Spitzentechnologie

Sogenannte CCD-Sensoren haben die Fotoapparate revolutioniert. Sie ermöglichen es elektronischen Geräten, Bilder bzw. Fotos mittels digitaler Daten zu erfassen und später zu verarbeiten. CCDs haben sich von einer Hochtechnologie zu einer Standardtechnologie entwickelt. In diesem Umfeld gibt es bis heute einzelne Unternehmen, die Markt- und Technologieführer sind.

Spitzentechnologie (auch Hochtechnologie oder englisch high tech [ˌhaɪ̯ˈtɛk] oder auch Zukunftstechnologie oder Schlüsseltechnologie oder Spitzentechnik) ist die Bezeichnung für eine neue Technologie oder Innovation eines Produkts oder einer Dienstleistung, die von einer Organisation oder einem Unternehmen hervorgebracht wird.

Gemeint ist damit die Spitze bzw. der (falls ermittelbar) fortschrittlichste Teil einer Forschung und Entwicklung (F&E) zu einer Technologie und falls möglich, die damit gekoppelte marktreife Umsetzung eines Geräts, Systems, einer Maschine, einer Anlage oder Ähnlichem.

Ein Merkmal ist, dass diese „Spitzentechnologie“ in einem bestimmten Marktsegment früher als bei Konkurrenten das Stadium der Marktreife erreicht. Ein weiteres Merkmal ist, dass Unternehmer, führende Wissenschaftler oder Ingenieure damit signifikante Fortschritte erzielen.

Man bezeichnet Organisationen oder Unternehmen, die Hochtechnologie entwickelt haben, einsetzen oder vertreiben, als sogenannte Technologieführer.

Definition

Siehe auch: Schlüsseltechnologie

Das Leibniz-Zentrum für Europäische Wirtschaftsforschung (ZEW) definiert eine Spitzentechnologie wie folgt: „Damit werden Technologien bezeichnet, die gegenüber dem Stand der Technik einen wesentlichen Fortschritt darstellen, deren Entwicklung mit hohen Kosten und hohem Risiko verbunden ist und die ein großes Wachstumspotenzial versprechen.“

Für Zwecke der Amtlichen Statistik arbeitet Eurostat mit folgender Definitionsgrundlage: Die „Statistiken zur Hochtechnologieindustrie und zu wissensintensiven Dienstleistungen“ (bisweilen auch einfach als Hochtechnologiestatistiken bezeichnet) umfassen Wirtschafts-, Beschäftigungs- sowie Wissenschafts-, Technologie- und Innovationsdaten (STI-Daten). Diese beschreiben Aktivitäten im Verarbeitenden Gewerbe und im Dienstleistungssektor, gehandelte Produkte sowie Patentanmeldungen, die auf der Grundlage ihrer Technologieintensität ausgewählt wurden.

In diesem Kontext sind auch die „Killer-Technologien“ ein bekannt gewordener oder umgangssprachlich genutzter Begriff. Dabei handelt es sich um Technologien, die das Potenzial haben, zum Zeitpunkt ihrer Marktreife vorhandene Technologien und Schlüsseltechnologien zu ersetzen (Substitutionsgut). Einer Definition zur Folge sind diese (wortwörtlich) „tödlichen Technologien“ Spitzentechnologien und können Neuentwicklungen sein oder bestehende Technologien, die in neuen Anwendungsgebieten eingesetzt werden. Die Erfindung der Verbrennungsmotoren war beispielsweise im entferntesten Sinne tödlich für die Dampflokomotiven. Heute konkurrieren Diesellokomotiven mit Elektrolokomotiven.

Abgrenzung

Der Transrapid war eine „Spitzentechnologie“ aus Deutschland.

Die Einstufung einer Technologie als hochentwickelt oder an „vorderster Front“ ist dabei teilweise willkürlich, qualitativ und den Marktentwicklungen überlassen. Technologien entstehen jedoch primär an forschungsnahen Instituten oder als Teil von F&E-Abteilungen in Unternehmen. Spitzentechnologie ist stetigem Wandel bzw. technischem Fortschritt unterworfen. Was früher die Computer waren, sind heute die Quantencomputer usw.

Konkret versucht das Konzept, die Relevanz bestimmter Technologien (auch in Bezug auf Investitionen) gegenüber anderen Technologien zu beschreiben. Diese Sichtweise ist jedoch relativ: So gilt die Kerntechnik in Deutschland beispielsweise als kaum investitionsfähig, was jedoch nicht für andere Länder gelten muss.

Ob derartige Hochtechnologien zum richtigen Zeitpunkt auf den Markt kommen, kann nicht vorhergesagt werden. Beobachter versuchen daher, mittels Marketing- und Beratungs-Konzepten wie dem Hype-Zyklus eine ungefähre Einschätzung zu geben. Eine weitere Möglichkeit ist die Demonstration oder Projektion der Entwicklung mittels Roadmaps. Darüber hinaus ist nicht jede Technologie für Endanwender verfügbar. Wenn große Anlagen mit neuen Verfahren ausgerüstet werden, haben Verbraucher nur indirekt einen Nutzen. Investitionen in Technologien sind ebenfalls nicht immer privaten Investoren zugänglich, wenn sie in geschlossenen (auch staatlichen) Organisationen oder Unternehmen getätigt werden.

Taxonomie

Das Wort Hochtechnologie ist eine Lehnübersetzung. Es wird deshalb synonym zum Anglizismus (englisch high technology, high-tech) verwendet. Die Hoch- oder Spitzentechnologie kann als Kontrast zu einer als „Basistechnologie“ bezeichneten Technologie verstanden werden. Eine „angepasste Technologie“ versucht mitunter einen Zwischenbereich zu beschreiben.

Im Hinblick auf den Produktlebenszyklus und das Marktpotenzial lassen sich drei Technologietypen unterscheiden:

1. Schrittmachertechnologien
2. Basistechnologien
3. Schlüsseltechnologien

Sogenannte „Schrittmachertechnologien“ werden als Problemlösungen verstanden und befinden sich noch im frühen Entwicklungsstadium einer Produktentwicklung. Basistechnologien befinden sich in der Reifephase ihres Lebenszyklus, Schlüsseltechnologien unterliegen einer Phase des Marktwachstums.

Beispiele

Das japanische Unternehmen YKK (Yoshida Kōgyō Kabushikigaisha) entwickelte die Technik des Reißverschlusses auf Basis ursprünglicher Patente aus den USA zu einem weltweit genutzten Produkt für die Modeindustrie weiter. Dank seiner Expertise und seiner Maschinen ist das Unternehmen heute Technologieführer.

In verschiedenen Industrien oder Wirtschaftszweigen existieren eine Vielzahl von Technologien, die sich über viele Jahrzehnte hinweg verändert haben. Diese Entwicklungen gehen mit der industriellen Revolution und anderen Entwicklungen einher. Es gibt verschiedene Phasen, in denen sich eine Technologie von einer Erfindung oder Entdeckung zu einer „Hochtechnologie“ entwickelt. Die Sortierung erfolgt subjektiv nach der Aufmerksamkeit, die dieser Technologie geschenkt wurde. Es gibt Tausende Beispiele, die hier nicht erwähnt sind, sowie Gegenbeispiele, die eine andere Kategorisierung zulassen. Der Fokus liegt hier auf Technikgebieten und nicht auf Wirtschaftszweigen oder Veränderungen wie dem Informationszeitalter oder der Industrie 4.0, die ebenfalls entlang der Technologie entstanden sein können oder umgekehrt. Hier sind nur einige Beispiele:

Ab 1800

• Eisenbahn (Dampfloken)

Seit 1900

• Erdöl- und Erdgastechnik
• Elektrotechnik und Energietechnik

Seit 1950

• Automobilbau und Verbrennungsmotorentechnik
• Computertechnik
• Flugzeugbau (Luftfahrt)
• Maschinen- und Anlagenbau
• Materialtechnik
• Raketen- und Satellitentechnik (Bemannte und unbemannte Raumfahrt)
• Kerntechnik und Kernfusionstechnik
• Wehrtechnik im Zuge der Aufrüstungen seit dem Kalten Krieg

Seit 1960

• Halbleitertechnik und erste Halbleiterbauelemente wie der Transistor
• Lasertechnik

Seit 1970

• Weiterentwicklung der Computertechnik z. B. der Mikroprozessoren und Halbleiterspeicher

Seit 1980

• Diverse CAx-Technologien, durch rechnergestützte Entwicklung
• Weiterentwicklung der Kommunikationstechnik und Mikroelektronik
• Weiterentwicklung in der Automobilelektronik durch Halbleiterbauelemente

Seit 1990

• Automatisierungstechnik
• Das Internet (World Wide Web) und alle damit verbundenen Technologien
• Neue Internetdienste (Neue Wirtschaft, Dotcom)

Seit 2000

• Alternative Energien und Antriebe, z. B. die Brennstoffzelle
• Biotechnologie wie z. B. die CRISPR-Methode
• Computersimulation (Modellierung und Simulation und Supercomputing)
• Informations- und Kommunikationstechnik (speziell der Mobilfunk von GSM bis heute 5G)
• Mikrosysteme und Nanotechnologie
• Photonik und Quantenoptik
• Robotik
• Solartechnik (neuartige Solarzellen) und Windkraftanlagen
• Umwelttechnik

Seit 2010

• Autonome Fahrzeuge
• Elektrische Antriebstechnik für die Elektroautos (Hybride, batterieelektrische Fahrzeuge)
• EUV-Lithografie
• Halbleiter mit breitem Bandabstand (Halbleiter der 3. Generation)
• Lithium-Ionen-Batterien (LIB) als elektrische Speichertechnologie (siehe auch Energiespeicher)
• Quantencomputer (in Entwicklung seit den 1990er Jahren)
• Smart Grid (Sektorenkopplung)
• Virtuelle und Erweiterte Realität, neue CAx-Technologien

Seit 2020

• Batterie-Speicherkraftwerken
• Humanoide Roboter
• Moderne Künstliche Intelligenz und KI-Beschleuniger
• Unbemannte Systeme

Unzählige weitere Konzepte und Entwicklungen existieren, z. B. das „Digital Farming“. Das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) erwähnt (Stand 2025) die folgenden Schlüsseltechnologien oder Themen:

• Technologische Souveränität
• Künstliche Intelligenz
• Biotechnologie
• Quantentechnologien
• Cybersicherheit
• Supercomputing
• Mikroelektronik
• Materialforschung
• Kommunikationssysteme
• Robotik

Wirtschaftliche Aspekte

Mit seinen Mobilfunkgeräten revolutionierte Nokia die moderne Datenübertragung. Die Geräte konnten immer mehr Daten verarbeiten und leiteten Mitte der 1990er das Zeitalter der computerbasierten Mobiltelefone, der Smartphones, ein. Mit dem Aufkommen des iPhones schmolz Nokias technologischer Vorsprung dahin. Dieses Beispiel demonstriert, dass Spitzentechnologie starken Veränderungen unterworfen sein kann.

In Organisationen oder Unternehmen, in denen Hochtechnologie entwickelt wird, wird dies häufig als förderlich für das Unternehmens- und Wirtschaftswachstum angesehen. Derartige Aktivitäten gehen häufig mit hohen und riskanten Investitionen einher und sind nicht Teil des operatives Geschäfts. Die Gründung einzelner Unternehmen (Start-up-Unternehmen) für neue Technologien (manchmal dann auch als Technologieunternehmen bezeichnet) erfordert oft Wagniskapital, um die Entwicklung bis zur Marktreife voranzutreiben.

Wenn die Produkte oder Dienstleistungen in Bezug auf Funktionalität, Qualität, Preis und Time-to-Market nicht überzeugen, kann es zu wirtschaftlichen Problemen kommen. Im Falle einer Überbewertung dieser Unternehmen an den Finanzmärkten kann es, wie beispielsweise in den 1990er Jahren, zu einer Finanzkrise (Dotcom-Blase) kommen. Der Kapitalbedarf der New Economy ließ 1997 den Neuen Markt entstehen, der nach zahlreichen Insolvenzen im Juni 2003 als Börsensegment geschlossen wurde.

Bei diesen Unternehmungen spielen außerdem das Geschäftsmodell sowie die Börsenkapitalisierung an den Börsen eine Rolle. Mögliche Vorteile sind hohe Gewinne für Investoren oder eine marktbeherrschende, dominante Stellung des Unternehmens bzw. dessen „Spitzentechnologie“.

Die Entwicklung von Innovationen im Technologiebereich stellt häufig komplexe, vorher unbekannte Anforderungen oder Probleme und bedarf eines effektiven Innovations-s oder Technolgiemanagements. Die jungen Unternehmen dieser Branche verfügen typischerweise nur über knappe Ressourcen, beispielsweise an liquiden Mitteln, stehen unter Zeit- und Erfolgsdruck und verfügen über sehr spezialisiertes Know-how. Langjährige Erfahrung oder Prozesse fehlen ihnen dagegen.

In diesem Bereich werden daher speziell sogenannte Lead-User-Ansätze und Open-Innovation-Methoden eingesetzt, um den Innovationserfolg zu steigern.

Bei Spitzentechnologien betragen die Forschungs- und Entwicklungskosten mindestens 8,5 % vom Umsatzerlös, bei hochwertigen Technologien 3,5 % bis 8,5 % (Stand 1990). Durch diese hohen Entwicklungskosten ist es die primäre Aufgabe, erfolgversprechende Trends zu ermitteln, um Produkte zügig und zur passenden Zeit auf den Markt zu bringen.

Kontroversen

Da sich die hohen Forschungs- und Entwicklungsausgaben häufig nur Großunternehmen leisten können, wird das Thema beleuchtet, inwiefern Innovationen auch ohne Forschung und Entwicklung entstehen und strategisch gefördert werden können.

Mit dem Konzept der Pfadabhängigkeit wird untersucht, warum sich Technologien, die nicht optimal sind, trotz besserer Alternativen dauerhaft auf dem Markt durchsetzen können.

Schon in den 2000er Jahren sahen Kritiker in dem Konzept der Spitzentechnologie eher einen Trend und waren sich über die subjektiven Hintergründe dessen nicht im Klaren. Manche zählen auch die Definitionsfrage der Schlüsseltechnologien zu einer Erwartungsrhetorik in der Technologiepolitik und im Technologiemanagement.

Siehe auch

• Humankapital
• Industriepolitik
• Patentwesen
• Technikfolgenabschätzung
• Technikgeschichte
• Wirtschaftspolitik
• Wissensgesellschaft
• Zukunftsforschung

Literatur

• Literatur über Spitzentechnologie im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Rudolf Henn (Hrsg.): Technologie, Wachstum und Beschäftigung: Festschrift für Lothar Späth. Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 1987, ISBN 978-3-642-72832-7, doi:10.1007/978-3-642-72831-0. 
• Georg Küffner: Spitzentechnik in Deutschland: Von Der Forschung Zur Anwendung. Gabler Verlag, Wiesbaden 1987, ISBN 978-3-409-19113-5, doi:10.1007/978-3-322-86247-1. 
• Joachim Radkau: Technik in Deutschland: vom 18. Jahrhundert bis zur Gegenwart (= Edition Suhrkamp Neue historische Bibliothek. 1536 = N.F., 536). 2. Auflage. Suhrkamp, Frankfurt am Main 1990, ISBN 978-3-518-11536-7. 
• Felix R. Paturi: Chronik der Technik. Bechtermünz-Verlag, Augsburg 1997, ISBN 978-3-86047-134-0. 
• Angelika C. Bullinger-Hoffmann (Hrsg.): Zukunftstechnologien und Kompetenzbedarfe: Kompetenzentwicklung in der Arbeitswelt 4.0 (= Kompetenzmanagement in Organisationen). Springer Berlin Heidelberg, Berlin, Heidelberg 2019, ISBN 978-3-662-54951-3, doi:10.1007/978-3-662-54952-0.