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Die Halbleiter-Lieferkette gewinnt aufgrund der rasant steigenden Nachfrage, der hohen Angebotskonzentration und der wachsenden geopolitischen Sorgen zunehmend an strategischer Bedeutung. Sowohl Gießereien (auch Foundries genannt) als auch die großen Volkswirtschaften insgesamt liefern sich einen Wettlauf um den wachsenden Halbleitermarkt. Das südkoreanische Unternehmen Samsung Electronics hat eine Vorreiterrolle übernommen, indem es die Massenproduktion von High-End-Chips im 3-Nanometer-Verfahren aufgenommen hat.
Solch fortschrittliche Chips mit kleinem Formfaktor sind schwierig herzustellen, da sie mehr Transistoren auf kleinem Platz setzen müssen. Die Massenproduktion solch fortschrittlicher Chips zeigt, wie ausgereift die Technologie ihres Herstellers ist, in diesem Fall Samsung.
Asiens High-End-Chiphersteller
Samsungs neue fortschrittliche Chips ermöglichen eine um 16% verringerte Oberfläche, eine um 23% höhere Leistung und einen um 45% niedrigeren Stromverbrauch im Vergleich zu den vorherrschenden 5-nm-Chips. „Samsung beginnt mit der ersten Anwendung des Nanoplatten-Transistors bei Halbleiterchips für Hochleistungscomputer, mit geringem Stromverbrauch und plant eine Ausweitung auf mobile Prozessoren“, so das Unternehmen in einer Erklärung.
Der südkoreanische Riese konkurriert mit dem taiwanesischen Unternehmen TSMC um die Entwicklung der Spitzenchips, aber Marktexperten glauben, dass dies kurzfristig nur wenig Einfluss haben wird. „Während 3-nm die am meisten verfügbare Spitzentechnologie sein wird, würde die Gesamtkapazität nach unseren Schätzungen im Jahr 2023 weniger als 10% der weltweiten Foundry-Industrie in Spitzenfertigungen (16-Nanometer und darunter) ausmachen, was noch keinen signifikanten Faktor für die branchenweiten Nachfrage-/Angebotsaussichten darstellt“, sagte Dale Gai, Analyst bei Counterpoint Research, gegenüber Nikkei Asia.
Obwohl die Produktion bereits begonnen hat, hat Samsung Electronics noch nicht geklärt, wer diese 3-nm-Chips kaufen wird. Gerüchte in Internetforen besagen, dass Samsung diese hochmodernen Chips in Massenproduktion für einen Hersteller von Bitcoin-Mining-Rigs herstellt, aber es liegen keine offiziellen Informationen vor.
Unterdessen ist TSMC noch dabei, seine 3-nm-Chips einzuführen. Jüngste Berichte deuten darauf hin, dass die Foundry die High-End-Chips in der zweiten Jahreshälfte 2022 vorstellen wird, wobei die ersten Chips dann im ersten Quartal 2023 produziert werden sollen. Letztes Jahr erklärten Apple und Intel, dass sie die 3-nm-Produktionstechnologie von TSMC für ihre Designs beziehen werden.
Apple ist der größte Kunde von TSMC und plant, seine kommenden M2 Pro und M3 Chips im 3-nm-Prozess zu fertigen. Intel arbeitet mit TSMC an mindestens zwei 3-nm-Projekten, um CPUs für Notebooks und Server in Rechenzentren zu entwickeln. Der einstige Marktführer Intel muss noch mit der Herstellung seiner eigenen 5-nm-Chips beginnen und hat gegenüber den Konkurrenten AMD und Nvidia an Boden verloren.
AMD verwendet derzeit TSMCs 5-nm-Chipproduktionstechnologie für seine Notebook-Prozessoren, während Nvidia den gleichen Fertigungsprozess für seinen ersten Server-CPU-Chip anwenden wird.
Während TSMCs 3-nm-Produktion wahrscheinlich 2023 beginnen wird, hat sich das Unternehmen das Ziel gesetzt, den 2-nm-Prozess im Jahr 2025 einzuführen. Samsung hat bereits gesagt, dass es 2025 mit der 2-nm-Fertigung beginnen wird.
Taiwan, Südkorea und Japan sind die dominierenden Akteure in Asien bei der Halbleiterproduktion. China versucht langsam aufzuholen, nachdem es durch die US-Sanktionen vom Zugang zu Spitzentechnologien abgeschnitten wurde.
Japan arbeitet mit den USA zusammen, um ab 2025 2-nm-Chips vor Ort herzustellen. Die beiden Länder arbeiten im Rahmen einer bilateralen Chip-Technologiepartnerschaft zusammen, um sich gegenseitig zu unterstützen, und private Unternehmen werden Forschung zu Design und Massenproduktion betreiben. Um die Investitionen anzukurbeln, wird das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie die Kosten für Forschung und Entwicklung subventionieren. Es ist wahrscheinlich, dass US-amerikanische und japanische Unternehmen gemeinsam eine neue Gesellschaft gründen oder japanische Firmen neue Produktionszentren einrichten werden.
Warum stehen High-End-Chips im Fokus?
Im Wettlauf um die Herstellung von High-End-Chips geht es nicht nur um einen technologischen Sieg, sondern auch um geopolitische Konsequenzen. In einer Welt mit zunehmender technologischer Durchdringung wird das Land, das fortschrittliche Chips herstellt, einen klaren wirtschaftlichen Vorteil gegenüber anderen haben.
„Chips werden heute in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt, nicht nur in Computern und Smartphones, sondern auch in Automobilen, medizinischen Geräten und öffentlichen Infrastrukturen. Die Besorgnis wächst, dass der Zugang eines Landes zu hochmodernen Chips weitreichende Auswirkungen auf die nationale Sicherheit haben könnte“, so die DBS in einer Einschätzung.
Unterdessen setzt Morgan Stanley das globale Halbleiterrennen mit dem Wettrüsten gleich. „Angesichts des derzeitigen feindseligen politischen Klimas rund um Halbleiter glauben wir, dass sich dieser Rohstoff als Kernstück eines geopolitischen Konflikts erweisen könnte, der sich auf die globalen Märkte und den Handel auswirken könnte, ähnlich wie Öl in den 1970er Jahren“, so der US-Finanzdienstleister.
TSMC und Taiwan stehen hier deutlich im Fokus, da das Land rund 50% der weltweiten Foundry-Kapazitäten kontrolliert und der größte Produzent von High-End-Chips weltweit ist. „Taiwan ist ein Schlüsselbereich, in dem chinesische und amerikanische Kerninteressen aufeinanderprallen. China betrachtet Taiwan als eine Frage der territorialen Integrität, während die USA es als eine kritische Insel innerhalb ihres ‹Verteidigungsperimeters› im Pazifik betrachten“, so Morgan Stanley.
