verbreitung der Mikroelektronik
bei ArbeitszeitverkUrzung .......................... 82
5.3.3 Szenario 3: Reduzierte Arbeitszeit, Herstellung der Mi-
kroelektronik im Inland. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.3.4 Szenario 1A: Exporterfolge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.3.5 Szenario 4: Reduktion des Erwerbstatigenpotentials . . . . . 90
5.3.6 Szenario 5: Volle Verbreitung der Mikroelektronik . . . . . 90
6. Mikroelektronik und Qualifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.1 Veranderung der Stellung des Menschen im ArbeitsprozeB
durch Automation und Mikroelektronik ................... 95
6.2 Bedeutung von Automation und Mikroelektronik fUr die Ar-
beitstatigkeiten und die Qualifikationsentwicklung . . . . . . . . . . . 96
6.3 Gesellschaftliche und soziale Probleme im Zusammenhang mit
der Qualifikationsentwicklung ........................... 100
6.4 Veranderte Anforderungen an das Schul- und Ausbildungs-
system. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 102
6.4.1 Einige Grundfragen der Lehrplanentwicklung. . . . . . . . .. 102
6.4.2 Konkrete Auswirkungen der Mikroelektronik auf ein-
zelne Schultypen, Aus- und Weiterbildungseinrichtungen 104
6.4.2.1 Volksschule . . . . .. . . .. . . . . . . . ... . . . . . . . . . .. 104
6.4.2.2 Allgemeinbildende Hohere Schulen (AHS) . . . . .. 104
6.4.2.3 Hohere Technische Lehranstalten (HTL) . . . . . .. 106
6.4.2.4 Technische Universitaten .................... 107
6.4.2.5 Hauptschule und Polytechnischer Lehrgang . . . .. 108
6.4.2.6 Lehrlingsausbildung ........................ 108
6.4.2.7 AuBerbetriebliche Fortbildung und Umschulung. 109
6.4.2.8 Firmeninterne Umschulung und Weiterbildung .. 110
6.5 Literaturhinweise ..................................... .
7. Folgen der Mikroelektronik fUr Arbeitsorganisation und Arbeits-
belastung ................................................ 112
7.1 Methodik und DurchfUhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 112
7.2 Ergebnisse............................................ 115
7.2.1 Arbeitsteilung, Kooperation, Kommunikation, Repetitivi-
tat, Einseitigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 116
7.2.2 Arbeitsintensivierung, Ablaufnormen, Ablaufplanung,
Personaleinsatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 118
7.2.3 Vertikale Arbeitsteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 120
7.2.4 Verantwortung fUr teure Maschinen . . . . . . . . . . . . . . . . .. 121
7.2.5 Entlohnung............................... . . . . . .. 121
7.2.6 Qualifikation, Ausbildung, Umschulung. . . . . . . . . . . . . .. 121
7.2.7 Korperliche Belastungen, Umweltbelastungen . . . . . . . . .. 122
7.2.8 Arbeitszeit....................................... 123
7.2. 9 Neue Technologien, Arbeitsorganisation und Mitbestim-
mung. . . .. . . . .. . . .. . . . . ... . . . .. . . .. . . . . . . . . . .... 123
8. Konsumelektronik und soziale Auswirkungen .................. 124
8.1 Aufgabenstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 124
8.2 DurchgefUhrte Arbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 124
8.3 Experteninterviews..................................... 125
8.4 Freizeitelektronik (Befragung zu Videorecorder und Schach-
computer) . .. . . . . .. . .. . . .. . .. . . ... . . .. . . . . . .... . . . . . .. 128
8.4.1 Fernsehen und Videorecorder. . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .. 128
8.4.2 Schachcomputer.................................. 133
8.4.3 Zusammenfassende Ergebnisse der Untersuchung zur
Freizeitelektronik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 137
8.5 Szenarios gesellschaftlicher und technischer Entwicklung ..... 137
8.5.1 Die Konstruktion der Szenarios ..................... 137
8.5.2 Szenario 1: GUnstige Wirtschaftslage - Technokratische
Grundhahung .................................... 138
8.5.3 Szenario II: Unglinstige Wirtschaftslage - Technokrati-
sche Grundhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 139
8.5.4 Szenario III: UngUnstige Wirtschaftslage - Partizipato-
rische Grundhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 149
8.5.5 Szenario IV: Glinstige Wirtschaftslage - Partizipatori-
sche Grundhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 141
8.6 Schlugfolgerungen und Empfehlungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 141
8.6.1 Soziale Bedeutung der Mikroelektronik. . . . . . . . . . . . . .. 141
8.6.2 Markte der Zukunft und konjunkturelle Entwicklung ... 142
8.6.3 Chaotische Systemvielfalt .......................... 143
8.6.4 Vorbereitung der Entscheidungstrager . . . . . . . . . . . . . . .. 143
8.6.5 Bildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 144
8.6.6 Professionalisierungschancen ....................... 144
8.6.7 Empfehlungen.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 144
9. Zusammenfassung und SchluBfolgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 146
9.1 Die wirtschaftliche Bedeutung der Mikroelektronik aus interna
tionaler Sicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 146
9.2 Moglichkeiten der Mikroelektronik fUr die osterreichische
Wirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 147
9.3 Ausbildung . . . . . . . . . . . . . ... .... . . . . . . . . . . .... ... . ... .. 148
9.4 Arbeitsplatz ........................................... 149
9.5 Strukturwandel und Arbeitsmarktprobleme . . . . . . . . . . . . . . . .. 149
9.6 Innovationspolitische Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 151
9.7 Auswirkungen im Bereich von Konsum und Freizeit. . . . . . . . .. 152
Anhang 1: Abgrenzung Elektronik-Gerateproduktion . . . . . . . . . . . . .. 153
Anhang 2: Gleichungen, Variablenliste und Datenbasis des N achfrage-
modells .................................................... 155
Anhang 3: Auswahl gemeinniitziger, osterreichischer Forschungsinsti-
tute im Bereich der Mikroelektronik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 158
Anhang 4: Zusammensetzung des Projektteams "Mikroelektronik" ... 168
Autoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 171
Bibliographie. . .. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. 175
Vorwort
M itte Oktober 1981 fond in Paris eine Sitzung jener internationalen Experten
gruppe statt, die seit etwa zwei Jahren im Rahmen eines Mandats des Direktorats
for Wissenscha/t, Technologie und Industrie der OECD die wechselseitigen Be
ziehungen zwischen Informationstechnologie, Mikroelektronik, Produktivitiit
und Beschii/tigung analysiert. 1m Rahmen der jungsten Tagung wurde erstmals
versucht, aus bereits vorliegenden nationalen Mikroelektronikstudien von elf
OECD-Uindern, zu denen von Anfong an auch Osterreich gehort hat, eine erste
Gesamtbilanz zu ziehen. Ein Konsulententeam der OECD hat nach ausfohrli
cher Analyse der einzelnen Uinderberichte vier grundlegende Schlufifolgerungen
- Aussagen, wie sie auch aus der nunmehr vorliegenden osterreichischen Unter
suchung folgen - gezogen, die trotz aller strukturellen und makrookonomischen
Unterschiede der einzelnen OECD-Liinder so bemerkenswert sind, dafi sie an
den Beginn gestellt sein mogen:
Die Mikroelektronik erlangt wachsende Bedeutung for a II e Sektoren des
Wirtscha/tsgeschehens.
Die von der Mikroelektronik kurzJristig bewirkten Veriinderungen werden
g r 0 fi ere Auswirkungen auf Qualifikationsniveaus und Organisations
strukturen als aufB eschii/tigtenzahlen haben.
Eine niedrige Stufe der Anwendung (der Mikroelektronik) in einem beliebi
gen Land kann wachsende Wettbewerbsnachteile for die heimische Volks
wirtscha/t nach sich ziehen, die in der Folge we it gefiihrlichere beschii/ti
gungspolitische Auswirkungen hervorrufen konnen, als unmittelbar von den
direkten Substitutionse./fekten (der Mikroelektronik) am Arbeitsplatz zu be
forchten sind.
Die Mikroelektronik eroffoet ein Potential zur Verbesserung der Lebens
qualitiit, doch gibt es in der gegenwiirtigen Situation in keinem Land eine
Garantie, dafi diese Vorteile "automatisch" realisiert werden.
7
Erstmals wurden damit im internationalen Kontext die entsprechenden empiri
schen Befimde vorgelegt, denen die OECD explizit auch die vorliegende Studie
des Osterreichischen Instituts for Wirtscha/tsforschung und der Osterreichischen
Akademie der Wissenscha/ten uber Anwendungen, Verbreitung und Auswirkun
gen der Mikroelektronik in Osterreich zugezahlt hat.
Die Anregung, in Osterreich eine Analyse uber die okonomischen und sozialen
Aspekte der Mikroelektronik durchzufuhren, ging von dem im Oktober 1978 zur
Begutachtung einschlagiger Forschungsprojekte und zur Beratung des Bundesmi
nisteriums fur Wissenscha/t und Forschung in allen wissenscha/tspolitisch rele
vanten Angelegenheiten der Mikroelektronik eingesetzten Projektteam "Mikro
elektronik" aus. Diesem Projektteam ist es in relativ kurzer Zeit gelungen, einen
Problemkatalog uber die verschiedenen technologischen, mikro- und makrooko
nomischen und sozialen Aspekte der Mikroelektronik au/zustellen. Als Ergebnis
einer offentlichen Ausschreibung wurden das Osterreichische Institut for Wirt
scha/tsforschung und die Osterreichische Akademie der Wissenscha/ten mit der
Durchfohrung der Studie betraut, eine geradezu idea Ie Kombination zur Bewiil
tigung einer so komplexen und interdisziplinar angelegten Untersuchung. Es war
nicht immer einfoch, die schwierigen methodischen Probleme zu los en, den Zu
gang zu den er/orderlichen empirischen Daten sicherzustellen. Es sei daher mit
grofler Genugtuung registriert, dafl vor allem die kompetenten Vertreter der
Wirtscha/t, der Industrie und der Gewerkscha/ten von An./ang an regen Anteil
am Fortschritt der Arbeiten der Studie genommen haben und teilweise auch per
sonell in die Durchfuhrung verschiedener Projektetappen involviert waren. So
mit konnten legitime Interessen der Betroffenen von Anfong an in die Aufiaben
stellung und wissenscha/tliche Methode inkludiert und - nicht zuletzt - da
durch auch die indirekte Verbreitung der wichtigsten Ergebnisse der Studie in
einer qualifizierten Offentlichkeit schon lange vor der Drucklegung sichergestellt
werden.
Das grofle personliche Engagement der Projektmitarbeiter hat sich in methodi
scher und empirischer Hinsicht voll gelohnt: Das auf der Grundlage bekannter
Input-Output-Analysenmethoden erarbeitete Simulationsmodell besitzt den gro
flen Vorteil, daj] absolute Prognosen nach dem Muster von Horror- und Jubel
versionen vermieden und an Stelle dessen relative Prognosen in Form von soge
nannten Szenarios angeboten werden. Dem Benutzer des Simulationsmodells
wird es dadurch ermoglicht, an einem quantitativen Modell die Auswirkungen
verschiedener wirtscha/ts-, sozial- und bildungspolitischer Maflnahmen - be i
spielsweise aufA rbeitsplcitze und Qualifikationsniveau - zu analysieren. Es ist
fur das Verstandnis der geleisteten Arbeit von grofler Wichtigkeit, den eigent
lichen Wert dieser "Modellbildung" - uber den Rahmen dieser Publikation hin
aus - richtig einzuschatzen: das Modell konnte in Form von hochst anspruchs
vollen Computerprogrammen am Institut fur sozio-okonomische Entwicklungs
forschung der Osterreichischen Akademie der Wissenscha/ten auch weiterhin al-
8
len interessierten Stellen zur Verfogung stehen bzw. sich zu einem unentbehrli
chen Hilfsmittelfur "mogliche Zukunfte" der Mikroelektronik in Osterreich ent
wickeln.
Es dreingt sich die Frage auf, welche Konsequenzen aus der Studie zu ziehen sind.
1m Bewu}1tsein der Tatsache, da}1 1nvestitionen in Forschung und Lehre zu den
wichtigsten innovationspolitischen 1nstrumenten moderner 1ndustriegesellschaJ
ten zdhlen, kommt am Beispiel der Mikroelektronik selbstverstdndlich dem Aus
bau der entsprechenden wissenschaftlichen Kapaziteit im universitdren und
au}1eruniversitdren Bereich gro}1e Bedeutung zu. Das Bundesministerium fur
Wissenschaft und Forschung hat sich bereits /ruhzeitig mit den wissenschaftspoli
tisch relevanten Aspekten der Mikroelektronik befa}1t: Seit 1975 veranstaltet das
Bundesministerium for Wissenschaft und Forschung gemeinsam mit dem Bundes
ministerium for Bauten und Technik, dem Osterreichischen Forschungszentrum
Seibersdor/, der Bundesversuchs- und Forschungsanstalt Arsenal und den beiden
Technischen Universitdten Wien und Graz in 2-Jahres-Abstdnden 1nformations
tagungen im Rahmen der Fachausstellung ,,1ndustrielle Elektronik': bei denen
ein Erfahrungsaustausch uber den jeweiligen Stand der Forschung, Entwicklung
und Anwendung der Mikroelektronik in verschiedensten Bereichen statt{zndet.
Der Ausbau der Lehrkapazitdt in den Studienrichtungen Elektrotechnik und 1n
formatik wird kontinuierlich fortgesetzt. Gegenwiirtig sind an den Technischen
Universitiiten Wien und Graz rund 300 Lehrende im Bereich der Mikroelektro-
nik und ihren nach- und vorgelagerten Spezialtechnologien (z. B. Nachrichten
technik, 1nformatik usw.) tdtig. An der Technischen Universitcit Graz wurde ein
Ordinariat fur Elektrotechnische Werkstoffe und Bauelemente eingerichtet, an
der Technischen Universitdt Wien ein Ordinariat fur So/twaretechnologie und
ein Ordinariat for Proze}1datenverarbeitung.
1m neuen Unternehmenskonzept des Osterreichischen Forschungszentrums Sei
bersdor/ ist ein neuer Forschungsschwerpunkt "Me}1technik und Datenverarbei
tung" vorgesehen.
Anfang 1982 wird in Graz im Rahmen der Osterreichischen Computergesell
schaft ein Forschungsinstitut fur Angewandte 1nformationsverarbeitung errichtet
werden.
Der Fonds zur Forderung der gewerblichen Forschung hat in den vergangenen
Jahren in zunehmendem Ma}1e industriell-gewerbliche Produktentwicklungen
gefordert, bei denen der Einsatz der Mikroelektronik eine wesentliche Vorausset
zung war.
Die VOEST-Alpine hat mit dem Abschlu}1 eines Kooperationsvertrages zur Er
richtung einer Forschungs-, Design- und Produktionsstdtte fur kundenspezijische
Mikroelektronikbausteine in Osterreich eine weitere Basis fur diese hochtec!mo
logische Wachstumsindustrie geschaffen. Schlie}1lich ist das mit ma}1geblicher
9
offentlicher Unterstutzung von der OIA G gemeinsam mit der Fa. Siemens in
Villach im Jahre 1980 eingerichtete Entwicklungszentrum for Mikroelektronik
zu erwdhnen. Ein weiteres Indiz, in welch hohem Mafie sich die Forschungs- und
Entwicklungsforderung der offentlichen Hand im Bereich der Mikroelektronik
auch im aufieruniversitilren bzw. industriellen Bereich ausgewirkt hat.
Zweifellos werden weitere und vermehrte Anstrengungen zur Erhohung der
Lehr- und Forschungskapazitdt im Bereich der Mikroelektronik in Osterreich er
forderlich sein. 1m Rahmen der Forschungskonzeption for die achtziger Jahre
wird die Informationstechnologie, die wesentlich auf der Mikroelektronik als
Basisinnovation beruht, als neuer Forschungsschwerpunkt vertreten sein.
Durch die Studie, ihre Zusammenfossung und Schlufifolgerungen ergeben sich
Herausforderungen, die sich nicht allein an die Adresse der Wissenschafispolitik,
sondem an aile fur bildungs-, wirtschafis- und sozialpolitische Fragen zustiindi
gen Instanzen in unserem Lande richten. Moge die Studie dazu beitragen, die
bildungs-, sozial- und wirtschafispolitische Debatte im Bereich der Mikroelektro
nik weiter in Gang zu halten und eine zunehmende Versachlichung der Diskus
sian zu erreichen. In diesem Sinne setzt die vorliegende Studie neue Qualitilts
maj1stdbe, an denen sich jeder messen mu}1, der hinkunfiig kompetent uber Mog
lichkeiten und Gefohren der Mikroelektronik in Os.terreich diskutieren.m&:hte.
Dr. Hertha Firnberg
Bundesminister for Wissenschafi und Forschung
10