September 29, 2025 Von Anand Rangarajan, Direktor Endmärkte, GlobalFoundries Da die Stadtbevölkerung wächst und die Anforderungen an die Infrastruktur zunehmen, setzen Städte auf der ganzen Welt auf das Internet der Dinge (IoT), um intelligenter und nachhaltiger zu werden und besser auf die Bedürfnisse der Bürger eingehen zu können. IoT-Technologien ermöglichen die Datenerfassung und -analyse in Echtzeit, so dass die städtischen Systeme effizienter und anpassungsfähiger arbeiten können. Was macht eine intelligente Stadt im Zeitalter des IoT aus? Intelligente Städte integrieren digitale Technologien in städtische Systeme, um die Lebensqualität der Einwohner zu verbessern, die Ressourcennutzung zu optimieren und die öffentlichen Dienstleistungen zu verbessern. Dieser Wandel ist Teil eines umfassenderen Wandels im Sinne von Industrie 4.0, der cyber-physische Systeme, Automatisierung und Datenaustausch in Echtzeit kombiniert. Im Mittelpunkt dieses Wandels steht das Internet der Dinge (IoT) - Netze verbundener Geräte, die Daten miteinander austauschen, um fundierte Entscheidungen zu treffen und zu automatisieren. Die wichtigsten IoT-Anwendungen, die heute intelligente Städte antreiben Bei intelligenten Städten geht es nicht nur um Technologie, sondern um die Nutzung von Daten und Konnektivität, um Städte lebenswerter, widerstandsfähiger und nachhaltiger zu machen. Das Internet der Dinge ermöglicht dies, indem es Intelligenz in alltägliche Systeme einbettet: Ampeln, Wasserzähler, Mülleimer und sogar Straßenlaternen werden zu Datenquellen, die Echtzeitentscheidungen und langfristige Planungen ermöglichen. Nachfolgend sind fünf Schlüsselbereiche aufgeführt, die durch Fortschritte in der IoT-Technologie zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Optimierung von Ressourcen ermöglicht werden: Intelligentes Transport- und Verkehrsmanagement In Ampeln und Straßen eingebettete IoT-Sensoren sammeln Daten, die zur Bewältigung von Verkehrsstaus genutzt werden können, wodurch Emissionen reduziert und Pendlerzeiten verbessert werden. Echtzeitdaten ermöglichen eine dynamische Verkehrslenkung und eine vorausschauende Wartung der Infrastruktur. Abfallwirtschaft IoT-fähige Behälter und Sammelsysteme können optimierte Abholrouten und -pläne ermöglichen, um den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Abwasserentsorgung zu verbessern. Energieeffizienz Intelligente Netze und vernetzte Zähler ermöglichen eine bessere Energieverteilung und Verbrauchsverfolgung und helfen den Städten, den Verbrauch zu senken und erneuerbare Energien zu integrieren. Überwachung von Wasser- und Luftqualität Sensoren können den Verschmutzungsgrad und die Wasserqualität überwachen und ermöglichen so ein rechtzeitiges Eingreifen und die Anpassung von Maßnahmen zum Schutz der öffentlichen Gesundheit. Durch die Verwendung von Echtzeitdaten zur Erkennung von Anomalien ermöglicht die Überwachung von Wasserdurchfluss und -druck eine vorausschauende Wartung und automatische Reaktionen. Öffentliche Sicherheit und Notfallmaßnahmen IoT-Geräte wie Überwachungskameras, Schussdetektoren und vernetzte Notfallsysteme können das Situationsbewusstsein verbessern und die Reaktionszeiten verkürzen. Diese Technologien können für einen schnelleren Datenaustausch und automatisierte Warnmeldungen genutzt werden und helfen den Ersthelfern, in kritischen Situationen schneller und effektiver zu handeln. Die Auswirkungen des IoT auf die Nachhaltigkeit in intelligenten Städten Durch die Rolle des IoT in intelligenten Städten tragen diese Technologien erheblich zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen bei, indem sie den Ressourcenverbrauch (z. B. Wasser und Energie) reduzieren, die Treibhausgasemissionen senken und die öffentliche Gesundheit verbessern. Die Konvergenz von IoT, KI und Big Data ermöglicht Echtzeit-Entscheidungen und die Entwicklung von Strategien durch datengestützte Erkenntnisse, die die infrastrukturelle Integrität einer Stadt verbessern. Wie in einem umfassenden, in der Zeitschrift Energy Informatics veröffentlichten Bericht hervorgehoben wird, nutzen Smart Cities diese Technologien zunehmend zur Optimierung von Energiesystemen, Verkehrsnetzen, Abfallmanagement und Gebäudebetrieb, die alle für das Erreichen ökologischer Nachhaltigkeit von entscheidender Bedeutung sind. Neben der Unterstützung von Nachhaltigkeitszielen spielt das Internet der Dinge auch eine wichtige Rolle bei der Förderung von Klimaanpassungsstrategien in Smart Cities. Durch die Möglichkeit der Umweltüberwachung in Echtzeit - etwa durch die Verfolgung von Temperaturschwankungen, Luftqualität und Überschwemmungsrisiken - helfen IoT-Systeme den Städten, klimabedingte Herausforderungen besser zu antizipieren und darauf zu reagieren. Diese Technologien unterstützen Frühwarnsysteme, leiten Infrastruktur-Upgrades an und informieren über Stadtplanungsentscheidungen, die die Widerstandsfähigkeit gegen extreme Wetterereignisse und langfristige Klimaveränderungen verbessern. Infolgedessen können Städte gefährdete Bevölkerungsgruppen besser schützen, die Wiederherstellungskosten senken und die Kontinuität wichtiger Dienstleistungen aufrechterhalten. Die wichtigsten Herausforderungen bei der Skalierung der IoT-Infrastruktur für intelligente Städte Die Vision der intelligenten Städte ist zwar überzeugend, doch der Weg zur Verwirklichung ist komplex. Die Städte stehen vor verschiedenen technologischen und infrastrukturellen Herausforderungen, die bewältigt werden müssen, um intelligente Lösungen effektiv zu skalieren. 1. Ständig eingeschaltete Geräte benötigen einen extrem niedrigen Stromverbrauch Die Infrastruktur einer intelligenten Stadt ist auf IoT-Geräte angewiesen, die ständig in Betrieb sind, z. B. Verkehrssensoren, Luftqualitätsmonitore und intelligente Beleuchtungssysteme. Viele dieser Geräte sind batteriebetrieben und befinden sich an schwer zugänglichen Orten, so dass die Energieeffizienz entscheidend ist, um den Wartungsaufwand zu minimieren und die Betriebsdauer zu verlängern. Diese Geräte benötigen außerdem Kommunikationsfunktionen mit geringem Stromverbrauch, um Daten zuverlässig zu übertragen, ohne die Energiereserven zu verbrauchen. Die Lösung von GF: 22FDX+ ist für den Ultra-Low-Power-Betrieb ausgelegt, so dass Geräte länger mit weniger Energie betrieben werden können. Er ist ideal für batteriebetriebene Anwendungen im Dauerbetrieb und unterstützt Low-Power-Kommunikationsprotokolle, so dass die Geräte verbunden bleiben und gleichzeitig Energie sparen. Die Active Body Biasing-Funktion der Plattform reduziert den Gesamtenergiebedarf weiter, verbessert die Reaktionsfähigkeit in Echtzeit und minimiert den Bedarf an häufigen Wartungsarbeiten, was sie ideal für skalierbare Smart-City-Anwendungen macht. 2. Komplexes Energiemanagement für verschiedene Systeme Von Ladestationen für Elektrofahrzeuge bis hin zu automatisierten Verkehrssteuerungen sind in intelligenten Städten eine Vielzahl von Systemen integriert, die jeweils eigene Anforderungen an Spannung und Zuverlässigkeit stellen. Die effiziente Verwaltung der Stromversorgung für diese Systeme ist eine große Herausforderung. Die Lösung von GF: BCDLite ermöglicht robuste Mixed-Signal-Designs durch die Integration von Nieder- und Hochspannungskomponenten auf einem einzigen Chip. Mit bewährter Zuverlässigkeit in Automobilqualität unterstützt er ein kompaktes, skalierbares Energiemanagement für kritische Infrastrukturen wie intelligente Straßenlaternen und EV-Ladegeräte. 3. Datensicherheit und ständige Konnektivität Angesichts der Millionen vernetzter Geräte, die Daten übertragen, müssen Smart Cities sichere, stromsparende Speicherlösungen gewährleisten, die einen kontinuierlichen Betrieb unterstützen und sensible Informationen schützen. Die Lösung von GF: Die eingebetteten RRAM- und eMRAM-Technologien von GF bieten sicheren Speicher mit extrem niedrigem Stromverbrauch für Geräte, die ständig eingeschaltet sind. Diese Plattformen ermöglichen die On-Chip-Integration von Speicher, verbessern die Energieeffizienz und unterstützen die sichere Speicherung von Anmeldedaten und kryptografischen Schlüsseln. 4. Städtische Intelligenz in Echtzeit durch Sensorfusion Intelligente Städte benötigen ein Situationsbewusstsein in Echtzeit aus verschiedenen Sensoreingaben - Audio, Bild, Radar - zur Unterstützung der öffentlichen Sicherheit, des Verkehrsmanagements und der Umweltüberwachung. Die Lösung von GF: Die 22FDX+-Plattform von GF unterstützt multimodale Sensorfusion und Edge AI und ermöglicht so die Interpretation komplexer städtischer Umgebungen in Echtzeit. Durch die vollständige SoC-Integration und die RF-Fähigkeiten eignet sie sich ideal für intelligente Infrastrukturanwendungen wie Schusswaffenerkennung und autonome Verkehrssysteme. Gemeinsam ermöglichen diese Plattformen den Städten, eine intelligente Infrastruktur zu schaffen, die den Energieverbrauch senkt, die Mobilität verbessert und langfristige Nachhaltigkeitsziele unterstützt. Die Zukunft der intelligenten Städte: IoT, KI und Edge Computing Die Konvergenz von IoT, KI und Edge Computing beschleunigt die Smart-City-Agenda. Für die Akteure der Branche bedeutet dies neue Möglichkeiten in den Bereichen Infrastruktur, Analytik und Dienstleistungen. Für die Befürworter der Nachhaltigkeit bedeutet es umsetzbare Erkenntnisse und messbare Fortschritte bei der Erreichung der Klimaziele. Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie GF die Zukunft intelligenter Städte durch nachhaltige Technologien gestaltet, lesen Sie die neuesten Erkenntnisse in unserem Nachhaltigkeitsbericht und entdecken Sie, wie unsere Plattformen technologische Lösungen für den Menschen vorantreiben. Anand Rangarajan ist Director, End Markets, bei GlobalFoundries mit Schwerpunkt auf Edge-KI und Compute, was eine Reihe von Segmenten wie Smart Home, Wearables, Augmented-Reality-Headsets und -Brillen, Asset-Tracking, Sensor-Fusion und Gesundheitsüberwachung umfasst. Er arbeitet mit Kunden und anderen Stakeholdern zusammen, um das Wertversprechen von GF für diese innovativen Anwendungen im Bereich Edge und KI-Computing zu verbessern. Vor seiner Tätigkeit bei GF war er als Produktmanager bei Microchip tätig.
