2015 Supercomputer 100 Billionen (1014 ) Transistoren 3 GHz Taktfrequenz 1951 Univac 1 5,200 Röhren 12 kB Arbeitsspeicher 2.25 MHz Taktfrequenz 125 kW Stromverbrauch ein < -1 Million Jahre Supercomputer 2015 Apple MacBook Pro 100 Billionen Neuronen 100 000 Billionen Synapsen? Taktlos? Leben entlang der e-Funk 65 Jahre selbst erlebte Technikgeschichte 100 Milliarden Transistoren 3.3 GHz Taktfrequenz 8GB Arbeitsspeicher 30W Stromverbrauch ti o n Was macht denn eine e-Funktion so immer? e-Funktion logarithmisch: Moore‘s Law meine persönliche Vorgeschichte Warum weiß niemand mehr was eine Endpentode ist? 1947 Erfindung des Transistors Shockley, Bardeen und Brattain (Nobelpreis für Physik 1956) … das Ende der Endpentoden Germanium 1953 • Umzug von Familie Graßl von SIEMENS Erlangen nach SIEMENS München • Erschließung der Doppelhelixstruktur von Desoxyribonukleinsäure (DNA) aus Röntgenbeugungsbildern 1962 Nobelpreis für Medizin Crick Watson 1953 … ~ 1975 unser “plain old telephone“ (POT) Gabelumschalter Kohlemikrofon Wecker Hörkapsel Bauj 1938 27kg 410 Reichsmark Der Radioapparat, der das Wohnzimmer meiner Kindertage möblierte Dafür brauchte man Vatis Endpentoden! ~ 1955 Unser erster Fernseher ~ 1978 Siemens-Museum 1963 Einführung von UHF (mit Konverter) Verlobung 1977 1963 ZDF 1964 BR Studienprogramm Fernsehen in den 50ern 1956 erstes Fernsehaufzeichnungsgerät Ampex 2-Zoll Magnetband 1956 erstes Fernsprechkabel über Atlantik seit 1927 Telefonverbindung über Funk 1956 TAT-1 Kupfer-Koaxialkabel 35 Gespräche gleichzeitig 51 Verstärker im Abstand von 70 Kilometern. 1959 erste Integrierte Schaltung (auf Germanium) Jack Kilby, Texas Instruments (Nobelpreis für Physik 2000) 1956-1960 meine Grundschulzeit Vater „Oberingenieur“ bei SIEMENS 1958 Vati wechselt von der Röhrenfabrik in das Halbleiterwerk Aber was ist eigentlich ein Halbleiter?? (0der eine Halbleiter?) Vati bringt allerhand nach Hause • den kleinsten Radioapparat der Welt (streichholzschachtelgroß) • einen Minisender mit dem man mit Privatradio machen konnte • eine Plüschschildkröte, die davonfuhr, wenn er mit der Taschenlampe draufleuchtete … Ende der 50-er-Jahre: Mal eine andere Art von Technik: Die neue Skitechnik 1911 Sir Roberts of Kandahar stiftet einen Pokal für Abfahrtsrennen 1938 Kandahar-Bindung 1952 Marker Sicherheitsbindung „Wedln“ Wettrennen bei der H-Bombe und im Weltraum und Träume von Zukunft 1957 Sputnik (UDSSR) 1961 Juri Gagarin 1958 Explorer 1 (USA) 30. Oktober 1961 stärkste Explosion der Menschheitsgeschichte 50 50- 60 Megatonnen 1962 John Glenn Zukunft, das ist: das Jahr 2000 1957 1958 1964 Atom-Ei: Forschungsreaktor in Garching Atomgetriebenes U-Boot Nautilus unterquert Nordpol Atomgetriebenes Forschungsschiff Otto-Hahn Atomkraft, ja bitte, aber…! 1958 Einführung von Stereoton bei Schallplatten 1964 Einführung von Stereoton bei UKW Sechzigerjahre Unterhaltungselektronik im Hause Graßl Plattenspieler für Vatis Englischkurs 4-Spur Tonbandgerät Jukebox 1960 Erfindung des Lasers Rubinlaser Helium –Neon-Laser 1960 Echo1 Erster Versuchssatellit passiver Reflektor Erdnahe Umlaufbahn (90 Minuten pro Runde) Am Nachthimmel als beweglicher Lichtpunkt zu sehen 1961 Präsident Kennedy ruft zur Mondfahrt auf if we are to win the battle that is now going on around the world between freedom and tyranny, … … I believe that this nation should commit itself to achieving the goal, before this decade is out, of landing a man on the moon and returning him safely to the earth. 60er-Jahre Einführung von „Fiberglas“- Materialien Weltrekord im Stabhochsprung 1962 Transistor = Radio Mein erstes (selbst gebautes) Transistorradio, nur Mittelwelle (AM) 2 Transistoren aus Germanium 1962 erste Fernsehübertragung USA-Europa 10. 7.1962 Nachrichtensatellit "Telstar" in Umlaufbahn; maximale Übertragungsdauer 20 Min. Rede von Präsident Kennedy erste Live-Fernsehsendung zwischen den USA und Europa. 22. 11.1963 Präsident Kennedy wird ermordet 1965 Konzerte aus dem Taschenradio! jetzt mit LW, MW, und UKW – Empfang! 8 (!) Germanium-Transistoren sehr kompakte Aufbautechnologie 73 x 110 x 34 mm 1963 erster geostationärer Kommunikationssatellit 1950 … 1968 Land meiner Träume: Amerika! US-Besatzung/Stationierung in Bayern Dr. Hans K. Ziegler, Studienkollege meines Vaters en.wikipedia.org : 1947 1963 came to the USA with Wernher von Braun world pioneer in communications satellites and solar energy systems to power satellites Chief Scientist of the US Army Electronics Command, Ft. Monmouth besuchte uns in München fast jedes Jahr und brachte amerikanische Kinderbücher mit. Das hatte eine Wirkung bei mir 1966/67 Schuljahr in USA 10 Tage Atlantiküberquerung 800 Teenager aus ganz Europa auf MS Seven Seas (Bj 1940) Oldsmobile, V8 Hubraum 5,4l 330PS erster tragbarer Fernseher erstes Farbfernseherlebnis 1967 high-tech in crime 1964 im Kino: „Goldfinger“ Intelligence Officer 007 James Bond • Aston Martin • kreative Laseranwendung • telefonmäßig eher konservativ 1967 im Fernsehen: „Get Smart“ Agent 68 Maxwell Smart • VW Ghia Cabrio • technisch genial (z.B „Cone of silence“) • telefonmäßig zukunftsweisend: „Smart Phone“ Hans Grassl in Cambridge, Mass. und die Weltgeschichte: Vietnam-Krieg v.r.n.l. Präsident Lyndon B. Johnson (Nachfolger von JFK) Verteidigungsminister Robert McNamara Präsidentenberater Richard E. Neustadt (Harvard; Kennedy School of Government) Tochter: Beth Neustadt Dissenter: John Kenneth Galbraith Harvard-Seminar mit Abendessen und Drinks am Kamin 1967 Einführung des Farbfernsehens in Deutschland Fernsehpionier Walter Bruch 1967 Fernsehpionier Walter Bruch 1936 1968 Apollo 8 24. Dezember, 1968 “Erdaufgang” über dem Mond 10 Umrundungen 3 Tage 1969, 20. Juli Apollo 11 auf dem Mond Landung: 20.7. 20:18:04 UTC Ausstieg: 21.7. 02:56 UTC Live vom Mond (!): It‘s one small step for man … but a giant leap for mankind 1969 Apollo Guidance Computer (AGC) zur Berechnung von Flugbahn und Steuermanövern 60 x 30 x 15 cm 70 pounds Processor speed: 1 MHz Memory: 32,768 bits (4kB) $150,000 (est.) Phasen der Mondlandung und des Rückflugs 110 m 3000 t Saturn V Rakete Wernher von Braun 1970 Apollo 13 11.4.1970 Sauerstofftank explodiert auf dem Weg zum Mond 17.4.1970 Dramatische Rückkehr zur Erde mit sicherer Landung 1972 Good Bye Moon! Apollo 17 7-19.12.72 3 Tage Aufenthalt auf dem Mond 1970, 1. April Telefon-Selbstwählverkehr nach USA Ich leiste mir den Luxus eines transatlantischen Aprilscherzes 1970 mein erstes Auto 1,2l Hubraum 34 PS luftgekühlter Boxermotor Höchstgeschwindigkeit 105 km/h Verbrauch 10-11l/100km Benzinpreis ~55 Pfennig Stromlaufplan … läuft … und läuft … und läuft 1971 Videorecorder für Heimgebrauch 1971 VCR erstes Video-KassettenRecordersystem 1976 VHS gewinnt den Formatkrieg 1969-1975 Physikstudium TU München „Numerische Mathematik“ mit der „ PERM“ 2400 Röhren , 3000 Germaniumdioden wöchentlich 1 Tag Wartungsarbeiten Luftabzug zur Kühlung Lochstreifenleser zur Programmund Dateneingabe Logische Gatter: Fernschreibdrucker zur Ausgabe von Ergebnissen Hilfsmittel zur Dateneingabe bei PERM • ALGOL-Programm mit Fernschreiber auf Lochstreifen stanzen • Lochstreifen abgeben zur Syntaxprüfung (offline, Ergebnis am nächsten Tag) • Korrektur der Fehler • Ablauf des Programms, Ausdruck einer Liste von Ergebnissen (als Text) 1971: erster „Mikroprozessor“ Integrierte Schaltungen „handwerklich“ hergestellt Intel 4004 (2400 Transistoren) Statussmbol eines Wissenschaftlers in der guten alten Zeit 1972 HP-35 erster wissenschaftlicher Taschenrechner 1974 1972 HP-65 erster programmierbarer wissenschaftlicher Taschenrechner coole Physikstudenten trugen ihn sichtbar in Gürteltasche 1972 Der erste programmierbare Tischrechner, den ich als Werkstudent bei Siemens kennen lernte mangels anderer Möglichkeit tippte ich unendliche Zahlenreihen ein… schrieb das Ergebnis ab… und machte auf Millimeterpapier Kurven daraus. 1972 mein Werkstudenten-Traumjob: Olympiade in München Neue Antenne in Raisting Testsignalsender auf dem Hörnle bei Bad Kohlgrub. 1972 Mein Arbeitsplatz bei SIEMENS Richtfunktechnik 1972 Mikrowellentechnik für 10-12 GHz: Feinmechanik Klystron, Hohlraumresonanzfrequenzmesser, Wanderfeldröhrenverstärker und Feingefühl: Vorsichtig dranklopfen half manchmal 1972 Club of Rome: „Grenzen des Wachstums“ Wie weit kann exponentielles Wachstum gehen? e-Funktion tatsächlicher Verlauf Änderungsrate beobachtetes Zeitfenster 1973 erste Raumsonde zu Jupiter und Saturn April 1973 Pioneer 11 gestartet Dez. 1974 Vorbeiflug an Jupiter in 43.000 km Abstand Sept. 1979 Saturn in 21.000 km Abstand 1974 mein allererster Taschenrechner 50 x 111 x 19 mm ca 300 DM (unglaublich!) Sinclair Scientific Display only in scientific notation 5 digit mantissa, 2 digit exponent, red LEDs 4-function, limited scientific, reverse-Polish notation (RPN). habe ich wieder zurückgegben, da er noch nicht genau genug rechnete passte in die Hosentasche und war richtig cool! 1974 Good bye Rechenschieber! Zum Beginn der Diplomarbeit schließlich: Wegen der LED-Ziffern war Batteriebetrieb nur kurzzeitig ratsam 1974-1975 Diplomarbeit in Garching Das macht dem Physiker Spass: Temperatur 4,2K Magnetfeld 7,6T Spannung 1500V Textverarbeitungssystem „cut and paste“ anno 1975 Quanteneffekte im zweidimensionalen Elektronengas an Halbleiteroberflächen meine Messungen 1975 Leitfähigkeitsänderung von Klitzings Messungen 1980 Quanten-Hall-Effekt Widerstand Nobelpreis 1985 1975 erschwingliche Quarz Armbanduhr 1967 erste Quarz-Armbanduhr, Prototyp Centre Electronique Horloger (CEH), Schweiz 1972 erste Digitaluhr mit LEDDisplay (2100 US-$) 1978 Digitaluhr mit LCD-Display ~1980 Rückkehr zur Analoganzeige 1990 Funk-Armbanduhr 32.768 kHz 1975-1978 Meine Laser-Jahre Lehrstuhl für Angewandte Physik Uni Regensburg Projekt: Stimulierte Ramanstreuung zweiter Ordnung in NaF mittels Farbstofflaser Selbstbau eines Farbstofflasers 500 J elektrische Energie bei 25 kV in 1 µF Condensator koaxiale Blitzlampe Lebensdauer ~ 1000 Schuß Ein Laser am Lehrstuhl funktionierte Ersatzprojekt: Stimulierte Ramstreuung in Silizium bei 1,7 K … EXIT 1975 „Mein“ erster Tischrechner ca 40.000 DM Tektronix 4051 8-bit Motorola 6800 CPU Systemtakt 1MHz 8K RAM Speicherbildröhre Vektorgrafik 100K Bandcassette zur Speicherung von Programmen und Daten statt Dietz Computer 1975-1983 mein erstes neues Auto 4500 DM Polo 1, 40 PS, Höchstgeschwindigkeit 125 km/h, Wasserkühlung, Frontantrieb Der Händler sagte zu mir nach der Probefahrt: „Gell, des is halt scho was anders als wia‘ra Vauweh!“ hielt bis zum zweiten Kind, 1983 1977 Deutscher Herbst Hans Martin Schleier entführt „Landshut „ entführt und von GSG9 befreit Hans Martin Schleier ermordet Selbstmord Baader Ensslin Raspe 1977 Voyager 1 gestartet 1979 Jan 6, Jupiter und Monde 1980 Aug 22, Saturn 1989 August 25, Neptun 2015: sendet noch immer Bilder (Sonne)! 1978 mein Eintritt bei Siemens AG Erste Laserdioden Beginn der Glasfasertechnik Datensender 34 Mbit/s über Lichtwellenleiter erste Labormuster von Laserdioden aus dem Siemens Forschungslabor mein erster Laborbericht : „Versuche zur Erzeugung von Einkoppellinsen an Quarzglas-Lichtwellenleitern mit Faserschweißgerät “ Ich hatte Probleme mit dem Gerät Die Sekretärin hatte Probleme beim Abtippen meines Berichts 1979 …. German Angst Waldsterben! freiwillig 100! 1979 Nato-Doppelbeschluss …. Nachrüstungsdebatte Pershing II 1983 Mutlangen 1979 Neues in der Audiotechnik Sony „Walkman“ Musik unterwegs Philips / Sony Audio CD neuer Klangstandard 1980 Aufwallung des Informationszeitalters Mikroprozessor = Jobkiller? Informationstechnologie = Kybernetik oder was? 1980 erste CCD Bildsensoren meine erste „Erfindung“: 1980 MOS von der Pike auf 1980 -1990 OFW-Entwicklung Siemens Forshchungslabor • Sichtbarmachung von akustischen Oberlächenwellen (Surface Acoustic Waves, SAW) Fernseh-ZF-Filter • Entwicklung von SAW-Convolvern für die militärische Signalkorrelation von extrem breitbandigen Spread Spectrum-Signalen 80er-Jahre Engineering Workstations Computer zur Entwicklung von Computern: („VLSI“) Digital Equipment Corporation (DEC 1957-1998) Hewlett Packard (ursprünglich Messgerätehersteller) Apollo (1980-1990) SUN 1982 (existiert noch als Softwarefirma) Wie sieht ein heutiger Prozessorchip aus? Massstab 1: 1 Million: 30 nm Strukturgöße = Legostein Chipgröße ~ 10 x 10 km ! Neue Technologien für die Mikroelektronik • • • • • • • • • • • • Reinstraumtechnik (für staubfreie Luft) Silizium-Kristallzucht (größere Kristalldurchmesser, tonnenweise) Wafer-Handling (vollautomatisch) Maskenherstellung (mit extremer Präzision ) (z.B. Elektronenstrahlschreiben) Photolithografie (Projektion mit nie dagewesener Abbildungsgenauikeit) bessere Linsensysteme neue Lichtquellen (kürzere Wellenlängen) Epitaxie (kristallines Wachstum dünner Schichten mit höchster Kristallperfektion) Ionenimplantation (zielgenaue Dotierung) Molekularstrahlepitaxie Automatische Fehlerinspektion (Bildverarbeitung, automatische Funktionstests) Automatisierte Metallbearbeitung (CNC) alles computer-gesteuert! 80er Jahre: rechnergestützte Hochfrequenzmesstechnik im Siemens-Forschungslabor Digitizer HP Messgeräte: Analogtechnik mit ein wenig Digitalisierung der Oberfläche Vergleich von Messung mit Rechnung HP9000 Workstation rechnet 1024 Punkt FFT in weniger als 1 Sekunde (wow!) UNIX Betriebssystem auf 8-inch ∅ (20,3cm) 16MB (!!!) externer Festplatte 1983 … DFÜ ... Vernetzung von Computern Siemens Forschungslabor München Perlach Dateneingabe im Labor (6.Flur) in zentralen Großrchner (EG) mit alphanumerischem Terminal mit DFÜ („Datenfernübertragung“, 300bit/s) Internet? nie gehört! gabs aber schon (ARPANET) 1981 Urknall von PC und Microsoft: der IBM-PC The machine that started it all! ca. 10.000 DM IBM PC-DOS Version 1.0 (the father of MS-DOS) 16K of RAM. Windows kommt erst später! 1981 Rastertunnelmikroskop erstmals einzelne Atome sichtbar Einstieg in die Nanowelt 1986 Binnig, Rohrer, Ruska Nobelpreis für Physik 1981 bis 2011 Space Shuttle 135 Flüge Vortrag auf dem IEEE Ultrasonics Symposium, 27-29 October 1982, San Diego Hello, my name is Franz. I findd du soistma des ois Dissertation aufschreim 1983 Doktorarbeit schreiben 1984 Da war doch was? Big Brother is watching you (?) damals noch nicht! 1984 Promotion, TU Wien (extern) ‚Doktor der technischen Wissenschaften': Dissertation "Entwurf und Analyse von akustischen Oberfächenwellen-Convolvern„ Fakultät für Elektrotechnik, Technische Universität Wien Promotionsfeier auf Wienerisch: „Es gibt vielleicht noch einen Tag in Ihrem Leben, der noch wichtiger ist: -- wenn Sie vielleicht einmal heiraten“ SIEMENS „Mega“ Projekt Entwicklung eines 1 MB DRAM- Chips ~1 Mrd. DM Investition Bau der ersten Reinstraumfabrik in München Perlach 1983 …. 1993 … SDI („star wars project“) Strategic Defense Initiative 2015 Wissen wir ob es funktioniert? Wollen wir es ausprobieren? 1985 Mobiltelefon, C-Netz, analog 80% der Autos mit C-Netz-Antenne hatten gar kein Gerät im Kofferraum Dielektrische-Resonator-Filter für Moblifunkfrequenzen 1978-1985 Global Positioning System 1978 erster GPS-Satellit in Umlaufbahn in 20.200 km Höhe 1985 letzter Satellit dieser Generation gestartet 1985 Graphische Benutzeroberfläche mit Maus GEM Desktop 1.0 Windows 1.0 1986 mein erster Laptop Betriebssystem MS-DOS 2x 3,5“ Floppy-Disk Toshiba T1000XE keine Festplatte Intel 80C86-2 CPU running at 9.54 MHz. LCD Display 640x400 CGA monochrom 25 Zeilen à 80 Zeichen Text NiCd Akku: ca. 2 h Arbeitszeit ohne Netzanschluss möglich Benutzung in der Münchner S-Bahn echt cool! Arbeitsersparnis negativ, da Aussteigen verpasst. 1986 Hochtemperatur-Supraleiter Supraleitung bei Kühlung mit flüssigem Stickstoff (statt Helium; und gar Zimmertemperatur??) Hoffnungen auf breite Anwendung erfüllten sich bis heute nicht 1986 (28.Jan.) Challenger Katastrophe 1986, 26.April Tschernobyl Atomkraft, Nein Danke! 1988 erstes transatlantisches Glasfaserkabel 30.000 Telefonate gleichzeitig heute alle Untersee-Glasfaserkabel > 1.000 Gigabyte pro Sekunde. 62 Millionen Telefonate 1988 erster geostationärer Fernsehsatellit für Direktempfang 16 * 45W Sendeleistung 1989 HP 32S 50th Anniversary Limited Edition Vielleicht das älteste heute noch genutzte Elektrogerät in meinem Besitz! außer unserem Mikrowellenherd; der ist noch älter 1990-93 Seit SS 1990 an FH Landshut noch in gemietetem Altbau Stethaimerstraße Mein erstes dienstliches „Schlepptopp“ Hitachi HL320 ca 7.5 kg schwer 80C88 4.8MHz MS-DOS 512 KB RAM 20 MB Festplatte LCD monochrom-Bildschirm erste Modem-Einsteckkarte maximale Datenrate 300 Bit/Sekunde 1990 Hubble Space Telescope 1990-2003 Human Genome Project 1.000 Wissenschaftler in 20 Unis 10 Jahre 1991 Funktionelle Magnetresonanztomographie Erforschung des menschlichen Gehirns 1992 D-Netz, digitaler Mobilfunk Händies kamen auf Autobesitzer konnten ihre Antennen wieder abbauen. SAW-Filter für heutige Händies 1992 Das blaue Wunder helle blaue LEDs aus GaN Nobelpreis 2014 Grundlage für weiße LEDs 1994/95 Gastsemester in SUNY, New York • Mein erstes Notebook mit Windows 3 VGA 600x800 monochrom 4MB RAM 120 MB Festplatte • Internet kommt auf !! und mir zum ersten Mal unter. Mein erster Mail-Provider Leibnitz-Rechenzentrum Telefoneinwahl über Modem mit 1200 bit/s Textbasierter Internetbrowser LYNX 1995 erste UN-Klimakonferenz 1995 Berlin Klimawandel wird deutlich 1997 Video-DVD kommt auf den Markt 2007 Blu-Ray-Disc 25 GB 1998 Baubeginn der ISS 1997 Beamer mit DLP (Mikrospiegelarray) 1975 1999 erste Digitalkameras Sony DSC-F500 2 Megapixel Flash-Speicher 16MB 2000 DM Nikon D1 2,7 Megapixel 5 Bilder pro Sekunde 1-Zoll-Festplatte 340 MB ~4000 DM 1999 Iridium Satellitentelefonsystem geht in Betrieb 66 Satelliten 780 km Höhe Satellitentelefon heute 2000 Millennium Bug 11111001111 11111010000 Das Jahr 2000 April, April ! 2015 Die Zukunft ist auch nicht mehr was sie früher einmal war Was es noch so alles gab seit 2000 Fernseher und Computer-Monitore mit flachem Bildschirm Mini-Disk-Player MP3-Player (iPad) immer billigere Flash-Speicher Touch Screen Mobiltelefon weltweit Navi Smart-Phone 2004 „Universum 13,6 Milliarden Jahre alt“ 2012 Higgs-Teilchen gefunden 2011 Fukushima / Energiewende "Risiken der Kernenergie sind nicht beherrschbar" Photovoltaik 1960 2015 Laser Kilowatt: Fertigung Schneiden, Formen, Schweißen Nanosekunden: Nachrichtentechnik 10 Gbit/s Nanometer: Unterhaltungselektronik CD, DVD, Blu Ray Disk 1992 2015 digitales Mobiltelefon / drahtloses Internet 6,6 Milliarden Mobiltelefone angemeldet weltweit 1950 2015 Landwirtschaftliche Technik 1 PS 0 Transistoren 25 PS 0 Transistoren 300 PS 109 Transistoren GPS Klimaanlage Stereoanlage Größe der Kartoffeln: unverändert 1971 2015 Mikroelektronik 2015 45cm ∅ Si-Einkristall 2016 … 2050 … World 4.0 World 5.0 World 13.x ? …
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