Automobilwirtschaft
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Technologische Trends E-Motor
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Innovationsbenchmark E-Maschine
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Fahrzeugmärkte
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Transformationsstrategien der Automobilhersteller
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Entwicklungstrends bei Lieferketten und neue Wertschöpfungsstrukturen
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Veränderte Produktions- und Rahmenbedingungen für Zulieferer
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Wirtschaftliche Trendentwicklungen in der Nutzfahrzeugbranche
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Beschäftigungstransformation in der Zulieferindustrie
Die Infografik gibt einen umfassenden Überblick über verschiedene wirtschaftliche und demografische Aspekte der deutschen Automobilindustrie im Jahr 2023 im Vergleich zu 2018. Sie umfasst Daten zu Umsätzen und Beschäftigung von Original Equipment Manufacturers (OEMs) und Zulieferern, sowie zu den jeweiligen Beschäftigungsrisiken und -chancen innerhalb der Branche. Es wird eine detaillierte Analyse der Beschäftigungsentwicklung und der Beschäftigungsquote der verschiedenen Unternehmen, sowohl OEMs als auch Zulieferer, präsentiert.
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Die Abbildung zeigt die Entwicklung von Umsatz und Beschäftigung in der deutschen Automobilindustrie im Zeitraum 2018 bis 2023 im Vergleich zwischen Original Equipment Manufacturers (OEMs) und Zulieferern. Während der Gesamtumsatz der Branche um 32,2 % auf 138 Millionen Euro gestiegen ist, sank die Zahl der Beschäftigten um 6,5 % (minus 55.000). OEMs verzeichneten einen Umsatzanstieg von 37,8 %, jedoch mit einem Beschäftigungsrückgang von 4,1 % (minus 19.700). Zulieferer hingegen konnten ihren Umsatz um 12,9 % steigern, während die Zahl der Beschäftigten um 12,0 % (minus 538.700) zurückging.
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Die Abbildung zeigt die Entwicklung der Beschäftigtenzahl und des Umsatzes in der deutschen Automobilindustrie von 2018 bis 2023. Während die Zahl der Beschäftigten, dargestellt in Tausend, relativ stabil schwankt, ist der Umsatz, gemessen in Milliarden Euro, kontinuierlich gestiegen, mit einem markanten Anstieg ab dem Jahr 2021 bis 2023. Der Umsatz übersteigt dabei deutlich die Entwicklung der Beschäftigtenzahlen.
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Die Abbildung veranschaulicht den Vergleich des Pro-Kopf-Umsatzes in der deutschen Automobilindustrie für das Jahr 2023, sowohl für Original Equipment Manufacturers (OEMs) als auch für Zulieferer. Der Gesamtwert des Pro-Kopf-Umsatzes in der Automobilindustrie beträgt 712.200 EUR. OEMs erzielen einen höheren Pro-Kopf-Umsatz von 977.675 EUR, während Zulieferer mit einem Pro-Kopf-Umsatz von 333.100 EUR deutlich darunter liegen.
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Die Abbildung zeigt die Personalquote in der deutschen Automobilindustrie im Jahr 2020, sowohl für Original Equipment Manufacturers (OEMs) als auch für Zulieferer. Bei den OEMs liegt die Personalquote bei 8,7 %, während die E/E-Zulieferer mit einer höheren Quote von 13,2 % im Vergleich abschneiden. Die Personalquote bei den sonstigen Zulieferern beträgt 19,3 %.
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Die Abbildung zeigt die Entwicklung der Beschäftigtenzahl in der Automobilindustrie der EU-Länder im Zeitraum 2018 bis 2021. Dabei wird der Anteil der Automobilindustrie an den gesamten Industriearbeitsplätzen sowie die Veränderung der Beschäftigtenzahlen dargestellt. Deutschland ist in dieser Darstellung besonders hervorgehoben, mit einem Anteil von rund 15% und einer Veränderung von ca. -5%. Weitere Länder wie Italien, Frankreich und Österreich zeigen eine vergleichbare Veränderung, während einige andere Länder wie Polen und die Slowakei deutlich unterschiedliche Entwicklungen aufweisen.
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Die Abbildung zeigt die Inlandsinvestitionen der deutschen Automobilindustrie für das Jahr 2023. Der Gesamtbetrag der Investitionen beträgt 15,3 Milliarden Euro, was einen Pro-Kopf-Wert von 18.650 Euro ergibt.
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Die Abbildung zeigt die Auslandsinvestitionen der deutschen Automobilindustrie für das Jahr 2022. Deutsche Automobilunternehmen haben Direktinvestitionen im Ausland in Höhe von 99,723 Milliarden Euro getätigt, während ausländische Automobilunternehmen im Inland 8,542 Milliarden Euro investiert haben.
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Die Abbildung zeigt die Zielregionen für Auslandsinvestitionen von deutschen Automobilunternehmen im Jahr 2022. Der größte Anteil der Investitionen geht in die USA, gefolgt von China. Weitere bedeutende Zielregionen sind Europa (außerhalb von Deutschland), Sonstiges Amerika und Afrika. Kleinere Anteile fließen in Sonstiges Asien und Australien sowie Ozeanien.
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Die Abbildung zeigt die Beschäftigungschancen und -risiken in der Automobilindustrie, kategorisiert nach Berufsfeldern. In den Bereichen mit steigender Relevanz und sinkendem Arbeitskräfteangebot finden sich Berufe wie Maschinenbau, Betriebstechnik, IT-Netzwerktechnik sowie Fahrzeugführung im Straßenverkehr. In der Kategorie mit steigender Relevanz und steigendem Arbeitskräfteangebot sind vor allem Berufe in der Informatik, Mechatronik und Elektrotechnik sowie in der Textilverarbeitung zu finden. Bereiche mit sinkender Relevanz und sinkendem Arbeitskräfteangebot umfassen Metallberufe, Technische Produktionsplanung und Logistik. Schließlich gibt es auch Berufe mit sinkender Relevanz und steigendem Arbeitskräfteangebot, wie z.B. in den Bereichen Einkauf und Vertrieb, Büro und Sekretariat sowie Rechnungswesen und Controlling.
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Die Abbildung zeigt die "Future Skills" für die Automobilindustrie. Wichtige Fähigkeiten, die hervorgehoben werden, umfassen Technologie und Digitalisierung, industrielle Kompetenzen, überfachliche Kompetenzen sowie die Sicherstellung zentraler Geschäftsprozesse.
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Die Abbildung stellt die Arbeitsschritte einer systematischen betrieblichen Weiterbildung dar. Der Prozess beginnt mit der Bedarfsermittlung, bei der der Qualifizierungsbedarf festgestellt wird. Darauf folgt die Planung der Qualifizierungsmaßnahmen, in der konkrete Maßnahmen zur Schließung der Qualifikationslücken entwickelt werden. Anschließend erfolgt die Durchführung der Qualifizierungen, bei der die geplanten Maßnahmen praktisch umgesetzt werden. Abschließend wird eine Evaluation durchgeführt, um die Effektivität und den Erfolg der Weiterbildungsmaßnahmen zu bewerten. Dieser Zyklus wiederholt sich, um eine kontinuierliche Anpassung und Verbesserung der Weiterbildung sicherzustellen.
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Die Abbildung zeigt die Auswirkungen des demografischen Wandels auf die Erwerbsbevölkerung und die Beschäftigtenzahl in der Automobilindustrie. Es wird ein Rückgang des Erwerbspersonenpotenzials in der Wirtschaft bis 2030 von 6,0 % prognostiziert. Gleichzeitig wird ein Rückgang der Beschäftigtenzahl in der Automobilindustrie bis 2035 von 6,3 % erwartet.
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Die Abbildung zeigt die bevorzugten Ziele für Akademiker:innen im Ausland im Jahr 2019. Die USA standen mit 15,0 % an erster Stelle, gefolgt von Kanada mit 10,5 % und Deutschland mit 9,5 %. Das Vereinigte Königreich erreichte 4,9 %, während Frankreich mit 4,1 % den fünften Platz einnahm.
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Die Abbildung zeigt die direkten und mittelbaren Direktinvestitionen der deutschen Automobilindustrie im Ausland sowie der ausländischen Automobilindustrie im Inland von 2019 bis 2022. Die deutschen Automobilunternehmen tätigten im Jahr 2019 Investitionen in Höhe von 116,84 Milliarden EUR, die im Jahr 2020 auf 106,65 Milliarden EUR sanken. 2021 beliefen sich die Investitionen auf 130,41 Milliarden EUR, und 2022 fielen sie auf 99,72 Milliarden EUR. Im Vergleich dazu investierten ausländische Automobilunternehmen im Inland 3,55 Milliarden EUR im Jahr 2019. Diese Zahl sank 2020 auf 2,57 Milliarden EUR, stieg jedoch 2021 auf 6,06 Milliarden EUR und 2022 erneut auf 8,54 Milliarden EUR.
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Technologische Trends Leistungselektronik
Die Infografik gibt einen Überblick über Markttrends, Technologien und Anwendungen von Leistungshalbleitern in der Elektromobilität. Sie zeigt die Umsatzentwicklung der Halbleiterindustrie, Marktanteile und Kostenverteilungen im Fahrzeug. Dargestellt werden außerdem Funktionsweise und Bauteile der Leistungselektronik, Unterschiede zwischen Halbleitertypen, gängige Schaltungstopologien sowie Bordnetzplattformen. Eine 3D-Grafik veranschaulicht den Aufbau eines Wechselrichters, ergänzt durch typische Einsatzbereiche von Halbleitern im Elektrofahrzeug.
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Die Abbildung zeigt die verschiedenen Anwendungen von Halbleitern in batterieelektrischen Fahrzeugen. Sie beinhalten das Laderegelgerät (On-Board Charger), Radar-, Kamera- und LiDAR-Sensoren, Konnektivität und Infotainment, digitale Kombiinstrumente, Head-up-Display, Servolenkung, DC/DC-Wandler, Zellmodul-Controller, Batteriemanagementsystem (BMS) sowie die Leistungselektronik für den E-Motor (Inverter).
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Die Abbildung zeigt die weltweite Umsatzentwicklung der Halbleiterindustrie von 2019 bis 2030. Der Umsatz ist aufgeteilt in verschiedene Sektoren: Automotive, Industrie, Datentechnik, Kommunikation und Consumer-Elektronik. Im Jahr 2021 hatte der Automotive-Sektor einen Anteil von 12 % am Gesamtumsatz, während dieser Anteil im Jahr 2030 auf 17 % steigen soll. Die Grafik zeigt eine klare Wachstumsprognose für den Automotive-Sektor sowie für die anderen Sektoren bis zum Jahr 2030.
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Die Abbildung zeigt die durchschnittliche Halbleiteranzahl in chinesischen Pkw für die Jahre 2012, 2017 und 2022, unterteilt in elektrisch betriebene und Verbrennerfahrzeuge. Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen stieg die durchschnittliche Halbleiteranzahl von 570 im Jahr 2012 auf 810 im Jahr 2017 und erreichte 2022 einen Wert von 1.460. Bei Verbrennerfahrzeugen lag die durchschnittliche Halbleiteranzahl 2012 bei 440, stieg 2017 auf 580 und erreichte 2022 930.
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Die Abbildung zeigt die Kostenanteile für (Leistungs-)Halbleiter im Fahrzeug für die Jahre 2024 und 2030, unterteilt in die Bereiche "Halbleiter für den Antriebsstrang" und "Halbleiter außerhalb des Antriebsstrangs". Für das Jahr 2024 sind die Kostenanteile für die Halbleiter des Antriebsstrangs bei einem BEV (Battery Electric Vehicle) höher als bei einem ICEV (Internal Combustion Engine Vehicle), während die Halbleiter außerhalb des Antriebsstrangs für BEVs und ICEVs vergleichbar sind. Im Jahr 2030 steigen die Kostenanteile für Halbleiter im BEV, insbesondere für den Antriebsstrang.
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Die Abbildung zeigt die Marktausteilung der Halbleiterproduktion, unterteilt nach den Marktanteilen der Halbleiterhersteller und der Hersteller für Leistungshalbleiter. Der globale Halbleitermarkt hat ein Volumen von 544 Milliarden USD, wobei Intel mit einem Anteil von rund 10 % die führende Position unter den Halbleiterherstellern einnimmt, gefolgt von NVIDIA und Samsung. Im Bereich der Hersteller für Leistungshalbleiter führt Infineon mit einem Marktanteil von etwa 20 %, gefolgt von weiteren Herstellern wie onsemi und STMicroelectronics.
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Die Abbildung zeigt die Funktionsweise einer Pkw-Leistungselektronik und eine Übersicht zu Halbleitertypen. Sie stellt den Zusammenhang zwischen der Hochvolt-Batterie, den Leistungshalbleitern und dem Traktionsmotor dar. Es wird erklärt, wie die Spannung und der Strom über die Zeit in der Leistungselektronik variieren.
Die Übersicht zu den Halbleitertypen vergleicht Silizium (Si), Siliziumkarbid (SiC) und Galliumoxid (GaN) hinsichtlich ihrer Kosten, Anwendung auf Bordnetzebene, Schaltfrequenz, Betriebspunkt, maximalem Wirkungsgrad und typischen Einsatzgebieten. Silizium (Si) eignet sich für alle Bordnetzebenen, mit einer Schaltfrequenz von 4-12 kHz und einem maximalen Wirkungsgrad von 97 %. Siliziumkarbid (SiC) wird bei 400 V und einer höheren Schaltfrequenz von 12-25 kHz verwendet, wobei der maximale Wirkungsgrad bei 99 % liegt und es für Teillastbetriebe optimiert ist. Galliumoxid (GaN) weist ähnliche Eigenschaften wie SiC auf, ist jedoch für eine noch höhere Schaltfrequenz geeignet und wird ebenfalls für Teillastbetriebe genutzt. Typische Einsatzgebiete der Halbleiter sind Wechselrichter, DC/DC-Wandler und Laderegelung (On-Board Charger).
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Die Abbildung zeigt zwei Schaltungstopologien für Inverter, den 2-Level-Inverter und den 3-Level-Inverter, einschließlich ihrer jeweiligen Vorteile und Merkmale. Der 2-Level-Inverter zeichnet sich durch eine geringe Komponentenzahl aus und bietet Vorteile hinsichtlich der Ausfallwahrscheinlichkeit. Er ermöglicht einen vollen Spannungshub bei jedem Schaltvorgang. Der 3-Level-Inverter benötigt mehr Leistungshalbleiter, bietet jedoch bei jedem Schaltvorgang nur einen halben Spannungshub, was Vorteile für die Wicklungsisolierung und das EMV-Verhalten mit sich bringt. Zudem bietet der 3-Level-Inverter mehr Flexibilität im Betriebsverhalten und verwendet Hybridtopologien mit Si/ GaN. In der Abbildung sind auch die entsprechenden Wellenformen für beide Invertertypen dargestellt.
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Die Abbildung zeigt zwei verschiedene Schaltungstopologien für Inverter. Das Diagramm (a) stellt eine 2-Level-Inverter-Schaltung dar, die vier Schalter (S1 bis S4) verwendet, um den Strom zu steuern und die Spannung auf zwei Stufen zu schalten. Das Diagramm (b) zeigt eine 3-Phasen-Inverter-Schaltung mit mehr Schaltern, die die Spannung auf drei Phasen verteilen und es ermöglichen, den Strom durch die Phasen W, U und V zu steuern.
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Die Abbildung zeigt die Komponenten und Bauteile eines Wechselrichters, einschließlich ihrer Anteile am Gewicht und den Kosten, sowie Informationen zu Material, Einkauf/Herstellung. Zu den wichtigsten Komponenten gehören die Steuerplatte, die Leistungshalbleiter mit Ansteuerung, Zwischenkreiskondensatoren, das EMV-Filter, Schirmung/ Halterungen, Verbindungstechnik, das Gehäuse und die Stromschienen.
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Die Abbildung zeigt die Entwicklungsziele in der Elektromobilität. Diese umfassen die Erhöhung der Leistungsdichte, eine Steigerung des Wirkungsgrads des Antriebsstrangs, die Reduktion von Schaltverlusten, eine Kostensenkung sowie die Verbesserung der Kühlleistung.
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Die Abbildung zeigt verschiedene technologische Trends im Bereich der Elektromobilität. Dazu gehören kombinierte Inverter- und Ladeelektronik, Hybridinverter, doppelseitig laminierte Halbleiterkühler, das 1.200-V-Bordnetz sowie Multilevel-Inverter (MLI) mit Gallium-Nitrid (GaN).
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Die Abbildung zeigt verschiedene Pkw-Plattformen mit 400-V- und 800-V-Bordnetzen, die in unterschiedlichen Fahrzeugmodellen verwendet werden. Aktuell etablierte Bordnetzebenen umfassen 400 V und 800 V. Höhere Spannungsebenen bieten Performance-Vorteile wie schnelleres Laden an verfügbaren 800-V-Ladesäulen, größere Antriebs- und Bremsleistung sowie Gewichtsvorteile durch geringeren Leitungsquerschnitt. Das 400-V-Bordnetz wird als einfachere und günstigere Fahrzeugplattform angesehen, jedoch ist Schnellladen nur mit sehr hohen Strömen möglich (>600 A bei 250 kW).
Beispielhafte Pkw-Plattformen mit 400-V- und 800-V-Bordnetzen sind unter anderem die Volkswagen-Plattformen (z.B. MEB, J1, MEB+), die Hyundai-Kia-Plattformen (z.B. E-GMP, IMA), Mercedes-Benz (z.B. EVA2, Model S PF, MMA) sowie Tesla (z.B. BEV3, GEN III PF). Die Einführung dieser Technologien wird für die Jahre 2020 und 2025 erwartet.
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