Die Gefahr einer drohenden Chip-Krise

Bei lebenswichtigen Ressourcen darf die Wirtschaftspolitik das Land nicht in die Abhängigkeit von einem einzigen Lieferanten manövrieren. Eine Reihe mutwilliger oder dilettantischer Fehlentscheidungen hat uns in die Abhängigkeit von russischem Gas getrieben. Der Ausweg aus dieser Abhängigkeit wird für das Land sehr teuer und schmerzhaft werden.

Es bahnt sich möglicherweise eine neue Misere an, die uns in noch größere Schwierigkeiten bringen könnte.

Dazu einige technische Erklärungen.

Vor einem dreiviertel Jahrhundert machten drei amerikanische Physiker eine Erfindung, welche die Welt vielleicht mehr verändert hat als das Rad: Sie erfanden den Transistor. Das ist so etwas wie ein elektrischer Schalter ohne bewegliche Teile. Der wird dann nicht durch einen kleinen Kipphebel bedient, sondern seinerseits durch Elektrizität. Durch die intelligente Kombination solcher Transistoren kann man Schaltkreise schaffen, die zwei unterschiedliche Zustände einnehmen können, sagen wir 0 und 1.

Diesen 0-oder-1-Zustand kann man als Information interpretieren, man nennt ihn ein „Bit“. Es ist möglich, so ziemlich alle Informationen, mit denen wir konfrontiert werden, durch eine mehr oder weniger große Anzahl solcher Bits auszudrücken. Interpretieren wir die Bits etwa als Bildpunkte, dann kann man durch eine Million davon schon eine vernünftige Schwarz/weiß-Fotografie darstellen.

Aus Transistoren kann man auch noch anderen Vorrichtungen aufbauen, sogenannte Prozessoren, welche auf besagte Informationen zugreifen und sie nach bestimmten Regeln bearbeiten. Eine Sequenz solcher Regeln wird Programm genannt und deren Schöpfer sind offensichtlich die Programmierer.

Je kleiner, desto besser

Transistoren hatten ursprünglich etwa die Größe eines Zündholzkopfes. Wenn man große Mengen an Information bearbeiten will, dann braucht man eine sehr große Anzahl an Transistoren, und da kommt man, selbst bei dieser relativ kleinen Abmessung, schnell an technische Grenzen.

Es gelang dann, die Transistoren immer kleiner zu machen, und viele davon, gemeinsam mit ihren Verknüpfungen, auf einem Kristall aus Silizium entstehen zu lassen. Gegenwärtig ist man in der „4 Nanometer (nm) Technologie“ angekommen, d.h. die Transistoren und Leiterbahnen, die sie verbinden, sind nur vier nm breit. Ein nm ist ein Millionstel Millimeter und auf einer Breite von 4 nm haben gerade noch 20 Siliziumatome nebeneinander Platz. Auf einer Fläche von einem Quadratmillimeter (die ist etwa so groß ▪) kann man mit dieser Technologie Milliarden von Schaltkreisen unterbringen. So kann unser Smartphone dann Hunderte von Selfies und viele andere wichtige Daten speichern.

Die Miniaturisierung brachte viele Vorteile: geringen Verbrauch des teuren Rohmaterials, höhere Rechengeschwindigkeit, mehr Speicherkapazität, weniger Stromverbrauch, Integration vieler unterschiedlicher Funktionen und geringer Platzbedarf im Endprodukt, wo der Chip letztlich seine Arbeit tun soll. Der Chip, das ist das beschriebene mikroskopische Stück Silizium samt seiner makroskopischen Verpackung und diesen vielen Beinchen, die den Kontakt zum Rest der Welt herstellen.

Kein Kinderspiel

Die Herstellung dieser Chips ist extrem kompliziert. Zunächst muss das Layout geschaffen werden, sozusagen der Stadtplan für die Millionen von mikroskopischen Straßen, Kreuzungen und Ampeln. Das stellt vermutlich die höchsten Anforderungen an Intelligenz, mit denen der Homo sapiens je konfrontiert war. Er schafft ja gewissermaßen den Schaltplan für ein kleines künstliches Gehirn.

Die anschließende Fertigung des Chips gemäß besagtem Plan muss dann überaus genau durchgeführt werden, etwa auf die Abmessung eines Atoms genau. Das ist nichts für Menschenhände. Diese Aufgabe wird zu 100 Prozent an Roboter übertragen, die allerdings zuvor von Menschen angelernt werden mussten. Wie lange brauchen diese pfiffigen Roboter dann, bis ein Chip fertig ist? Eine Sekunde? Eine Stunde? Nein, 85 Tage! Aber in der Zeit machen sie sehr viele gleichzeitig.

Wie wir wissen, gibt es kaum noch etwas ohne Chip; ein modernes Auto hat angeblich um die 1.000 davon, und eine Küchenwaage hat zumindest einen. Der globale Chip-Markt hat ein Volumen von ca. 550 Mrd. US$ jährlich, das sind $70 pro Kopf der Weltbevölkerung! Es handelt sich offensichtlich um ein sehr attraktives, krisensicheres Geschäftsfeld – aber es ist auch extrem anspruchsvoll.

Um solch eine Fertigung aufzubauen und zu betreiben, muss man sich den Standort gut aussuchen. Man braucht eine perfekt funktionierende Infrastruktur mit 100 Prozent sicherer und preiswerter Stromversorgung, und man braucht Nachwuchs, dessen kognitive Veranlagung von klein auf gefördert und trainiert wurde. Das heutige Deutschland wäre vermutlich keine gute Wahl. Mit Strom aus Windmühlen wäre das schwierig, und mit Abiturienten, deren Kernkompetenz die gendergerechte Rechtschreibung ist, die dafür aber nicht wissen, was der Dreisatz ist, hätte man keine Chance.

Man muss sich den Standort also nach dem Ranking gemäß PISA-Studie aussuchen, und da landet man in Ostasien.

Nancy in China

Anfang August besuchte Nancy Pelosi, die Sprecherin des US-Repräsentantenhauses, die Insel Taiwan. Das Land hat etwa so viele Einwohner wie die ehemaligen Ingenieurs-Hochburgen Bayern und Baden-Württemberg gemeinsam, hat aber heute bei der Pflege seiner intellektuellen Ressourcen eine bessere Hand: in der PISA-Studie / Mathematik landet man dort im globalen Ranking auf Platz fünf.

Nancy hatte dort auch ein Treffen mit einem gewissen Mark Liu, dem Präsidenten der Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC). Diese Firma hat 55 Prozent Anteil an der weltweiten Produktion kundenspezifischer Chips. Auf dem zweiten Platz liegt Samsung Electronics in Korea, dann kommt noch eine weitere taiwanesische Firma. Doch damit nicht genug. Enthalten in dem erwähnten 55-Prozent-Anteil sind 90 Prozent der weltweit verkauften Chips der neuesten Generation!

Es ist nicht auszumalen, was geschähe, wenn TSMC seine Lieferungen einstellen würde. Zum Bau eines $50.000-Autos könnte dann so ein Teil für zwei Dollar fehlen. Weltweit würden die Fließbänder stillstehen, von denen noch gestern Kaffeemaschinen, Fernseher und Laptops rollten. Während der Corona-Krise gab es schon einen Vorgeschmack auf eine solche Situation.

Den Chiphahn zudrehen

Der Einsatz dieser verdammten Chips in fast jedem technischen Produkt hat die Weltwirtschaft de facto in die Anhängigkeit von zwei oder drei Firmen gebracht, welche auf einer Insel angesiedelt sind, die von der Kommunistischen Partei Chinas beansprucht wird. Würde China seine mehr oder weniger deutlichen Drohungen wahr machen, dann hätte es endgültig die totale wirtschaftliche Weltherrschaft errungen. Der Rest der Welt wäre ab dann nicht nur auf die konkurrenzlos billigen Massenprodukte vom Smartphone bis zum Plüschtier angewiesen, sondern auch auf die Lieferung dieser verfluchten, unverzichtbaren Chips. Und so wie Russland seine Gasleitungen könnte China dann seine Chipleitungen in den Rest der Welt nach Belieben auf- und zudrehen.

Und während man bei Gas noch die Chance hat, es etwa durch Öl zu ersetzen oder einen anderen Lieferanten im Nahen Osten zu finden, wäre das bei Chips erst einmal nicht möglich. Der Aufbau solch einer Fertigungsanlage auf der grünen Wiese würde sehr, sehr lange dauern, falls es denn überhaupt gelingt.

Und deswegen regte Nancy Pelosi in ihrem Gespräch mit Mark Liu an, er solle sich doch überlegen, ob seine Firma nicht vielleicht ein oder zwei Fertigungsstätten in den USA errichten möchte. Man macht sich in den USA offensichtlich keine Illusionen, dass man ohne das taiwanesische Know-how und deren Patente eine konkurrenzfähige Chipfertigung aufbauen könnte. Hoffentlich denkt Herr Liu nicht zu lange darüber nach, damit das Geschäft noch vor Tag X abgeschlossen sein kann. Eile ist geboten, denn von Nancys Besuch in Taiwan war Mr. Xi „not amused“.

Vielleicht haben ja die deutschen Geheimwaffen Claudia und Annalena eine ähnliche Charmeoffensive mit demselben Anliegen bei TSMC geplant. Dafür könnten die beiden den Kniefall des Wirtschaftsministers von Katar schon mal einüben.

Dieser Artikel erschien zuerst im Blog des Autors Think-Again. Sein Bestseller „Grün und Dumm“ ist bei Amazon erhältlich.

 

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paulbrusselmans / 11.11.2022

Bitte wir haben doch keine Chipkrise. Wir haben Pfannifrisch.

Dirk Kern / 11.11.2022

Ob es so sinnvoll ist, ein koreanisch-chinesisch-taiwanesisch, vor allem aber amerikanisches Oligopol durch eine monopolistische Dominanz der USA zu ersetzen? Wie unfair die USA mit Wettbewerbern umgehen, sieht man an Huawei. Kurzzeitig die Weltmarktführerschaft von Apple übernommen und schon drehen ihnen die USA den Zugang zum Google App-Store und den neuen 5G-Chips ab. Dann doch besser einen polypolen Dschungel mit freiem und vielfältigem Wettbewerb.

RMPetersen / 11.11.2022

Diese Insel wird nicht nur “von der KP China beansprucht”, sie ist sogar nach Ansicht der UNO sowie der USA ein Teil der VR China, die aus Peking regiert wird. Und diese Regierung vertritt bei der UN auch Taiwan. Dass auch die USA nicht dagegen gestimmt haben, dass die UN den Vertreter Taiwans 1972 herausgeworfen haben ist bedauerlich, aber für die USA damals war der Riesenmarkt “Festlandchina” einfach zu verlockend. Dass Taiwan ein Teil der VR China ist, wird völkerrechtlich nicht bestritten. Die VR hat in diversen Verträgen mit der UNO und den USA zugesagt, die Vereinigung nicht mit militärischen Mitteln vorzunehmen, so lange - und hier wird es wichtig - Taiwan nicht Anspruch auf Unabhängigkeit erhebt. Bleibt der status quo erhalten, ist also allen Seiten gedient. Frau Nancy P. hat an nun eine Art Staatsbesuch inszeniert und rüttelt am status quo. Die USA möchten gerne auf Taiwan Mittelsteckenraketen installieren, dazu ist es hilreich, in Taiwan die Angst vor einem chinesischen Einmarsch zu schüren.  Das wiederum geschieht dadurch, dass man laut über die taiwanesische Unabhängigkeit redet und mit Besuchen staatliche Souveränität simuliert. Auf Taiwan ist die grosse Mehrheit der Bürger dafür, dass alles so bleibt: Keine formelle eigene Staatlichkeit, gute Geschäfte mit allen Seiten. Die US-Sanktionen gegen China stören diese Geschäfte.

O. Prantl / 11.11.2022

“Eine Reihe mutwilliger oder dilettantischer Fehlentscheidungen hat uns in die Abhängigkeit von russischem Gas getrieben” Wann geht das endlich in die Köpfe rein, dass, wenn man auf Lieferungen angewiesen ist, man immer in Abhängigkeit von einem Lieferanten ist. Man zeige mir und belege es, dass es z.B. Gas/Energie einen Lieferantern gibt, welcher zuverlässiger ist als die Russen. Übrigens trotz unserer Kriegsteilnahme. Ich hasse diese einkeitenden Kniefälle !

Sam Lowry / 11.11.2022

Nochmal was zur Chip-Herstellung. Wenn es da Schwankungen im Netz gibt, muss die Produktion gestoppt werden und es entstehen jedesmal Schäden in 6-stelliger Höhe. Und wenn ich das richtig in Erinnerung habe, habe wir solche Schwankungen fast jeden Abend um 20 Uhr. Ob die bereits ausreichen weiß ich nicht. In Zukunft (ab irgendwann 2023 - siehe auch Bundestag, Kurzmitteilung 09.11.2022 (hib 641/2022)) werden sie aber sicher reichen. Zudem die angespannte Lage beim Erdgas. Ich glaube wie gesagt nicht, dass Intel da 17 Milliarden in den Sand setzen wird.

Arthur Sonnenschein / 11.11.2022

Der Autor scheint noch nicht zu begreifen, dass Deutschland trotz der wie im Vorkommentar von Klassen angemerkten Expertise nicht ein weltweites Zentrum der Chipherstellung werden darf, so wie es seine zivile nukleare Führerschaft nicht mehr nutzen durfte oder das russische Gas nicht nutzen darf. Für diese Probleme sind aber nicht die Russen oder die Chinesen verantwortlich, sondern die Interessengegensätze zwischen der europäischen Führungsmacht und seinem grossen Verbündeten, der die Federführung bei den Richtungsentscheidungen hat und für den Europa wirtschaftlich und militärisch ein genauso grosses Problem wie China darstellt.

Sam Lowry / 11.11.2022

Nachtrag zu TSMC: “Das heißt, wir brauchen dauerhaft eine Einspeisung von fünf Megawatt Energie – die Hälfte davon als Elektrizität, den Rest als Gas, mit dem wir in zwei Blockheizkraftwerken auf unserem Werksgelände 6,5 Megawattstunden Strom produzieren.” Das könnte für Intel verdammt schlecht laufen… ob die dann doch vorher noch aussteigen? Ich gehe mal davon aus, bei Intel sitzen ja keine Verrückten wie im deutschen Bun…

Sam Lowry / 11.11.2022

Nebenbei gegoogelt: “Seit Mitte März 2022 ist es offiziell: US-Chiphersteller Intel baut seine neue Giga-Fabrik in Magdeburg. Baubeginn 2023.” So, muss noch Doppel-Trioden einpacken. Für China. Tja, ich habe was, was die Chinesen nicht haben… nee, wenn die mir doof kommen, dann stelle ich einfach meine Lieferungen ein und China geht partiell pleite. Pöh.

Alex Müller / 11.11.2022

Ein guter Artikel, doch dem Autor fehlt ein wenig Hintergrundwissen. Chipproduktion alleine ist nicht alles. Die Taiwanesen sind zwar führend, was die eigentliche Produktion betrifft, doch ohne Zulieferer wären sie völlig hilflos, wie z. B. Mercedes und BMW ohne Conti oder Bosch. Conti und Bosch heißen in der Chipbranche ASML (aus NL) und Nikon (Japan), wobei ASML führend ist. ASML braucht wiederum Optiken von Zeiss und Laser von Trumpf aus Deutschland. Ohne Software läßt sich ein Chip auch nicht entwerfen, hier liegt die Führung klar in den USA, Synopsis und Cadence heißen die Platzhirsche. Das ganze ist also viel internationaler, als man gemeinhin denkt. Im Augenblick versuchen die USA mit Gewalt, die Chinesen von den Chip-Produkten der Taiwanesen abzuschneiden. Ob das eine gute Idee ist? Sicherlich wirkt das ein paar Jahre, aber die Chinesen sind auch nicht dumm und werden langfristig lernen, alleine zurechtzukommen, so wie sie z.B. bei der Akku-Technologie den ganzen Westen überholt haben. Außerdem haben sie jetzt bei einem Angriff auf Taiwan TSMC & Co als Lieferanten nicht mehr zu verlieren - im Gegensatz zu früher. Wie schon mit Rußland, könnte sich der vermeintlich allmächtige Westen mit den Sanktionen selbst ein übelstes Bein stellen.

Didi Hieronymus Hellbeck / 11.11.2022

“Dieser Beitrag von Hans Hofmann-Reinecke ist defäritistisch. Es gibt keine Chips Krise. Allein in dem deutschen Index Dachs haben wir vierzig Blue Chips und im europischen Stocks 50 sind fünfzig Blue Chips drin.. Und die Blue Chips sind die besten überhaupt”. i.A. Annalena Bockbier.

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