THE SCHOTT TECHNOLOGY MAGAZINE … · the development of big data solutions. The company has developed software that can be used to investigate pro-duction errors in glass manufacturing

THE SCHOTT TECHNOLOGY MAGAZINE

2/2018

CERAN EXCITE® Brilliantly colored lighting

for cooktop panels

CERAN EXCITE® Kochfl ächen erstrahlen

in brillanten Farben

Real digitalAs a key component for tomorrow’s AR devices, glass perfectly fuses real

and digital worlds into one.

Echt digital: Als Kernkomponente für die AR-Brillen von morgen lässt

Spezialglas die reale und digitale Welt perfekt verschmelzen.

Fink &

Fuchs

US.SCHOTT.COM/INNOVATION

Let’s challengeexisting thoughts.

What’s your next milestone?

By introducing flexible, ultra-thin glass technology, we enable product developers to think in new dimensions.

milestones.us.schott.com

IA_Gebogenes-Glas_210x280_US.indd 1 05.12.18 11:15

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EDITORIAL

SC

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TT/A. Sell

Glass is shaping the connected future

Glas gestaltet die vernetzte Zukunft

EN Have you spoken to Susan Bennett today? She has been Siri’s original voice since 2011. As virtual language as-

sistants, Siri, Alexa and the like answer any question without batting an eyelash and can even control light, room tempera-ture and background music. It may sound like a gimmick to some, but it shows that the principle of connectivity has pen-etrated every area of our lives.

What role specialty glass is playing in this connected, dig-ital world is the focus of this issue. Exciting fi elds of develop-ment include augmented reality, autonomous driving, high speed on the data highway, bendable displays and new bat-tery technologies. Shaping these areas together with our cus-tomers, we will increasingly rely on artifi cial intelligence which will also be reinforced in our production. We are al-ready gaining new insights today from the intelligent linking of data points, which will enable us to produce even better specialty glass in the future.

What will it make possible? We look forward to exploring the answers together with you.

DE Haben Sie heute schon mit Susan Bennett gesprochen? Sie ist seit 2011 die Originalstimme von Siri. Als virtu-

elle Sprachassistenten beantworten Siri, Alexa und Co. sto-isch alle Fragen und steuern bei Bedarf auch Licht, Raumtem-peratur oder musikalische Untermalung. Das mag für manche nach Spielerei klingen, aber es zeigt: Das Prinzip der Konnek-tivität wirkt im Grunde in alle Lebensbereiche.

Welche Rolle Spezialglas in dieser vernetzten, digitalen Welt spielt – darauf geben wir einen Ausblick in dieser Aus-gabe: Augmented Reality, autonomes Fahren, Highspeed auf der Datenautobahn, biegbare Displays oder neue Batterietech-nologien sind spannende Entwicklungsfelder. Um diese ge-meinsam mit unseren Kunden zu gestalten, werden wir künst-liche Intelligenz auch in unserer eigenen Fertigung verstärkt einsetzen. Schon heute gewinnen wir aus der intelligenten Verknüpfung von Datenpunkten neue Erkenntnisse, die uns in Zukunft erlauben, noch besseres Spezialglas zu fertigen.

Was damit alles möglich sein wird? Wir freuen uns, die Antwort gemeinsam mit Ihnen zu ergründen.

Board of Management of SCHOTT AG:Dr. Heinz Kaiser, Hermann Ditz, Dr. Frank Heinricht (Chairman)

and Dr. Jens Schulte (from left to right).

Dr. Frank Heinricht Dr. Heinz Kaiser Hermann Ditz Dr. Jens Schulte

12 Focus: Connectivity & Digitalization

14 Real digitalAugmented reality (AR) merges the physical and virtual world.

22 Learning from the futureStrategic foresight expert Diana Wolf-Dolgner on how companies actively shape the future.

24 Speed record on the data highwayHow SCHOTT’s transistor outline technology enables unprecedented bandwidths.

28 Glass makes you mobileGlass and glass-ceramics are playing surprising roles as antenna materials for 5G.

32 Mobile futureA lot has happened to smartphone design. Foldable devices are the next big thing.

36 More than Moore3D chip packages using glass go beyond the physical limits.

40 Priority glassCars of the future will contain more glassparts than you might realize.

43 A connected point of saleThanks to specialty glass, digital content is making its way to the showroom.

46 The new joy of cookingCERAN EXCITE® is making induction cooktop panels more exciting than ever before.

50 More energy with safetyGlass plays a significant role in the process of efficiently storing and transmitting energy.

52 InnerspaceMore and more implantable devices are becoming “smart.”

54 Supplier-enabled innovationBayer is forging close partnerships to market biotech medications.

3 Editorial 6 Life 10 Insights 59 Best view 58 Imprint

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More information:

us.schott.com/innovation

CONTENTS INHALT

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12 Schwerpunkt:Konnektivität & Digitalisierung

14 Echt digitalAugmented Reality (AR) verbindet die virtuelle Welt mit der Realität.

22 Von der Zukunft lernenStrategic-Foresight-Expertin Diana Wolf-Dolgner über die vernetzte Zukunft von Unternehmen.

24 Geschwindigkeitsrekord auf der DatenautobahnDie Transistor-Outline-Technologie von SCHOTT ermöglicht bisher unerreichte Bandbreiten.

28 Glas macht mobilBeim 5G-Mobilfunk übernehmen Glas und Glas-keramik wichtige Funktionen als Antennen-materialien.

32 Handy-ZukunftSmartphone-Designs ändern sich stetig. Faltbare Geräte sollen der neue Trend werden.

36 Mehr als MooreNeuartige 3D-Chippackages überwinden techno-logische Grenzen.

40 Vorfahrt für GlasIm Auto der Zukunft ist mehr aus Glas, als viele ahnen.

43 Vernetzter VerkaufsraumDank Spezialglas fi nden digitale Inhalte neue Wege in den Verkaufsraum.

46 Die neue Freude am KochenMit CERAN EXCITE® lassen sich Induktionskoch-felder so aufregend gestalten wie nie zuvor.

50 Mit Sicherheit mehr EnergieJe mehr Technologien, desto mehr Strom wird benötigt. Glas spielt dabei eine entscheidende Rolle.

52 Reise ins IchWie Implantate zu „smarten“ Helfern werden.

54 Innovation aus neuer RichtungBei der Entwicklung hochwirksamer Biotech-Medikamente geht Bayer neue Wege.

3 Editorial 6 Leben 10 Einblicke 59 Aussicht 58 Impressum

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SC

HO

TT / A.Sell; SC

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TT Primoceler O

y; iStock; ARTW

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/ L. Zimm

ermann

Weitere Informationen:

schott.com/innovation/de

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LIFE LEBEN

SCHOTT SOLUTIONS 2/20186

DE Felix Baumgartner fällt und fällt und fällt. 4:22 Minuten lang im

freien Fall. Als er am 14. Oktober 2012 in 38.969,4 Metern Höhe aus der Stratosphäre zurück auf die Erde springt, fi ebern weltweit mehr als acht Millionen Menschen mit. Der Stratos Jump des Österreichers ist aus-schließlich online zu verfolgen und zu die-sem Zeitpunkt das größte Live-Event im Internet. „Ich weiß, die ganze Welt sieht jetzt zu. Könntet ihr nur sehen, was ich sehe! Manchmal muss man wirklich weit hinauf-gehen, damit man erkennt, wie klein man ist. Ich gehe jetzt heim“, sagt Baumgartner – und springt. Im freien Fall erreicht Baumgartner 1.357,6 km/h. Er ist der erste Mensch, der dabei die Schallgeschwindig-keit überschreitet. Nach 9:09 Minuten ist das große Abenteuer vorbei. Er landet sicher. Ein Fall für die Ewigkeit.

Red

Bull Content Pool

Life infree fallLeben imfreien Fall

EN Felix Baumgartner fell and fell and fell. Four minutes and 22 seconds

in freefall. On October 14, 2012, more than eight million people around the world tensely watched as he jumped back to earth from the stratosphere, from a height of 38,969.4 meters. The Austrian’s strato-spheric space dive could only be followed online and was the largest live event on-line to date. “I know the whole world is watching now. If only you could see what I am seeing! Sometimes you really have to go far up to see how small you are. I’m going home now,” said Baumgartner – and then he jumped. Baumgartner reached 1,357.6 km/h in freefall, becoming the fi rst person to exceed the speed of sound. After nine minutes and nine seconds, the big adven-ture was over. He landed safely. A jump for eternity.

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LIFE LEBEN

Robert Hettler, Head of Optoelectronic Component Development at SCHOTT Electronic Packaging

Robert Hettler, Entwicklungs leiter für opto-elektronische Kompo nenten bei SCHOTT Electronic Packaging


LIFE LEBEN

Robert Hettler, Head of Optoelectronic Component Development at SCHOTT Electronic Packaging

Robert Hettler, Entwicklungs leiter für opto-elektronische Kompo nenten bei SCHOTT Electronic Packaging


iStock

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Limitless capacityGrenzenlose Belastbarkeit

EN Livestreams on the Internet are onlysuccessful when data lines perform

correctly. Events such as the stratospheric space dive push even YouTube to the limits of its capacity. The video portal, part of Google since 2006, distributes its streaming load to more than ten million servers around the world. The database grows by 400 hours of video material every minute. Growing user numbers and ever higher res-olutions demand increasingly sophisticated data transmission technology. “The new 50G transistor outline components from SCHOTT are opening a new chapter in the develop-ment of ultra-high-speed network tech-nologies for the urgently needed band-width increases in data communication,” says Robert Hettler, Head of Optoelectronic Component Development at SCHOTT Elec-tronic Packaging.

DE Livestreams im Internet sind nur erfolgreich, wenn die Performance

der Datenleitungen stimmt. Ereignisse wie der Stratos Jump bringen aber auch You-Tube an die Grenze der Belastbarkeit. Die Server des Videoportals, das seit 2006 zu Google gehört, verteilen die Streaminglast auf mehr als zehn Millionen Server welt-weit. Pro Minute wächst der Datenbestand um 400 Stunden Videomaterial. Wachsen-de Nutzerzahlen und immer höhere Aufl ö-sungen verlangen eine immer ausgeklügel-tere Technik bei der Datenübertragung. „Die neuen 50G-Transistor-Outline-Gehäuse von SCHOTT schlagen ein neues Kapitel in der Entwicklung von Ultra-Hochgeschwindig-keits-Netzwerktechnologien für die dringend benötigte Bandbreitenerhöhung in der Da-tenkommunikaton auf“, sagt Robert Hettler, Entwicklungsleiter für opto-elektronische Komponenten bei SCHOTT Electronic Packaging.

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Shortly after its market launch, the SCHOTT LuminaLine lighting concept won the world-renowned “Red Dot – Best of the Best” design award. It prevailed in the Mate-rials category against more than 5,600 entries from 55 countries. LuminaLine can be used in architecture and interior design as well as automotive, industrial and medical applications. The lighting concept was also nom-inated for the “Red Dot Luminary Award,” the highest award for prize winners whose innovative power has the potential to inspire other designers.

Das Beleuchtungskonzept SCHOTT LuminaLine gewann den weltweit renommierten „Red Dot – Best of the Best“ Award. LuminaLine setzte sich in der Kategorie Materials gegen mehr als 5.600 Einreichungen aus 55 Ländern durch. LuminaLine lässt sich sowohl in der Architektur und im Innendesign als auch im Automobil, in der Indus-trie und der Medizintechnik einsetzen. Zudem war das Beleuchtungskonzept für den „Red Dot Luminary Award“ nominiert, die höchste Auszeichnung für Preisträger, die das Potenzial haben, andere Designer mit ihrer Innova-tionskraft wegweisend zu inspirieren.

AWARD-WINNING LIGHTINGPRÄMIERTE BELEUCHTUNG

Fiber glass coreGlasfaserseele

Soul with cladSeele mit Mantel

High luminosityHohe Leuchtkraft

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SCHOTT has continued to advance its ex-pertise in future technologies by investing in two startups. The Canadian company Smart Skin Technologies specializes in the development of big data solutions. The company has developed software that can be used to investigate pro-duction errors in glass manufacturing. The Swiss startup NNAISENSE is a global leader in the fi eld of Artifi cial Intelligence (AI) research. “These in-vestments increase our expertise in the fi elds of big data and AI,” says CFO Dr. Jens Schulte.

SCHOTT treibt seine Expertise für Zu-kunftstechnologien weiter voran und investiert in zwei Start-ups. Das kana-

dische Unternehmen Smart Skin Tech-nologies ist auf die Entwicklung von Big-Data-Lösungen für Industrie 4.0

spezialisiert. Die Firma entwickelt eine Software, mit der sich Produk-tionsfehler in der Glasherstellung

untersuchen lassen. Das Schweizer Start-up NNAISENSE ist weltweit

führend im Forschungsbereich Künstliche Intelligenz (KI). „Mit den

Investitionen vergrößern wir unsere Kompe-tenzen in den Bereichen Big Data und KI“, so Finanzvorstand Dr. Jens Schulte.

INVESTMENTS IN ARTIFICIAL INTELLIGENCEINVESTITIONEN IN KÜNSTLICHE INTELLIGENZ

10 SCHOTT SOLUTIONS 2/2018

INSIGHTS EINBLICKE

STRONG BRAND STARKE MARKE

GLASS FOR SCIENCE GLAS FÜR DIE WISSENSCHAFT

For the third time, SCHOTT CERAN® has been named “Brand of the Cen-tury.” The prize is awarded every three years. With more than 150 mil-lion units sold, these cooktop panels have become an integral part of mod-ern kitchens around the globe. Zum dritten Mal wurde SCHOTT CERAN® als „Marke des Jahrhun-derts“ ausgezeichnet. Der Preis wird alle drei Jahre vergeben. Mit über 150 Millionen verkauften Exempla-ren sind die Kochfelder mittlerweile fester Bestandteil moderner Küchen rund um den Globus.

Gérard Mourou (photo) and Donna Strickland were awarded the 2018 Nobel Prize in Physics for the development of their method for increas-ing the power of lasers. SCHOTT enables this technology, which is used in the most advanced laser systems. Silicate-based laser glasses o� er exceptional optical properties. They enable the “Chirped Pulse Ampli-fi cation” technology to generate laser beams with an output greater than that of power plants.

Für die Entwicklung ihrer Methode zur Leistungssteigerung von Lasern erhielten Gérard Mourou (Bild) und Donna Strickland den Physik- Nobelpreis 2018. SCHOTT macht diese Technik, die in den fortschritt-lichsten Lasersystemen eingesetzt wird, möglich. Silikatbasierte Laser-gläser bieten außergewöhnliche optische Eigenschaften. Sie ermög-lichen, dass die Technik „Chirped Pulse Amplifi cation“ Laserstrahlen erzeugt, deren Leistung größer ist als die von Kraftwerken.

SCHOTT recently introduced CONTURAN® Tough AS, the latest development from the CONTURAN® product range.

The new product stands out for being 50 percent more break-resistant than comparable fl oat

glass. It’s also thin and light. This makes the glass ideal for

displays with touch applications where conventional glass can’t

withstand environmental conditions.

CONTURAN® Tough AS ist die jüngste Weiterentwicklung der CONTURAN® Produktreihe. Das Besondere: Die Neuheit ist

50 Prozent bruchfester als vergleichbares Floatglas, zeitgleich aber dünn und

leicht. Damit eignet sich das Glas speziell für Displays

mit Touch-Anwendungen, bei denen herkömmliches

Glas den Bedingungen nicht standhält.

THIN, LIGHT, BREAK-RESISTANT

DÜNN, LEICHT, BRUCHFEST

REU

TERS / C. Platiau

01111001100011101010100111111

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Between / Zwischen

Connectivity & DigitalizationConnectivity and digitalizationare megatrends. Facts & fi gures on our focus topic.

Vernetzung und Digitalisierung sind Megatrends. Wissenswertes rund um das Schwerpunkt-Thema.

8.7billion / Milliarden

… kilometers were covered by Pokemon Go players in the game’s fi rst six months. The game was downloaded around 650 million times between July and De-cember 2016. An unprecedented record.

… Kilometer haben alle Pokémon-Go-Spieler in den ersten sechs Monaten zu-rückgelegt. Zwischen Juli und Dezember 2016 wurde das Spiel rund 650 Millionen Mal heruntergeladen. Ein bisher uner-reichter Rekord.

440

1971

tons / Tonnen

… of gold are cruising the streets of Europe. The gold is in vehicle control units – one to two grams of gold per car. This quantity corresponds to about a quarter of a wedding ring.

… Ray Tomlinson succeeded in sending a message from one computer to another over the ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network). The American is considered the “o� cial inventor” of email.

… Gold fahren in Europa auf den Straßen he-rum. Das Gold ist in den Steuergeräten zu fi nden. Pro Auto sind es ein bis zwei Gramm Gold. Diese Menge entspricht etwa einem Viertel eines Traurings.

200 und 500 … meters is the average range of a transmission tower for cellular communications in the city. Many antennae are camoufl aged in plastic trees. Cell phone antennae in Germany sometimes hide in fake chimneys.

… Meter beträgt die durchschnittliche Reichweite eines Sendemas-tes für den Mobilfunk in der Stadt. Viele Antennen werden mithil-fe von Plastikbäumen getarnt. In Deutschland verstecken sich Mo-bilfunkantennen auch in falschen Schornsteinen.

… gelang es Ray Tomlinson, eine Nachricht über das sogenannte ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) von einem Computer zu einem an-deren zu schicken. Der Amerikaner gilt als „o� zieller Erfi nder“ der E-Mail.

and/


FOCUS SCHWERPUNKT

Connectivity & Digitalization

By / Bis

1in / von

… fi ve people has dropped his or her smartphone in the toilet.

… fünf Menschen ist das Smartphone schon einmal in die Toilette gefallen.

2020… more than 1.7 million new indus-trial robots will be installed in facto-ries worldwide.

… werden weltweit mehr als 1,7 Milli-onen neue Industrieroboter in den Fabriken installiert.

37.4 %… of global lithium production is used in battery pro-duction. The world’s lightest metal is mined in Tibet, Australia, Nevada, and especially in South America.

… der globalen Lithium-Herstellung wird in der Akku-Herstellung verwendet. Abgebaut wird es in Tibet, Australien, Nevada – hauptsächlich aber in Südamerika.

Alexa

1992

Warum heißt die smarte Sprachsteuerung Alexa eigentlich Alexa? Der Name kommt von der Biblio-thek Alexandria, in der das Wissen des Altertums gespeichert war. Sagt zumindest Alexa.

… wurde das erste Smartphone der Welt vorgestellt. Es hatte den Namen IBM Simon und konnte erstmals E-Mails und Faxe versenden. Es war das erste Gerät mit einem Touchscreen.

Why is the smart voice control called Alexa? The name comes from the Library of Alexandria, in which the entire knowledge of antiquity was stored. At least that’s what Alexa says.

… the world’s fi rst smartphone was introduced. It was called IBM Simon and was the first phone to send emails and faxes. It was the fi rst device with a touchscreen.

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Augmented reality (AR) merges the physical world with the virtual world. This is just as fascinating as it is technically

complex – especially with AR glasses, which are coming into fashion. Producers of these high-tech glasses are supported by LightTrans located in Jena, Germany. The company develops

and sells physical optics software for modeling and simulation.

Echt digital: Augmented Reality (AR) lässt reale und virtuelle Welt miteinander verschmelzen. Das ist nicht weniger

faszinierend als technisch aufwendig – speziell bei den immer beliebter werdenden AR-Brillen. Unterstützung erhalten Hersteller solcher Hightech-Brillen bei LightTrans in Jena. Das Unternehmen entwickelt und vertreibt eine spezielle

Optiksoftware zur Modellierung und Simulation.

By Thorsten Schönfeld

million active users w

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Real digital


FOCUS / CONNECTIVITY & DIGITALIZATION SCHWERPUNKT / KONNEKTIVITÄT & DIGITALISIERUNG

EN The question at hand is a deep one: How do we see the world? The fact that every individual perceives reality

from a di� erent angle has been hard enough for philosophers to ponder, but even from a purely technical perspective, AR presents physicists with enormous challenges. The fusion of the physical and virtual worlds is very complicated, especial-ly when it comes to the trend of AR glasses. After all, viewing reality should stay unclouded while being enriched with ad-ditional virtual superimpositions. So how do you get the vir-tual image information in front of your eyes with clarity and sharpness, all while users of AR glasses continue to see the world clearly?

Answers can be found in Jena. The University City located in Thuringia, Germany, is regarded as the optics center for excellence, following the tradition of Carl Zeiss, Otto Schott and Ernst Abbe. SCHOTT is located here, with a glass pro-duction plant – as is LightTrans. The up-and-comer has developed VirtualLab Fusion software, which simulates and optimizes optical elements and systems using fast physical-optics calculation models.

Situated not far from Saale, southwest of downtown Jena, there is little to suggest from the outside that the o� ce build-ing houses the high art of physical optics. That impression changes as soon as the company owner opens the door.

DE Es geht um nicht weniger als die Frage: Wie sehen wir die Welt? Lässt diese bereits Philosophen ins Grübeln

geraten, weil jedes Individuum die Realität aus einem anderen Blickwinkel wahrnimmt, stellt sie Physiker in Hinblick auf AR rein technisch betrachtet vor enorme Herausforderungen. Denn das Verschmelzen von realer und virtueller Welt gestaltet sich speziell bei den im Trend liegenden AR-Brillen hoch kom-pliziert. Schließlich soll der Blick für die Realität ungetrübt bleiben und darüber hinaus mit zusätzlichen virtuellen Ein-blendungen angereichert werden. Die Anforderung: Wie kom-men die virtuellen Bildinformationen so ins Auge, dass dort ein klares, scharfes Bild entsteht, AR-Brillenträger aber gleich-zeitig die reale Welt so ungetrübt wahrnehmen, wie sie ist?

Antworten darauf fi nden sich in Jena. Die Universitäts-stadt in Thüringen gilt als das Optik-Zentrum schlechthin, steht sie doch in der Tradition von Carl Zeiss, Otto Schott und Ernst Abbe. Hier ist nicht nur SCHOTT mit einem Werk für die Glasproduktion angesiedelt, sondern auch LightTrans beheimatet. Das aufstrebende Unternehmen hat die Software VirtualLab Fusion entwickelt, die optische Elemente und Systeme mithilfe von schnellen Rechenmodellen der physi-kalischen Optik simuliert und optimiert.

Betrachtet man das Bürogebäude im Südwesten Jenas von außen deutet wenig darauf hin, dass hier die hohe Kunst der physikalischen Optik zur Anwendung kommt.

LET’S CREATE A NEW REALITY.

WWW.US.SCHOTT.COM/REALITY

GEMEINSAM ERLEBEN WIR EINE NEUE WELT.

WWW.SCHOTT.COM/REALITY

Software für die hohe Kunst der optischen Physik

Fink &

Fuchs

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Professor Dr. Frank Wyrowski is President of LightTrans and Chair of the Applied Computational Optics Group at the University of Jena.

Professor Dr. Frank Wyrowski ist Präsident von LightTrans und Leiter der Applied Computational Optics Group an der Universität Jena.

FOCUS / XXXXX SCHWERPUNKT / XXXXX

Even shaking hands speaks volumes: this man wants to make a di� erence. The glow in Frank Wyrowski’s eyes as he discusses augmented reality confi rms the fi rst impression. Wyrowsi is a physics professor. He heads the Applied Computational Optics Group within the Institute of Applied Physics at the Friedrich-Schiller University of Jena. He founded the Light-Trans corporate group in 1999, consisting of three compa-nies: LightTrans GmbH, LightTrans International UG and Wyrowski Photonics GmbH. The company now has about 30 employees – including physicists, mathematicians, and computer experts. “We see ourselves as trendsetters in elec-tromagnetic modeling and design. Our VirtualLab Fusion software not only allows us to simulate light propagation in modern optical systems, but also combines various simu-lation models on a single platform,” explains Wyrowski. A unique selling point.

AR is booming. Two years ago, the smartphone game Pokémon Go triggered a global craze. Still today, around 60 million fans around the world hunt for virtual fantasy creatures every month. New worlds have long since opened up, and not only for gamers. Innovative applications using augmented reality are poised to drastically change our every-day lives. In the survey “Augmented Reality Monitor 2018”

Der Eindruck ändert sich schlagartig, wenn der Hausherr die Tür ö� net. Schon beim Händeschütteln wird klar: Dieser Mann will etwas bewegen. Und das Leuchten in den Augen, wenn Frank Wyrowski über Augmented Reality spricht, un-terstreicht diesen Eindruck. Wyrowski ist Physikprofessor. An der Friedrich-Schiller-Universität Jena leitet er innerhalb des Instituts für angewandte Physik die Applied Computational Optics Group. 1999 gründete er die LightTrans Unternehmens-gruppe, die sich aus den Unternehmen LightTrans GmbH, LightTrans International UG und Wyrowski Photonics GmbH zusammensetzt. Die Unternehmensgruppe zählt mittlerweile rund 30 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter – darunter Physiker, Mathematiker sowie Computerexperten. „Wir sehen uns als Trendsetter in elektromagnetischer Modellierung und Design. Mit unserer Software VirtualLab Fusion lässt sich nicht nur die Lichtausbreitung in modernen optischen Systemen simu-lieren, vielmehr vereint sie obendrein verschiedene Simula-

Christian Hellmann, CEO of Wyrowski Photonics (left), tries out a pair of AR glasses together with SCHOTT Principal Scientist Dr. Frank-Thomas Lentes.

Christian Hellmann, CEO der Wyrowski Photonics (links), probiert zusammen mit SCHOTT Wissenschaftler Dr. Frank-Thomas Lentes eine AR-Brille aus.

Software for the fi ne art of optical physics

F. Im

berger



Light guide technologyDie Lichtleiter-Technologie

conducted by Splendid Research, more than half of those surveyed stated that they wanted to use AR in the future to support daily life. Sports fans have long been familiar with the superimposed line to signal the line of scrimmage in foot-ball or a controversial o� side in soccer. It has also long since found its way into trade and industry. Fitters from thyssenk-rupp, for example, use AR glasses for elevator maintenance that display information on the needed repairs – leaving both hands free to work in di� cult conditions. Carmakers have global development teams collaborating on AR applications such as design objects. And much more will be possible in the future: from medical students learning on virtual human

tionsmodelle auf einer Plattform“, erklärt Wyrowski. Ein Alleinstellungsmerkmal.

AR boomt. Große Begeisterung löste vor zwei Jahren das Smartphone-Spiel Pokémon Go aus. Noch heute machen sich weltweit jeden Monat rund 60 Millionen Fans auf die Jagd nach virtuellen Fantasiewesen. Neue Welten erö� nen sich aber inzwischen längst nicht nur für Spieler. Innovative Anwendungen rund um die sogenannte erweiterte Realität haben das Ziel, den Alltag der Menschen gravierend zu ver-ändern. In der Umfrage „Augmented Reality Monitor 2018“ von Splendid Research haben mehr als die Hälfte der Befrag-ten angegeben, AR künftig zur Unterstützung im Alltag

Emits the light waves of the digital image in the direction of the light guides (SCHOTT RealView™)

Emittiert die Licht wellen des digitalen Bildes in Richtung des Lichtleiters (SCHOTT RealView™)

Light waves of each color are coupled out n times in the defi ned grating area. Since each human eye is individually shaped, the light waves must be decoupled n times (in the simplifi ed image, only one RGB image is shown).

Lichtwellen jeder Farbe werden im defi nierten Gitter-Bereich n-mal ausgekoppelt. Da jedes Auge individuell geformt ist, müssen die Lichtwellen n-mal ausgekoppelt werden (im vereinfachten Bild ist nur ein RGB-Bild dargestellt).

The mobile, unfi xed human eye perceives both the digital and the real image. This creates the impression of an augmented reality.

Das bewegliche, nicht fi x positionierte menschliche Auge nimmt sowohl das digitale als auch das reale Bild wahr. Dadurch entsteht der Eindruck einer erweiterten Realität (Augmented Reality).

The projector‘s light waves are coupled into the light guide at a defi ned position with the help of a grating.

Die Lichtwellen des Projektors werden an einer defi nierten Stelle mit Hilfe eines Gitters in den Lightguide eingekoppelt.

Real imageReales Bild

Digital imageDigitales Bild

ProjectorProjektor

Coupling: Digital imageEinkopplung: Digitales Bild

SCHOTT RealView™ High-index glass waferHigh-index Glaswafer

Out coupling areas: Digital imageAuskopplungsbereiche: Digitales Bild

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bodies to live conversations with friends and coworkers from the other side of the world through photorealistic holograms. The market is changing. There is a reason technology giants like the big smartphone makers are investing in their own programming interfaces (APIs) and sensor technology for the simple implementation of AR content or, like Microsoft with its HoloLens, selling functional AR glasses. However, besides large companies, smaller companies without the resources in expertise or fi nances can also use LightTrans’ software calcu-lations to develop high-quality optical designs.

This optical design is particularly di� cult for glasses be-cause projection and perception take place in a very confi ned space without the need for an additional screen to depict the physical and virtual worlds, as is the case with smartphones. “Defining specifications is extremely complicated. The question always arises as to what the brain processes. This still is not well understood,” says Professor Wyrowski. He is standing in the LightTrans conference room, training a

nutzen zu wollen. Nicht zuletzt Fußballfans heute schon be-kannt: die Einblendung einer Linie bei strittigen Abseitsent-scheidungen. Auch in Handwerk und Industrie hat sie längst Einzug gehalten. So verwenden etwa Monteure von thyssen-krupp AR-Brilllen bei der Wartung von Aufzügen, um sich darauf die benötigten Reparatur-Informationen anzeigen zu lassen – für die eigentliche Arbeit unter schwierigen Bedin-gungen haben sie dadurch beide Hände frei. Bei Automobil-herstellern gibt es Entwicklungsteams, die über AR-Anwen-dungen weltweit verbunden gemeinsam beispielsweise an einem Designobjekt arbeiten. Und in Zukunft wird noch viel mehr möglich sein: von Medizinstudenten, die an virtuellen menschlichen Körpern lernen, hin zu Live-Gesprächen mit Kollegen oder Freunden vom anderen Ende der Welt, die als fotorealistisches Hologramm im Raum erscheinen. In dem Markt steckt Bewegung. Nicht umsonst investieren Techno-logieriesen wie die großen Smartphone-Hersteller in eigene Programmier-Schnittstellen (APIs) und Sensorik zur einfa-chen Umsetzung von AR-Inhalten oder verkaufen wie Micro-soft mit seiner HoloLens bereits funktionstüchtige AR-Brillen. Doch neben den großen können auch kleinere Firmen,

AR allows people in education

to interactively exchange knowledge

in a natural 3D world.

EDUCATION

AR erö� net in der Schule

und im Studium neue

Möglichkeiten, um interaktiv

und vernetzt Wissen

auszutauschen in einer

natürlichen 3D-Welt.

LERNEN

AR opens up new possibilities for

game developers and the movie

industry.

ENTERTAINMENT

AR can make jobs safer and more e� cient by

displaying additional information or alerts.

INDUSTRY

AR kann Arbeitsplätze durch die Einblendung

von Informationen oder Warnmeldungen

sicherer und e� zienter machen.

INDUSTRIE

Fields of application in ARAR-Anwendungsbereiche

The goal: a crisp, sharp image

AR can change the meeting culture,

with guests participating as a hologram –

as if they were sitting at the conference table.

COMMUNICATION

AR kann die Meeting-Kultur verändern.

Gäste können als Hologramm an Konferenzen

teilnehmen – so, als säßen sie

am Besprechungstisch.

KOMMUNIKATION

AR ö� net Spieleentwicklern

und der Filmindustrie das Tor

zu neuen Erlebniswelten.

UNTERHALTUNG



bodies to live conversations with friends and coworkers from the other side of the world through photorealistic holograms. The market is changing. There is a reason technology giants like the big smartphone makers are investing in their own programming interfaces (APIs) and sensor technology for the simple implementation of AR content or, like Microsoft with its HoloLens, selling functional AR glasses. However, besides large companies, smaller companies without the resources in expertise or fi nances can also use LightTrans’ software calcu-lations to develop high-quality optical designs.

This optical design is particularly di� cult for glasses be-cause projection and perception take place in a very confi ned space without the need for an additional screen to depict the physical and virtual worlds, as is the case with smartphones. “Defining specifications is extremely complicated. The question always arises as to what the brain processes. This still is not well understood,” says Professor Wyrowski. He is standing in the LightTrans conference room, training a

nutzen zu wollen. Nicht zuletzt Fußballfans heute schon be-kannt: die Einblendung einer Linie bei strittigen Abseitsent-scheidungen. Auch in Handwerk und Industrie hat sie längst Einzug gehalten. So verwenden etwa Monteure von thyssen-krupp AR-Brilllen bei der Wartung von Aufzügen, um sich darauf die benötigten Reparatur-Informationen anzeigen zu lassen – für die eigentliche Arbeit unter schwierigen Bedin-gungen haben sie dadurch beide Hände frei. Bei Automobil-herstellern gibt es Entwicklungsteams, die über AR-Anwen-dungen weltweit verbunden gemeinsam beispielsweise an einem Designobjekt arbeiten. Und in Zukunft wird noch viel mehr möglich sein: von Medizinstudenten, die an virtuellen menschlichen Körpern lernen, hin zu Live-Gesprächen mit Kollegen oder Freunden vom anderen Ende der Welt, die als fotorealistisches Hologramm im Raum erscheinen. In dem Markt steckt Bewegung. Nicht umsonst investieren Techno-logieriesen wie die großen Smartphone-Hersteller in eigene Programmier-Schnittstellen (APIs) und Sensorik zur einfa-chen Umsetzung von AR-Inhalten oder verkaufen wie Micro-soft mit seiner HoloLens bereits funktionstüchtige AR-Brillen. Doch neben den großen können auch kleinere Firmen,

AR allows people in education

to interactively exchange knowledge

in a natural 3D world.

EDUCATION

AR erö� net in der Schule

und im Studium neue

Möglichkeiten, um interaktiv

und vernetzt Wissen

auszutauschen in einer

natürlichen 3D-Welt.

LERNEN

AR opens up new possibilities for

game developers and the movie

industry.

ENTERTAINMENT

AR can make jobs safer and more e� cient by

displaying additional information or alerts.

INDUSTRY

AR kann Arbeitsplätze durch die Einblendung

von Informationen oder Warnmeldungen

sicherer und e� zienter machen.

INDUSTRIE

Fields of application in ARAR-Anwendungsbereiche

The goal: a crisp, sharp image

AR can change the meeting culture,

with guests participating as a hologram –

as if they were sitting at the conference table.

COMMUNICATION

AR kann die Meeting-Kultur verändern.

Gäste können als Hologramm an Konferenzen

teilnehmen – so, als säßen sie

am Besprechungstisch.

KOMMUNIKATION

AR ö� net Spieleentwicklern

und der Filmindustrie das Tor

zu neuen Erlebniswelten.

UNTERHALTUNG



laser pointer on a presentation slide projected on the wall that illustrates “plane waves” entering the eye – the path that light takes before it reaches the human retina as an image point. There are many methods for AR glasses to guide waves into the eye as optimally as possible for producing clear, sharp images. “Light guide technology (see infographics on page 17) is proving to be particularly promising for the fu-ture,” explains Wyrowski. For one, because there are already promising products on the market, and secondly because AR technology can be compactly designed.

Light guide technology typically uses three glass wafers, each one serving as a light guide for one color in the red-green-blue (RGB) color space. A light source, such as an LED projector, is then positioned on the side of the three wafers to couple the image information into the wafers. The wafers need a “grating” – a periodic nanostructure – to provide the light with the optimal path to the eye. The goal is to enlarge the angle of propagation to the point that it is always larger than the limit angle of the total internal refl ection angle. Wyrowski compares this to looking at the surface of water: “If you look directly into a swimming pool from above, you

With VirtualLab Fusion software, a wide variety of optical systems can be modeled accurately and quickly.

Mit der Software VirtualLab Fusion lassen sich verschiedenste optische Systeme exakt und schnell modellieren.

Dr. Site Zhang, Chief Technology O� cer at LightTrans, oversees the product development and use cases.

Dr. Site Zhang, Chief Technology O� cer bei LightTrans, betreut und entwickelt die Kundenan-wendungen der Software.

die nicht über die Ressourcen verfügen – weder was Know-how noch Finanzen anbelangt – mithilfe der Berechnungen der Software von LightTrans ebenfalls qualitativ hochwertige optische Designs entwickeln.

Das genannte optische Design gestaltet sich bei Brillen besonders schwierig, weil Projektion und Wahrnehmung auf engstem Raum stattfi nden und nicht wie beim Smartphone ein zusätzlicher Bildschirm zur Verfügung steht, der reale und virtuelle Welt abbildet.

„Es ist extrem kompliziert, die Spezifi kationen festzule-gen. Es stellt sich immer die Frage, was das Gehirn verarbeitet. Das ist nach wie vor noch nicht ausreichend geklärt“, sagt Professor Wyrowski. Er steht mittlerweile im LightTrans-Besprechungsraum und deutet mit einem Laserpointer auf eine an die Wand projizierte Präsentationsfolie, die den Weg von sogenannten „ebenen Wellen“ ins Auge veranschaulicht – also den Weg, den das Licht nimmt, bevor es die menschli-che Retina als Bildpunkt erreicht. Um die Wellen innerhalb von AR-Brillen möglichst optimal ins Auge zu leiten, so dass dort ein klares, scharfes Bild entstehen kann, gibt es mehrere unterschiedliche Verfahren.

„Die Lightguide-Technologie (siehe Infografi k auf Seite 17) kristallisiert sich dabei als besonders zukunftsträchtig heraus“, erklärt Wyrowski. Zum einen, weil es bereits vielver-sprechende Produkte am Markt gebe, zum anderen lasse sich AR-Technik hiermit kompakt gestalten.

Ziel: ein klares, scharfes Bild

gettyim

ages; F. Imb

erger

19

SCHOTT RealView™ glass wafers

Index beyond 1.9

can see to the bottom of the pool. If, on the other hand, you dive into the pool on a sunny day and look along the surface, you see a lot of strong light refl ections there.” It is also import-ant to cover as large a fi eld of view (FoV) as possible when guiding waves, while also considering di� erent eye positions or distances through large eye boxes. The information to cov-er several fi elds of view must be guided through the light guides and then coupled out by gratings again to provide it to the human eye – ideally in the most uniform way possible. “Since this is taking place on a nanoscale in the grating struc-ture, our software modeling must be based on physical optics. We are operating on a very high level of modeling including all relevant physical-optics e� ects. We can do this quickly and extremely accurately,” says Wyrowski.

SCHOTT also relies on LightTrans’ expertise. A joint proj-ect is currently underway in which the two partners are investigating how glass wafers for AR applications can be further improved. Today already, SCHOTT RealView™ high-index glass wafers attain an unprecedented level of sharpness, fi eld of view and weight. The coated wafers are made of

Bei der Lightguide-Technologie kommen typischerweise drei Glaswafer zum Einsatz, wobei jeder Wafer als Lichtleiter für eine Farbe im Rot-Grün-Blau-Farbraum (RGB) dient. Seit-lich an den drei Wafern ist eine Lichtquelle, beispielsweise ein LED-Projektor, positioniert, der die Bildinformationen in die Wafer einkoppelt. Um dem Licht den optimalen Weg zum Auge vorzugeben, benötigt man auf den Wafern ein „Gitter“ – eine periodische Nanostruktur –, durch das der entsprechen-de Ausbreitungswinkel erzeugt wird. Das Ziel sei dabei, diesen so groß zu gestalten, dass er immer größer als der Grenzwinkel des sogenannten internen Totalrefl exionswinkels ist. Wyrowski vergleicht das mit dem Blick auf eine Wasseroberfl äche: „Wenn man direkt von oben in ein Schwimmbecken schaut, kann man bis auf den Grund sehen. Taucht man hingegen an einem sonnigen Tag im Wasser und schaut in Richtung Wasseroberfl äche, erkennt man starke Spiegelungen an der Oberfl äche.“ Außerdem ist es von höchster Wichtigkeit, beim Leiten der Wellen ein möglichst großes Gesichtsfeld (Field of View, auch FoV) abzudecken sowie gleichzeitig unterschied-liche Augen-Positionen und -Abstände durch große Aus-trittspupillen (eye boxes) zu berücksichtigen. Eine Vielzahl von Informationen zur Darstellung verschiedener Gesichts-felder muss zuverlässig durch den Lichtleiter geführt und an defi nierten Stellen durch Auskopplungs-Gitter in

SCHOTT RealView™: Core benefi tsVorteile von SCHOTT RealView™

SCHOTT RealView™ glass wafers give AR device manufacturers

the fi rst opportunity to expand the fi eld of view (FoV) almost

to the limit of human peripheral vision.

BRILLIANT IMAGES

SCHOTT RealView™ Glaswafer bieten AR-Geräteherstellern

erstmals die Möglichkeit, das Sichtfeld nahezu bis an die

Grenzen des menschlichen peripheren Sehens zu erweitern.

BRILLANTE BILDER

SCHOTT produziert quasi perfekt ebene Wafer

mit einer bis aufs Atom präzisen Oberfl ächenrauigkeit

für eine Projektion in bester Aufl ösung.

GESTOCHEN SCHARF

SCHOTT RealView™ glass wafers are setting standards in

fl atness and roughness, for projection in best resolution.

RAZOR-SHARP

SCHOTT RealView™ glass wafers are light, thin and strong.

SCHOTT RealView™ Glaswafer sind leicht,

dünn und bruchfest.

ANGENEHM ZU TRAGEN

COMFORTABLE TO WEAR



optical glass with a high refractive index – they enable refrac-tive indices of over 1.9. This allows them to signifi cantly increase the fi eld of view in AR devices. For the fi rst time, producers can extend the fi eld of view nearly to the limits of human peripheral vision. Up to now, fade-ins were only pos-sible in very small areas. The high geometric precision of the glass surface, accurate down to the atom, allows an image quality in terms of contrast and resolution that has not been thought possible until now. SCHOTT RealView™ wafers dou-ble the total refl ection angle of conventional glass wafers.

Results like these could not be achieved without Light-Trans’ precise optical modeling. Close cooperation between the two companies will help us to see the world with com-pletely di� erent eyes in the future.

More information / Weitere Infoswww.us.schott.com/realviewwww.us.schott.com/realitywww.us.schott.com/AR

[email protected]

Richtung Auge geleitet werden – im Idealfall so gleichmäßig wie möglich. „Da wir uns bei Gitter-Strukturen im Nanobe-reich bewegen, setzen wir bei unseren Software-Modellierun-gen auf die physikalische Optik. Wir bewegen uns auf einem sehr hohen Modellierungs-Niveau, das alle relevanten E� ekte der physikalischen Optik berücksichtigt. Wir tun das schnell und extrem genau“, betont Wyrowski.

Auch SCHOTT setzt auf die Expertise von LightTrans. Ak-tuell läuft ein gemeinsames Projekt, in dem die beiden Part-ner gemeinsam prüfen, wie sich Glaswafer für den AR-Einsatz weiter verbessern lassen. SCHOTT RealView™ High-Index-Glaswafer erreichen ein bislang unerreichtes Niveau, was Schärfe, Sichtfeld und Gewicht angeht. Die beschichteten Wafer werden aus optischem Glas mit einem hohen Brechungs-index hergestellt – Brechungsindizes jenseits 1,9 sind mög-lich. Dadurch können sie das Sichtfeld in den AR-Geräten erheblich vergrößern. Hersteller haben so erstmals die Möglich-keit, das Gesichtsfeld nahezu bis an die Grenzen des mensch-lichen peripheren Sehens zu erweitern. Bisher waren die Ein-blendungen nur in sehr kleinen Bereichen möglich. Die hohe geometrische und bis aufs Atom exakte Präzision der Glas-oberfl äche erlaubt eine bisher nicht für möglich gehaltene Bildqualität in Bezug auf Kontrast und Aufl ösung. Im Ver-gleich zu herkömmlichen Glaswafern verdoppeln SCHOTT RealView™ Wafer den Totalrefl exionswinkel.

Ohne die exakte optische Modellierung durch LightTrans ließen sich solche Ergebnisse nicht erzielen. Die enge Zusam-menarbeit der beiden Unternehmen trägt dazu bei, dass wir die Welt künftig mit ganz anderen Augen sehen.

“Our glass wafers are the connectors of digital and physical worlds.”

„Unsere Glaswafer sind das Verbindungsstück zwischen digitaler und realer Welt.”

Dr. Rüdiger Sprengard, Head of Augmented RealitySCHOTT Advanced Optics

SCHOTT RealView™ glass wafers are light, thin and strong.

The development and production centers in Germany, Switzerland and China are well prepared to deliver SCHOTT RealView glass wafers in high quality and large quantities.

Die Entwicklungs- und Produktionszentren in Deutschland, der Schweiz und China sind bestens darauf vorbereitet, die SCHOTT RealView Glas -wafer in hoher Qualität und in großen Stück-zahlen zu liefern.

gettyim

ages; SCH

OTT / A

. Sell

21

Learning from the futureStrategic foresight expert Diana Wolf-Dolgner on how companies are overcoming economic and social upheaval to actively shape the future.

Von der Zukunft lernen: Strategic-Foresight-Expertin Diana Wolf-Dolgner über Chancen von Unternehmen,Umbrüche in Wirtschaft und Gesellschaft zu meistern sowie Zukunft aktiv zu gestalten.

By Christina Rettig

Ms. Wolf-Dolgner, what does a Future Manager do?A Future Manager creates a link between the often very abstract scenarios of futurology and the practical needs of company executives. What will tomorrow’s world look like and what role can we play in it? What opportunities will it open up for us and where will risks arise? These are questions that this discipline tackles.

Why is it so important today to deal with the future systematically?

The interaction of fundamental forces – or megatrends – is causing dramatic change. Similar to waves reinforcing each other, these trends gain strength, size and infl uence when they interact with one another. Through comput-erization and internetization, for example, we are experi-encing how rapidly the requirements for the digitaliza-tion of all areas of life are being formed. This rapid change can be fatal for companies who rely on conventional, outdated patterns of thought and decision-making. Hardly anything has such a catalytic e� ect on other megatrends

Frau Wolf-Dolgner, was genau macht einFuture Manager?

Ein Future Manager scha� t eine Verbindung zwischen den häufi g sehr abstrakten Szenarien der Zukunftsforschung und den praktischen Anforderungen von Führungskräften in Unternehmen. Wie sieht die Welt von morgen aus und welche Rolle können wir in ihr spielen? Welche Chancen erö� net uns das und wo entstehen Risiken? Das sind Fra-gen, mit denen sich diese Disziplin beschäftigt.

Warum ist es wichtig, sich s ystematisch mit der Zukunft auseinanderzusetzen?

Das Zusammenwirken fundamentaler Kräfte – sogenannte Megatrends – bewirkt einen dramatischen Wandel. Ähnlich wie Wellen, die sich gegenseitig verstärken, gewinnen diese Trends an Stärke, Größe und Einfl uss, wenn sie miteinander interagieren. So erleben wir durch „Informatisierung und Internetisierung“, wie rasend schnell Voraussetzungen zur Digitalisierung aller Lebensbereiche gescha� en werden. Bei dieser hohen Veränderungsgeschwindigkeit kann es für

“When we’re discussing the future, everyone is right.”

„Wenn wir über die Zukunft diskutieren,

hat jeder recht.“


INTERVIEW INTERVIEW

Learning from the futureStrategic foresight expert Diana Wolf-Dolgner on how companies are overcoming economic and social upheaval to actively shape the future.

Von der Zukunft lernen: Strategic-Foresight-Expertin Diana Wolf-Dolgner über Chancen von Unternehmen,Umbrüche in Wirtschaft und Gesellschaft zu meistern sowie Zukunft aktiv zu gestalten.

By Christina Rettig

Ms. Wolf-Dolgner, what does a Future Manager do?A Future Manager creates a link between the often very abstract scenarios of futurology and the practical needs of company executives. What will tomorrow’s world look like and what role can we play in it? What opportunities will it open up for us and where will risks arise? These are questions that this discipline tackles.

Why is it so important today to deal with the future systematically?

The interaction of fundamental forces – or megatrends – is causing dramatic change. Similar to waves reinforcing each other, these trends gain strength, size and infl uence when they interact with one another. Through comput-erization and internetization, for example, we are experi-encing how rapidly the requirements for the digitaliza-tion of all areas of life are being formed. This rapid change can be fatal for companies who rely on conventional, outdated patterns of thought and decision-making. Hardly anything has such a catalytic e� ect on other megatrends

Frau Wolf-Dolgner, was genau macht einFuture Manager?

Ein Future Manager scha� t eine Verbindung zwischen den häufi g sehr abstrakten Szenarien der Zukunftsforschung und den praktischen Anforderungen von Führungskräften in Unternehmen. Wie sieht die Welt von morgen aus und welche Rolle können wir in ihr spielen? Welche Chancen erö� net uns das und wo entstehen Risiken? Das sind Fra-gen, mit denen sich diese Disziplin beschäftigt.

Warum ist es wichtig, sich s ystematisch mit der Zukunft auseinanderzusetzen?

Das Zusammenwirken fundamentaler Kräfte – sogenannte Megatrends – bewirkt einen dramatischen Wandel. Ähnlich wie Wellen, die sich gegenseitig verstärken, gewinnen diese Trends an Stärke, Größe und Einfl uss, wenn sie miteinander interagieren. So erleben wir durch „Informatisierung und Internetisierung“, wie rasend schnell Voraussetzungen zur Digitalisierung aller Lebensbereiche gescha� en werden. Bei dieser hohen Veränderungsgeschwindigkeit kann es für

“When we’re discussing the future, everyone is right.”

„Wenn wir über die Zukunft diskutieren,

hat jeder recht.“


INTERVIEW INTERVIEW

as connectivity. Information and networks are the main drivers of digital transformation, manifesting themselves in the developments of countless megatrends; including artifi cial intelligence, the Internet of Things, the sharing economy, robotics and augmented reality. There’s no es-caping it.

What does this mean for companies? How can they survive?

First of all, companies need an integrated understanding of the fundamental changes in their environment. A well-founded, fact-based analysis looks at many of the megatrends behind the upheavals in business and society. The megatrend mapping method provides participants with a kind of future gallery. Analytical and scientifi c aspects are combined with a creative approach. Methods like these form the basis for companies to deal with new developments creatively and develop scenarios. Ideally, this takes place in interdisciplinary teams involving strat-egy, human resources and the communications depart-ment. After all, it is not just a question of developing a common vision of the future and fi nding new playing fi elds, but also of providing employees with security and orientation.

Nearly every business is dealing with connectivity and digitalization. Do you have any advice?

For one, I often see companies focus on digitalizing their existing business processes without questioning whether their product or business model itself is future-proof. I also constantly notice that, despite all the emphasis on process digitalization, companies give comparatively little attention to their most important asset – people. What will these changes mean for employees? Are managers prepared for the future? This is where future management comes in and helps us from becoming passive, but instead keeps us to master the transformation proactively and successfully because “the future belongs to those who make it.”

Do you have an idea what role glass will play in a connected future?

I have come to appreciate the extremely versatile applica-tion potential of the material of glass. It plays a critical role in countless innovations – from high-performance computer chips to super-fast data transmission and fold-able devices. To me, that sounds like a great deal of poten-tial to help shape a connected future.

Unternehmen fatal sein, sich auf gewohnte Denk- und Ent-scheidungsmuster der Vergangenheit zu verlassen. Denn kaum etwas wirkt auf andere Megatrends so katalytisch wie die Vernetzung. Informationen und Netzwerke sind die Haupttreiber der digitalen Transformation und manifestie-ren sich in den Entwicklungen zahlreicher Megatrends, wie künstliche Intelligenz, Internet of Things, Sharing Economy, Robotik, Augmented Reality. Wir können uns ihr kaum noch entziehen.

Was heißt das für Unternehmen? Wie können sie vorgehen?

Zunächst brauchen Unternehmen ein ganzheitliches Verständnis über die fundamentalen Veränderungen in ihrem Umfeld. Eine fundierte, faktenbasierte Analyse be-trachtet eine Vielzahl der Megatrends, die die Umbrüche unserer Wirtschaft und Gesellschaft bestimmen. Bei der „Megatrend-Mapping“-Methode durchlaufen die Teilneh-mer eine Art Zukunftsgallerie. Dabei werden analytisch-wissenschaftliche Aspekte mit einer gestalterischen Vor-gehensweise verbunden. Solche Methoden bilden die Grundlage für Unternehmen, sich kreativ mit neuen Ent-wicklungen auseinanderzusetzen und Szenarien zu ent-wickeln. Idealerweise passiert das in interdisziplinären Teams, die sowohl die Strategie als auch Human Resources und die Kommunikationsabteilung einbeziehen. Schließ-lich geht es nicht nur darum, ein gemeinsames Zukunfts-bild zu entwickeln und neue Spielfelder zu fi nden, son-dern auch darum, den Mitarbeitern Sicherheit und Orien-tierung zu geben.

Viele Unternehmen beschäftigen sich mit Konnektivität und Digitalisierung. Haben Sie einen Rat?

Zum einen sehe ich häufi g, dass sich Unternehmen auf die Digitalisierung ihrer schon vorhandenen Geschäfts-prozesse fokussieren, ohne zu hinterfragen, ob ihr Produkt oder Geschäftsmodell selbst zukunftsrobust ist. Zum an-deren stelle ich immer wieder fest, dass bei allem Nach-druck auf die Digitalisierung von Prozessen das wichtigs-te Gut – der Mensch – in den Unternehmen vergleichs-weise wenig Beachtung erfährt. Was bedeuten die Verän-derungen für die Mitarbeiter? Sind die Führungskräfte für die Zukunft gerüstet? Hier setzt Zukunftsmanagement an und hilft dabei, nicht zum passiven Spielball zu werden, sondern die Transformation proaktiv und erfolgreich zu meistern. Denn „Zukunft hat, wer sie macht“.

Können Sie eine Einschätzung geben, welche Rolle Glas in einer vernetzten Zukunft spielen wird?

Ich habe Glas als Werksto� mit äußerst vielseitigen Ein-satzmöglichkeiten kennengelernt, der bei vielen Inno-vationen eine wichtige Rolle spielt – von Hochleistungs-Computerchips über superschnelle Datenübertragung bis zu faltbaren Endgeräten. Das klingt für mich nach sehr viel Potenzial, um eine vernetzte Zukunft mitzugestalten. Contact

[email protected]

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ARKET &

BEYON

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onsulting

23

Speed record on the data highwayMore and more data in less and less time – SCHOTT’s transistor outline technology enables unprecedented

bandwidths in communication networks.

Geschwindigkeitsrekord auf der Datenautobahn: Immer mehr Daten in immer kürzerer Zeit – die

Transistor-Outline-Technologie von SCHOTT ermöglicht in Kommunikationsnetzen bislang

unerreichte Bandbreiten.


The term Transistor Outline package (more commonly referred to as

TO package) is an industrial standard that governs the design and size of current-

conducting microelectronic packaging and housings. While the TO header makes sure

that the encapsulated components are provided with power, the cap enables the

smooth transmission of optical signals.

Die Bezeichung Transistor Outline (TO) beschreibt einen gültigen Industriestandard für die Bauart und Baugröße von stromführenden

Elektronikgehäusen. Der Sockel bildet die mechanische Basis für die Montage von

elektronischen und optischen Bauteilen. Die Kappe sichert als optische Schnittstelle

die Übertragung der Signale.

PhotodiodeFotodiode

Laser diodeLaserdiode

Unprecedented speed – the 50G TO can package

Unerreichte Geschwindigkeit – das 50G TO-Gehäuse

SocketSockel

CapKappe

percent of g

lobal online d

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tra� c accounts for video stream

ing.

Prozent des w

eltweiten D

ownstream

-Tra� cs im Internet g

ehen auf Vid

eo-Streaming

zurück.58


DATA HIGHWAY DATENAUTOBAHN

Speed record on the data highwayEN Demand is on the rise for more powerful networks,

especially Ethernet. It is expected that 20.8 billion connected devices will be in use around the world by 2020. In 2016, that fi gure was only 6.4 billion. At the same time, data transmission demands are disproportionately expand-ing. Information must be available on a constant basis, and the amount of material traveling along in the digital journey is also constantly rising. “Rampant video sharing more than anything else is driving demand for technological leaps,” says Robert Hettler, Head of Optoelectronic Component Development at SCHOTT.

Hettler and his team recently launched the 50G transistor outline housing (TO), a packaging solution for fi ber-optic data transmission components that enables unprecedented transmission speeds. “The decisive question in wired data transfer is how much can you transport over a single fi ber,” explains Hettler. As the name suggests, the new TO from SCHOTT enables 50 gigabits per second, twice as much as before.

Fiber optic high-frequency data transmission uses a trans-mitter (laser) on one side of the line and a receiver (photo-diode) on the other (see graphic). Both components are packaged with a TO, which protects them from external infl uences – primarily humidity. The electronic packaging expert explains that a data line can, of course, achieve signi-fi cantly higher transmission rates, but the problem is signal transitions, such as connections to the circuit board and chip. All transitions must be optimally designed to achieve a performance of 50 gigabits per second.

DE Die Nachfrage nach leistungsfähigeren Netzwerken wie Ethernet wächst und wächst. Voraussichtlich

20,8 Milliarden vernetzte Geräte werden 2020 weltweit im Einsatz sein. 2016 waren es noch 6,4 Milliarden. Gleichzeitig nehmen die Anforderungen an die Datenübertragung über-proportional zu. Alles muss nicht nur immer und überall in immer kürzerer Zeit zur Verfügung stehen. Auch die Mengen an Material, die auf die digitale Reise gehen, werden immer größer. „Vor allem der grassierende Austausch von Videos verlangt regelmäßig nach Technologiesprüngen“, sagt Robert Hettler, Entwicklungsleiter für opto-elektronische Kompo-nenten bei SCHOTT.

Er und sein Team haben mit der 50G-Transistor-Outline-Technologie (TO) eine Gehäuselösung für faseroptische Datenübertragungskomponenten auf den Markt gebracht, die bis dato unerreichte Übertragungsgeschwindigkeiten ermöglicht. „Die entscheidende Frage beim kabelgebunde-nen Datentransfer ist, wie viel ich über eine einzelne Faser transportiert bekomme“, erklärt Hettler. Mit dem neuen TO von SCHOTT sind, wie der Name verrät, 50 Gigabit pro Se-kunde möglich. Doppelt so viel wie bislang.

Bei der faseroptischen Hochfrequenz-Datenübertragung kommen ein Sender (Laser) auf der einen Seite und ein Emp-fänger (Fotodiode) auf der anderen Seite der Leitung zum Einsatz (siehe Grafi k). Beide Komponenten werden in einem TO verkapselt, der sie vor äußeren Einfl üssen – in erster Linie Luftfeuchtigkeit – schützt. Natürlich könne eine Datenleitung laut dem Electronic-Packaging-Experten deutlich höhere Übertragungsraten stemmen, das Problem seien die Signal-übergänge, also etwa die Verbindungen zu Leiterplatte und Chip. Um die Performance von 50 Gigabit pro Sekunde zu erreichen, müssen alle Übergänge optimal gestaltet sein.

Da die Bauteile von Kunde zu Kunde variieren, bietet SCHOTT individuelle Lösungen an. „Bei der Weiterentwick-lung unserer TO berücksichtigen wir immer auch, wer unser Package wie nutzt. Der eine braucht beispielsweise eine größere Montagefl äche für seinen Laser, der andere will den Pin ein bisschen weiter nach oben links schieben. Der beste TO der Welt nützt nichts, wenn er falsch angeschlossen wird“, sagt Hettler. Um als erster Hersteller den neuen TO-Standard zu erreichen, habe man in erster Linie an drei Punk-ten angesetzt: Wie kann man den Leiterplatten-Anschluss verbessern, damit der weniger Verluste aufweist? Wie können Toleranzen – etwa beim Glasfüllstand – reduziert werden und wie lässt sich im Innern der Chip-Anschluss optimieren, dass auch hier die Performance besser wird?

Rigid fl ex boardStarr-Flex-Leiterplatte

LensLinse

SC

HO

TT

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Since components vary from customer to customer, SCHOTT o� ers individual solutions. “When developing our TO, we always take into account who will use our package and how. One customer might need a larger mounting surface for a laser while another wants to push the pin a little further up to the left. The best TO in the world is useless if it is incorrectly connected,” says Hettler. Three points were addressed from the outset to becomes the fi rst manufac-turer to achieve the new TO standard: How can the PCB connection be improved to reduce losses? How can tolerances be re-duced, such as in the glass fi ll level, and how can the internal chip connection be optimized to improve performance?

Directly modulated TOs, like the new 50G version, don’t require any extra com-ponents for lighting control and o� er the best price/performance ratio in optical high-frequency data transmission. They enable telecommunications providers to bring optical fi bers as close as possible to the end consumer at low cost. The catchphrase here is “fi ber to the home.” And thanks to the faster connection, more customers can be supplied with data on an existing line than ever before.

50 gigabits is far from the end of the line. In conjunction with the PAM4 process, up to 100 gigabits per second can be transmitted over a single fi ber. This is possible because the modulation not only switches the light on or o� , but turns it one-third, two-thirds and all the way on. This results in four power levels with which two bits can be digitally transmitted.

This speed frenzy raises the inevitable question of where it is all leading. “Technically, transfer rates over optical fi bers can be increased by more than a thousand times. An end to this development is far from in sight.” Hettler is certain that companies like Google and Amazon will continue o� ering products demanding faster and faster transfer rates.

And this is where we come to mobile networks. They have long outstripped stationary devices. Here, too, the 50G-TO supports data acceleration and drives forward the introduc-tion of 5G mobile radio networks. After all, transmission towers also need to be reliably supplied with data so that they can forward them it e� ciently. Future applications like auto-nomous driving will not a millisecond’s delay.

The new TO is just one more way SCHOTT is setting new standards in packaging solutions for high-speed network technologies. The company launched the fi rst 10 gigabit TO in 2002, a 14G version in 2008, fi ve years ago 25G, and now 50G. Hettler: “We’re already working on further expansion stages.”

Direkt modulierte TO wie die neue 50G-Version – sie kommen ohne extra Bauteile zur Lichtsteuerung aus – bieten in der optischen Hochfrequenz-Datenübertragung das beste Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie ermöglichen es Telekommuni-kationsanbietern nicht nur, Lichtfasern kostengünstig mög-

lichst nah zum Endverbraucher zu bringen – Stichwort „fi ber to the home“. Durch die schnellere Verbindung können mit einer bestehenden Leitung auch deutlich mehr Kunden als bislang mit Daten versorgt werden.

Und bei 50 Gigabit ist längst nicht Schluss. In Verbindung mit dem PAM4-Ver-fahren lassen sich bis zu 100 Gigabit pro Sekunde über eine einzelne Faser übertra-gen. Das funktioniert, weil durch die Mo-dulation das Licht nicht nur an- oder aus-geschaltet werden kann, sondern im Prin-

zip zu einem Drittel an, zu zwei Dritteln und komplett an. So erhält man vier Leistungsstufen, mit denen sich digital zwei Bits übertragen lassen.

Unweigerlich stellt sich bei diesem Geschwindigkeits-rausch die Frage, wo das alles hinführt. „Technisch lassen sich die Übertragungsraten bei Monomode-Fasern noch um mehr als das Tausendfache steigern. Ein Ende der Entwicklung ist also noch lange nicht in Sicht.“ Konzerne wie Google oder Amazon würden schon für die entsprechenden Angebote sorgen, die immer schnellere Übertragungsraten notwendig machten, ist sich Hettler sicher.

Womit wir auch schon bei den mobilen Netzwerken wären. Sie haben den stationären Geräten längst den Rang abgelau-fen. Auch hier sorgt der 50G-TO für die Datenbeschleunigung und treibt die Einführung der 5G-Mobilfunknetze entschei-dend voran. Schließlich wollen auch Sendemasten zuverlässig mit Daten versorgt werden, damit sie diese ohne Reibungsver-lust weiterleiten können. Künftige Anwendungen wie etwa das autonome Fahren dulden keine Millisekunde Verzögerung.

Nicht nur mit dem neuen TO setzt SCHOTT in puncto Packaging-Lösungen für Hochgeschwindigkeits-Netzwerk-technologien Maßstäbe. 2002 brachte das Unternehmen den ersten 10-Gigabit-TO auf den Markt, 2008 die 14G-Version, vor ungefähr fünf Jahren dann 25 und jetzt 50G. Hettler: „Wir arbeiten bereits an weiteren Ausbaustufen.“

50 gigabits is far from the end of the line.

Bei 50 Gigabit ist längst nicht Schluss.

More informationWeitere Infoswww.us.schott.com/to

[email protected]



Since components vary from customer to customer, SCHOTT o� ers individual solutions. “When developing our TO, we always take into account who will use our package and how. One customer might need a larger mounting surface for a laser while another wants to push the pin a little further up to the left. The best TO in the world is useless if it is incorrectly connected,” says Hettler. Three points were addressed from the outset to becomes the fi rst manufac-turer to achieve the new TO standard: How can the PCB connection be improved to reduce losses? How can tolerances be re-duced, such as in the glass fi ll level, and how can the internal chip connection be optimized to improve performance?

Directly modulated TOs, like the new 50G version, don’t require any extra com-ponents for lighting control and o� er the best price/performance ratio in optical high-frequency data transmission. They enable telecommunications providers to bring optical fi bers as close as possible to the end consumer at low cost. The catchphrase here is “fi ber to the home.” And thanks to the faster connection, more customers can be supplied with data on an existing line than ever before.

50 gigabits is far from the end of the line. In conjunction with the PAM4 process, up to 100 gigabits per second can be transmitted over a single fi ber. This is possible because the modulation not only switches the light on or o� , but turns it one-third, two-thirds and all the way on. This results in four power levels with which two bits can be digitally transmitted.

This speed frenzy raises the inevitable question of where it is all leading. “Technically, transfer rates over optical fi bers can be increased by more than a thousand times. An end to this development is far from in sight.” Hettler is certain that companies like Google and Amazon will continue o� ering products demanding faster and faster transfer rates.

And this is where we come to mobile networks. They have long outstripped stationary devices. Here, too, the 50G-TO supports data acceleration and drives forward the introduc-tion of 5G mobile radio networks. After all, transmission towers also need to be reliably supplied with data so that they can forward them it e� ciently. Future applications like auto-nomous driving will not a millisecond’s delay.

The new TO is just one more way SCHOTT is setting new standards in packaging solutions for high-speed network technologies. The company launched the fi rst 10 gigabit TO in 2002, a 14G version in 2008, fi ve years ago 25G, and now 50G. Hettler: “We’re already working on further expansion stages.”

Direkt modulierte TO wie die neue 50G-Version – sie kommen ohne extra Bauteile zur Lichtsteuerung aus – bieten in der optischen Hochfrequenz-Datenübertragung das beste Preis-Leistungs-Verhältnis. Sie ermöglichen es Telekommuni-kationsanbietern nicht nur, Lichtfasern kostengünstig mög-

lichst nah zum Endverbraucher zu bringen – Stichwort „fi ber to the home“. Durch die schnellere Verbindung können mit einer bestehenden Leitung auch deutlich mehr Kunden als bislang mit Daten versorgt werden.

Und bei 50 Gigabit ist längst nicht Schluss. In Verbindung mit dem PAM4-Ver-fahren lassen sich bis zu 100 Gigabit pro Sekunde über eine einzelne Faser übertra-gen. Das funktioniert, weil durch die Mo-dulation das Licht nicht nur an- oder aus-geschaltet werden kann, sondern im Prin-

zip zu einem Drittel an, zu zwei Dritteln und komplett an. So erhält man vier Leistungsstufen, mit denen sich digital zwei Bits übertragen lassen.

Unweigerlich stellt sich bei diesem Geschwindigkeits-rausch die Frage, wo das alles hinführt. „Technisch lassen sich die Übertragungsraten bei Monomode-Fasern noch um mehr als das Tausendfache steigern. Ein Ende der Entwicklung ist also noch lange nicht in Sicht.“ Konzerne wie Google oder Amazon würden schon für die entsprechenden Angebote sorgen, die immer schnellere Übertragungsraten notwendig machten, ist sich Hettler sicher.

Womit wir auch schon bei den mobilen Netzwerken wären. Sie haben den stationären Geräten längst den Rang abgelau-fen. Auch hier sorgt der 50G-TO für die Datenbeschleunigung und treibt die Einführung der 5G-Mobilfunknetze entschei-dend voran. Schließlich wollen auch Sendemasten zuverlässig mit Daten versorgt werden, damit sie diese ohne Reibungsver-lust weiterleiten können. Künftige Anwendungen wie etwa das autonome Fahren dulden keine Millisekunde Verzögerung.

Nicht nur mit dem neuen TO setzt SCHOTT in puncto Packaging-Lösungen für Hochgeschwindigkeits-Netzwerk-technologien Maßstäbe. 2002 brachte das Unternehmen den ersten 10-Gigabit-TO auf den Markt, 2008 die 14G-Version, vor ungefähr fünf Jahren dann 25 und jetzt 50G. Hettler: „Wir arbeiten bereits an weiteren Ausbaustufen.“

50 gigabits is far from the end of the line.

Bei 50 Gigabit ist längst nicht Schluss.

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High “tra� c volume” on the Internet

Hohes „Verkehrsaufkommen“ im Internet

Minute log: This selection of data travels through the global network within any given 60 seconds.

Minutenprotokoll: Diese Auswahl von Daten reist weltweit innerhalb von 60 Sekunden durchs Netz.

40,000 hours of musicStunden gehörte Musik

87,000 hours of TV showsStunden geschaute Serien

350,000 tweets sentverschickte Tweets

1,200,000 snaps sharedgeteilte Snaps

1,380,000 hours of Skype callsStunden Skype-Gespräche

1,800,000 likes on FacebookLikes bei Facebook

29,000,000 chat messagesChat-Nachrichten

156,000,000 emails sent gesendete E-Mails

Source/Quelle: Statista

3,800,000 Google searchesSuchanfragen bei Google

65,000 photos uploaded to InstagramFoto-Uploads bei Instagram

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Glass makes you mobile

The future 5G mobile communication standard and the trend towards high-frequency applications pave the way for ultra-high

data paths for the Internet of Things. Glass and glass-ceramics are playing surprising roles as powerful antenna materials.

Glas macht mobil: Der künftige 5G-Mobilfunk und der Trend zu Hochfrequenz-Anwendungen ebnen die ultraschnellen

Datenwege für das Internet der Dinge. Dabei überraschen Glas und Glaskeramik als potente Antennenmaterialien.

By Thilo Horvatitsch

EN Technologists outline our fu-ture in dazzling colors: we

will let ourselves be driven by auton-omous vehicles, our refrigerators will order milk and our factories will be able to independently order sup-plies for the production process. This is the vision of the Internet of Things, in which devices and sen-sors are comprehensively connected and automatically control process-es. This means more and more data has to be transported faster and faster worldwide – especially via mobile communications. Mobile data volumes are already doubling every two years.

The future 5G mobile communication standard will enable transfer rates of up to 10 gigabits per sec-ond, 100 times faster than the LTE network (4G). This is the only way, for instance, to make data glasses suit-able for machine park maintenance, and only with 5G is it possible to network billions of devices simultane-ously. Latency time, or the reaction time for the trans-mission of a command signal, also stands to be reduced to less than one millisecond. This enables, for example, quickly decelerating cars with an assistance system and regulating energy networks without any issues. Last but not least, 5G should be able to reduce resource con-sumption per transmitted bit by a factor of 100.

DE Technologen zeichnen unse-re Zukunft in schillernden

Farben: Autos fahren autonom, un-ser Kühlschrank bestellt Milch und Fabriken ordern selbstständig Nach-schub für den Produktionsprozess. Das ist die Vision des Internets der Dinge, in dem Geräte und Sensoren umfassend vernetzt sind und Abläu-fe automatisiert steuern. Dazu gilt es, weltweit immer mehr Daten immer schneller zu transportieren – vor allem

via Mobilfunk. Schon jetzt verdoppelt sich die mobile Datenmenge alle zwei Jahre.

Der künftige Mobilfunkstandard 5G soll Übertra-gungsraten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde ermög-lichen und damit das LTE-Netz (4G) bis um das Hundert-fache übertre� en. Erst dann sind zum Beispiel Daten-brillen zur Wartung von Maschinenparks praxistaug-lich, erst mit 5G lassen sich Milliarden Geräte gleich-zeitig vernetzen. Zugleich soll damit die Reaktionszeit für die Übertragung eines Befehlssignals auf unter eine Millisekunde sinken. Das ist nötig, etwa um Autos per Assistenzsystem zu steuern oder Energienetze problem-los zu regeln. Nicht zuletzt soll 5G den Ressourcenver-brauch pro übertragenem Bit deutlich reduzieren.

Für den neuen Mobilfunkstandard, den Optimisten schon 2020 am Start sehen, ist ein deutlich größeres

Antenna manufacturer Kathrein is paving the way: prototype of a 5G antenna array

Antennenhersteller Kathrein macht es vor: Prototyp eines 5G-Antennen-Arrays

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iStock; Kathrein

MOBILE NETWORKS MOBILFUNK

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Always online: The upcoming 5G mobile network standard o� ers data rates up to 100 times faster than today‘s LTE networks.

Immer online: Der neue 5G-Mobilfunk-standard überträgt Daten bis zu 100 Mal schneller als das heutige LTE-Netz.

iStock; Kathrein


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A signifi cantly larger frequency spec-trum, which optimists expect to be launched as early as 2020, is planned for the new mobile radio standard to be able to trans-mit the growing amount of data. While bandwidths of up to 2.6 gigahertz (GHz) are used today, frequency ranges of up to 6 and then up to 89 GHz will play a role in the future. This will have far-reaching technical consequences: high-transmis-sion multiple-antenna technology (MIMO/ Multiple In Multiple Out), for example, will no longer need only two to four antenna elements, but will require dozens (Massive MIMO). Hardware developers will have to put themselves in a position to produce smaller and more e� cient antennas with even greater precision.

For these growing demands on design and substrate of such high-frequency components, we recommended mate-rials that are still relatively unknown in the mobile radio world: specialty glass and glass-ceramics. These transparent materials provide the demanding dielectric properties and thermal expansion required by 5G. Above all, however, they meet the highest demands for material homogeneity and production precision. They o� er fewer fl uctuations in their property profi le than previously used ceramics. Mechanical stability is also higher. Both make series production consid-erably easier. “Our talks with several potential market partners about these advantages and our expertise in high-precision production have already led to development projects,” says Dr. Martin Letz, Senior Principal Scientist at SCHOTT.

Already in 2017, the German company and world’s largest antenna producer Kathrein presented the prototype of an antenna array with beam steering for massive MIMO appli-cations in the 5G standard at the Mobile World trade fair. The prototype was developed as a joint project with SCHOTT. The fully functional transmitting and receiving module bundles direct radio transmissions of massive amounts of data pre-cisely to the position of the respective smartphone. The array is based on SCHOTT material: a glass cylinder made of LASF 35 glass and cubes made of POWERAMIC® GHz 33 glass-ceramic for frequencies of approximately 3.6 GHz. POWERAMIC® components were also used in other projects such as dielectric antennas for vehicle-to-vehicle communication and GNSS (Global Navigation Satellite System) antennas in aircraft for high-precision navigation during take-o� and landing.

Although such hardware developments have yet to be developed in large numbers due to undefi ned software stan-dards and protocols for the 5G standard, SCHOTT is already well positioned. The technology group is also in contact with major manufacturers of fi eld simulation software such as the German company CST and the American company Ansys HFSS. Their programs need hardware producers for the devel-opment of components and devices. SCHOTT has provided signifi cant data on relevant materials for this purpose, a large part of which has already been included in the programs’ material databases. “We are ready for additional projects in every respect,” says Dr. Letz.

Frequenzspektrum zur Übertragung der Datenmengen vorgesehen. Werden heute Bänder im Bereich von bis zu 2,6 Giga-hertz (GHz) genutzt, sollen künftig auch Frequenzräume bis 6 und dann weiter bis zu 89 GHz eine Rolle spielen. Dies hat tief-greifende Folgen: Die übertragungsstarke Mehrantennentechnik (MIMO/Multiple In Multiple Out) wird nicht mehr nur mit zwei bis vier Antennenelementen auskommen, sondern benötigt davon Dutzende (Massive MIMO). Hardware-Hersteller müssen da-

her das Kunststück fertigbringen, kleinere und e� zientere Antennen mit noch größerer Präzision zu fertigen.

Für diese wachsenden Ansprüche an Design und Substrat solcher Komponenten empfi ehlt sich eine Materialgattung, die in der Mobilfunkwelt noch wenig bekannt ist: Spezialgläser und Glaskeramiken. Diese transparenten Werksto� e bringen die anspruchsvollen dielektrischen Eigenschaften und die thermische Ausdehnung mit, die 5G verlangt. Vor allem aber haben sie eine hohe Materialhomogenität und Fertigungs-genauigkeit. Sie bieten entsprechend weniger Schwankungen in ihrem Eigenschaftsprofi l als bisher eingesetzte Keramiken. Auch die mechanische Stabilität ist höher. Das erleichtert die Serienproduktion. „Von diesen Vorzügen und unseren Kom-petenzen für eine hochpräzise Fertigung konnten wir schon einige potenzielle Marktpartner überzeugen und für Entwick-lungsprojekte gewinnen“, berichtet Dr. Martin Letz, Senior Principal Scientist bei SCHOTT.

So präsentierte der weltgrößte Antennenhersteller Kathrein bereits 2017 den Prototypen eines Antennen-Arrays mit Strahl-steuerung (Beam Steering) für Massive-MIMO-Anwendungen im 5G-Standard – gemeinsam entwickelt mit SCHOTT. Das voll funktionsfähige Sende- und Empfangs-Modul bündelt und lenkt die Funkübertragung sehr hoher Datenmengen gezielt auf die Position des jeweiligen Smartphones. Basis für das Array ist SCHOTT Material: Glaszylinder aus LASF 35-Glas und Würfel aus POWERAMIC® GHz 33 Glaskeramik für Fre-quenzen um 3,6 GHz. POWERAMIC® Komponenten gingen auch in andere Projekte ein. Etwa in dielektrische Antennen für die Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug sowie GNSS (Global Navigation Satellite System)-Antennen in Flugzeugen zur hochgenauen Navigation beim Starten und Landen.

Zwar entstehen solche Hardware-Entwicklungen derzeit noch nicht in großer Zahl, weil vorher erst die Software-Stan-dards und -Protokolle für den 5G-Standard feststehen müssen. Dennoch ist SCHOTT bereits jetzt gut aufgestellt: Der Techno-logiekonzern ist in Kontakt mit großen Herstellern von Feld-simulations-Software wie CST (Deutschland) oder Ansys HFSS (USA). Deren Programme brauchen Hardware-Hersteller für die Entwicklung von Bauteilen und Geräten. Dafür hat SCHOTT viele Daten relevanter Materialien bereitgestellt, ein Großteil wurde schon in die Materialdatenbanken der Programme auf-genommen. Dr. Letz: „Wir sind in jeder Hinsicht startklar für weitere Projekte.“

POWERAMIC® glass-ceramic provides radio data transmission

in very high data rates.

Die Glaskeramik POWERAMIC® unterstützt die Funkübertragung hoher Datenmengen.

iStock; SC

HO

TT


A lot has happened to the design of smart-phones since the iPhone made its debut in 2007.

After the evolution of individual components from fi ngerprint sensors up to today’s face ID, the industry is now already focusing on the

next big thing: a foldable smartphone.

Die Handy-Zukunft – smart wie noch nie: Seit der Vorstellung des iPhone im Jahr 2007

hat sich im Smartphone-Design viel verändert. Nach der Evolution einzelner Komponenten, vom

Fingerprint-Sensor bis zur heutigen Gesichts-erkennung, erwartet die gesamte Branche nun den

nächsten großen Coup: faltbare Smartphones.

Mobile future –smarter than ever

By Michael Müller

Infrared cameraInfrarot-kamera

Flood illuminatorFlutlicht-strahler

Proximity sensorAbstands-sensor

Front cameraFront-kamera

DotprojectorPunkt-projektor

More informationWeitere Infoswww.us.schott.com/utg

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SCHOTT thin glass enables powerful solutions for 3D imaging and sensing components

SCHOTT Dünnglas ermöglicht leistungsstarke Lösungen für 3D-Bildgebungs- und Sensorkomponenten

SMARTPHONE SMARTPHONE

33

DE Mit dem iPhone X schickte Apple den Finger-abdruck aufs Abstellgleis. Seitdem nimmt ein

dreidimensionales Netz aus mehr als 30.000 Infrarot-punkten einen „Gesichtsabdruck“ des Nutzers – somit ist ein dreidimensionales Foto aktuell der Schlüssel zum Entsperren vieler mobiler Topgeräte. Das 3D-Bild wird dabei vom Gesichtserkennungssensor an der Ge-räte-Vorderseite geschossen, in Millisekunden analy-siert und mit einer Zielgröße abgeglichen.

3D-Bildgebung und -Erfassung sind Technologien, die das menschliche Sehen durch die Aufzeichnung von Tiefeninformation nachbilden. Glas bietet hier Lösungen, ja ist unverzichtbar als Schlüsselkomponente für Face ID und weitere AR-Funktionen. Spezielles Dünn-glas von SCHOTT im Dickenspektrum von 0,1 mm bis 1,1 mm wird bereits in AR-fähigen Smartphones einge-setzt. Im Allgemeinen kann es für verschiedene Techno-logielösungen wie Time-of-Flight (ToF), Structured Light sowie Stereo Vision eingesetzt werden und so 3D-Bild- und Sensorfunktionen ermöglichen.

Unlocking: A three dimensional face ID is key to access the latest smartphone devices.

Entsperren: Ein dreidimensionaler „Gesichtsabdruck“ dient bei modernen Mobilfunkgeräten als Schlüssel.

EN With the introduction of the iPhone X, Apple set aside the “fi ngerprint device unlock tech-

nology” to the side. Since then, a 3-dimensional pat-tern, using more than 30,000 infrared dots, creates a facial image of the user. This 3D photo is the key to unlocking several high-end mobile devices today. The 3D photo is captured by di� erent sensors on the device’s front side by recording depth information and then analyzing it in milliseconds with complex software before it is compared to the stored target image.

3D imaging and sensing are the technologies re-quired to replicate human vision via recording depth information. Here, glass o� ers important solutions and plays an irreplaceable role in the key components for Face ID and further AR features. Specialty thin glass from SCHOTT in thickness ranges from 0.1 mm up to 1.1 mm is already used in AR-capable smartphones. In general, it can be employed for various technology solutions like Time-of-Flight (ToF) and Structured

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EmitterPhoton

Sensor

Projector

Camera

Camera

Camera

SamsungGalaxy S9+

5.8 inches / Zoll

6.2 inches / Zoll

6.2 inches /

Zoll

8.2 inches /

Zoll

IPhone X


Light, as well as Stereo Vision to help realize 3D imaging and sensing function.

In the camera module, thin glass, e. g. AF 32® eco, D 263® T eco, with excellent optical characteristics can be used to manufacture wafer level optics (WLO), dif-fractive optical elements (DOEs), and narrow band in-frared (NIR) fi lters. With the help of infrared beams, the camera module measures the distance between thousands of facial points and the sensor, which is pro-tected by an ultra-thin glass cover. Additionally, (struc-tured) thin glass meets the high degree of accuracy and precision needed for di� erent spacers inside those components.

With the respective software, the new (distance) data obtained is aggregated in the fraction of a second into a 3-dimensional model and compared in near-re-al time to the reference model encrypted in the device memory. Statistically signifi cant similarities of the two data sets are what unlock the device. Thanks to an in-tegrated learning algorithm, the technology is reliable even in the event of optical changes to the smartphone owner – including the use of makeup, growing a beard or an wearing accessory.

But it is not only in the interior of these ultra-mod-ern mobile computers where ultra-thin glass is helping

Im Kameramodul werden Dünngläser wie AF 32® eco und D 263® T eco mit hervorragenden optischen Eigenschaften zur Herstellung von Wafer-Level-Opti-ken (WLO), di� raktiven optischen Elementen (DOEs) und schmalbandigen Infrarotfi ltern (NIR) verwendet: Mit Hilfe von Infrarotstrahlen misst das Kameramodul den Abstand tausender Gesichtspunkte zum Sensor, der durch eine ultradünne Glasabdeckung geschützt ist. Darüber hinaus erfüllt Dünnglas die hohe Genau-igkeit und Präzision, die für verschiedene Abstandhal-ter innerhalb der Komponenten erforderlich ist.

Die neu gewonnenen (Entfernungs-)Informationen werden mit Hilfe von Software in Sekundenbruchtei-len zu einem 3D-Modell zusammengerechnet und beinahe in Echtzeit mit dem Referenzmodell im ver-schlüsselten Gerätespeicher abgeglichen. Bei statistisch signifi kanter Ähnlichkeit beider Datensätze wird das Gerät entsperrt. Dank integrierter Lernalgorithmen funktioniert die Technologie auch im Falle von optischen Veränderungen des Smartphone-Besitzers – beispielsweise durch Make-up, einen Bart oder ein Accessoire.

Doch nicht nur im Inneren von hochmodernen Mobilrechnern hilft ultradünnes Glas dabei, neue Standards zu setzen. Auch im Falle des nächsten großen

3D Imaging & Sensing: Overview3D Imaging & Sensing: Überblick

Screen size comparisonVergleich: Bildschirmdiagonalen

Time-of-Flight (ToF)is a method for measuring the distance between a sensor and an object based on the known speed of light.

ist eine Methode zur Abstandsmessung zwischen Sensor und Zielobjekt, basierend auf der Geschwindigkeit des Lichtes.

Structured Lightis a method for measuring the 3D shape of an object by projecting light patterns and analyzing the form of the known pattern.

ist eine Methode zur 3D-Messung von Oberfl ächen, indem Lichtpunkte auf die Fläche projiziert werden.

Stereo VisionType of camera with two or more lenses and separate image sensors. Simulates human binocular vision.

ist ein spezieller Kameratyp mit zwei oder mehr Linsen und separaten Bildsensoren, der das menschliche, beidäugige Sehen simuliert. Foldable device / Faltbares Endgerät

SMARTPHONE SMARTPHONE

35

SCHOTT’s thin glass quality is enabled by a proprietary down-draw melting process in high volume mass production. The unique properties of the glasses for 3D imaging and sensing products varies in thickness from 30 µm to 1.1 mm with tight tolerances, a low TTV (total thickness variation) and superior surface quality, excellent optical properties featuring perfect transmission characteristics in both the visible and infrared spectra, as well as high stability and reliability. Structured glasses meet the high accuracy requirements of spacer applications. Glass enables demanding standard imaging and sensing requirements and various solutions for 3D imaging and sensing components – and SCHOTT experts o� er guidance, with technical services.

Die Dünnglasqualität wird durch den SCHOTT-eigenen Down-Draw-Schmelzprozess in der Großserienfertigung ermöglicht. Die Gläser für 3D-Bildgebungs- und -sensorkom-ponenten kommen in Dicken von 30 µm bis 1,1 mm, bieten enge Toleranzen, eine geringe Gesamtdickenvariation (TTV), eine hervorragende Oberfl ächenqualität sowie beste optische Eigenschaften. Die Gläser bieten herausragende Transmissions-eigenschaften sowohl im sichtbaren als auch im Infrarotspekt-rum. Außerdem haben sie eine hohe Stabilität und Zuverlässig-keit. Strukturierte Gläser erfüllen zudem die hohe Genauigkeit in Spacer-Anwendungen. Glas ermöglicht sowohl anspruchs-volle Standardanforderungen sowie verschiedene Lösungen für 3D-Bildgebung und -sensorik – und Experten von SCHOTT unterstützen mit Beratung sowie technischen Dienstleistungen.

set standards. Glass plays a key role in the next huge evolutionary step the industry is about to take – fold-able smartphones.

Those devices are expected to hit the market in 2019, with initial close-to-production prototypes already in existence. The bendable display allows compact construc-tion and mobility to remain un-changed. Yet when the device is unfolded, the active display area is doubled to match a tablet format. This will provide a new form factor that consumers can choose and it has future potential because of the possibility to function as a tablet while still being a portable phone.

In contrast to the current rigid smartphone con-cepts, the display‘s protective glass for fl exible devices must be both thin and robust at the same time. These properties could never be physically achieved with pre-vious thick cover glass, which is usually thicker than 0.5 mm. Flexible ultra-thin glass provides tremen-dously di� erent advantages over polymer fi lms, at a thickness of less than 100 micrometers (0.1 mm) when used as a cover laminate for protecting the display unit of tomorrow’s device designs. Jose Zimmer, Head of SCHOTT’s Thin Glass & Wafer business, is confi dent when he says, “Every bendable smartphone made with a glass cover and launched in 2019 will most likely be using glass made by SCHOTT.”

Evolutionsschrittes der Branche nimmt der Werksto� eine Schlüs-selrolle ein: Biegbare, klappbare Smartphones werden für 2019 er-wartet, erste seriennahe Prototy-pen existieren schon. Durch das Biegen des Displays bleibt einer-seits die kompakte Bauform und Mobilität erhalten. Andererseits verdoppelt sich im ausgeklappten Zustand die aktive Displayfl äche auf Tablet-Format: Damit steht Ver-brauchern ein neuer Formfaktor zur Verfügung, der sich künftig er-folgreich durchsetzen könnte, da

ein tragbares Smartphone nun zusätzlich auch Tablet-Qualitäten hat.

Im Gegensatz zu aktuellen Smartphone-Konzepten muss das Displayschutzglas bei biegbaren Geräten sowohl dünn als auch robust sein. Eigenschaften, die existierendes dickes Deckglas, das in der Regel dicker als 0,5 mm ist, physikalisch nicht leisten kann. Flexib-les, biegsames, ultradünnes Glas bietet gegenüber Polymerfolien vielfältige Vorteile und kommt in sol-chen Gerätekonzepten als unter 100 Mikrometer di-ckes (0,1 mm) Cover-Laminat zum Schutz der Display-einheit zum Einsatz. Jose Zimmer, Leiter des Geschäfts-bereiches SCHOTT Thin Glass & Wafer, ist sich sicher: „Jedes klappbare Smartphone, das 2019 mit einem Glas-cover auf den Markt kommt, wird sehr wahrscheinlich mit Glas von SCHOTT bestückt sein.“ Es scheint also, als sei die Zukunft ganz nah.

Well suited for 3D applications Screen size comparisonVergleich: Bildschirmdiagonalen

Samsung revealed a fi rst prototype of the company’s foldable phone

in November 2018.

Samsung zeigte im November 2018 den ersten Prototyp eines faltbaren Smartphones.

Perfekt für 3D-Anwendungen

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More than Moore

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More than Moore


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With each new model, electronic devices become more complex, powerful and energy e� cient. But traditional chip architectures

are reaching their technological limits. Innovative concepts o� er solutions such as 3D chip packages using glass.

Mehr als Moore: Mit jedem neuen Modell werden elektronische Geräte komplexer, leistungsstärker und energiee� zienter. Traditionelle

Chip architekturen stoßen derzeit an technologische Grenzen. Neuartige Konzepte wie 3D-Chippackages, bei denen auch Glas

eingesetzt wird, bieten Lösungen.

EN After more than 50 years, Moore’s law for computer chips is reaching an end to its validity, with the number

of transistors per unit area doubling about every 24 months, a rate now at the limits of physics. The race for ever smaller nanotechnological structures has long been about chip production. TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) can already scale its process to seven nanometers (= 0.000007 millimeters). But at fi ve nanometers, according to experts, the process becomes not only economical, but also technically critical, as physical tunnel e� ects would un-dermine the switching e� ect of semiconductors.

While transistor scaling has changed by a factor of 1,000 since the late 1960s, system scaling has only managed a factor of 5. There is still enormous potential for performance im-provements at system level, where “intelligent” active and passive electronic components are “packaged.”

This is precisely what the Georgia Tech Packaging Research Center in Atlanta, Georgia (USA). A consortium of partners from industry, research and material producers including SCHOTT has taken up the mission of joining the previously separate industrial infrastructures for semiconductors and printed circuit boards. The joint development project hopes to create a technology platform for the heterogeneous inte-gration of electronic components for more e� cient system architectures.

The challenge lies in optimally connecting diverse components from widely dispersed “worlds.” Physical quan-tities in computers range from a few nanometers (= millionths of a millimeter) for microprocessor structures to visible 300-micrometer structures on printed circuit boards.

DE Nach über 50 Jahren verliert das Moore’sche Compu-terchip-Gesetz seine Gültigkeit, denn die Beobach-

tung, dass sich die Zahl der Transistoren pro Flächeneinheit etwa alle 24 Monate verdoppelt, stößt an die Grenzen der Physik. Längst geht es in der Chipproduktion beim Wettlauf um immer kleinere Strukturen um Nanotechnologie. TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) kann in seinem Prozess bereits auf sieben Nanometer (= 0,000007 Mil-limeter) skalieren. Doch bei fünf Nanometern, so Experten, wird es nicht nur wirtschaftlich, sondern auch technisch kritisch, denn dann würden physikalische Tunnele� ekte die Schaltwirkung von Halbleitern unterlaufen.

Während sich die Skalierung von Transistoren seit Ende der 1960er Jahre in rasantem Tempo um einen Faktor 1000 verändert hat, wurde in der Systemskalierung nur ein Faktor 5 erzielt. Auf Systemebene also, wo „intelligente“ aktive sowie passive elektronische Bauelemente „verpackt“ werden, exis-tiert ein riesiges Potential für Performance-Verbesserungen.

Genau hiermit befasst sich das Georgia Tech Packaging Research Center in Atlanta (Georgia/ USA). Ein Konsortium, zusammengesetzt aus Partnern der Industrie und Forschung sowie Materialherstellern wie SCHOTT, hat als Mission, die bislang getrennten Industrie-Infrastrukturen für Halbleiter und Leiterplatten zusammenzubringen. Ziel des gemeinsa-men Entwicklungsprojekts ist, eine Technologieplattform zu scha� en zur heterogenen Integration elektronischer Bauteile und damit für e� zientere Systemarchitekturen.

Herausforderung ist, die unterschiedlichen Komponenten aus weit auseinanderliegenden „Welten“ optimal zu vernetzen. Denn die physikalischen Größen in Computern reichen

By Christine Fuhr

iStock


For these worlds to better communicate, special interme-diaries – or “interposers” – are needed. They function as com-plex structured, metallized high-performance printed circuit boards and connect high-performance components such as (graphics) processors, memories with extremely high band-widths (High Bandwidth Memory / HBM) and other devices as compactly as possible or with the motherboard: either next to each other in “2D,” above and below the interposer in “2.5D” or stacked in “3D.” As intermediate circuits, the inter-poser contains through-vias and rewirings that function in the smallest of spaces. The result is short cable paths, opti-mized data transfers and simultaneous energy savings relative to area.

Interposers can be made of silicon or glass. “However, sil-icon, which is the most commonly used substrate material, is relatively expensive and has less-than-ideal properties such as parasitic capacitance and impedance. This means it retains relatively strong electromagnetic fi elds generated by passing currents. Glass, on the other hand, o� ers a perfect specifi ca-tion profi le, especially in the high-frequency range. That is particularly advantageous for high-performance density and more computing power in less space,” explains Matthias Jotz, Global Product Manager for Semicon and Sensors at SCHOTT. Glass is inorganic, non-conductive and does not have to be passivated. Its excellent surface mirrors the roughness of the copper metallization, resulting in fewer losses at high data fre-quencies/rates and higher energy e� ciency than with other materials. Glass also provides mechanical and thermal stabil-ity in packaging, where heat enters the interposer asymmetri-cally. Its coe� cient of thermal expansion (CTE) can be variably adjusted to meet the expansion requirements of di� erent ma-terials and to optimize the reliability of the entire component.

von wenigen Nanometern (= millionstel Millimetern) der Mikroprozessor-Strukturen bis hin zu sichtbaren 300 Mikro-meter-Strukturen auf der Leiterplatte. Damit diese Welten optimal kommunizieren, braucht es spezielle Vermittler, so-genannte „Interposer“. Sie fungieren als komplex strukturier-te, metallisierte Hochleistungs-Leiterplatten und verbinden leistungsstarke Komponenten wie (Grafi k-)Prozessoren, Spei-cher mit extrem hohen Bandbreiten (High Bandwidth Memory/HBM) und andere Devices möglichst kompakt oder mit der Hauptplatine: entweder „2D“ nebeneinander, „2,5 D“ über und unter dem Interposer sowie „3D“-gestapelt. Als Zwischenschaltungen enthält der Interposer Durch-kontaktierungen und Umverdrahtungen – das funktioniert über kleinste Leiterbahnen. Das Ergebnis: kurze Leitungs-wege, optimierter Datentransfer sowie gleichzeitige Energie-ersparnis pro Fläche.

Als Material für Interposer kommen Silizium oder Glas infrage. „Das weitverbreitete Substratmaterial Silizium ist je-doch relativ teuer und weist suboptimale Eigenschaften wie parasitäre Kapazitäten und Impedanzen auf. Das bedeutet, es hält beim Stromdurchgang entstehende elektromagnetische Felder relativ stark fest. Glas hingegen bietet ein perfektes Spezifi kationsprofi l, gerade im Hochfrequenzbereich. Das sorgt für das gewünschte Plus an hoher Performancedichte und mehr Rechenpower auf weniger Bauraum“, erklärt Matthias

Interposer in detailInterposer im Detail

Electrical redistribution layerElektrische Verteilerschicht

Structured ultra-thin glassStrukturiertes ultradünnes Glas

Solder bumbLötkugeln

Electrical redistribution layerElektrische Verteilerschicht

Mobile processing unitMobiler Prozessor


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SCHOTT contributes its material, analytical and process expertise to Georgia Tech’s development project, along with its MEMpax®, AF 32® and D 263® thin glasses in thicknesses from 0.03 to 0.5 millimeters. The thin glass is produced using the down-draw process. This ensures fi re-polished glass sur-faces with a roughness of less than one nanometer without post-treatment. Thin glass can be mass-produced in large formats, with high surface quality and at low cost – an advan-tage over silicon wafer production. SCHOTT’s experts are also working on a highly e� cient structuring process for interpos-ers called through-glass-vias (TGVs). Expert Matthias Jotz claims it will be “scalable and meet future cost roadmaps.” Potential applications for SCHOTT’s glass interposers include high-power use in high-performance computers. But appli-cations will extend beyond high-performance. “The technol-ogy is to be understood as a platform – it can be used any-where”, says Jotz. As a Geogia Tech partner, SCHOTT has supplied prototypes for various applications for customers in the semiconductor industry, “…making progress with its thin glass and structuring expertise.” The “More than Moore” era has long since begun, leading to new ways forward for the future of computer science.

Jotz, Global Product Manager Semicon and Sensors bei SCHOTT. Glas ist anorganisch, nicht leitfähig und muss nicht passiviert werden. Weitere Pluspunkte sind eine hervorragen-de Oberfl äche, deren Rauheit sich in der der Kupfermetalli-sierung widerspiegelt. Dadurch entstehen bei hohen Daten-frequenzen/-raten weniger Verluste und eine höhere Energie-e� zienz als bei andern Materialien. Beim Packaging, wo asymmetrisch Wärme in den Interposer gelangt, sorgt Glas für mechanische und thermische Stabilität. Der thermische Ausdehnungskoe� zient (CTE) kann variabel eingestellt wer-den, so dass Dehnungsanforderungen unterschiedlicher Materialien bedient und die Zuverlässigkeit des gesamten Bauteils optimiert werden können.

Im Entwicklungsprojekt von Georgia Tech bringt SCHOTT sein Material-, Analytik- und Prozess-Know-how ein. Konkret geht es um die Dünngläser MEMpax®, AF 32® und D 263® in Dicken von 0,03 bis 0,5 Millimeter. Das Dünn-glas wird im Down-Draw-Verfahren hergestellt. Dabei entste-hen ohne Nachbehandlung feuerpolierte Glasoberfl ächen mit einer Rauigkeit von unter einem Nanometer. Der Vorteil im Vergleich zur Herstellung von Siliziumwafern: Dünnglas lässt sich in großen Formaten, mit hoher Oberfl ächengüte und kostengünstig in Serie herstellen. Experten von SCHOTT arbeiten zudem an einem hoche� zienten Strukturierungs-prozess für die Durchführungen in den Interposern, soge-nannte Through-glass-vias (TGVs). Dieser, so Experte Jotz, sei „skalierbar und erfüllt künftige Kosten-Roadmaps“. Als po-tentielle Anwendungen für die gläsernen Interposer von SCHOTT gelten zunächst High-Performance-Anwendungen wie Hochleistungscomputer. Dennoch, so Jotz: „Die Techno-logie ist als Plattform zu verstehen – man kann sie überall verwenden.“ Für Kunden aus der Halbleiterindustrie hat SCHOTT als Geogia-Tech-Partner Prototypen für verschie-dene Anwendungen geliefert und „… mit seiner Dünnglas- und Strukturierungs-Kompetenz für Fortschritte gesorgt.“ Die Ära „More than Moore“ hat also längst begonnen – und zeigt neue Wege für die Computertechnik von morgen.

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MEMpax® thin glass enables wafers in large sizes.

Mit MEMpax® Dünngläsern lassen sich großformatige Wafer herstellen.

iStock

Priority glassCars of the future will contain more glass parts

than you may realize – a Hamburg company conquers new fi elds with special technical glass.

EN The display screen, the GPS touchscreen and the pan-oramic sunroof all have one thing in common – they

are made of glass. But when it comes to building cars, glass isn’t only important in the obvious areas, but also where most would probably least expect it: ‘under the hood.’ It helps reg-ulate the engine’s fuel injection pump, monitor tire pressure and activate ABS and the airbag at the right time. After all, the acceleration and pressure sensors controlling these pro-cesses, so-called MEMS sensors (micro-electro-mechanical systems), are made from silicon and glass. A type of glass needs to be used that can withstand the extreme temperature fl uc-tuations and mechanical stress in the engine compartment: BOROFLOAT®.

This special fl oat glass by SCHOTT is not only extremely durable, but also has an expansion coe� cient matched for the semiconductor – to ensure that the sensor is also reliable in extreme heat or cold. A piece of glass just a few millimeters in size is more suited as a basis for these high tech systems than any other material and that’s just the beginning.

In autonomous cars of the future, glass will help guaran-tee higher safety. Is the road ahead clear? Is a pedestrian cross-ing the street? How far away is the next car in front? Lidar (light detection and ranging) systems continuously scan the surroundings at 360 degrees to answer these questions, put-ting high demands on the glass being used. The extreme op-tical purity, high durability and permeability of infrared rays makes BOROFLOAT® predestined for these types of systems. “Glass is the perfect material whenever shape accuracy, com-patibility with semiconductors and high transparency are key,” says Ulrich Schuster, CEO at Schröder Spezialglas in Ellerau near Hamburg, Germany. His company cuts, bores, mills, bends and shapes high precision technical glass for virtually

DE Tacho, Display, Navigationssystem oder Touchscreen …Und das Panoramadach ist ohnehin aus Glas. Aber

nicht nur dort, wo es o� ensichtlich ist, spielt Glas eine wich-tige Rolle beim Autobau, sondern auch, wo es die meisten am wenigsten vermuten: „unter der Haube“. Es hilft, die Einspritz-pumpe des Motors zu regulieren, den Reifendruck zu kontrol-lieren, das ABS und den Airbag zum richtigen Zeitpunkt aus-zulösen. Denn die Beschleunigungs- und Drucksensoren, die diese Vorgänge steuern, sogenannte MEMS-Sensoren (mikro-elektro-mechanische Systeme), sind aus Silizium und Glas aufgebaut. Einem Glas allerdings, das den extremen Tempera-turschwankungen und mechanischen Belastungen im Motor-raum gewachsen sein muss: BOROFLOAT®.

Das Spezialfl oatglas von SCHOTT ist nicht nur besonders beständig, sondern hat auch einen speziell auf den Halbleiter abgestimmten Ausdehnungskoe� zienten – damit der Sensor auch bei starker Hitze oder klirrender Kälte zuverlässig arbei-tet. Ein Stück Glas, nur wenige Millimeter groß, ist als Basis für solche Hightech-Systeme besser geeignet als andere Ma-terialien.

Und das ist erst der Anfang. Im autonomen Auto von mor-gen hilft Glas, für mehr Sicherheit zu sorgen. Ist die Straße vor mir frei? Überquert ein Fußgänger die Fahrbahn? Wie weit ist das nächste Auto von mir entfernt: Lidar (light detection and ranging)-Systeme scannen kontinuierlich die Umgebung in 360 Grad, um diese Fragen zu beantworten – und stellen hohe Anforderungen an das darin verwendete Glas. Mit seiner außergewöhnlichen optischen Reinheit, hohen Robustheit und Durchlässigkeit für Infrarotstrahlen ist BOROFLOAT® für solche Systeme prädestiniert. „Überall dort, wo es auf Formtreue, Kompatibilität mit Halbleitern und hohe Trans-parenz ankommt, ist Glas der perfekte Werksto� “, sagt Ulrich

Vorfahrt für Glas: Im Auto der Zukunft ist mehr aus Glas, als viele ahnen – wie ein Hamburger Unternehmen

mit technischen Spezialgläsern neue Anwendungs bereiche erobert.

By Alexandra Meinhardt

AUTONOMOUS DRIVING AUTONOMES FAHREN


any conceivable applica-tion. That’s where The revo-lution, according to the expert Ulrich Schuster, is already under way: “Glass will replace plastic more and more.”

This also applies to lighting in the automotive industry: New concepts in this area are (again) using glass: LED, matrix LED or laser headlights use special fi lters to improve night vision, making it easier to detect obstacles in the road with-out blinding oncoming tra� c. Without a tough, super-trans-parent glass, these systems can’t be implemented to withstand the heat a laser generates and enable the great headlight range.

The specialty glass also opens up entirely new shapes for holographic head-up displays, which directly on the wind-shield within the driver’s view (augmented reality) show turns or warnings about obstacles – this is where the light- weight and extremely high transparency properties of this unique fl at glass will help to implement future projection systems in very small areas. Minimal bend radii, bores in the microscopic range, sophisticated cutouts: Can glass actually stand up to these requirements? “With the right tool we can turn special fl oat glass into virtually anything,” says Ulrich Schuster. “BOROFLOAT® is excellent for laser machining. It’s virtually challenging us to come up with new projects.” The material is made using a microfl oat process where the glass ribbon fl oats on top of a bath of molten tin to then cool down afterwards. Unlike other glass, BOROFLOAT® is ‘fl oated’ at temperatures that are up to 200 °C (392 °F) higher with variances under half a degree. This process, which also pre-cisely controls the thickness of the glass, ensures perfect

Schuster, Geschäftsführer von Schröder Spezialglas in Ellerau bei

Hamburg. Sein Unternehmen schneidet, bohrt, fräst, biegt und formt hochpräzise tech-

nische Gläser für vielfältige Einsätze. Die Revolution, so Experte Ulrich Schuster, habe längst begonnen: „Glas wird Kunststo� mehr und mehr ersetzen.“

Das gilt im Bereich Automotive ebenso für die Beleuch-tung. Neue Konzepte setzen hier ebenso auf Glas: LED-, Matrix-LED oder Laserscheinwerfer verbessern mit speziellen Filtern die Nachtsicht. Hindernisse auf der Fahrbahn werden so leichter erkennbar, entgegenkommende Fahrzeuge trotz-dem nicht geblendet. Ohne ein robustes, hochtransparentes Glas sind solche Systeme nicht realisierbar – um etwa der Wärmeentwicklung eines Lasers standzuhalten und die hohe Reichweite des Scheinwerfers zu sichern.

Mit dem Spezialglas werden auch ganz neue Formen der holographischen Head-up-Displays möglich, die etwa Abbiege-anweisungen oder Hinweise auf Hindernisse direkt in das Sichtfeld des Fahrers einblenden (Augmented Reality) – hier hilft es mit geringem Gewicht und einer besonders hohen Transparenz zukünftig neue Projektionssysteme zu realisieren, die auf kleinstem Raum Platz fi nden. Minimale Biegeradien, Bohrungen im Mikro-Bereich, anspruchsvolle Ausfräsungen: Ist Glas solchen Anforderungen tatsächlich gewachsen? „Mit dem richtigen Werkzeug können wir aus Spezialfl oatglas beinahe alles machen“, sagt Ulrich Schuster. „BOROFLOAT® lässt sich hervorragend mit dem Laser bearbeiten. Das fordert uns geradezu heraus, an neue Projekte zu denken.“

Das Glas wird im Microfl oat-Verfahren hergestellt, dabei „schwimmt“ das Glasband in einem Bad aus fl üssigem Zinn, um anschließend auszukühlen. Im Gegensatz zu anderen

Technical glass solutions enable the mobility of tomorrow.

Technische Gläser gestalten die Mobilität von morgen.

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More informationWeitere Infoswww.us.schott.com/boro� oatwww.us.schott.com/lightingimaging www.us.schott.com/� exinity

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homogeneity, outstanding fl atness and the mirror-like sur-face of the special fl oat glass. It’s also the basis for the high optical quality.

Ulrich Schuster explains: soda lime lenses develop a whitish-grey buildup after a year or two and they become blind. However by using BOROFLOAT® lasting brightness can be achieved as this hydrolysis or glass corrosion does not occur. We have been using this special fl oat glass for over two decades now”, Schuster says. “We’ve used it to produce parts and technical glass that were unrivalled by others.“ This was primarily the case because Schröder Spezialglas has always been able to count on one thing: the quality of the material. “Without it our company wouldn’t even exist.“

Gläsern wird BOROFLOAT® jedoch bei bis zu 200 Grad Celsius höheren Temperaturen „gefl oated“ – mit Abweichungen von weniger als einem halben Grad. Dieser Prozess, in dem auch die Stärke des Glases präzise gesteuert wird, sorgt für Homo-genität, eine sehr gute Planität und die Spiegelglas-ähnliche Oberfl äche. Und er ist gleichzeitig Grundlage der hohen op-tischen Qualität und der besonderen Widerstandskraft gegen Umwelteinfl üsse.

Deshalb setzt Schröder das Spezialglas erfolgreich bei der Herstellung von Leuchtenabdeckungen ein – für Autos und Flugzeuge, aber auch an Bahnhöfen. Damit es lange hell bleibt: „Auf Kalknatrongläsern bildet sich nach ein bis zwei Jahren ein weißlich-grauer Belag, sie werden blind“, so Ulrich Schuster. „Diese Hydrolyse oder Glaskorrosion tritt bei BOROFLOAT® prinzipiell nicht auf. Wir haben damit Bauteile und technische Gläser hergestellt, die niemand anderes so fertigen konnte.“ Und das, weil sich Schröder Spezialglas auf eines immer verlassen konnte: auf die Qualität des Materials. „Ohne dieses würde es unsere Firma gar nicht geben.“

A structured solution

With SCHOTT FLEXINITY™, SCHOTT is introducing a brand new, innovative product portfolio, which o� ers highly accurate and versatile structured glass subst-rates. Most of SCHOTT’s glass substrates in various thicknesses are available as FLEXINITY™ processed, including D 263® bio, D 263® T eco Thin Glass, MEMpax®, AF 32® eco, as well as BOROFLOAT®.

Eine Lösung mit Struktur

Mit FLEXINITY™ präsentiert SCHOTT ein komplett neues, innovatives Produktportfolio, welches hoch-präzise und vielseitig strukturierte Glassubstrate anbietet. SCHOTT FLEXINITY™ bietet eine breite Auswahl verschiedener Gläser in unterschiedlichen Dicken und Abmessungen, darunter D 263® bio, D 263® T eco Thin Glass, MEMpax®, AF 32® eco so-wie BOROFLOAT®.

Let there be light

Light creates moods and enables new automotive designs. SCHOTT SideLights illuminate contours, the MultiLight combines spots with the proven SideLight and illuminates a complete door panel with just one RGB LED. With LuminaLine, winner of the Red Dot Award 2018, a robust solution for interior and exterior contour lighting is now also available.

Es werde Licht

Licht scha� t Stimmungen und ermöglicht neue De-signs im Automobil. SCHOTT SideLights beleuchten Konturen, das MultiLight kombiniert Spots mit Side-Lights und beleuchtet ein komplettes Türpanel mit nur einer RGB-LED. Mit LuminaLine, Gewinner des Red Dot Awards 2018, ist jetzt zudem eine robuste Lösung für Konturbeleuchtung im In- und Exterieur verfügbar.

AUTONOMOUS DRIVING

SCH

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AUTONOMES FAHREN

The retail shopping experience is becoming increasingly critical: while discount battles wage in online shops, experience-oriented shop concepts vie for customers. Thanks to specialty glass, digital content is advancing as it makes its journey to the showroom.

Vernetzter Verkaufsraum: Das Kauferlebnis wird im stationären Einzelhandel immer wichtiger: Während online Rabattschlachten und Preiskämpfe toben, buhlen in Fußgängerzonen schicke Ladenkonzepte um Kund-schaft. Dank Spezialglas fi nden digitale Inhalte an immer neuen Stellen ihren Weg in den Verkaufsraum.

By Michael Müller

EN Retailers are making greater use of digital media these days with the goals of enhancing the customer shop-

ping experience and increasing the time spent in their venue. Using the latest store designs available, they are willing to try almost anything to appeal to their customers’ senses. Clients are bombarded with customized radio stations providing shopping tips and special deals. Many can even recognize a shop from a retail chain just by the smells generated. In fact, over 50 percent of all purchase decisions are being made at the point of sale (PoS), which is more than enough reason to justify these commercial initiatives.

Solutions utilizing specialty glass allow for the development of new approaches to strengthen customer retention. Attractive and brightly illuminated PoS areas, displays listing discounts as well as static or dynamic advertising are gaining in pop-ularity, recreating an online experience in the offline world. Due to its properties, the anti-refl ective cover glass CONTURAN® is practically invisible, allowing the focus of the observer to continue uninterrupted by light refl ections on the display content. The same is true of fi ngerprints on touch displays where a special oleophobic and hydrophobic coating (CONTURAN® DARO) preserves the luxurious haptics of

DE Ladengeschäfte fi nden immer ra� niertere Wege, um das Ein-

kaufserlebnis zu verbessern und die Ver-weildauer zu steigern. Kunden werden in modernen Ladenkonzepten mit allen Sinnen angesprochen. Sie hören InStore-Radiosender mit Einkaufs-tipps und aktuellen Angeboten oder erkennen das Laden-geschäft einer Handelskette am Geruch. Für diese verkaufs-fördernden Maßnahmen gibt es gute Gründe: Mehr als die Hälfte aller Kaufentscheidungen werden erst im Laden, am Point of Sale (PoS), getro� en.

Spezialglas ermöglicht ganz neue Ansätze der erlebbaren Kundenbindung. Am freundlich erleuchteten PoS werden Displays zur Darstellung von Rabatten, statischer oder dyna-mischer Werbung immer beliebter, transportieren sie doch einen Hauch der Online- in die O� inewelt. Das entspiegelte Coverglas CONTURAN® ist beinahe unsichtbar, wodurch der Fokus des Betrachters ungestört durch Lichtrefl exionen auf dem Inhalt liegt. Gleiches gilt für Fingerabdrücke bei Touch-Displays – eine spezielle oleo- und hydrophobe Beschichtung (CONTURAN® DARO) bewahrt die luxuriöse Haptik des Glases bei Berührung. Auch hitzeempfi ndliche

A connected point of sale

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The anti-refl ective cover glass CONTURAN® is suitable for touch displays & digital signage.

Das entspiegelte Coverglas CONTURAN® kommt bei Digitalanzeigen & Touch-Displays zum Einsatz.

the glass. Thanks to a unique construction of its laminated anti-glare glass panes, CONTURAN® IR Protect ensures that heat-sensitive digital displays in external environments can withstand extreme temperatures and intensive sun rays beating down on them. Aided by high performance infrared and UV fi lters, a protective fi lm blocks the damaging e� ects from direct sunlight, keeping the display at cooler temperatures.

Specialty glass can also enchant customers: MIRONA® is a semi-transparent transformative glass which, when placed in front of a dark background, acts as a mirror with a silvery brilliance. However, when light is emitted – for example, from a TV – it transforms into a transparent glass pane setting up a surprising phenomenon. Hamburg’s magnifi cent concert hall, the Elbphilharmonie, is a perfect example. At a PoS, MIRONA® is not only a mirror in a dressing room, but also an augmented reality display, where additional information can be provided, such as available sizes, colors, or its stock level, while the customer is trying something on. Discount codes bundled with touchscreens may soon fi nd their way into the dressing room leading to additional impulse purchases.

Something extraordinary is happening in supermarkets: in terms of overall revenue, the share in refrigerated and fro-zen products is growing, and with it, the space requirements for displaying them as well. This, in turn, puts new priorities on promotional activities, which now have to include these refrigerated zones in their campaigns.

One new solution approach for the display of digital con-tent in the refrigeration area is the SCHOTT Termofrost® Ad Door system. These new premium glass door systems for

Digitalanzeigen im Außenbereich können mit dem laminier-ten Spezial glas CONTURAN® IR Protect dank eines speziellen Scheibenaufbaus des Glasverbunds vor dem Hitzekollaps bewahrt werden. Eine Folie blockt direkte Sonneneinstrah-lung mit Hilfe von leistungsstarken Infrarot- und UV-Filtern zuverlässig ab, wodurch das Display deutlich weniger erhitzt.

Glas kann Kunden aber auch verzaubern: Das halbtrans-parente Verwandlungsglas MIRONA® ist vor einem dunklen Hintergrund ein Spiegel mit silbrig-ästhetischem Glanz.Durch Licht, zum Beispiel von einem TV, verwandelt es sich in eine transparente Glas scheibe – ein verblü� endes Phäno-men, so installiert in der Hamburger Elbphilharmonie. Am PoS könnte MIRONA® in Umkleidekabinen einerseits Spiegel, andererseits Augmented-Reality-Display sein, das Zusatz-infos, etwa verfügbare Größen und Farben, zur Anprobe zeigt. Auch könnten zusätzliche Kaufi mpulse in Form von Rabattcodes ihren Weg in die Umkleide-kabinen fi nden.

EINKAUFSERLEBNISSHOPPING EXPERIENCE


The SCHOTT Termofrost® Ad Door

system o� ers the opportunity for digital

communication in chilled aisles.

Die SCHOTT

Termofrost® Ad Door ermöglicht digitale Pro-motion im Kühlbereich

von Supermärkten.

More informationWeitere Infoswww.us.schott.com/conturanwww.termofrost.com

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refrigeration units come equipped with transparent LCD screens. Though digital content can be displayed in HD resolution on the screen, the food products behind it remain visible. Product videos, the latest deals or ads lure shoppers to linger and watch, triggering impulse buying. For the “non-consumers” at the PoS areas, the space takes on an atmo-sphere of entertainment while reinforcing the branding of the products being promoted.

Whether used as a magical element in dressing rooms of the future, or as radiation-absorbing protective display glass or as an advertising door: specialty glass, supported by digital con-tent, can fundamentally change the retail shopping experi-ence. When combined with other new technologies, it makes the o� ine shopping experience more exciting and more per-sonal. Digital transformation at the PoS is only taking o� .

In Supermärkten zeigt sich ein anderes Phänomen: Der Anteil von Kühl- und Tiefkühlprodukten am Gesamtumsatz wächst – dadurch nimmt gleichsam der Flächenbedarf für Kühl- und Tiefkühlmöbel zu. Dies rückt verkaufsfördernde Maßnahmen in den Fokus, die die gekühlte Zone aufwerten. Einen neuen Lösungsansatz für die Anzeige von digitalen Inhalten im Kühlbereich bildet die SCHOTT Termofrost® Ad Door. Dabei handelt es sich um eine neue Premium-Glastür für Kühlmöbel, die einen transparenten LCD-Bildschirm mit an Bord hat. Auf dem Screen lassen sich digitale Inhalte in HD-Aufl ösung anzeigen, während die Lebensmittel dahin-ter weiterhin sichtbar bleiben. Produktvideos, Angebote oder Werbespots fördern Verweilzeiten und triggern damit nicht nur Impulskäufe. Vielmehr beleben sie auch bei Nicht-Käu-fern den Entertainment-Charakter am PoS und stärken die Markenbindung.

Ob als magisches Element in Umkleidekabinen, ra� nier-tes Display-Schutzglas oder Ad Door – Spezialglas hat das Zeug dazu, das Käufererlebnis im Handel mit digitalen Inhalten grundlegend zu verändern. Diese und andere Technologien gestalten O� ine-Einkäufe spannender und individueller. Die digitale Transformation am PoS hat begonnen.

iStock / Pinkyp

ills; M. von A

ulock; SCH

OTT

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The CERAN EXCITE® product portfolio enables home appliance makers to adopt a completely new lighting design. Induction cooktop panels

in particular can now be made more exciting than ever before.

Die neue Freude am Kochen: Das Produktportfolio CERAN EXCITE® ermöglicht Hausgeräteherstellern ein völlig neues Lichtdesign. Besonders Induktionskochfelder lassen sich so aufregender gestalten als jemals zuvor.

The new joyof cooking


SMART COOKING INTELLIGENTES KOCHEN


The CERAN EXCITE® product portfolio enables home appliance makers to adopt a completely new lighting design. Induction cooktop panels

in particular can now be made more exciting than ever before.

Die neue Freude am Kochen: Das Produktportfolio CERAN EXCITE® ermöglicht Hausgeräteherstellern ein völlig neues Lichtdesign. Besonders Induktionskochfelder lassen sich so aufregender gestalten als jemals zuvor.

The new joyof cooking


SMART COOKING INTELLIGENTES KOCHEN


EN Eating has long been a visual experience, and now so is cooking. As the kitchen and the living room slowly

merge, CERAN® glass-ceramic cooktop panels have long since outgrown their status as merely a surface for heating up food. They now serve modern households as design and experience elements. In its quest to bring all the senses into the experi-ence of cooking, the inventor of black glass-ceramic for cook-ing appliances has now further developed ‘the original’ and has optimized it for use with lighting solutions.

“Light shows us the way, guiding our eyes and hands. It o� ers safety and comfort. It creates fascinating experiences and is just plain fun. Essentially, it’s a highly emotional com-ponent that makes products more exciting,” says Dr. Jörn Besinger, Head of Product Management & New Business Development for CERAN®. To date, however, applications beyond a classic red display have been di� cult to implement, limited by glass-ceramic’s light transmission. The challenge has been achieving a certain display color without its impres-sion being distorted by the black glass-ceramic. This while keeping electronic components hidden underneath the surface. CERAN EXCITE® glass-ceramic has signifi cantly improved light transmission. The new substrates now employ a combination of specifi c fi lters and coatings to display white and blue, bright and clear. (See “Three times more light” on the following page). White light in particular marks signifi -cant progress, shining four times brighter than with conven-tional glass-ceramic cooktop panels.

This opens up completely new design possibilities for home appliance makers, especially for trendy induction cook-tops - both in the control area and on the cooking surface itself. “So far, users of these appliances have had little excitement in using them. Now light as a design and functional element is changing that,” explains Besinger. Lighting solutions can be integrat-ed throughout the cooktop panel. For example, manufacturers can use lit borders instead of printed cooking zones. Monochrome and even high-resolution multicolor displays are also possible in the control area. When the field is switched off, users only see the classic homogeneous black surface.

SCHOTT has focused the de-velopment of its glass-ceramic on user needs. In the start of the pro-ject, consumer research was car-ried out and user types were de-fined. The passionate cook, for example, has yet to fi nd induction very enticing. Anyone who appre-ciates flexibility doesn’t want defi ned cooking zones, but rather prefers an open surface to place a pot wherever it makes sense at the moment. Induction technology

DE Das Auge isst nicht nur mit, es kocht auch mit. Küche und Wohnraum verschmelzen zunehmend, CERAN®

Kochfelder sind längst ihrem Status als reine Platten zum Erwärmen von Speisen entwachsen. Vielmehr dienen sie in modernen Haushalten als Design- und Erlebniselement. Um Kochen künftig noch stärker mit allen Sinnen genießen zu können, hat der Erfi nder der schwarzen Glaskeramik zum Kochen jetzt ‚das Original‘ weiterentwickelt und für den Einsatz mit Lichtlösungen optimiert.

„Licht weist uns den Weg, führt Augen und Hände. Es gibt Sicherheit und Behaglichkeit. Es scha� t faszinierende Erleb-nisse und macht einfach Spaß. Kurzum: Es ist eine hochemo-tionale Komponente, die Produkte aufregender macht“, sagt Dr. Jörn Besinger, Leiter Produktmanagement & New Business Development CERAN®. Bislang jedoch ließen sich Anwendun-gen jenseits der klassischen roten Anzeige aufgrund des Trans-missionsverhaltens der Glaskeramik, also der Lichtdurchläs-sigkeit, schwer umsetzen. Die Herausforderung besteht darin, eine bestimmte Farbigkeit für die Anzeige zu erzielen, ohne dass der Farbeindruck durch die schwarze Glaskeramik ver-fälscht wird. Gleichzeitig sollen die Elektronikkomponenten darunter verborgen bleiben. Bei CERAN EXCITE® wurde die Lichtdurchlässigkeit entscheidend verbessert. In Verbindung mit spezifi schen Filtern und Beschichtungen lassen sich jetzt bei den neuen Substraten (siehe „Drei Mal mehr Licht“ auf der Folgeseite) auch Weiß und Blau hell und klar darstellen. Ins-besondere weißes Licht leuchtet vier Mal heller im Vergleich zu herkömmlichen Glaskeramik-Kochfl ächen.

Gerade bei den im Trend liegenden Induktionskochfeldern ergeben sich dadurch für Hausgerätehersteller neue Gestal-tungmöglichkeiten – sowohl was den Bedienbereich als auch die Kochfl äche anbelangt. „Bislang bekamen Nutzer von die-

sen Geräten keine wahrnehmbare Reaktion. Mit Licht als Design- und Funktionselement sieht das künf-tig anders aus“, erklärt Besinger. Im gesamten Kochfeld lassen sich Lichtlösungen integrieren – so könnten Hersteller etwa auf auf-gedruckte Kochzonen verzichten und stattdessen lichtbegrenzte Markierungen einsetzen. Im Be-dienbereich sind darüber hinaus monochrome und sogar hochauf-lösende, mehrfarbige Displays möglich. Ist das Feld ausgeschaltet, sieht der Nutzer die gewohnte ho-mogene schwarze Fläche.

Dessen Bedürfnisse hat SCHOTT in den Fokus der Weiter-entwicklung seiner Glaskeramik gestellt. So wurden im Vorfeld ei-gens eine Konsumentenforschung durchgeführt und Nutzertypen defi niert: Da wäre zum Beispiel der leidenschaftliche Koch-Typ,

The CERAN EXCITE® product portfolio brings brilliant colors to the cooktop.

Mit dem Produktportfolio CERAN EXCITE® lassen sich auch im Kochfeld hell leuchtende Farben darstellen.

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recognizes this and directs energy where it is needed. Light has the potential to provide an additional visual orien-tation aid.

Customers with high visual demands, on the other hand, are looking for an aesthetic high-end appliance. The elderly and families with children put greater stock in safety at the stove. LEDs can indicate what areas are still hot. Technology fans opt for innovative functions such as linking to smart-phones and tablets. CERAN EXCITE® glass-ceramic panels visually support kitchen appliance connectivity using Bluetooth; for example, a symbol will light up blue to indicate the cooktop is communicating with the oven or microwave.

SCHOTT develops individual solutions with household appliance makers to meet their diverse requirements. Besinger adds, “CERAN EXCITE® glass-ceramic panels let customers make their product designs more exclusive, ele-gant and modern. Light coloring also enables clearer di� er-entiation between brand and product lines. The baseline product, for example, is equipped with red LEDs while the high-end line has white LEDs.” Light is now an interface sup-porting many functions to make the cooktop panel safer, more fl exible, more aesthetic, more functional and more emotional, meeting even the highest demands of users.

dem Induktion heute schlichtweg zu nüchtern ist. Wer Flexi-bilität schätzt, will keine defi nierten Kochzonen, sondern eine frei nutzbare Fläche. Er stellt den Topf dahin, wo es ihm sinn-voll erscheint. Die Induktionstechnologie erkennt das und lenkt die Energie dorthin, wo sie gebraucht wird. Licht könnte hier eine zusätzliche visuelle Orientierungshilfe geben.

Kunden mit hohen visuellen Ansprüchen wünschen sich hingegen ein ästhetisches High-End-Gerät. Ältere Menschen oder Familien mit Kindern legen Wert auf Sicherheit am Herd. Hier können LEDs anzeigen, welcher Bereich noch heiß ist. Technik-Fans schließlich setzen auf innovative Funktio-nen wie bei Smartphone oder Tablet. Und so unterstützt CERAN EXCITE® auch die Vernetzung von Küchengeräten visuell – etwa wenn das Kochfeld per Bluetooth mit Backofen oder Mikrowelle kommuniziert und ein blau leuchtendes Symbol dies signalisiert.

Entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen ent-wickelt SCHOTT zusammen mit den Hausgeräteherstellern individuelle Lösungen. Besinger: „Mit CERAN EXCITE® kön-nen Hersteller ihr Produktdesign exklusiver, eleganter und moderner gestalten. Zudem lassen sich Marken- und Produkt-linien durch Lichtfarbgebung gestalterisch klarer di� erenzie-ren. Die Basislinie zum Beispiel wird mit roten, die High-End-Linie mit weißen LEDs ausgestattet.“ Zusammengefasst könne Licht als Interaktions-Schnittstelle viele Funktionen unter-stützen, die das Kochfeld fl exibler, sicherer, ästhetischer, funktionaler und emotionaler machen – und damit den ho-hen Ansprüchen der Nutzer gerecht werden.

CERAN EXCITE® was presented to the trade public at the SCHOTT CERAN® EXPERIENCE 2018 in Berlin.

CERAN EXCITE® wurde im Rahmen der SCHOTT CERAN® EXPERIENCE 2018 in Berlin dem Fachpublikum vorgestellt.

INTELLIGENTES KOCHENSMART COOKING


In neuem Licht

CERAN HIGHTRANS® eco S SCHOTT hat die schwarze Glas-keramik speziell für rote Lichtan-wendungen entwickelt. Sie weist an der Unterseite keine Noppen auf. Dies ermöglicht schärfere Lichtanzeigen im Bedien- und erstmals auch im Kochzonenbe-reich. Bei CERAN HIGHTRANS® eco S könnte man daher zum Bei-spiel auf aufgedruckte Kochzo-nenmarkierungen verzichten und stattdessen rotes Licht als Be-grenzung einsetzen, die nur leuchtet, wenn die Kochzone ak-tiviert ist.

CERAN HIGHTRANS® rubioDas auf Basis der schwarzen Kochfläche weiterentwickelte Material weist eine deutlich ver-besserte Lichttransmission, also Lichtdurchlässigkeit, auf und eignet sich somit optimal für blaue und weiße Lichtanzeigen. CERAN HIGHTRANS® rubio gibt es in zwei Varianten: mit Noppen auf der Unterseite für Lichtlösun-gen im Bedienbereich der Koch-fläche wie zum Beispiel helle und klare 7-Segment-Anzeigen in Weiß und Blau. Die Variante ohne Noppen auf der Unterseite ermöglicht die Integration von monochromen TFT-Displays und hellen, scharfen Lichtelementen im gesamten Kochfeld.

CERAN CLEARTRANS® Als Alternative zu den schwarzen Glaskeramiken gibt es als drittes Substrat die transparente Glas-keramik CERAN CLEARTRANS® mit der schwarzen Unterseiten-beschichtung CLEAR luna black. Sie ermöglicht die Integration von hochaufl ösenden, mehrfar-bigen TFT-Displays.

In a new light

CERAN HIGHTRANS® eco S SCHOTT developed this black glass-ceramic especially for red light applications. It has no nubs on its underside, enabling sharper light displays in the control area and for the fi rst time in cooking zones. With CERAN HIGHTRANS® eco S glass-ceramic panels, printed cooktop markings could be repla-ced with red light borders that only illuminate when the area is hot.

CERAN HIGHTRANS® rubioThis material, developed for black cooktop panels, has signifi cantly improved light transmission, making it ideal for blue and white light displays. CERAN HIGHTRANS® rubio glass-ceramic panels are available in two versions: with and without nubs. The nubs on its un-derside enable lighting solutions in the cooktop panel’s control area, such as bright, clear 7-seg-ment displays in white and blue. The version without nubs employs monochrome TFT displays and bright, sharp lighting elements to be integrated throughout the coo-king zone.

CERAN CLEARTRANS®As an alternative to black glass-ceramics, the product portfolio’s third substrate is the transparent CERAN CLEARTRANS® glass-cera-mic, its black underside coated with CLEAR luna black. It integra-tes high-resolution, multicolored TFT displays.

More informationWeitere Infoswww.schott-ceran.com/us

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More energy with safety

Our world is becoming increasingly digital – and our hunger for energy more insatiable. The more technology we use in our

everyday lives, the more electricity we need. Glass plays a signifi cant role in the process of e� ciently storing and transmitting energy.

Mit Sicherheit mehr Energie: Unsere Welt wird immer digitaler – und hungriger nach Energie. Je mehr Technologien unseren Alltag prägen,

desto mehr Strom benötigen wir. Glas spielt eine entscheidende Rolle, um Energie e� zient übertragen und speichern zu können.

By Jonas Spitra


www.us.schott.com/lightingimagingwww.us.schott.com/epackaging

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ENERGY DEMAND ENERGIEBEDARF


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EN The fusion of the real and virtual worlds in all areas of life is leading to growing worldwide demand for ener-

gy. This begs the question: where does our energy come from? And where does glass fi t in?

To transmit power safely and e� ciently, “high voltage direct current transmission” technology is used. Direct current is transported thousands of kilometers to converter stations, where it is converted into alternating current – suitable for household sockets. These stations continuously operate under high voltage, which necessitates proper safety steps to pro-tect employees and equipment.

Electrical signals generate interference and are unsuitable for safe system con-trol. Light does not react to electric fi elds, which is why optical im-pulses are used for signaling. Fiber optic light conductors from SCHOTT enable smooth process control and help sup-ply even remote locations with electricity.

Starting with the gener-ation stage, efficient and reliable power transmission is crucial - especially under extreme conditions. In nucle-ar power plants, submarines, liquefied natural gas (LNG), and gas generators, glass-to-met-al electrical penetrations support reliable power and signal transmis-sion. To manufacture these components, specialty glass is heated with conductors and a stainless-steel housing in a high-tempera-ture furnace. This process forms a hermetic seal with the glass and metal, enabling elec-trical conductivity while maintaining a nearly impenetrable pressure barrier. “Glass o� ers many advantages over other materials. It is resistant to temperature, shock, chemical loads, and compres-sive stress,” explains Thomas Goettlinger, Sales Manager for LNG applications at SCHOTT. “Our cable feedthroughs safely supply power to electric submersible pumps in tanks containing –160 °(–256 °F) cold liquid natural gas. The hermetic glass-to-metal feedthrough prevents fl ammable gases from escaping.”

Glass is having an impact on portable power applications as well, specifi cally for improving energy storage. New glass-to-aluminum sealing helps increase lifetime and performance of capacitors and batteries. “We have replaced plastic seals with specialty glass. No liquid or moisture can get in or out, and performance is maintained. Glass is a virtually non-aging material, which increases reliability and saves resources,” ex-plains Claire Buckwar, head of the battery solutions division. Ready for a multitude of challenges, glass helps pave the way for development of tomorrow’s technology.

DE Die Verschmelzung von virtueller und realer Welt führt zu einem wachsenden globalen Energiehunger.

Woher stammt diese Energie und welche Rolle spielt Glas?Das Verfahren der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertra-

gung (HGÜ) ermöglicht eine sichere und günstige Strom-übertragung. Gleichstrom wird tausende von Kilometern transportiert und in Konverter-Stationen zu Wechselstrom umgewandelt – passend für die Steckdose. Diese Stationen stehen unter ständiger Hochspannung – ein Risiko für Per-

sonal und Technik. Elektrische Signale erzeugen Interferenzen

und sind zur sicheren Systemsteuerung ungeeignet. Licht reagiert nicht auf

elektrische Felder, daher werden op-tische Impulse zur Signalgebung

genutzt. Glasfaseroptische Licht-leiter von SCHOTT ermöglichen

eine reibungslose Prozesssteu-erung und versorgen selbst entlegene Orte mit Strom.

Bereits bei der Erzeugung ist eine e� ziente und sichere Stromübertragung entschei-dend, auch unter extremen Bedingungen. Elektrische

Glas-Metall-Durchführungen sorgen in Kernkraftwerken, U-

Booten, Flüssiggasanwendungen oder Gasgeneratoren dafür, dass

Strom oder Signale fl ießen. Spezial-glas wird mit Leitern in ein Edelstahlge-

häuse eingeschmolzen und dient als elek-trischer Isolator und hermetisch dichte Druck-barriere. „Glas bietet Vorteile gegenüber an-deren Materialien: Es ist beständig gegen Temperaturschocks, chemische Belastungen und hohe Druckspannungen“, erklärt Thomas Göttlinger, verantwortlich für den Vertrieb von Flüssiggasanwendungen. „Unsere Kabel-

durchführungen versorgen elektrische Tauchpumpen in Tanks mit –160 °C kaltem Flüssigerdgas sicher mit Strom. Die Glas-Metall-Durchführung verhindert, dass brennbare Gase nach außen gelangen.“

Energie immer und überall – ohne sie zu verschwenden. Bessere Speicher sind der Schlüssel – auch hier ist Glas ent-scheidend. Die neue Glas-Aluminium-Technologie hilft, die Lebensdauer und Leistung von Kondensatoren und Batterien zu erhöhen. „Wir haben Dichtungen aus Kunststo� durch Spezialglas ersetzt. Keine Flüssigkeit oder Feuchtigkeit kann hinein oder heraus und die Leistungsfähigkeit bleibt er-halten. Glas ist ein Werksto� , der nicht altert – das erhöht die Zuverlässigkeit und spart Ressourcen“, erläutert Claire Buckwar, Leiterin der Abteilung für Batterielösungen. Bereit für jede Herausforderung hilft Glas, Technologien am Laufen zu halten.

SCHOTT has been manufacturing hermetic housings since the 1930s.

Schon seit den 1930er Jahren fertigt SCHOTT hermetische Gehäuse.

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Smart implants, which transmit and capture data or are

equipped with optical components such as sensors, are becoming

more and more common.

Die Reise ins Ich: Immer mehr Implantate werden

zu „smarten“ Helfern. Sie erfassen Daten und besitzen optische

Komponenten wie Sensoren.

EN The future is becoming personal. As humans and technology unite, science fi ction is becoming reality.

Smart implants are paving the way. They are making our own bodies into functional parts of the Internet of Things: ex-tremely small, highly reliable, and intelligently connected, implants are increasingly entering the medical technology market to capture and transmit data. Optical components, such as sensors and cameras, can collect critical information. These sensitive elements depend on housings that protect them from moisture and bodily fl uids. At the same time, these housings must not interfere with electrical, optical and

DE Die Zukunft geht unter die Haut. Denn wenn Mensch und Technologie verschmelzen, wird Science-Fiction

Realität. Smarte Implantate ebnen den Weg dahin. Sie sorgen dafür, dass der eigene Körper zum Teil des Internets der Dinge wird. Extrem klein, hoch zuverlässig und intelligent vernetzt: In der Medizintechnik kommen vermehrt Implantate auf den Markt, die Daten erfassen und übertragen. Sie verfügen über optische Komponenten wie Sensoren oder Kameras, die Informationen sammeln. Die empfi ndlichen Bauteile benö-tigen Gehäuse, die sie vor Feuchtigkeit oder Körperfl üssig-keiten schützen. Gleichzeitig müssen sie die leistungsstarke

High-tech in the clean room: In the future, smart implants under the skin will monitor rises in blood pressure. Technology from SCHOTT Primoceler Oy in Finland is enabling this achievement.

Hightech aus dem Reinraum: Ob der Blutdruck steigt, verraten künftig smarte Implantate unter der Haut. Die Technologie von SCHOTT Primoceler Oy in Finnland wird dazu beitragen.

Innerspace

By Michael Thiem


SMART IMPLANTS SMARTE IMPLANTATE

high- frequency signal transmission. This is where glass be-gins to shine as a material. Its excellent biocompatibility and transparency for high-frequency waves opens up completely new possibilities for active implants. For example, “full-glass housings” could enable particularly e� cient loading, data transmission and programming for implants. The transpar-ency of glass also unlocks a broad spectrum of optical appli-cations.

Already today, special retinal implants in all-glass hermetic packaging create new treatment methods for people su� ering from severe vision loss. These implants are inserted into the eye in a minimally-invasive surgical procedure and contain the necessary functionalities to stimulate retinal nerves without needing additional wiring outside the eye globe. The all-glass housing enables wireless data transmission that the patient’s care provider can use to optimize the device for maximum e� ectiveness.

The acquisition of the Finnish company Primoceler Oy opens up new opportunities for SCHOTT. Their innovative high-tech laser micro-bonding process allows glass-to-glass or glass-to-silicon bonding without generating heat or using additive materials. This has enabled even smaller wafer- and chip-size components for implantable medical products. Gas can be integrated into the cavity, or a vacuum can be created and maintained. In combination with new biocompatible forms of glass, entirely new uses of wafer-level chip-scale packaging (WL-CSP) are now possible. In addition to medi-cal, glass micro bonding has already had positive impacts in high-reliability applications such as aerospace, micro-optics, and consumer electronics.

Autoclavable medical de-vice components, bioactive and dental glass powders, and in-jectable transponders for live-stock and pets are examples of bio-based and medical applica-tions where glass has already made signifi cant impacts. Med-ical implants, micro-electro-me-chanical systems (MEMS), and other electronic and optical components are the next fron-tier: exciting developments in the combination of glass and medical technology are open-ing the potential for positive impacts on every day health and wellness.

Übertragung elektrischer, optischer und hochfrequenter Signale ermöglichen. Und hier kommt zunehmend Glas ins Spiel. Neben der Biokompatibilität des Werksto� s erö� net die exzellente Transparenz für Hochfrequenzwellen voll-kommen neue Möglichkeiten für aktive Implantate. „Voll-Glas-Gehäuse“ könnten beispielsweise besonders e� zientes Laden, die Übertragung von Daten oder die Umprogrammie-rung von Implantaten ermöglichen. Durch die Transparenz von Glas ist zudem ein breites Spektrum an optischen Anwen-dungen denkbar.

Schon heute scha� en spezielle Netzhautimplantate in hermetischen Ganzglasgehäusen neue Behandlungsmetho-den für Menschen mit starkem Sehverlust. Diese Implantate werden in einem minimalinvasiven chriurgischen Verfahren in das Auge eingesetzt und besitzen die erforderlichen Funkti-onen, um die Netzhautnerven zu stimulieren, ohne dass zu-sätzliche Kabel außerhalb des Augapfels erforderlich sind. Das Gehäuse ermöglicht dabei unter anderem das Speichern und Übertragen von Daten an die Ärzte des Patienten, um das Gerät optimal auf die Bedürfnisse abzustimmen.

Mit der Übernahme des fi nnischen Unternehmens Primo-celer Oy erö� nen sich für SCHOTT neue Möglichkeiten. Mit dem innovativen Hightech-Verfahren Laser-Micro-Bonding lässt sich Glas mit Glas oder Glas mit Silizium verbinden – und zwar ohne das zu verkapselnde Bauteil oder die Elektronik zu erhitzen oder zusätzliche Materialien zu verwenden. So sind immer kleinere Wafer- und Chip-Size-Bauteile für implantierbare Medizinprodukte möglich. Außerdem kann auf Wunsch Gas in die Kavität eingebunden oder ein Vakuum

erzeugt werden. In Kombinati-on mit neuen biokompatiblen Glastypen können neue An-wendungsbereiche für das Wa-fer-Level Chip-Scale Packaging (WL-CSP) erschlossen werden. Darüber hinaus kann die Tech-nologie auch in Anwendungen wie Luft- und Raumfahrt, Mik-rooptik und Unterhaltungselek-tronik eingesetzt werden.

In medizinischen Anwen-dungen wie autoklavierbare Komponenten für Medizinge-räte, Glaspulver für Dentalan-wendungen sowie injizierbare Tiertransponder spielt Glas schon eine bedeutende Rolle. Medizinische Implantate, mikro-elektro-mechanische Systeme (MEMS) und andere elektro-nische oder optische Kompo-nenten sind der nächste Schritt, um die Gesundheit mithilfe von Glas zu digitalisieren.

More informationWeitere Infoswww.us.schott.com/primoceler

[email protected]

Hermetic all-glass sensor packageHermetische „Voll-Glas-Gehäuse“

Lid glassAbdeckungsglas

Spacer glassAbstandshalter aus Glas

Die and wire bondingChip- und Draht-Bonden

Top side platingOberseitige Beschichtung

Base glass with TGVBasisglas mit TGV

Ball grid array interfaceBall Grid Array

Thickness: 1.8 mm (500 + 800 + 500 µm)W x H: 10 x 10 mmDicke: 1,8 mm (500 + 800 + 500 µm)B x H: 10 x 10 mm

Bottom side platingUnterseitige Beschichtung

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Supplier-enabled innovation

More informationWeitere Infoswww.us.schott.com/pharma

[email protected]

CLOSE COLLABORATION ENGE ZUSAMMENARBEIT


EN At fi rst glance, there is nothing special about pharma-ceutical vials, cartridges and syringes. Unlike their

contents – medications that may be a matter of life or death – these small containers usually go unnoticed. This is hardly surprising, considering that the value and the potency of med-ications per dose continue to rise while the cost of a single vial is still just a few cents. So why, then, are such products and the collaboration with the companies that produce them still so vitally important for pharmaceutical companies? Sascha Karhöfer of Bayer explains it this way: “Primary packaging is now an integral component of every parenteral medication. Without it we cannot ensure suitable storage of the medications that we develop, transport them to our patients and guarantee that they receive the exact dose that they need.” Karhöfer is a Category Manager at Bayer and is responsible for the global procurement of glass and glass-like primary packaging systems – and also holds a degree in biotechnology engineering. He specializes in maintaining the balance between the specifi c unit cost of a product and the total cost of quality for each individual Bayer product.

Not all glass containers are alike. The inner surface of pri-mary packaging interacts with its contents over time. In the worst-case scenario, this interaction can impact the e� ective-ness of the medication or even lead to side e� ects. Newer bio-tech products are especially susceptible to this interaction due to their complex molecular structures, and require special packaging. In order to ensure that patients are well protected from potential problems with these products, pharmaceutical companies and their suppliers must change the nature of their cooperation and focus on innovative solutions right from the beginning. Bayer calls this “supplier-enabled inno-vation” and also uses platform technologies for this purpose.

The importance of this new form of collaboration with suppliers early in the production process is clear. For example, to fi ll and safely store a particular highly active molecule, Bayer decided to use vials with a special coating. This is because

DE Pharmafl äschchen, -Karpulen und -Spritzen sind auf den ersten Blick nichts Besonderes. Im Gegensatz zu

ihrem Inhalt – Medikamente, die lebenswichtig sein können – fristen die wenige Zentimeter großen Glasgefäße meist ein Schattendasein. Kein Wunder, denn während die Wertigkeit von Arzneimitteln per Dosis tendenziell weiter steigt, bewegen sich die Kosten für ein einzelnes Fläschchen meist nach wie vor im Cent-Bereich. Warum ist ein solches Commodity-Gut und die Zusammenarbeit mit dessen Hersteller für Pharmaun-ternehmen trotzdem von signifi kanter Bedeutung? Sascha Karhöfer von Bayer erklärt es so: „Primärverpackung ist heute integraler Bestandteil eines jeden fl üssig verabreichten Medi-kaments. Ohne sie können wir eine Formulierung, die wir entwickeln, nicht stabil lagern, zu unseren Patienten transpor-tieren und sicherstellen, dass sie genau die benötigte Dosis erhalten.“ Karhöfer ist im Konzern als Category Manager ver-antwortlich für den weltweiten Einkauf von Glas und Glas-ähnlichen Primärververpackungssystemen – und studierter Biotechnologe. Seine Kunst ist es, den Balanceakt zwischen Stückpreis und Gesamtbetrachtung aller Qualitätskosten für die verschiedenen Bayer-Produkte individuell zu scha� en.

Denn Fläschchen ist nicht gleich Fläschchen. Die innere Oberfläche einer jeden Verpackung interagiert im Laufe der Zeit mit dem Inhalt. Diese Wechselwirkung kann im schlimmsten Fall die Wirksamkeit des Medikamentes be-einfl ussen oder gar zu Nebenwirkungen führen. Besonders neuere Biotech-Produkte benötigen aufgrund ihrer kom-plexen Molekülstrukturen spezielle Verpackungen. Damit diese Produkte auch einwandfrei beim Patienten ankommen, müssen Pharmazeut und Lieferanten ihre Zusammenarbeit verändern und von Beginn an ihren Fokus auf innovative Lösungen setzen. Bayer nennt dies „supplier-enabled inno-vation“ und setzt auch auf Plattform-Technologien.

Wie wichtig diese neue Form der Zusammenarbeit mit Zulieferern in einem frühen Stadium ist, zeigt ein konkretes Beispiel: Im Falle Bayer wurden z. B. für das Abfüllen und

Bayer is taking the notion of connectivity and strategic buying a decisive step further: Close partnerships with strategically important

suppliers enable the global life science company to market biotech medications safer and quicker using innovative primary packaging solutions.

Innovation aus neuer Richtung Auch das ist Konnektivität: Mit dem Konzept „supplier-enabled innovation“ nutzt der Bayer-Konzern die Zusammenarbeit

mit strategisch wichtigen Lieferanten, um dank innovativer Lösungen Medikamente schneller und sicherer auf den Markt zu bringen.

By Christina Rettig

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products of this nature are often freeze-dried (in order to keep the substance stable during storage) and reconstituted as a liquid before being injected. However, from the moment it is stored there is a risk that the medication will react with the glass. The solution: “A highly pure coating made of silicon oxide, which forms a sort of ion barrier,” explains Dr. Bernhard Hladik, Senior Business Development Manager at SCHOTT.

In order to select the appropriate primary packaging, Bayer makes good use of the expertise of packaging manufac-turer SCHOTT: “We contribute our expertise in working with glass and select polymers to the discussion. We already have experience with many active ingredients and bu� er systems, and we know which packaging will probably be a good choice for them,” says Hladik. “Of course, the legally required stability tests still have to be carried out by the developing pharmaceutical company, but if you can limit the options and minimize stability risks, this can save them time and re-sources.” This e� cient collaboration between both parties allows medications to be brought to market in a quicker and safer manner.

However, the right chemistry between packaging and content is not the only question that needs to be answered, adds Hladik: “We also have to take into account how a drug product will be fi lled, stored and dispensed. This allows us to provide vials that have been inspected using cameras, pre-sterilized, and are ready to be fi lled, or to develop a pack-aging concept that works with pens and autoinjectors.” He adds, “In the end, we have to work together to fi nd a solution that best fi ts the application.”

For Karhöfer, the development of new medications and the related packaging is a good example of how the collabo-ration between manufacturers and suppliers has advanced over the past few years, and of how it will also continue to evolve in the future. Ultimately, it takes at least eight to twelve

die sichere Lagerung eines hochwirksamen Moleküls Fläsch-chen mit einer Spezialbeschichtung benötigt. Denn: Um den Wirksto� stabil zu halten, wird dieses spezielle Produkt ge-friergetrocknet gelagert. Vor der Injektion wiederum wird Flüs-sigkeit zur Rekonstitution hinzugegeben. Jedoch vom ersten Moment der Lagerung an erhöht sich die Gefahr, dass das Me-dikament mit dem Glas reagiert. Die Lösung: „Eine hochreine Beschichtung aus Siliziumoxid, die eine Art Ionenbarriere bildet“, erklärt Dr. Bernhard Hladik, Senior Business Develop-ment Manager bei SCHOTT.

Bei der Wahl der richtigen Primärverpackung kam Bayer die Expertise des Packaging-Herstellers SCHOTT zugute: „Wir bringen das Know-how rund um den Werksto� Glas und aus-gewählte Polymere in die Diskussion ein. Für viele Wirksto� e und Pu� ersysteme haben wir bereits Erfahrungswerte, welche Verpackung wahrscheinlich eine gute Wahl ist“, so Hladik. „Die gesetzlich vorgeschriebenen Stabilitätstests entfallen dadurch natürlich nicht, aber wenn man die Möglichkeiten einschränken und Stabilitätsrisiken minimieren kann, spart das dem Pharmazeuten Zeit.“ So können Medikamente durch die e� ektive Zusammenarbeit beider Seiten schneller und sicherer auf den Markt kommen.

Die richtige Chemie zwischen Verpackung und Inhalt ist dabei aber nicht die einzige Fragestellung, ergänzt Hladik: „Wir müssen konkret berücksichtigen, wie das Medikament zunächst abgefüllt und später verabreicht werden soll. Ent-sprechend können wir anbieten, die Fläschchen auch kamera-inspiziert, vorsterilisiert und abfüllfertig zu liefern, oder aber ein Packaging-Konzept zu entwickeln, das mit Pens oder Autoinjektoren funktioniert.“ Er ergänzt: „Im Ende� ekt müs-sen wir gemeinsam die Lösung fi nden, die auf die jeweilige Anwendung am besten passt.“

Für Karhöfer ist die Entwicklung eines neuen Medikaments und die dazugehörige Primärverpackung ein gutes Beispiel

Strict quality guidelines apply to the production of pharmaceutical packaging.Die Produktion von Pharmaverpackungen unterliegt strengen Qualitätskriterien.

CLOSE COLLABORATION ENGE ZUSAMMENARBEIT


years before a medication is fully developed and ready to be used by patients. Having the appropriate packaging in terms of quality, format and composition also plays a key role. “Suppliers are becoming more and more integrated into the development and production of our products. The next step is to ensure timely coordination among suppliers, procure-ment and drug product developers in the early stages of de-velopment. We all want to get there together,” says Karhöfer.

Reliability in terms of quality and timing of deliveries as well as trust in suppliers are key aspects of collaboration for Bayer because patient safety is always the most important factor in all of its plans and activities. “There are some medi-cations with limited shelf-life for which companies have to produce drugs to be made available exactly when patients need them. If we receive defective or dysfunctional packaging components from a supplier during a particular period, either we won’t be able to package the batch, or we won’t be able to deliver some or all of it when we need to. For some patients, this may potentially result in a life-threatening situation,” says Karhöfer.

For example, SCHOTT signifi cantly expanded the produc-tion of vials with coated interiors at its plant in Müllheim. According to Karhöfer: “Such a partnership must be a win-win situation for both parties, and it should enable a joint advancement.”

dafür, wie sich die Zusammenarbeit zwischen Hersteller und Lieferant in den vergangenen Jahren weiterentwickelt hat und für die Zukunft weiter neue Formen annehmen wird. Schließ-lich vergehen acht bis zwölf Jahre, ehe ein Medikament fertig entwickelt ist und beim Patienten ankommt. Dabei spielt die richtige Verpackung in Qualität, Format und Komposition ebenfalls eine wichtige Rolle. „Der Lieferant rückt immer wei-ter an unsere Entwicklung und Produktion heran. Der nächste Schritt ist eine zeitnahe Abstimmung zwischen den Lieferanten, dem Einkauf und den Medikamentenentwicklern in den frühen Entwicklungsphasen selbst. Da wollen wir gemeinsam hin“, sagt Karhöfer.

Zuverlässigkeit in Qualität und Timing von Lieferungen als auch das Vertrauen in den Lieferanten sind für Bayer elementare Aspekte in der Zusammenarbeit, denn bei allen Überlegungen und Aktivitäten steht die Patientensicherheit immer an erster Stelle. „Es gibt Medikamente, die im Hinblick auf Menge und zeitliche Verfügbarkeit punktgenau für Pati-enten produziert werden. Wenn wir in einem bestimmten Zeitraum von unserem Lieferanten mangelhafte oder nicht-funktionsfähige Verpackungskomponenten zugeliefert be-kommen, können wir die Charge entweder gar nicht abfüllen, oder produziertes Material kann nicht oder nur teilweise ausgeliefert werden. Für den Patienten kann das unter Um-ständen lebensbedrohliche Folgen haben“, sagt Karhöfer, der betont: „So eine Partnerschaft muss für beide Seiten ge-winnbringend sein und eine gemeinsame Weiterentwicklung ermöglichen.“

Sascha Karhöfer (Bayer), Dr. Bernhard Hladik and Stephan Küpper-Brennberger (both from SCHOTT) join forces to develop future pharma packaging solutions.

Gemeinsam arbeiten Sascha Karhöfer (Bayer), Dr. Bernhard Hladik und Stephan Küpper-Brennberger (beide SCHOTT) an Verpackungslösungen für Medikamente.

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Edition 2/2018, Volume 13Ausgabe 2/2018, 13. Jahrgang

solutions – The SCHOTT Technology Magazineis published twice each year in English and German, Spanish and Portuguese. solutions – The SCHOTT Technology Magazineerscheint zweimal jährlich, jeweils zweisprachig in Englisch und Deutsch, Spanisch und Portugiesisch.

Circulation / Aufl age: 10,000Online edition / Online-Ausgabe:www.us.schott.com/innovation

Publisher / Herausgeber:SCHOTT North America, Inc.555 Taxter RoadElmsford, NY 10523www.us.schott.com

Responsible for the content/Verantwortlich für den Inhalt:Salvatore Ruggiero

Editor-in-chief / Chefredakteurin:Christine Fuhr Phone / Telefon: +49-(0)6131/66-4550e-mail / E-Mail: [email protected]

Co-editor / Redaktionsunterstützung:campra GmbH – Büro für Kommunikation, Stuttgart

Design and lithography/Gestaltung und Lithografi e:campra GmbH – Büro für Kommunikation, Stuttgart, Günther Piltz Reproduktionen

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Printing / Druck:Schmidt printmedien GmbH, Ginsheim-Gustavsburg

Reprinting these articles (texts and illustrations) or excerpts thereof requires the express written permission of the publisher.Nachdruck von Beiträgen (Texte und Bilder), auch auszugsweise, nur mit schriftlicher Genehmigung des Herausgebers.

The following product names are trademarksof SCHOTT AG or other companies of the SCHOTTGroup and registered in certain countries:Nachfolgende Produktnamen sind in verschiede-nen Ländern eingetragene Marken der SCHOTT AG bzw. anderer Unternehmen des SCHOTT Konzerns:

AF 32®, AMIRAN®, BOROFLOAT®, CERAN®, CERAN CLEARTRANS®, CERAN EXCITE®, CERAN HIGHTRANS®, CONTURAN®, D 263®, FLEXINITY™, MEMpax®; MIRONA®, POWERAMIC®, SCHOTT Termofrost®.

Imprint / Impressum

Big Data und künstliche Intelligenz:

wie Glasfertigung „smart“ wird

DE Das Schmelzen in rund 1600 Grad Celsius heißen Wannen ist

der Kern der Glasherstellung. Mit Blick auf die Fabrik der Zukunft arbeitet SCHOTT intensiv an der Strukturie-rung, Auswertung und Nutzbarma-chung von großen Datenmengen (Big Data), die die Sensoren an den Schmelz-wannen erfassen. Ziel ist es, mit Hilfe von Machine Learning Tools, also künst-licher Intelligenz, automatisiert Erkennt-nisse zu gewinnen und diese in bessere Prozesse und Produkte umzusetzen. Hochaufl ösende Kameras und intelli-gente Bildverarbeitung erschließen au-ßerdem Informationen aus dem Inneren der Wannen, die bislang nicht zugäng-lich waren. Für die Weiterverarbeitung von geschmolzenem Glas und Glaske-ramik wiederum entwickelt SCHOTT ein idealtypisches Standardmodell für eine Smart Factory. Deren Kernelement ist ein durchgängig automatisierter und vernetzter Produktionsprozess.

Die digitale Transformation ermög-licht bei SCHOTT auch neue Ansätze in Forschung, Vertrieb und Service. Schon seit längerem bietet das Unternehmen webbasierte Bestell- und Serviceplatt-formen, beispielsweise für optische Gläser und Glasröhren. „In Zukunft wollen wir unser Angebot mit den Mög-lichkeiten der Digitalisierung noch in-dividueller auf die Bedürfnisse unserer Kunden ausrichten“, sagt Dr. Frank Heinricht, Vorsitzender des Vorstandes der SCHOTT AG.

Big data and artifi cial intelligence: how glass

production is becoming “smart”

EN Melting tanks that reach tem-peratures of around 1,600 de-

grees Celsius are at the core of glass production. With a view to the factory of the future, SCHOTT is working con-tinuously on utilizing the huge vol-umes of data that the sensors on these melting tanks record. The goal is to use machine learning tools, i. e. big data and artifi cial intelligence, to gain knowledge and automatically imple-ment it in better processes and prod-ucts. Moreover, hi-res cameras and in-telligent image processing provide information from inside the tanks that was previously inaccessible. For the subsequent processing steps, SCHOTT is developing a smart factory standard model that features a fully automated and connected production process for glass and glass-ceramics.

At SCHOTT, digital transformation also enables new approaches in R&D, sales and service. The company has of-fered web-based ordering and service platforms for quite some time, for ex-ample, for optical glasses and glass tubes. “In the future, we want to tailor our o� ers to our customers’ needs even more individually with the possibilities that digitization provides,” says Dr. Frank Heinricht, Chairman of the Board of Management of SCHOTT AG.

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© 2018 SCHOTTNorth America, Inc.

The future of glass is digital Die Zukunft des Glases ist digital


OUTLOOK IMPRINT

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ostard

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Tip-top protection Ein Spitzen-SchutzFor a break from the digital world, come for a tour of Germany’s most visited building: Cologne Cathedral. The Gothic church has been a UNESCO World Heritage Site since 1996. SCHOTT has developed a specialty glass to protect the windows of this landmark from vandalism, UV radiation and weather: AMIRAN® Heritage Protect. It is completely anti-refl ective, providing a refl ection-free view of all window components – even at sharp angles. Conventional anti-refl ective glasses are only optimized for 90 degrees. To date, SCHOTT has supplied more than 100 di� erent standard sizes of the special protective glass to the cathedral’s construction team in Cologne. More are to follow.

Wenn es einmal nicht digital sein soll, lohnt sich ein Besuch im meistbesuchten Bauwerk Deutschlands: dem Kölner Dom. Seit 1996 gehört die gotische Kirche zum Weltkulturerbe der UNESCO. Um die Fenster der Sehens-würdigkeit vor Vandalismus, UV-Strahlung und Witterungs-einfl üssen zu schützen, hat SCHOTT ein spezielles Glas entwickelt: AMIRAN® Heritage Protect. Es ist komplett ent-spiegelt und ermöglicht einen refl exionsfreien Blick auf die Fensterelemente. Das funktioniert auch aus spitzem Blickwinkel. Herkömmliche Antirefl exgläser sind nur für 90 Grad optimiert. Bisher lieferte SCHOTT mehr als 100 Lagermaße der speziellen Schutzverglasung an die Dombaumeister von Köln. Weitere sollen folgen.

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VIEWPOINT AUSSICHT

Let’s create a new reality.

What’s your next milestone?

By producing unique high-index glass wafers as a key component for Augmented Reality devices, we enable product engineers and designers to bring the user experience to the next level.

milestones.us.schott.com

IA_AR_Schwimmer_210x280mm_US.indd 1 05.12.18 11:44

Documents

THE SCHOTT TECHNOLOGY MAGAZINE … · the development of big data solutions. The company has developed software that can be used to investigate pro-duction errors in glass manufacturing