Bausteine der Zukunft

Die EU ermöglichte im Juni 2023 die Förderung von rund 100 europäischen Projekten. Doch wie sinnvoll ist dieser Ansatz, wenn das komplexe und arbeitsintensive Testen, Zusammenbauen und Verpacken der Chips weiterhin fast ausschließlich in asiatischen Niedriglohnländern stattfindet? „Ohne eine umfassende Strategie, die eine ganzheitliche Produktion in unserer Region umfasst, bleibt das Ziel halbherzig“, sagt Tobias Wölk, Produktmanager Automatisierungstechnik & Aktive Bauelemente bei Reichelt Elektronik. „Eine echte Souveränität in der Halbleiterproduktion erreicht Europa nur durch eine vollständig europäisierte Wertschöpfungskette – von der Frontend- bis zur Backend-Produktion. Es braucht nicht nur mehr Herstellungsfabriken, sondern auch eine regionale Ansiedlung der weiterverarbeitenden Industrien. Andernfalls werden wir weiterhin anfällig für globale Lieferkettenstörungen sein, und die Abhängigkeit von Asien bleibt bestehen.“

Ein globalisierter Prozess

Die Halbleiterproduktion nach Europa „zurückzuholen“ ist leichter gesagt als getan. Heutzutage handelt es sich um einen stark globalisierten Prozess, bei dem selbst branchenführende Chipdesign-Firmen die Produktion ihrer Chips an externe Firmen outsourcen. Auch die verschiedenen Produktionsphasen an sich sind auf unterschiedliche Weltregionen verteilt. Die Herstellung erfolgt in zwei Hauptphasen: In der Front­end-Fertigung werden sogenannte Wafer – dünne Siliziumscheiben – mit Schaltkreisen versehen und so aufbereitet, dass schließlich Chips entstehen. Nach ihrer vollständigen Verarbeitung beginnt die Backend-Fertigung, die das Testen, Zusammenbauen und Verpacken der Chips umfasst. Viele große Halbleiterhersteller haben sich entschieden, die weniger differenzierte und arbeitsintensivere Backend-Fertigung an spezialisierte Dienstleister in den asiatischen Markt auszulagern, um Kosten zu sparen.

Dieser komplexe Herstellungsprozess macht die globalen Halbleiter-Lieferketten besonders fragil. Geopolitische Spannungen, Naturkatastrophen oder globale Krisen können einen Großteil der europäischen Unternehmen von der Halbleiter-Versorgung abschneiden. Schließlich sind neun von zehn Industrie­unternehmen in Europa auf Halbleiter angewiesen. Das EU-Vorhaben, die europäische Halbleiterproduktion zu stärken, mag daher naheliegend erscheinen. Mitte 2023 beschloss die EU den sogenannten Chips Act. Das Maßnahmenpaket im Wert von 43 Mrd. Euro soll öffentliche und private Investitionen anziehen, Forschung und Innovation fördern und Europa auf künftige Versorgungskrisen vorbereiten. Die EU-Vertreter wollen den europäischen Anteil am weltweiten Halbleitermarkt von derzeit rund 10 % auf 20 % erhöhen. Kein leichtes Unterfangen, zumal die USA mit ihrem CHIPS and Science Act bereits 2022 52,7  Mrd. US-Dollar an Fördermitteln bereitgestellt haben.

Herausforderungen bei der Verlagerung

Der ambitionierte Plan der EU lässt sich in der Realität der Halbleiterproduktion nicht einfach so umsetzen. Denn mit einer bloßen Verlagerung der Frontend-Produktion ist die europäische Halbleiterabhängigkeit noch lange nicht gelöst: Die Backend-Fertigungskapazitäten müssen im gleichen Maße gesteigert werden. Die globale Produktionsverteilung der unterschiedlichen Halbleiter-Strukturbreiten erschwert eine rein europäische Herstellung noch weiter. Je geringer die Strukturbreiten, desto leistungsfähiger und effizienter sind die Halbleiter und somit auch die Endgeräte. Im Dezember 2020 entfielen etwa 49 % der europäischen Kapazitäten auf Strukturbreiten von ≥0,18 µm. Diese Halbleiter gehören zu einer älteren Generation und werden heute in fast allen elektrischen Geräten verbaut. Das bedeutet jedoch auch: Wenn Europa den Eigenbedarf aus lokaler Produktion decken will, muss die Herstellung vervielfacht werden. Zudem fehlt es an geeigneten Arbeitskräften, um die ambitionierten Ziele zu erreichen.

Ein weiterer bedeutender Engpass ist die Abhängigkeit von chinesischer Siliziumproduktion. Silizium wird größtenteils in China produziert. Dass diese Verfügbarkeit zu niedrigeren Preisen einen nicht zu unterschätzenden Wettbewerbsvorteil für China darstellt, sehen Experten schon bei der Produktion von Solarzellen. Auch diese Abhängigkeit macht Europa verwundbar gegenüber geopolitischen Spannungen und Versorgungsunterbrechungen.

Von autonomer Halbleiter­produktion weit entfernt

Das Ziel der EU, bis 2030 einen 20-prozentigen Weltmarktanteil an der Halbleiterproduktion zu erreichen, ist ehrgeizig. Doch zurzeit stehen weder ausreichende Mittel noch genügend Fachkräfte zur Verfügung, um dieses Vorhaben zu verwirklichen. Um den aktuellen Herausforderungen zu begegnen, muss die Bauelementproduktion stattdessen ganzheitlich gedacht werden.

Europa sollte seine Halbleiter-Lieferketten diversifizieren und auf mehrere Regionen verteilen, um Abhängigkeiten zu vermeiden. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Industrie, Regierung und Bildungseinrichtungen ist dabei von entscheidender Bedeutung, um die benötigten Fachkräfte auszubilden und zu gewinnen. Gleichzeitig müssen bürokratische Hürden abgebaut und die Investitionen in Forschung, Entwicklung und Infrastruktur massiv gesteigert werden.

Nur durch eine koordinierte und integrative Herangehensweise kann Europa seine Vision einer starken und unabhängigen Halbleiterindustrie verwirklichen und sich erfolgreich im globalen Wettbewerb behaupten.