Halbleiter : Der weltweite Kampf um die Chip-Industrie

Im weltweiten Kampf um Technologie-Führerschaft in der wichtigen Chip-Industrie will Taiwan seinen Spitzenplatz nun auch mit Steuererleichterungen für die Chip-Industrie verteidigen. Geplant seien Vergünstigungen für Forschung und Entwicklung, sagte Wirtschaftsminister Wang Mei-Hua am Donnerstag. "Das Wichtige dabei ist, dass der Nutzen die Steuersenkungen bei weitem aufwiegen wird." Details würden allerdings noch ausgearbeitet.

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Taiwan ist in der Chip-Produktion führend. Dort ist der weltgrößte Auftragsfertiger TSMC beheimatet, der unter anderem Apple beliefert. Unter dem Eindruck der Lieferketten-Probleme durch die Pandemie und der anhaltenden Spannungen zwischen Taiwan und China fördern Industrienationen die Halbleiter-Produktion im eigenen Land. So will die EU mit dem 45 Mrd. Euro schweren "Chips Act" den Marktanteil am weltweiten Chip-Markt bis 2030 verdoppeln. Die USA nehmen für ein ähnliches Programm knapp 53 Mrd. Dollar (50,90 Mrd. Euro) in die Hand. Auch Japan und Südkorea kündigten Förderprogramme an.

Taiwan ist der größte Chip-Hersteller weltweit, im Bereich der Auftragsfertigung hat der Inselstaat laut dem Marktforschungsinstitut Trend Force einen Marktanteil von mehr als 65 Prozent. Weitere wichtige Player sind Südkorea (17 Prozent) und China (8 Prozent).

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Taiwan ist der größte Chip-Hersteller weltweit, im Bereich der Auftragsfertigung hat der Inselstaat laut dem Marktforschungsinstitut TrendForce einen Marktanteil von mehr als 65 Prozent. Weitere wichtige Player sind Südkorea (17 Prozent) und China (8 Prozent). Für Kummer ist denkbar, dass westliche Unternehmen aus Sorge vor einer weiteren Eskalation noch mehr Chips bestellen und der Engpass dadurch noch einmal zunimmt.

Die Staats- und Regierungschefs der EU-Staaten wollen gemeinsam mit der EU-Kommission bei der Mikrochip-Produktion bis 2030 einen Weltmarktanteil Europas von 20 Prozent erreichen. Der sogenannte "European Chips Act" soll verhindern, dass Europa bei der Produktion von Halbleitern weiter von anderen Regionen wie Asien oder den USA abgehängt wird. Die Initiative soll den Marktanteil der Europäischen Union an der weltweiten Produktion bis 2030 auf ein Fünftel verdoppeln, um Europas Wettbewerbsfähigkeit und Widerstandskraft zu erhöhen.

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Die EU-Kommission will der europäischen Chipbranche mit Milliardenbeträgen unter die Arme greifen. Zur Wiederbelebung der Halbleiter-Aktivitäten in Europa sollen staatliche wie auch private Investitionen herangezogen werden. Laut EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen sollen neben bereits geplanten Investitionen im Ausmaß von 30 Mrd. Euro bis 2030 zusätzliche 15 Mrd. Euro aufgebracht werden.

Aktuell leiden vor allem Autohersteller und Elektronikkonzerne unter der andauernden Chipknappheit. Konkret sieht der "European Chips Act" vor, dass es Staaten erleichtert wird, Werke zu fördern, die innovative Produkte herstellen. Die öffentlichen Subventionen sollen private Investitionen anlocken. Chipkonzerne wie Intel, TSMC und Global Wafers suchen bereits nach Standorten in Europa für künftige Chipfabriken.

"Chips sind die Chance für Europa. Mit dem Paket kann uns die Wiedergeburt der europäischen Chipindustrie gelingen", erklärte Wirtschaftsministerin Margarete Schramböck (ÖVP) in einer Aussendung. Einziger Wermutstropfen sei die finanzielle Ausgestaltung, hieß es weiter. Schramböck hätte sich mehr frische EU-Gelder gewünscht, dafür wolle sie sich in den Verhandlungen zum Gesetz einsetzen.

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"Österreich ist im Bereich Mikroelektronik einer der wichtigsten Standorte innerhalb der EU. Auf nationaler Ebene wollen wir Österreich zur Chip-Schmiede Europas machen", ergänzte die Wirtschaftsministerin. Österreich werde den aktuellen Vorschlag der EU-Kommission nun genau prüfen.

Nach Ansicht von Angelika Winzig, ÖVP-Delegationsleiterin im EU-Parlament, könne ohne den Halbleitern "ein dauerhafter wirtschaftlicher Aufschwung" nicht gelingen. Auch seien sie für den "Klimaschutz essenziell, denn viele der neuen Technologien, die es zur CO2-Reduktion braucht, sind auf Mikrochips angewiesen, nicht zuletzt Elektroautos." Winzig begrüßte daher die Initiative der EU-Kommission.

Auch Deutschland macht sich große Hoffnungen auf Zuschläge. "Wir müssen darum kämpfen, dass solche Fertigungsindustrien weiter in Deutschland ansässig sind", sagte Fraunhofer-Chipexperten Albert Heuberger. Die Chipbranche werde auch in zehn Jahren noch eine Schlüsselindustrie sein, die stark die technologische Souveränität Deutschlands bestimme. Intel werde die Standortentscheidung auch davon abhängig machen, wo es das richtige Personal gebe.

Die Halbleiter-Förderinitiative der EU-Kommission wird nach Einschätzung des Fraunhofer-Chipexperten Albert Heuberger erst in mehreren Jahren Wirkung zeigen. "In einem wachsenden Markt müssen wir die Produktion in Europa verdrei- bis vervierfachen, um auf den angestrebten weltweiten Marktanteil von 20 Prozent zu kommen. Bis wir das aufholen, ist ein Zeitraum von fünf bis acht Jahren nötig", so der Experte.

Das Hochfahren von Produktionskapazitäten sei kostspielig und langwierig, betonte der Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen der Nachrichtenagentur Reuters anlässlich der Vorstellung des "European Chips Act" im Februar.

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Durch die Chipkrise habe die Thematik "erhebliches Momentum" gewonnen, sagte Heuberger. "Man versucht, sowohl auf der Industrie- als auch der Forschungsseite aufzuholen und Impulse zu setzen. Allerdings gibt es im Vergleich zu den USA und Asien viel aufzuholen", sagte Heuberger. Im Moment werden mehr als zwei Drittel aller modernen Halbleiter in Asien hergestellt.

Die weltweite Halbleiterindustrie steht vor einem Wachstumsjahrzehnt und kann bis 2030 zu einer Billion-Dollar-Branche werden, so eine Analyse der Unternehmensberatung McKinsey & Company. Der Umsatz der Branche lag 2021 bei 600 Mrd. US-Dollar und könnte in diesem Jahrzehnt um jährlich 6-8% wachsen. Damit würde die Industrie die Schallmauer von 1-Billion-US-Dollar 2030 durchbrechen.

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"Die Digitalisierung aller Lebensbereiche und aller Unternehmen hat sich durch die Corona-Pandemie noch einmal deutlich beschleunigt", sagt Ondrej Burkacky, Senior Partner im Münchner Büro von McKinsey und Leiter der globalen Halbleiterberatung. "Megatrends wie das Arbeiten von zu Hause, das Wachstum künstlicher Intelligenz und die steigende Nachfrage nach Elektroautos führen dazu, dass die Nachfrage nach Halbleitern stark anziehen wird; vorausgesetzt, die Gesamtwirtschaft bleibt trotz veränderter Rahmenbedingungen, wie zum Beispiel höherer Inflation, grundsätzlich auf einem stabilen Wachstumspfad". Bereits 2021 wuchs die Halbleiterbranche mit 20%.

Aktuell steht die Industrie vor allem im Fokus, da sie die hohe Nachfrage nicht vollständig bedienen kann. "Die Effekte sehen wir beispielsweise in der Automobilindustrie, die wegen des Chipmangels 2021 weniger Autos verkaufen konnte als eigentlich an Kundennachfrage vorhanden war", so Burkacky. Die Wartezeit für einzelne Chips ist aktuell zwar wieder kürzer als noch zu Beginn des Jahres - damals warteten Unternehmen teilweise mehr als 20 Wochen auf bestellte Chips - doch die angespannte Situation wird auch 2022 für Chips der Größe zwischen 22 und 65 Nanometern noch anhalten; erst 2023 werde Angebot und Nachfrage wegen dann zusätzlicher Produktionskapazitäten wieder stärker ins Gleichgewicht kommen.

70% des Branchenwachstums bis 2030 resultiert aus drei besonders boomenden Bereichen: Halbleiter für die Autoindustrie, Computing und Datenspeicher sowie Chips für drahtlose Kommunikation. "Den stärksten Zuwachs mit jährlich 13-15% erwarten wir bei Chips für das Auto - der Markthochlauf der Elektrofahrzeuge mit ihrem größeren Bedarf für Steuerungselektronik sowie das hoch- und vollautomatisierte Fahren sind hier die wesentlichen Gründe", sagt Burkacky. Der Chipmarkt für Computing und Datenspeicher wächst mit 4-6%, vor allem wegen des Aufbaus zusätzlicher Serverkapazitäten für KI-Anwendungen oder Cloud-Dienste. Im Bereich drahtlose Kommunikation sind vor allem weiter starke Smartphone-Verkäufe, insbesondere in Schwellenländern, sowie der Ausbau des 5G-Netzes der wesentliche Treiber.

Burkacky weiter: "Die Zeichen in der Halbleiterbranche stehen auf Wachstum. Für die Unternehmen der Wertschöpfungskette gilt es, ihre Forschungs- und Entwicklungskapazitäten, ihre Produktionsstätten und ihren Materialeinkauf auf diese Entwicklung einzustellen."

Die US-Regierung setzt ebenfalls - wie auch die EU-Kommission und Taiwan- auf Subventionen, um Chip-Konzerne zu locken. Präsident Joe Biden hat seine Entschlossenheit bekräftigt, die Chip-Produktion in großem Stil aus Asien in die USA zu holen. "Die Lieferkette wird hier beginnen und hier enden", verkündete Biden kürzlic bei einem Auftritt in einem Werk des Computerkonzerns IBM in Poughkeepsie im Bundesstaat New York. IBM sicherte Investitionen von 20 Milliarden Dollar in der Region in den kommenden zehn Jahren zu.

Biden verwies unter anderem darauf, dass die globalen Halbleiter-Engpässe etwa auch die in Amerika hergestellten Autos teurer gemacht hätten. "Wir müssen diese Chips hier in Amerika herstellen", sagte er. Die Verlegung der Chipfertigung werde nicht nur der Wirtschaft, sondern auch der nationalen Sicherheit zugutekommen.

Bidens Regierung hatte dafür ein Gesetz durchgebracht, das den Ausbau der Chip-Produktion in den USA unter anderem durch Subventionen beschleunigen soll. Im August unterzeichnete US-Präsident Joe Biden den fast 53 Mrd. Dollar (52 Mrd. Euro) schweren "US Chips and Science Act". Die Chefs von Micron, Intel, Lockheed Martin, HP und AMD sowie weitere Industrie- und Gewerkschaftsvertreter, Abgeordnete und Gouverneure wohnten der Unterzeichnung bei. Details der Förderungen müssen noch ausgearbeitet werden.

Zum einen soll so der Chip-Knappheit begegnet werden, die Folgen für zahlreiche Branchen wie die Auto-, Videospiele- und Waffenindustrie hat. Zum anderen sollen US-Chiphersteller wettbewerbsfähiger gegenüber Konkurrenten aus China gemacht werden. Die globale Chip-Fertigung konzentriert sich seit Jahrzehnten in Asien. Das gilt auch als Grund dafür, dass praktisch die gesamte Verbraucher-Elektronik dort produziert wird.

Danach kündigten unter anderem die Branchenschwergewichte Intel und Qualcomm hohe Investitionen in den USA an. So will Qualcomm zusätzliche Halbleiter für 4,2 Mrd. Dollar von Global Foundries in New York kaufen. Branchen-Schwergewicht Micron will Milliarden in die Speicherchip-Fertigung in den USA stecken. Bis Ende des Jahrzehnts sollen in mehreren Stufen 40 Mrd. Dollar (39 Mrd. Euro) investiert werden, wie Micron am Dienstag ankündigte. Die Firma verwies ausdrücklich auf die Subventionen aus dem "Chips and Science Act". Bei Micron sollen dabei 5.000 Jobs entstehen.

Die Regierung von Präsident Joe Biden versucht seit Monaten, den Hightech-Export in Länder wie China und Russland stärker zu regulieren. Zuletzt hatte das Handelsministerium eine Vorschrift eingeführt, die den Export von Chipdesignsoftware blockieren könnte, die für die Herstellung der nächsten Chipgeneration erforderlich ist. Nun haben die USA Beschränkungen für den Export von Hochleistungschips nach China und Russland verhängt. Die Restriktionen betreffen Mikroprozessoren, die vor allem bei Anwendungen der künstlichen Intelligenz (KI) benötigt werden. Der US-Chiphersteller Nvidia erklärte am Mittwoch (Ortszeit), dass amerikanische Behörden verfügt hätten, den Export von zwei Hochleistungschips nach China zu stoppen. Auch AMD kann seinen KI-Top-Chip nicht mehr länger nach China verkaufen.

Damit solle unter anderem die Fähigkeit chinesischer Firmen eingeschränkt werden, Hochleistungssysteme zur Gesichtserkennung bauen zu können. Nvidia ist bei Verbrauchern vor allem für seine Grafikchips bekannt. Leistungsstarke Grafikprozessoren (GPUs) sind aber auch in der Lage, rasend schnell Rechenschritte für das maschinelle Lernen abzuarbeiten. Von den Exportbeschränkungen sind nach der Erklärung von Nvidia gegenüber US-Börsenaufsicht SEC die Baureihen A100 und H100 betroffen.

Auch der Chiphersteller AMD erklärte, er habe eine ähnliche Verfügung seiner GPU-Produktlinie erhalten und kann seinen Top-Chip für künstliche Intelligenz (KI) nicht länger nach China verkaufen. Die neuen Anforderungen würden den Versand seiner MI250 Chips nach China verhindern, seine MI100 Chips seien aber nicht betroffen. Das Unternehmen gehe nicht davon aus, dass die neuen Vorgaben einen wesentlichen Einfluss auf sein Geschäft haben werden. Die Aktien des Chip-Produzenten waren nachbörslich um zwei Prozent gefallen, nachdem Nvidia mitgeteilt hatte, dass die neuen Vorschriften zu Umsatzeinbußen von bis zu 400 Mio. Dollar (400 Mio. Euro) führen könnten.

Für die Lieferung von Chips, die mit Software oder Anlagen aus den USA gebaut wurden, müssen Exportlizenzen beantragt werden. Beschränkt wird auch die Lieferung von Anlagen mit US-Technologie. Die weit gefassten Beschränkungen erstrecken sich auch auf US-Bürger, die die Entwicklung oder Herstellung von Chips unterstützen, die unter die Vorschriften fallen.

Es gehe beim Wettstreit mit China aber nicht nur um Wirtschaftsfragen. Die USA bräuchten moderne Technik "für die Waffensysteme der Zukunft", die noch mehr als bisher auf Computerchips angewiesen seien. "Leider produzieren wir keine dieser fortschrittlichen Chips in Amerika", monierte der Präsident.

Bidens Besuch in Ohio war zugleich ein Wahlkampfauftritt vor den Kongresswahlen. Der Bundesstaat gehört zum sogenannten Rostgürtel, einer Region im Nordosten der USA, die seit Jahrzehnten schwer unter dem Niedergang der Stahl- und Autoindustrie sowie des Kohlebergbaus leidet. Ohio ist zudem einer der klassischen Swing States, wo mal Bidens Demokraten und mal die Republikaner gewinnen.

Die chinesische Regierung hat die Beschränkungen der USA für die Lieferung von hochmodernen Halbleitern oder Ausrüstung zur Herstellung solcher Chips nach China scharf kritisiert. "China lehnt es entschieden ab, dass die USA nationale Sicherheitskonzepte und Exportkontrollen missbrauchen, um chinesische Unternehmen zu blockieren", sagte Außenamtssprecherin Mao Ning am Freitag vor der Presse in Peking.

Willkürlich aus politischen Gründen Beschränkungen zu erlassen, untergrabe industrielle Lieferketten und schwäche die anfällige Weltwirtschaft nur weiter. Große Halbleiter-Produzenten wie Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) oder Samsung aus Südkorea haben nach unbestätigten Presseberichten bereits einjährige Ausnahmeregelungen von den neuen Vorschriften erhalten. TSMC-Chef C.C. Wei hatte am Donnerstag in Taipeh bei einer Investorenkonferenz berichtet, dass er die Auswirkungen auf das Geschäft des Chipherstellers in China für begrenzt hält. Es gehe eher um hochmoderne Chips, besonders für Künstliche Intelligenz oder Supercomputer-Anwendungen.

"Die wachsende Isolation ist eine schlechte Nachricht für chinesische Unternehmen in Bereichen wie Datenzentren, Künstliche Intelligenz und autonomes Fahren, die hochtechnologische, starke Chips erfordern", schrieb das renommierte chinesische Wirtschaftsmagazin "Caixin". Es sei ein weiterer Versuch der Regierung von US-Präsident Joe Biden, die Halbleiter-Lieferketten für China "abzuwürgen". Seit die USA mit ähnlichen Beschränkungen schon 2020 gegen den chinesischen Telekom-Riesen Huawei vorgehen, hat das Land seine Bemühungen verstärkt, bei Halbleitern stärker auf eigenen Füßen zu stehen.

Japan will ebenfalls bis zu 70 Milliarden Yen (rund 480 Mio. Euro) in ein neues Halbleiterunternehmen investieren. "Chips werden eine entscheidende Komponente für die Entwicklung neuer Spitzentechnologien wie KI, digitale Industrien und das Gesundheitswesen sein", sagte der Minister für Wirtschaft, Handel und Industrie, Yasutoshi Nishimura.

Das neue Unternehmen solle den Namen "Rapidus" tragen und würde in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts mit der Produktion von Chips beginnen. Technologieunternehmen wie Sony und NEC sollen bei "Rapidus" den Vorsitz übernehmen, um sich wieder als führende Hersteller moderner Chips zu etablieren.

Im Rahmen eines "Chip-Gipfels" haben Wirtschaftsminister Martin Kocher, die Förderagenturen FFG und aws, Interessensvertretungen und Unternehmen Programme präsentiert, um die Halbleiter-Entwicklung und -Produktion in Österreich voranzubringen. "Jede Investition in diesem Sektor sichert langfristig hoch qualifizierte Arbeitsplätze und generiert Wohlstand", so Kocher laut Aussendung.

Die österreichische Bundesregierung habe daher entsprechende Initiativen in die Wege geleitet. So beteiligt sich ein österreichisches Unternehmenskonsortium seit März 2021 an einem pan-europäischen Projekt (IPCEI Mikroelektronik) mit einem nationalen Fördervolumen von insgesamt rund 150 Mio. Euro. Auch bei einem zweiten Vorhaben von gemeinsamem europäischem Interesse im Bereich Mikroelektronik würden aktuell die Vorbereitungen für eine österreichische Teilnahme laufen.

Neu aufgesetzt wird das Programm "Lab2Fab", das aus Mitteln des Fonds Zukunft Österreich mitfinanziert wird. Dafür stehen 12 Mio. Euro zur Verfügung. Zielsetzung des neuen Förderprogrammes sei die Unterstützung der österreichischen Halbleiterindustrie und verwandter Branchen bei der Durchführung mehrjähriger Forschungs- und Entwicklungsprojekte bis hin zum Aufbau der industriellen Fertigung von Halbleitererzeugnissen.