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Halbleiterkrise

Silicon Saxony: Hoffnungsträger der Mikrochip-Branche

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Die aktuell das Angebot weit übersteigende Nachfrage nach Mikrochips stellt mehrere Branchen vor große Probleme. Mittendrin: die Automobilindustrie.

Eine Außenansicht auf die Halbleiterfabrik von Bosch in Dresden © Bosch

Eine Außenansicht auf die Halbleiterfabrik von Bosch in Dresden © Bosch

Keine Leiter, aber auch keine Isolatoren: Die mittelmäßige Leitfähigkeit von Materialien wie Silizium oder Germanium eignet sich perfekt für Anwendungen, bei denen weniger die Stärke, sondern eher die Präzision des Stromflusses im Vordergrund steht. Diese sogenannten Halbleiter werden unter anderem in Mikrochips verbaut, die in nahezu jeder technologischen Anwendung zum Einsatz kommen. Die aktuell das Angebot weit übersteigende Nachfrage stellt mehrere Branchen vor große Probleme. Mittendrin: die Automobilindustrie.

Anspannung auf dem Weltmarkt

Es herrscht Anspannung auf dem Weltmarkt. Während die Anforderungen sowohl an Qualität als auch Quantität elektronischer Geräte und Anwendungen ungebremst steigen, sorgen Komplikationen auf den Welthandelsrouten und pandemiebedingte Änderungen des Kaufverhaltens branchenübergreifend für schwerwiegende Versorgungsengpässe. Im Zentrum der Problematik befindet sich die Elektro- und somit auch die Automobilbranche, deren Abhängigkeit von Mikrochips für Fahrerassistenzsysteme und Infotainment die Produktion vielerorts verlangsamt und streckenweise sogar aussetzen lässt: Allein Volkswagen fehlen laut „Automobilwoche“ bereits 100.000 Fahrzeuge, obwohl die insgesamt in einem Durchschnittsfahrzeug verbaute Mikroelektronik einen Wert von 600 Euro selten übersteigt. Der Verband der Automobilindustrie (VDA) prognostiziert mittlerweile für die gesamte deutsche Automobilindustrie nur noch ein Produktionsplus von drei Prozent gegenüber dem Krisenjahr 2020.

Globale Verkettungen beeinflussen Halbleiterproduktion

Die Gründe für die Verknappung sind komplex – und vor allem global. Besonders naheliegend ist die Corona-Pandemie, im Zuge derer sich die Nachfrage nach PCs, Laptops und Tablets drastisch erhöhte. Zugleich beschleunigt diese Digitalisierungswelle etwa das Wachstum von Cloud-Dienstleistern, die große Mengen neuer Hardware und demnach große Mengen an Mikrochips benötigen, die wiederum größtenteils aus Silizium gefertigt werden. Die Auswirkungen eines solchen Nachfrageschubs in der Digitalbranche sind drastisch; schließlich machten Automobilanwendungen 2020 laut Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) bloß knapp über zehn Prozent des weltweiten Halbleitermarkts aus und beeinflussen den Chipmarkt demnach nur bedingt. Doch auch in der globalen Logistik ist die Pandemie zu spüren: Hygienevorschriften in Umschlaghäfen sowie der Ausfall vieler dortiger Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sorgen für tagelange Verspätungen auf dem Seeweg.

Die Krise ist jedoch auch ein Produkt politischer Spannungen und Konflikte. Eine wichtige Rolle nahm beispielsweise die Sanktionspolitik des ehemaligen US-amerikanischen Präsidenten Donald Trump ein, der die größte Produktionsstätte der Volksrepublik China – SMIC – 2020 von westlicher Technologie abschnitt. Laut Gerd Mischler vom IT-Newsportal Golem sorgte diese Entscheidung für Hamsterkäufe chinesischer Kundinnen und Kunden bei Samsung und beim taiwanesischen Hersteller TSMC, der laut Manager Magazin einen Marktanteil von 56 Prozent innehat; bei besonders modernen Chips sogar über 80 Prozent. Die weltweite Nachfrage nach Halbleitern war dadurch bereits Ende 2020 um 30 Prozent größer als das Angebot. Manfred Horstmann, Geschäftsführer der deutschen Niederlassung des US-amerikanischen Halbleiterherstellers Globalfoundries, fasst die Situation folgendermaßen zusammen: „Was normalerweise zehn Jahre dauert, hat nun alles innerhalb eines Jahres stattgefunden."

Auch ungewöhnliche Wetterlagen und schwere Naturkatastrophen beeinflussen die Halbleiterbranche zurzeit stark. In Taiwan, dem nicht nur wegen TSMC weltweit wichtigsten Mikrochip-Standort, blieben Anfang des Jahres etwa 60 Prozent der üblichen Niederschlagsmenge aus, weshalb die Regierung umfassende Sparmaßnahmen ankündigte und Unternehmen in mehreren Regionen des Landes dazu verpflichtete, ihren Wasserverbrauch um elf Prozent zu senken; gerade in den wasserintensiven Foundries ein schwerwiegender Einschnitt in das Produktionsvermögen. Zusätzlich wurde der Betrieb des Hauptlieferanten von TSMC, Shin Etsu aus Japan, im Februar 2021 durch ein Erdbeben zum Erliegen gebracht. Brände in Produktionshallen sowie der extreme Kälteeinbruch im US-Bundesstaat Texas, in dem viele Produktionsstätten stehen, verschärften die Situation noch weiter.

Die Reaktionen der Hersteller sind weitestgehend einheitlich: Sowohl Intel , Samsung und der deutsche Hersteller Infineon als auch die Branchenführer TSMC und SMIC bauen neue Produktionsstätten, um dem Bedarf nachzukommen. Da die Fertigung von Mikrochips allerdings eine langwierige Prozedur ist, ist eine Besserung der Lage kaum in Sicht. Pat Gelsinger, CEO von Intel, erklärte im April 2021, dass es wohl noch einige Jahre dauern werde , bis die Halbleiterknappheit vorbei sei. Phil Amsrud, Analyst beim Informationsdienstleister IHR Markit, geht sogar noch weiter und versichert: Die Lage werde, bevor sie sich entspannt, noch ernster werden – obwohl beispielsweise TSMC Mehrausgaben von 62 Prozent gegenüber 2020 angekündigt hat.

Mehr Unabhängigkeit: „Silicon Saxony“ soll es richten

Um die Abhängigkeit von vor allem asiatischen Anbietern abzufedern und für etwaige Krisenverschärfungen gerüstet zu sein, wächst der Standort Deutschland seit einiger Zeit kontinuierlich. So eröffnete Bosch im Juli 2021 nach dreijähriger Bauzeit auf etwa sieben Hektar Fläche die größte Chipfabrik Deutschlands in Dresden – mit etwa einer Milliarde Euro auch die größte Einzelinvestition in der 130-jährigen Geschichte des Unternehmens. 20 Prozent der zukunftsweisenden Halbleiter sollen laut EU-Vizepräsidentin Margrethe Vestager im Zuge der neuen Digitalstrategie der EU bis 2030 auf europäischem Boden hergestellt werden. Bereits wenige Wochen nach Produktionsstart können erste Mikrochips aus der neuen Fabrik in Bosch-Elektrogeräten verbaut werden, später soll die Automobilindustrie folgen.

Die Standortwahl erfolgte nicht zufällig, sondern setzt einen schon seit einigen Jahren laufenden Trend fort: Mit etwa 2.500 in den Bereichen Mikro- und Nanoelektronik, Organische Elektronik, Taktiles Internet / 5G, MEMS / Sensoren und Automatisierungstechnologie tätigen Unternehmen, die wiederum über 70.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigen, wird die Städteregion Chemnitz-Freiberg-Dresden in Anlehnung an den kalifornischen Software-Hotspot halboffiziell „Silicon Saxony“ genannt. Jeder dritte in Europa produzierte Chip ist mittlerweile „Made in Saxony“ – Tendenz steigend. So soll zukünftig eine Resilienz gegenüber globalen Handelshemmnissen aufgebaut werden, die die Produktion weiter ausbremsen könnten.

Kurzfristig werden die Investitionen im Silicon Saxony keine Wende bringen können. Dennoch ist es, auch laut Bundeskanzlerin Angela Merkel (CDU), für die deutsche Automobilwirtschaft essenziell, die eigenen Produktionskapazitäten zu erhöhen. „Ohne Halbleiter geht nichts mehr“ , sagt sie im Hinblick auf die neue Bosch-Fabrik in Dresden. Ob sich die deutsche Automobilindustrie dadurch langfristig erholen wird, kann einzig die Zukunft zeigen. Der Stärkung der hiesigen Halbleiterproduktion nimmt in dieser Frage eine prominente Rolle ein.

Autor

David O‘Neill