Halbleiterkapazität ist eine Geschichte von Engpässen, nicht nur von Fabrikankündigungen

Alle paar Monate kündigt eine Regierung ein Halbleiterpaket an, ein Unternehmen setzt den Spatenstich für eine Fabrik an, und in der Schlagzeile steht eine Milliardenzahl. Die schwierigere Geschichte liegt darunter: Was begrenzt eigentlich, wie viele Chips die Welt herstellen kann, und wie schnell. Drei Details aus der Lieferkette, die in den vergangenen zwei Jahren veröffentlicht wurden, deuten darauf hin, dass die Antwort nicht nur in der Zahl der Fabs liegt.

Nehmen wir die Geschichte der Branche selbst. Der Beitrag von IEEE Spectrum vom Dezember 2024, „The Forgotten Story of How IBM Invented the Automated Fab“, beschreibt Project SWIFT, ein Fertigungsforschungsprogramm unter Leitung des IBM-Managers Bill Harding in East Fishkill, New York, im Jahr 1970. Harding wollte eine vollautomatische Waferfertigungslinie, die integrierte Schaltungen in weniger als einem Tag produzierte. Damals liefen ICs wie RAM-Chips üblicherweise über etwa einen Monat durch Dutzende manuelle Arbeitsstationen.

SWIFT brauchte im Schnitt 5 Stunden für jede Ebene seines Fertigungsprozesses, während die schnellsten modernen Fabs 19 Stunden pro Prozessebene benötigen und der Branchendurchschnitt bei 36 Stunden liegt.

Dieser Vergleich stammt direkt von IEEE Spectrum, das darauf hinweist, dass heutige Chips mit mehr Ebenen auf größeren Wafern und mit komplexerer Verarbeitung gebaut werden. Diese Faktoren schließen die Lücke nicht, argumentiert der Artikel. Viele von SWIFTs Innovationen sind heute Standard in automatisierten Anlagen, doch seine Durchlaufzeit wurde nie erreicht. Die Lehre für Kapazitätsplaner ist unbequem: Der Durchsatz pro Quadratmeter Reinraum ist ein Konstruktionsproblem, nicht bloß eine Frage des Kapitals.

Woher der Rohstoff kommt

Dann ist da Spruce Pine in North Carolina. Tom's Hardware berichtete am 1. Oktober 2024, Hurrikan Helene habe mehr als zwei Fuß Regen über die Stadt gebracht, Straßen und Strom gekappt und den Zustand der örtlichen Minen für hochreines Quarz unklar gelassen. Zwei Unternehmen fördern dort ultrareines Quarz: Sibelco North America und The Quartz Corp. Tom's Hardware schrieb, ein Sprecher von Quartz Corp habe The Verge gesagt, es sei zu früh für eine Aussage, ob die Produktion betroffen sei, und Sibelco habe angeblich eine Betriebsunterbrechung bestätigt. Wiederholte Versuche, Sibelco zu erreichen, scheiterten wegen fehlenden Telefonnetzes in der Region.

Warum ist eine kleine Stadt wichtig? Quarztiegel halten geschmolzenes Silizium beim Czochralski-Verfahren, das Polysilizium in monokristalline Ingots verwandelt, die anschließend zu Wafern geschnitten werden. Verunreinigungen im Tiegel wandern in die Schmelze, und Halbleiter reagieren extrem empfindlich auf Kontamination. Brian Potters Analyse in Construction Physics vom 8. November 2024 ordnet das Geschäft ein. Spruce Pine produziert schätzungsweise 180.000 bis 200.000 Tonnen hochreines Quarz pro Jahr, und hochreines Quarz kostet in der Größenordnung von 10.000 Dollar pro Tonne. Tiegel kosten jeweils mehrere tausend Dollar und halten rund 400 Betriebsstunden. Ein einzelner CZ-Ofen verbraucht 20 bis 25 Tiegel pro Jahr, und eine Studie schätzte, dass Tiegel 30% der Herstellungskosten monokristalliner Silizium-Ingots ausmachen.

Potter ist vorsichtig mit der apokalyptischen Version der Geschichte. Würde Spruce Pine ausfallen, hieße das wahrscheinlich nicht das komplette Ende der Halbleiterproduktion, schreibt er, aber es würde niedrigere Ausbeuten und höhere Kosten bedeuten. Alternativen gibt es, doch sie sind noch nicht entwickelt, nicht ganz so gut oder nicht so günstig. Er merkt außerdem an, dass die Branche für hochreines Quarz extrem verschwiegen ist und konkrete Zahlen schwer zu bekommen sind. Daran sollte man sich erinnern, wenn das nächste Mal eine einzelne Mine als Fundament der modernen Wirtschaft beschrieben wird.

Kapazitätsaufbau an anderen Orten

Zugleich entsteht Kapazität auf Wegen, die nicht wie ein Logik-Fab der Spitzenklasse aussehen. Texas Instruments teilte am 24. Oktober 2024 mit, im Werk Aizu in Japan mit der Produktion von Galliumnitrid-Leistungshalbleitern begonnen zu haben. Zusammen mit der bestehenden GaN-Fertigung in Dallas, Texas, werde TI intern viermal mehr GaN-Leistungshalbleiter herstellen, sobald Aizu die Produktion hochfahre. Das Unternehmen gab an, seine 200mm-GaN-Technologie für die Massenproduktion qualifiziert zu haben.

In der TI-Mitteilung wird Mohammad Yunus, Senior Vice President für Technologie und Fertigung, zitiert: Der Meilenstein stütze den Plan, die interne Fertigung bis 2030 auf mehr als 95% auszubauen und dabei aus mehreren TI-Standorten zu beziehen. TI erklärte außerdem, GaN-Fertigungsprozesse auf 300mm-Wafern erprobt zu haben und dass die erweiterten Prozesse vollständig auf 300mm übertragbar seien. GaN ist eine Alternative zu Silizium für die Leistungsumwandlung, eingesetzt in Laptop- und Handy-Netzteilen, in Motoren für Heizung und Klimaanlage sowie in Server-Netzteilen. Mit Logik der Spitzenklasse konkurriert es nicht, gehört aber zum größeren Bild der Halbleiterkapazität.

Der deutlichste staatliche Vorstoß kommt aus Indien. TechCrunch berichtete am 15. Juli 2026, Neu-Delhi habe ein Mobile Phone Manufacturing Scheme im Wert von 625 Milliarden Rupien vorgestellt, rund 6,5 Milliarden Dollar, mit einer Laufzeit von fünf Jahren, Anreizen von 2,25% bis 5% des förderfähigen Umsatzes und zusätzlich 1,5% für lokal beschaffte Schlüsselkomponenten und Baugruppen. Die Regierung sagte weitere 1,28 Billionen Rupien zu, etwa 13,3 Milliarden Dollar, für die heimische Halbleiterfertigung und erweiterte damit ein 2021 gestartetes Chip-Anreizprogramm von 10 Milliarden Dollar, mit mehr Unterstützung für Chipausrüstung, Materialien, Design und Forschung.

Das Ausmaß der Lücke steht im selben Artikel. China kam 2025 auf 63% der weltweiten Smartphone-Produktion, Indien auf 18%, so Counterpoint Research. Apple begann 2017 mit der iPhone-Montage in Indien, und etwa 25% seiner iPhones werden inzwischen dort hergestellt, berichtet TechCrunch. Das Smartphone-Programm läuft bis März 2031. Die Regierung erwartet in diesem Zeitraum eine Handyproduktion von insgesamt rund 39 Billionen Rupien, etwa 405 Milliarden Dollar, und durch das Programm etwa 60.000 direkte Arbeitsplätze. Navkendar Singh von IDC sagt gegenüber TechCrunch, das Programm markiere einen Wandel von „mehr montieren“ hin zu Tiefe, Forschung und lokaler Wertschöpfung, und Indien sei bei der Endmontage stark, bleibe aber von importierten Komponenten abhängig.

Malaysia bietet ein drittes Modell. CNBC berichtete am 18. April 2024, der zweite Finanzminister Amir Hamzah Azizan habe gesagt, das Land lasse sich von der Konkurrenz aus China oder den Vereinigten Staaten nicht beirren, während es in die höherwertige Halbleiterfertigung einsteige. „Der Halbleiterbereich befindet sich jetzt im Aufschwung, und Malaysia wird davon profitieren“, sagte er zu CNBCs Karen Tso bei den Frühjahrstagungen des IWF in Washington. Malaysia hält laut einem am 18. Februar veröffentlichten Bericht der Malaysian Investment Development Authority, den CNBC zitiert, 13% des Weltmarkts für Chipverpackung, Montage und Testdienstleistungen. Der Minister sagte, Malaysia werde im Spitzensegment nicht direkt konkurrieren, und beschrieb die Chance als Diversifizierung der Lieferkette durch die Endnutzer.

Was Kapazität wirklich bedeutet

Setzt man das zusammen, wirkt die Kapazitätsfrage weniger wie ein einzelnes Rennen und mehr wie eine Reihe miteinander verknüpfter Beschränkungen. Der Bau von Fabs der Spitzenklasse bekommt die Ankündigungen. Doch die Waferstarts hängen auch von der Tiegelversorgung aus einer Handvoll Minen ab, davon, wie viele Stunden jede Prozessebene braucht, davon, ob es Montage- und Testkapazität an Orten wie Malaysia gibt, und davon, ob Länder wie Indien über die Endmontage hinaus zu Komponenten und Design kommen.

Nichts davon macht die Milliardensummen für Fabs falsch. Es macht sie unvollständig. Die nützliche Frage ist nicht, wie viel Geld zugesagt wird, sondern welche dieser Engpässe das Geld tatsächlich lockert.