COMPUTER: Ein Chip, zwei Kulturen

Seit Jahren wird die Analogtechnik totgesagt. Zu Unrecht: Das Geschäft mit analogen Schaltkreisen floriert - so sehr, dass es nun an Entwicklern fehlt.

Unaufhaltsam mutet der Siegeszug des Digitalen an. Egal ob Telefon oder Fotokamera, Fernseher oder Stereoanlage: Die Nullen und Einsen erobern ein Gerät nach dem anderen. Die Analogtechnik dagegen scheint vom Aussterben bedroht.

Doch dieser Eindruck trügt. »Wenn Analogtechnik tot ist, dann erklären Sie mir mal, warum wir im letzten Geschäftsjahr über zehn Prozent Umsatzplus verzeichnet haben«, tönt Brian Halla, ein bärbeißiger Bartträger, der seit acht Jahren Chef des amerikanischen Chipherstellers National Semiconductor ist. Beharrlich versucht er, den immer wieder strauchelnden Großkonzern mit seinen rund 9000 Mitarbeitern auf Kurs zu bringen - indem er vor allem auf Analogtechnik setzt.

Denn viele Geräte, die Inbegriff der digitalen Revolution zu sein scheinen, sind in Wirklichkeit nach wie vor voll gestopft mit Analogtechnik: Digitalkameras ebenso wie Handys und Computer. Je nach Berechnungsgrundlage und Branche liegt der Analoganteil bei 15 bis 50 Prozent aller Chips.

In vielen Fällen erweist es sich als vorteilhaft, auf die aufwendige Umrechnung von Signalen in eine digitale Abfolge von Nullen und Einsen zu verzichten. Stattdessen verarbeiten analoge integrierte Schaltkreise ein Signal direkt - oft geht das schneller und drosselt zudem den Stromverbrauch um bis zu 90 Prozent.

»Why analog is cool again«, titelte selbst »Wired«, eigentlich das Zentralorgan der Digitalisierungsfetischisten. Denn Vernetzung, Mobilität und Spaßfaktor werden immer wichtiger - die Geräte dudeln, knipsen, blinken und funken. Und gerade davon profitiert die Analogbranche. Grob gesagt gilt die Faustregel: Wo immer elektromagnetische Wellen verarbeitet werden, sind auch Analogchips im Einsatz.

»Wir setzen auf so genannte Mixed-Signal-Prozessoren, also die Verschmelzung von digitalen und analogen Schaltkreisen«, erklärt Halla. »Der zentrale Prozessor, das Gehirn sozusagen, bleibt natürlich weiterhin digital. Aber die Peripherie, also gleichsam der Körper der Geräte, wo Daten mit der Außenwelt ausgetauscht werden, sollte analog sein. Denn die reale Welt ist und bleibt nun einmal analog.«

Der vielleicht beste Fotosensor der Welt zum Beispiel, der Foveon X3, nutzt Analogtechnik, mit deren Hilfe ein viel breiteres Spektrum von Farben gemessen werden kann als mit digitaler - was die Bildschärfe deutlich erhöht.

Doch das überraschende Florieren der voreilig totgesagten Technik bringt ein neues Problem mit sich: Der Analogbranche fehlt der Nachwuchs - gerade in Deutschland.

»Die Unis bilden falsch aus«, warnt Professor Stefan Heinen, 41, der vor zwei Jahren an die RWTH in Aachen auf den Lehrstuhl für Integrierte Analogschaltungen berufen wurde: »Viele einschlägige Lehrstühle werden einfach nicht mehr neu besetzt.« Derzeit, so Heinen, promovierten lediglich zwei Dutzend Ingenieure in Deutschland zu Themen der analogen Schaltkreise. »In Asien und Amerika haben die das analoge Chipdesign längst als Schlüsseltechnik erkannt, aber hier zu Lande hat sich das noch nicht herumgesprochen.«

Viele Studenten schreckt dabei nicht nur das altbackene Image der Analogtechnik, sondern auch die Aura des Geheimnisvollen und Exotischen, mit dem sich Analogdesigner gern umgeben. Fast mutet es an, als sei die ohnehin hoch spezialisierte Zunft der Chipdesigner geteilt in zwei Kulturen: »Ingenieure der analogen Elektronik bringen den Konstrukteuren digitaler Schaltkreise eine freundliche Verachtung entgegen (die natürlich ebenso reagieren)«, notiert ein Beobachter der Szene im Online-Magazin »Telepolis«. Hochmütig beanspruchen die Verfechter des Analogen dabei für sich, intuitiver zu arbeiten, geleitet mehr von Materialgefühl, Physik und Ganzheitlichkeit als von abstrakter Logik.

Analoge Chips mögen in manchen Fällen schneller und sparsamer sein - doch der Preis dafür ist hoch. Das Design ist ein langwieriger Prozess, denn jeder Transistor, jede Leiterbahn kann das Verhalten des Schaltkreises beeinflussen. Wenn eine Schaltung nicht funktioniert, erfordert die Fehlersuche oft viel Geduld und Erfahrung und ähnelt bisweilen eher einer schwarzen Kunst als einem standardisierten Industrieprozess.

»Bei einem typischen analog-digital gemischten Chip macht der analoge Teil vielleicht 20 Prozent aus, aber ihn zu entwickeln macht 80 Prozent der Arbeit«, sagt Ralf Popp vom deutschen Zentrum für Entwurfsautomatisierung in Hannover. »Die Analogbranche muss sich daher dringend um effizientere Designmethoden kümmern, um nicht mehr das Nadelöhr beim Chipentwurf zu sein.«

Bis dahin aber, tröstet sich Popp, habe das verschrobene Geheimwissen der Analogtüftler zumindest in einer Hinsicht sein Gutes: »Die Komplexität und der Anwendungsbezug beim Analogentwurf bedeuten, dass diese Jobs nicht so leicht ins Ausland ausgelagert werden können.« HILMAR SCHMUNDT