Neue Halbleiter braucht die Welt!

In der globalen Chipkrise scheint kein Ende in Sicht. Die fehlenden Mikroprozessoren haben nicht nur der weltweiten Automobilindustrie stark zugesetzt, auch in der Unterhaltungselektronik und Medizintechnik läuft nichts ohne Halbleiter. Gemäß einer Studie von Goldman Sachs sind derzeit rund 170 Branchen von dem Chipmangel betroffen. Wie konnte es dazu kommen?

Anfang 2020 war die Welt noch in Ordnung, die Halbleiterindustrie konnte die stetig steigende Nachfrage mit dem kontinuierlichen Ausbau der Kapazitäten bedienen. Doch dann kam die Corona-Pandemie, und vor allem in der Automobilbranche befürchtete man eine deutlich schwächere Nachfrage. Während des ersten Lockdowns im Frühjahr 2020 brachen die Autoverkäufe tatsächlich ein, woraufhin die Autohersteller ihre Aufträge an große Chiphersteller wie TSMC in Taiwan stornierten - ein folgenschwerer Fehler, wie sich schnell herausstellte. Denn schon im Sommer 2020 stieg die Nachfrage nach Autos wieder kräftig an. Das Problem: Die stornierten Fertigungskapazitäten in der Chipbranche standen den Autokonzernen nicht mehr zur Verfügung, sondern wurden bereits an Hersteller von Unterhaltungselektronik weitergereicht. Die Homeoffice-Regelungen während der Lockdowns hatten zu einer erhöhten Nachfrage nach Smartphones, Tablets, Laptops und Spielekonsolen geführt. Damit waren die weltweiten Vorräte an Chips rasant aufgebraucht. Verschärft wurde der Chipmangel noch durch Naturkatastrophen in den USA und Japan, welche die Produktionsanlagen der großen Chiphersteller wie Samsung, NXP oder Infineon im vergangenen Jahr beschädigten.
 

Chip ist nicht gleich Chip

Einen schnellen Lösungsweg aus der Krise gibt es mit Blick auf die weltweit wachsende Halbleiter-Nachfrage nicht. Nach Prognosen von Roland Berger steigt der Bedarf um 17 Prozent jährlich, während die Produktion lediglich um 6 Prozent zulegt. Die großen Chiphersteller in Asien und in den USA schrauben ihre Fertigungskapazitäten zwar in die Höhe, dennoch ist nach Meinung der Experten frühestens 2023 mit einer Entspannung zu rechnen. Schwierig ist auch, dass es in den betroffenen Branchen ganz unterschiedliche Engpässe gibt. Zusätzliche Fabriken und Kapazitäten werden üblicherweise für Chips der neuesten Generation aufgebaut, in der Automobilindustrie fehlen derzeit jedoch eher die älteren Versionen, womit die Hersteller nicht gerechnet haben. Bei den Spielekonsolen, wie zum Beispiel bei der Playstation 5 von Sony, wurde die Knappheit dagegen durch eine fehlende, spezielle Isolierfolie verursacht und nicht durch Fabrikengpässe.

Nicht nur die Hersteller, auch die Abnehmer suchen nach Lösungen. So wollen Automobilunternehmen wie BMW, VW oder Mercedes künftig eine höhere Transparenz in ihren Lieferketten gewährleisten, damit die Chiphersteller ihren Nachfragebedarf besser einschätzen können. Der Autozulieferer Bosch hat zudem bereits mit einer eigenen Großinvestition reagiert: Mehr als 400 Millionen Euro will das Unternehmen in diesem Jahr zusätzlich in die Produktion von Halbleitern investieren.
 

Klein, aber oho!

In dieser zähen Krisensituation ist es höchste Zeit, auch abseits des Mainstreams nach Lösungen zu suchen. Denn nicht nur die großen Player bieten interessante Geschäftsmodelle, sondern auch die kleinen und mittleren Unternehmen, die namentlich zwar weniger bekannt sind, jedoch eine hohe internationale Präsenz besitzen und oft Marktführer in ihrem Segment sind. Von diesen Unternehmen gibt es in Deutschland und Europa eine ganze Reihe, vor allem im Halbleiterbereich:

Beispiel Aixtron. Das deutsche Unternehmen ist ein führender Anbieter von Depositionsanlagen für die Halbleiterindustrie. Seine Technologielösungen werden weltweit zur Herstellung leistungsstarker Bauelemente für elektronische und opto-elektronische Anwendungen auf Basis von Verbindungs- oder organischen Halbleitermaterialien genutzt. Diese Bauelemente werden in einer Vielzahl innovativer Anwendungen und Technologien eingesetzt wie zum Beispiel LED- und Displaytechnologie, Sensorik oder Energiemanagement. Bei der effizienten Wandlung von Strom ist Aixtron mit einem Marktanteil von 40 Prozent weltweit führend. Durch seine Technologie, die auf Verbindungshalbleitern aus Galliumnitrid und Siliziumkarbid statt aus Silizium basiert, ließen sich weltweit 500 Millionen Tonnen CO₂ jährlich einsparen – durch zum Beispiel Autobatterien mit mehr Reichweite und kürzeren Ladezeiten, energieeffiziente Klimaanlagen und Rechenzentren oder die schnellere Kommunikation zwischen Mikrochips und Kommunikationsnetzwerken wie 5G.

Ein weiteres Beispiel ist Nordic Semiconductor. Das Unternehmen mit Sitz in Norwegen ist führender Entwickler von Kommunikationshalbleitern für die drahtlose Datenübertragung. Nordic Semiconductor bietet u.a. den Bluetooth Low Energy Standard an, bei deren Ausarbeitung das Unternehmen Pionier war. Seine Bluetooth Low Energy-Lösungen haben das Unternehmen zum Marktführer gemacht und werden durch ANT+, Thread und Zigbee-Produkte ergänzt. Der große Wachstumstreiber liegt darin, dass immer mehr Produkte miteinander verbunden werden und miteinander kommunizieren. Angefangen hat die Entwicklung mit Funktastaturen und -mäusen, im nächsten Schritt waren es Funktionsarmbänder, die sogenannten Wearables. Seit wenigen Jahren spricht man vom Internet der Dinge, auch IoT genannt, in dem alles mit allem verbunden ist und welches zu einem explosiven Wachstum von Kommunikationschips geführt hat.

Oder nehmen Sie Soitec in Frankreich. Soitec ist weltweit führend in der Entwicklung und Herstellung innovativer Halbleitermaterialien. Das Unternehmen stellt technische Substrate her und hat die sog. Smart Cut Technologie entwickelt, die hilft, Chips zu verkleinern, die Performance von Anwendungen zu erhöhen und deren Energieverbrauch zu reduzieren. Seine Technologie wird hauptsächlich in der mobilen Kommunikation, z.B. in Smartphones und 5G Funkstationen, eingesetzt. Im Automobilbereich kommen die Chips unter anderem bei Radarsensoren sowie Ladegeräten und Invertern für Elektrofahrzeuge zum Einsatz. 
 

Jahrhundertchance für Europa

Die Liste der Unternehmen ließe sich beliebig fortführen. Natürlich können diese den weltweiten Chipmangel nicht kurzfristig ausgleichen. Die dafür benötigten Chiparten und Stückzahlen werden auch weiterhin mehrheitlich aus Asien und den USA kommen. Jedoch bietet der anhaltende Chip-Boom die Chance für Deutschland und Europa, sich mit ihren erfolgreichen Nischen und Spezialkompetenzen im Halbleitermarkt stärker als bisher zu positionieren.

Und hier ist noch viel Luft nach oben. Denn Europa spielt als Halbleitermarkt - aktuell stammen weniger als 10 Prozent der weltweiten Halbleiter-Fertigung aus Europa - nur eine Nebenrolle. Ein großer US-Smartphone-Hersteller hat einen höheren Chipumsatz als ganz Europa zusammen. Das sollte sich die EU vor Augen halten, um Versorgungsengpässe in Zukunft zu vermeiden und die mittlerweile hohe Abhängigkeit von asiatischen Zulieferern und Wertschöpfungsketten zumindest etwas zu reduzieren.

Ohne staatliche Subventionen wird es in Europa allerdings nicht gehen. Denn in anderen Regionen der Welt, allen voran in Asien, wird die Chipherstellung seit Jahren massiv subventioniert. Erste Initiativen, Chipfabriken ausländischer Hersteller anzusiedeln, gibt es immerhin. So verhandeln TSMC und Intel mit der Bundesregierung und der EU über den Bau einer neuen Chipfabrik in Deutschland bzw. in Europa. Die EU-Kommission hat zudem den offiziellen Start einer europäischen Allianz für Halbleiter- und Mikroelektronik verkündet und plant, im sog. "European Chips Act" Mitte dieses Jahres Strategien zur Ankurbelung der Produktion vorzulegen. Das Ziel: bis 2030 einen Anteil von 20 Prozent am weltweiten Halbleitermarkt zu erreichen. Diese Chance muss Europa nutzen, wenn es auf dem zukunftsträchtigen Technologiefeld der Halbleiter künftig eine Rolle spielen will.