Mit seiner Forschung und Entwicklung verfolgt WACKER drei Ziele:

• Wir suchen nach Lösungen für die Bedürfnisse unserer Kunden, um einen Beitrag zu deren Markterfolg zu leisten.
• Wir optimieren unsere Verfahren und Prozesse, um in der Technologie führend zu sein und nachhaltig zu wirtschaften.
• Wir konzentrieren uns darauf, innovative Produkte und Anwendungen für neue Märkte zu schaffen sowie Zukunftstrends zu bedienen. Dazu zählen der steigende Energiebedarf, die Urbanisierung, die Digitalisierung und der Wohlstandszuwachs.

Ausgaben für Forschung und Entwicklung

Die Aufwendungen für Forschung und Entwicklung (F&E) betrugen im abgelaufenen Geschäftsjahr 183,1 Mio. € (2013: 173,8 Mio. €). Die F&E-Quote – das Verhältnis der Forschungs- und Entwicklungsaufwendungen zum Konzernumsatz – liegt mit 3,8 Prozent auf Grund der positiven Umsatzentwicklung leicht unter dem Vorjahr (2013: 3,9 Prozent).

Aus Lizenzvergaben erhielten wir im Jahr 2014 rund 1,2 Mio. € (2013: 7,3 Mio. €). Der Rückgang zum Vorjahr beruht auf der Übernahme der Mehrheit an der Siltronic Samsung Wafer Pte. Ltd. in Singapur und dem Auslaufen lizenzierter Patente. Die Zahl der von uns gehaltenen Patente und Patentanmeldungen ist ein Spiegelbild unserer Innovationskraft. Im Geschäftsjahr 2014 haben wir 111 Erfindungen zum Patent angemeldet (2013: 123). Unser Patentportfolio umfasst derzeit weltweit rund 5.200 aktive Patente sowie 2.100 laufende Patentanmeldungen.

Im Jahr 2014 investierte WACKER 7,8 Mio. € in F&E-Einrichtungen (2013: 5,9 Mio. €). Die Zahl liegt deutlich über dem Vorjahreswert und zeigt das Engagement von WACKER in der Forschung. Im Jahr 2014 haben wir unter anderem in neue Technikumspilotanlagen investiert, um erfolgreiche Laborergebnisse hochzuskalieren und im nächsten Schritt in die Produktion zu übertragen. Beispiel dafür sind eine Anlage, mit der wir die Erzeugung von Trichlorsilan untersuchen, sowie ein neues Verfahren zur Polymerisierung. Weitere Investitionen gingen in die Ausstattung der Labore, um zum Beispiel Vollzellen von Lithium-Ionen-Batterien zu untersuchen. Zudem haben wir in analytische Geräte investiert, um schnelle und präzise Ergebnisse zur Beurteilung von Versuchen zu erhalten.

Ein Großteil unserer F&E-Kosten in Höhe von 183,1 Mio. € (2013: 173,8 Mio. €) entfiel auf die Entwicklung neuer Produkte und Produktionsverfahren. Unsere Wissenschaftler arbeiten derzeit an rund 270 Projekten auf mehr als 40 Technologieplattformen. Über 20 Prozent dieser Themen betreffen strategische Schlüsselprojekte, für die wir im Berichtsjahr 41 Prozent der angefallenen Projektkosten von insgesamt 71,5 Mio. € aufgewendet haben. Die Zukunftsfelder, in denen WACKER tätig ist, sind unter anderem Energie, Elektronik, Automobil und Bau, Produkte für Haushalt und Körperpflege sowie Nahrungsmittel und Biotechnologie. Im Jahr 2013 hatten wir die Initiative New Solutions gestartet. Das Ziel ist, technisch und kommerziell überlegene Lösungen für neue Anwendungen rasch zu entwickeln. Die Kompetenzen werden konzernweit bereichsübergreifend gebündelt und bedarfsgerecht eingesetzt. Im Jahr 2014 haben wir in diesem Programm zehn Projekte bearbeitet. Die Markt- und Technologieevaluierungen dazu zeigen mögliche Umsatzpotenziale im dreistelligen Millionenbereich auf. Erste Entwicklungen befinden sich bereits in der anwendungstechnischen Prüfung bei Kunden.

F&E-Know-how von Dritten haben wir im Jahr 2014 mit Ausgaben von rund 768.000 € (2013: 170.000 €) erworben. Diese Ausgaben verteilen sich auf drei Partner, wobei der Zuwachs aus dem Erwerb eines Know-how-Pakets resultiert.

Einige unserer im Jahr 2014 abgeschlossenen Forschungsprojekte wurden durch Zuwendungen von öffentlicher Hand gefördert. Zwei Beispiele:

• Im Projekt Fusionsproteine förderten das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) sowie das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Infrastruktur, Verkehr und Technologie (STMWi) die Optimierung der industriellen Produktion von Proteinen. Dies geschieht durch Sekretion von Fusionsproteinen in speziellen E. coli-K12-Bakterienstämmen.
• Im Projekt Olefinische Fettsäuren förderte das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) neue Verfahren zur Spaltung, Umwandlung und Funktionalisierung von olefinischen Fettsäuren. Wir haben ein Verfahren entwickelt, mit dem olefinische Spezialchemikalien hergestellt werden können.

Unsere Geschäftsbereiche und die Zentrale Forschung haben im Jahr 2014 für weitere acht Projekte aus den Bereichen Leichtbau, Energiespeicherung, Biologics und Electronics bei öffentlichen Förderstellen Anträge eingereicht, über die noch entschieden wird. Wir koordinieren unsere extern geförderten Forschungsprojekte in unserem Fördermanagement. Es evaluiert mögliche Programme, meldet unsere Vorhaben an und tauscht sich mit dem Förderträger aus.

Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf zwei Ebenen

WACKER forscht und entwickelt auf zwei Ebenen: im Zentralbereich Forschung und Entwicklung sowie dezentral in den Geschäftsbereichen. Der Zentralbereich koordiniert diese Arbeiten unternehmensweit und bindet andere Bereiche ein, beispielsweise die Ingenieurtechnik bei der Prozessentwicklung. Unsere Forschungs- und Entwicklungsprojekte stellen wir in einem Managementprozess konzernweit transparent dar. Das Projekt System Innovation (PSI), mit dem wir unsere Projekte steuern, haben wir im Jahr 2014 weiter optimiert. Dabei haben wir den Fokus darauf gelegt, die erfassten Daten noch stärker auf den Nutzen für Projekte und Portfolio zu fokussieren.

Strategische Zusammenarbeit mit Kunden und Forschungseinrichtungen

Unsere Geschäftsbereiche betreiben eine anwendungsnahe Forschung und Entwicklung. Sie konzentrieren sich auf Produkt- und Prozessinnovationen in der Halbleitertechnologie, Silicon- und Polymerchemie, Biotechnologie sowie auf neue Verfahren zur Herstellung von polykristallinem Silicium. Um schneller und effizienter Forschungserfolge zu erzielen, kooperieren wir mit Kunden, wissenschaftlichen Instituten und Universitäten. Im Jahr 2014 arbeitete WACKER bei rund 50 Forschungsvorhaben mit mehr als 40 internationalen Forschungseinrichtungen auf drei Kontinenten zusammen.

Die Themen unserer Kooperationen sind unter anderem Stromspeicherung, Biotechnologie, Prozesssimulation sowie Prozessentwicklung. Im Bereich Prozessentwicklung haben wir neue Kooperationen mit Hochschulen in München und Stuttgart gestartet.

WACKER hat weltweit ein Netz von 21 technischen Kompetenzzentren geknüpft. Sie sind Bindeglieder zwischen Vertriebsniederlassungen und lokalen Produktionsstätten. In diesen Zentren passen Spezialisten Produkte an regionale Besonderheiten an, zum Beispiel an klimatische Bedingungen, länderspezifische Normen und lokale Rohstoffe. Sie entwickeln Formulierungen für neue Produkte der Kunden oder optimieren bestehende Rezepturen.

Forschungsarbeit bei WACKER

Die zentrale Konzernforschung hat die Aufgabe, wissenschaftliche Zusammenhänge zu erforschen, um neue Produkte und Prozesse effizient zu entwickeln. Eine weitere Aufgabe ist es, neue Geschäftsfelder, die zu den Kernkompetenzen des Konzerns passen, zu erschließen und aufzubauen.

In der Forschung und Entwicklung waren im Jahr 2014 bei WACKER 1.061 Mitarbeiter beschäftigt. Dies sind 6,4 Prozent der Mitarbeiter im Konzern. Unsere Wissenschaftler und Ingenieure erforschen wissenschaftliche Grundlagen, entwickeln neue Produkte und Prozesse und verbessern bestehende Verfahren. Unsere Laboranten und Techniker in der Forschung und Entwicklung, in der Anwendungstechnik und Betriebsunterstützung arbeiten in unseren Labors, Produktions- und Pilotanlagen oder vor Ort in den Anlagen der Kunden. Unser sonstiges F&E-Personal baut unter anderem in den Werkstätten Forschungsequipment oder arbeitet in der Verwaltung, z. B. als Marktforscher oder Trendanalyst.

Mitarbeiter in Forschung und Entwicklung zum 31. Dezember 2014

Alexander Wacker Innovationspreis

Die Wacker Chemie AG hat ein Projektteam für seine wegweisenden Arbeiten zum WACKER-eigenen Sekretionssystem ESETEC^® 2.0 mit dem Alexander Wacker Innovationspreis ausgezeichnet. Die Forscher haben das E. coli-basierte System zur Herstellung von Pharmaproteinen grundlegend analysiert und so weiterentwickelt, dass sich auch hochkomplexe Moleküle wie Antikörperfragmente kostengünstig und effizient produzieren lassen. Der nach dem Unternehmensgründer benannte Alexander Wacker Innovationspreis wird seit 2006 abwechselnd in den Kategorien Produktinnovation, Prozessinnovation und Grundlagenforschung verliehen. Im Jahr 2014 war der mit 10.000 € dotierte Preis für die Grundlagenforschung ausgeschrieben.

Siltronic Inventor Award

Mit dem Inventor Award zeichnet die Siltronic Mitarbeiter aus, die technologische Innovationen hervorgebracht haben. Acht Mitarbeiter haben im Jahr 2014 diesen Preis für Ideenreichtum und konsequente Umsetzung ihrer Erfindungen erhalten. Im Jahr 2014 wurde der Preis in den beiden jeweils mit 10.000 € dotierten Kategorien „Wichtigste Erfindung“ und „Bester Erfinder“ vergeben. Die Preisträger haben mit ihren Projekten Prozesse der Waferbearbeitung optimiert.

Ausgewählte Forschungsthemen des Zentralbereichs Forschung und Entwicklung

Silicone eignen sich auf Grund ihrer guten Gaspermeabilität als Membranmaterial für unterschiedlichste Anwendungen. In Kombination mit gasselektiven Materialien könnten solche Membranen in der Gasseparation Anwendung finden. Die hydrophobe Eigenschaft von Siliconfilmen bei gleichzeitig hoher Wasserdampfdurchlässigkeit macht diese Materialien auch für Textilanwendungen oder Luftfiltersysteme interessant. In einem Entwicklungsprojekt prüfen wir die Möglichkeiten, solche Materialsysteme anzuwenden.

Im Projekt Si-HTF entwickeln wir Hochtemperatur-Wärmeträgerfluide auf Siliciumbasis, die in solarthermischen Parabolrinnen-Kraftwerken eingesetzt werden können. Im Vergleich zu den bisherigen Wärmeträgersystemen soll mit diesen Produkten in zukünftigen Anlagen eine höhere Betriebstemperatur und damit höhere Effizienz ermöglicht werden. Dies kann die Kosten der Stromgestehung reduzieren. Besonders vorteilhaft an der neuen Lösung ist der breite Arbeitstemperaturbereich, durch den aufwändige Begleitheizungen entfallen. Wir prüfen auch den Einsatz in industriellen Wärmeträgeranwendungen.

Ausgewählte Forschungsprojekte aus unseren Geschäftsbereichen

Bei WACKER SILICONES wurden die Forschungsarbeiten an elektroaktiven Siliconpolymeren vorangetrieben. Sie dienen in Form sehr dünner Filme zur Energiegewinnung und werden auch für Aktoren und Sensoren eingesetzt. Für moderne Techniken zum Fördern von Öl und Gas entwickeln wir Siliconharze, die zum Modifizieren der abstützenden Bindemittel dienen. Neuartige Siliconharze ersetzen auch organische Bindemittel in Compositen und Kunststeinen. Wir unterstützen neue Scheinwerfertechnologien für Kraftfahrzeuge auf LED-Basis mit hochtransparenten Siliconkautschuken, aus denen Elemente für die Sekundäroptik hergestellt werden. Ein weiteres Zukunftsthema ist die additive Fertigung von Siliconformteilen für dreidimensionale Druckverfahren.

WACKER POLYMERS legte seinen Forschungsschwerpunkt auch in diesem Berichtsjahr auf Polymere, die das Formulieren emissionsarmer Endprodukte ermöglichen und damit die Anforderungen strengster Umweltsiegel erreichen. Im Sinne der Nachhaltigkeit haben wir Produkte entwickelt oder verbessert, die frei von alkylphenol-modifizierten Tensiden (APEO) und Formaldehyd bzw. arm an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) sind. Beispiele dafür sind VAE-Dispersionspulver (Vinylacetat-Ethylen) für Anwendungen in Zement sowie auf VAE-Dispersionen basierende Produkte, zum Beispiel für die Teppichbeschichtung oder Dichtungsmassen. Für den Einsatz als Bindemittel in Trockenmörteln haben wir Dispersionspulver auf Basis von PVC-Copolymeren (Polyvinylchlorid) entwickelt. Mit innovativen Einsteigerprodukten für Bauanwendungen, beispielsweise Zement und Dispersionsfarben, werden wir regionalen Marktbedürfnissen noch besser gerecht. Durch Hochleistungsprozesse haben wir unsere Produktivität weiter gesteigert.

Der Geschäftsbereich WACKER BIOSOLUTIONS hat naturidentisches Hydroxytyrosol für Nahrungsergänzungsmittel auf den Markt gebracht. Dies ist ein Antioxidans, das positiv auf Blutdruck, Gelenke, Immunsystem und Herz/Kreislauf wirkt. Als freier Radikalenfänger kann Hydroxytyrosol die Alterung der Haut bremsen und die Hautfarbe aufhellen. Darüber hinaus haben wir Produkte für Nahrungsergänzungsmittel entwickelt, die die Aufnahmefähigkeit (Bioverfügbarkeit) von Wirkstoffen verbessern. Unsere Forscher bei Wacker Biotech haben die E. coli-basierte Sekretionstechnologie zur Herstellung von Pharmaproteinen verbessert. Mit ESETEC^® 2.0 bieten wir nun ein effizientes Verfahren an, um Antikörperfragmente für medizinische Therapien mit hohen Ausbeuten herzustellen. Die Erstanwendung erfolgte für die US-amerikanische Firma MedImmune, ein Tochterunternehmen von AstraZeneca.

Um die Energiebilanz von Solarzellen zu verbessern und Kosten zu reduzieren, arbeiten wir bei der Herstellung von Polysilicium daran, den Energieverbrauch weiter zu senken. WACKER POLYSILICON hat die Abläufe in seinem geschlossenen Produktionskreislauf weiter optimiert. So haben wir den Energieverbrauch in der Abscheidung und Konvertierung erneut gesenkt. Für unsere hocheffiziente Herstellung von Polysilicium haben wir im Berichtsjahr den Energiepreis der Bayerischen Staatsregierung erhalten. Mit patentierten technologischen Entwicklungen und Prozessoptimierungen haben wir unseren spezifischen Energieverbrauch bei der Produktion von Polysilicium von 2005 bis 2013 um 29 Prozent reduziert. Bei granularem Polysilicium haben wir die Konditionierung der Oberfläche weiter optimiert, um das Produkt für alle in der Industrie angewandten Kristallisationsverfahren einsetzen zu können.

Die Leistungsfähigkeit von Halbleiterbauteilen verdoppelt sich etwa alle zwei Jahre. Ein Schlüsselparameter für die Leistungssteigerung sind Strukturbreiten auf dem Siliciumwafer – sie sind die Basis dafür, wie viele Transistoren pro Quadratzentimeter auf einem Bauteil untergebracht werden können. Die gängigen Strukturbreiten in der Halbleiterindustrie sind gegenwärtig 22 und 16 Nanometer (nm). In den kommenden Jahren werden sie auf 11 und dann auf 8 nm zurückgehen. Siltronic entwickelt derzeit Verfahren zur Produktion von 300 mm Wafern, die für 11 und 8 nm Design-Rules (Strukturbreite von Elektronikchips) genutzt werden. Im Berichtsjahr hat das laufende Geschäft mit 11 nm Scheiben begonnen, die wir an unsere Kunden ausliefern. Wir haben die Technologie für 8 nm Wafer weiterentwickelt. Auch an Wafern für Power- und LED-Anwendungen haben wir gearbeitet.

Wissenstransfer vor Ort

Unter dem Namen WACKER ACADEMY bieten wir Foren zum branchenspezifischen Wissenstransfer zwischen Kunden, Vertriebspartnern und WACKER-Experten. Im Fokus stehen industriespezifische Trainings, die neben der Polymerchemie auch Siliconanwendungen abdecken, zum Beispiel für die Kosmetik- und Farbenbranche. Die Nähe zu den Entwicklungs- und Testlabors fördert den Austausch und ermöglicht den Teilnehmern Praxistests vor Ort. Wir arbeiten mit firmeneigenen Forschungsstätten, aber auch mit Universitäten und Instituten zusammen, um unser Seminarangebot auf dem aktuellen Stand der Wissenschaft zu halten.

WACKER legt großen Wert darauf, den wissenschaftlichen Nachwuchs zu fördern und engen Kontakt zu den Hochschulen zu halten. Im Jahr 2014 haben wir rund 200 Abschlussarbeiten und Praktika mit Studenten an über 50 internationalen Hochschulen betreut. Zusätzlich haben die Wacker Chemie AG und die Technische Universität München (TUM) ihre bestehende Partnerschaft in der Siliciumchemie für weitere sechs Jahre verlängert. Eine entsprechende Vereinbarung unterzeichneten die TUM und WACKER im Februar 2014. Wir fördern das am Forschungscampus Garching beheimatete Institut für Siliciumchemie mit insgesamt bis zu 2,5 Mio. €. Die Mittel werden für die Finanzierung von Doktoranden und die damit zusammenhängende Sachausstattung verwendet. WACKER und die TUM hatten das Institut für Siliciumchemie im Jahr 2006 gegründet. In den vergangenen Jahren wurden dort über 30 Forschungsprojekte bearbeitet, aus denen zehn Patente und über 35 wissenschaftliche Publikationen hervorgegangen sind.

Im Jahr 2014 hat WACKER mit der Technischen Universität Berlin einen internationalen Wissenschaftskongress organisiert. Zum 17. International Symposium on Silicon Chemistry (ISOS XVII) und zu den gemeinsam veranstalteten 7. European Silicon Days kamen rund 600 Forscher auf dem Gebiet der Silicium- und Siliconchemie nach Berlin. Im Rahmen des Kongresses vergab WACKER zum 15. Mal den WACKER Silicone Award für herausragende Leistungen in diesem Forschungsgebiet. Der Preis ging diesmal an Akira Sekiguchi, Professor für organische Chemie an der Universität Tsukuba in Japan.

Wichtigste Produkteinführungen 2014